Eleged van a szomszédok hangos zenéjéből, vagy egyszerűen csak szeretnél magad készíteni valami érdekes elektromos berendezést? Ezután megpróbálhat összeállítani egy egyszerű és kompakt elektromágneses impulzusgenerátort, amely képes letiltani a közelben lévő elektronikus eszközöket.

Az EMR-generátor olyan eszköz, amely képes rövid távú elektromágneses zavart generálni, amely az epicentrumából kifelé sugárzik, és ezáltal megzavarja az elektronikus eszközök működését. Egyes EMR-kitörések természetesen előfordulnak, például elektrosztatikus kisülés formájában. Vannak mesterséges EMP-kitörések is, például nukleáris elektromágneses impulzus.

BAN BEN ezt az anyagot Megmutatják, hogyan kell összeállítani egy kezdetleges EMP generátort általánosan elérhető elemek felhasználásával: forrasztópáka, forrasztóanyag, eldobható kamera, nyomógombos kapcsoló, szigetelt vastag rézkábel, zománcozott huzal és nagyáramú reteszes kapcsoló. A bemutatott generátor teljesítményét tekintve nem lesz túl erős, így nem biztos, hogy képes letiltani a komoly berendezéseket, de az egyszerű elektromos készülékeket érintheti, ezért ezt a projektet kezdő elektrotechnikai képzési projektnek kell tekinteni.

Tehát először el kell vinnie egy eldobható fényképezőgépet, például a Kodakot. Ezután meg kell nyitnia. Nyissa ki a házat, és keresse meg a nagy elektrolitkondenzátort. Tegye ezt dielektromos gumikesztyűvel, hogy elkerülje az áramütést, amikor a kondenzátor lemerül. Teljesen feltöltve akár 330 V-ot is mutathat. Voltmérővel ellenőrizze a feszültséget rajta. Ha még mindig van töltés, távolítsa el a kondenzátor kapcsait egy csavarhúzóval rövidre zárva. Legyen óvatos, rövidre zárva vaku jelenik meg jellegzetes pukkanással. A kondenzátor kisütése után távolítsa el az áramköri lapot, amelyre fel van szerelve, és keresse meg a kis be-/kikapcsoló gombot. Oldja ki, és forrassza a helyére a kapcsológombot.

Forrasszon két szigetelt rézkábelt a kondenzátor két kivezetésére. Csatlakoztassa a kábel egyik végét egy nagyáramú kapcsolóhoz. A másik végét egyelőre hagyd szabadon.

Most fel kell tekercselni a terhelési tekercset. Tekerje a zománcozott huzalt 7-15-ször egy 5 cm átmérőjű kerek tárgy köré. A tekercs kialakítása után tekerje be ragasztószalaggal, hogy biztonságosabb legyen a használata, de hagyjon két vezetéket kilógni a kapcsokhoz való csatlakozáshoz. Csiszolópapírral vagy éles pengével távolítsa el a zománcbevonatot a huzal végeiről. Csatlakoztassa az egyik végét a kondenzátor termináljához, a másik végét pedig egy nagyáramú kapcsolóhoz.

Most már elmondhatjuk, hogy a legegyszerűbb elektromágneses impulzusgenerátor készen áll. A feltöltéshez egyszerűen csatlakoztassa az akkumulátort a kondenzátor áramköri lapjának megfelelő érintkezőihez. Vigyen a tekercshez valamilyen hordozható elektronikus eszközt, amelyet nem bán, és nyomja meg a kapcsolót.

Az elektromágneses impulzusok (EMP) káros hatását a különböző vezetőkben indukált feszültségek és áramok okozzák. Az EMR hatása elsősorban az elektromos és rádióelektronikai berendezésekkel kapcsolatban jelentkezik. A legsebezhetőbbek a kommunikációs, jelző- és vezérlővonalak. Ilyenkor a szigetelés meghibásodása, a transzformátorok károsodása, a félvezető eszközök károsodása stb.

A KÉRDÉS TÖRTÉNETE ÉS A TUDÁS JELENLEGI ÁLLAPOT AZ EMP TERÜLETÉN

Annak érdekében, hogy megértsük az EMP-fenyegetettség problémáinak összetettségét és az ellene való védekezést szolgáló intézkedéseket, röviden át kell tekinteni ennek tanulmányozásának történetét. fizikai jelenségÉs jelen állapot tudás ezen a területen.

Az a tény, hogy a nukleáris robbanást szükségszerűen elektromágneses sugárzás kíséri, az elméleti fizikusok már az első nukleáris eszköz 1945-ös tesztje előtt is tisztában voltak. A nukleáris robbanások során a légkörben és világűr az EMR jelenlétét kísérletileg rögzítették mennyiségi jellemzők az impulzusok mérése nem volt kielégítő, egyrészt azért, mert nem volt olyan műszer, amely képes lenne kimutatni a rendkívül erős elektromágneses sugárzást egy kis idő(másodperc milliomod része), másodsorban azért, mert azokban az években az elektronikai berendezésekben csak elektromos vákuumkészülékeket használtak, amelyek kevéssé voltak érzékenyek az EMR hatásaira, ami csökkentette a vizsgálat iránti érdeklődést.

A félvezető eszközök, majd az integrált áramkörök, különösen az ezekre épülő digitális eszközök létrehozása, valamint az eszközök széles körű bevezetése az elektronikus haditechnikai eszközökbe arra kényszerítette a katonai szakembereket, hogy az EMP veszélyét másként értékeljék. 1970 óta a fegyvervédelmi kérdések ill katonai felszerelés Az EMP-ből a Honvédelmi Minisztérium kezdett a legmagasabb prioritásúnak tekinteni.

Az EMR létrehozásának mechanizmusa a következő. Nál nél atomrobbanás Gamma- és röntgensugárzás keletkezik, és neutronfluxus jön létre. A gammasugárzás a légköri gázok molekuláival kölcsönhatásba lépve úgynevezett Compton elektronokat üt ki belőlük. Ha a robbanást 20-40 km magasságban hajtják végre, akkor ezeket az elektronokat befogja a Föld mágneses tere, és a távvezetékek Ez a mező olyan áramokat hoz létre, amelyek EMR-t generálnak. Ebben az esetben az EMR mező koherensen összegződik felé a Föld felszíne, azaz A Föld mágneses tere hasonló szerepet játszik, mint egy fázissoros antenna. Ennek eredményeként a térerősség, következésképpen az EMR amplitúdója meredeken megnő a robbanás epicentrumától délre és északra eső területeken. A folyamat időtartama a robbanás pillanatától számítva 1-3 és 100 ns között van.

A következő, körülbelül 1 μs-tól 1 s-ig tartó szakaszban az ismétlődő visszavert gamma-sugárzás hatására a molekulákból kiütő Compton-elektronok hoznak létre EMR-t, és ezeknek az elektronoknak a robbanás során kibocsátott neutronárammal való rugalmatlan ütközése miatt.

Ebben az esetben az EMR intenzitás körülbelül három nagyságrenddel alacsonyabb, mint az első szakaszban.

Az utolsó szakaszban, amely a robbanás után 1 másodperctől néhány percig tart, az EMR-t a zavarok által keltett magnetohidrodinamikai hatás generálja. mágneses mező Föld egy vezető tűzgömb robbanással. Az EMR intenzitása ebben a szakaszban nagyon alacsony, és kilométerenként több tíz voltot tesz ki.

A rádióelektronikai berendezésekre a legnagyobb veszélyt az EMR generálás első szakasza jelenti, amelynél a törvénynek megfelelően elektromágneses indukció Az impulzusamplitúdó rendkívül gyors növekedése miatt (a maximumot a robbanás után 3-5 ns-el érik el) az indukált feszültség a földfelszín szintjén elérheti a több tíz kilovoltot méterenként, fokozatosan csökkenve az epicentrumtól való távolsággal. a robbanást.

A vezetőkben az EMR által indukált feszültség amplitúdója arányos a terében elhelyezkedő vezető hosszával és függ a feszültségvektorhoz viszonyított orientációjától elektromos mező. Így a nagyfeszültségű vezetékekben az EMR térerősség elérheti az 50 kV/m-t, ami akár 12 ezer amperes áramok megjelenéséhez is vezethet bennük.

EMP-k más típusú nukleáris robbanások során is keletkeznek – levegőben és földön. Elméletileg megállapították, hogy ezekben az esetekben annak intenzitása a robbanás térbeli paramétereinek aszimmetria mértékétől függ. Ezért a légrobbanás a legkevésbé hatékony az EMP előállítása szempontjából. A földi robbanás EMP-je nagy intenzitású lesz, de gyorsan csökken, ahogy távolodik az epicentrumtól.

Mivel a kisáramú áramkörök és az elektronikus eszközök általában több voltos feszültségen és több tíz milliamperes áramerősséggel működnek, az elektromágneses zavarokkal szembeni abszolút megbízható védelmük érdekében biztosítani kell a kábelek áramainak és feszültségeinek mértékének csökkentését. hat nagyságrenddel.

LEHETSÉGES MÓDOK AZ EMP VÉDELEM PROBLÉMÁJÁNAK MEGOLDÁSÁRA

Az EMR elleni ideális védelem az lenne, ha azt a helyiséget, amelyben a rádióelektronikai berendezés található, teljesen lefednénk egy fémképernyővel. Ugyanakkor nyilvánvaló, hogy bizonyos esetekben gyakorlatilag lehetetlen ilyen védelmet biztosítani, mert A berendezések működéséhez gyakran szükséges az elektromos kommunikáció biztosítása külső eszközökkel. Ezért kevésbé megbízható védelmi eszközöket alkalmaznak, mint például az ablakok vezetőképes háló- vagy fóliaburkolatai, a légbeömlő- és szellőzőnyílások méhsejt-fémszerkezetei, valamint az ajtók és a nyílások kerülete mentén elhelyezett kontaktrugós tömítések.

Bonyolultabb műszaki problémának tekintik az EMR-nek a különféle kábelbevezetéseken keresztül a berendezésekbe való behatolása elleni védelmet. A probléma radikális megoldása lehet az elektromos kommunikációs hálózatokról az EMR által gyakorlatilag nem érintett száloptikai hálózatokra való átállás. A félvezető eszközöket az általuk ellátott funkciók teljes körében elektro-optikai eszközökre cserélni azonban csak a távoli jövőben lehetséges. Ezért jelenleg a szűrőket, köztük a szálszűrőket, valamint a szikraközöket, a fém-oxid varisztorokat és a nagy sebességű Zener-diódákat használják a legszélesebb körben a kábelbevezetések védelmére.

Mindezeknek az eszközöknek vannak előnyei és hátrányai is. Így a kapacitív-induktív szűrők meglehetősen hatékonyak az alacsony intenzitású EMI elleni védelemben, a szálszűrők pedig az ultramagas frekvenciák viszonylag szűk tartományában A szikraközök jelentős tehetetlenséggel rendelkeznek, és elsősorban a feszültségek, ill. a repülőgép burkolatában, a berendezés burkolatában és a kábelburkolatban indukált áramok.

A fém-oxid varisztorok olyan félvezető eszközök, amelyek nagy feszültségen jelentősen növelik vezetőképességüket. Ha azonban ezeket az eszközöket elektromágneses zavarok elleni védelemként használják, figyelembe kell venni azok elégtelen teljesítményét és jellemzőik romlását ismételt terhelés hatására. Ezek a hátrányok hiányoznak a nagy sebességű Zener-diódákból, amelyek működése az ellenállás éles, lavinaszerű változásán alapul, viszonylag nagy értékről majdnem nullára, amikor a rájuk kapcsolt feszültség egy bizonyos küszöbértéket meghalad. Ezenkívül a varisztorokkal ellentétben a Zener-diódák jellemzői nem romlanak ismételt nagyfeszültségnek való kitettség és üzemmódváltás után.

A kábeltömszelencék EMI elleni védelmi eszközeinek tervezésének legracionálisabb megközelítése olyan csatlakozók létrehozása, amelyek kialakítása speciális intézkedéseket tartalmaz a szűrőelemek kialakításának és a beépített Zener-diódák felszerelésének biztosítására. Ez a megoldás nagyon kis kapacitás- és induktivitásértékek elérését segíti elő, amelyek szükségesek ahhoz, hogy védelmet nyújtsanak a rövid időtartamú impulzusok ellen, és ezért erős nagyfrekvenciás komponens. A hasonló kialakítású csatlakozók használata megoldja a védőeszköz súly- és méretjellemzőinek korlátozásának problémáját.

Faraday ketrec- berendezés külső elektromágneses mezőktől való árnyékolására. Általában ez egy földelt ketrec, amely erősen vezető anyagból készül.

A Faraday-ketrec működési elve nagyon egyszerű - amikor egy zárt elektromosan vezető héj elektromos mezőbe kerül, a héj szabad elektronjai ennek a mezőnek a hatására elkezdenek mozogni. Ennek eredményeként a cella ellentétes oldalai töltéseket vesznek fel, amelyek mezője kompenzálja a külső mezőt.

A Faraday-ketrec csak az elektromos mezők ellen véd. A statikus mágneses tér behatol a belsejébe. A változó elektromos mező változó mágneses mezőt hoz létre, amely viszont változó elektromos mezőt hoz létre. Ezért, ha a változó elektromos mezőt Faraday-ketrec segítségével blokkolják, akkor sem jön létre változó mágneses mező.

A nagyfrekvenciás tartományban azonban egy ilyen képernyő működése a visszaverődésen alapul elektromágneses hullámok a képernyő felületétől és vastagságában a nagyfrekvenciás energia csillapítása az örvényáramok okozta hőveszteségek miatt.

A Faraday-ketrec elektromágneses sugárzás elleni védőképességét a következők határozzák meg:
az anyag vastagsága, amelyből készült;
felületi hatás mélysége;
a benne lévő nyílások méretének és a külső sugárzás hullámhosszának aránya.
A kábel árnyékolásához létre kell hozni egy Faraday kalitkát, amely az árnyékolt vezetékek teljes hosszában nagy vezetőképességű felülettel rendelkezik. A Faraday-ketrec hatékony működéséhez a rácscella méretének lényegesen kisebbnek kell lennie annak a sugárzásnak a hullámhosszánál, amelytől védelem szükséges. A készülék működési elve az elektronok elektromágneses tér hatására egy vezetőben történő újraelosztásán alapul.

A külföldi sajtó hangsúlyozza, hogy a kísérleti adatok hiánya nagymértékben megnehezíti az EMR károsító tényezőinek kiszámítását és az ellene védekező intézkedések meghatározását. Ez nagyban hozzájárul ahhoz matematikai modellezés EMR generálási folyamatok számítógépen. ábrán. A 3. ábra egy ilyen modellezés eredményét mutatja be a világűrben történt atomrobbanás háromdimenziós képe. Ilyen modellezéssel, valamint elméleti számítások alapján külföldi szakértők megállapították, hogy az indukált EMR intenzitásértéke (50 kV/m) a lehető legnagyobbnak tekinthető. Ez a körülmény az egyik kritérium lett az EMP elleni védelmi eszközök kialakításakor. További kritériumok az EMI élének időtartama (3-5 ns) és teljes időtartama (kb. 1 μs), aminek következtében az EMI elleni védelemben a tranziens folyamatok ideje nem haladhatja meg a több nanoszekundumot, és a letörési szilárdságuk olyan legyen, hogy néhány mikroszekundumig elviselje a több tíz kilovoltos feszültséget. Ezeket a kritériumokat figyelembe véve az Egyesült Államokban fejlesztették ki a MILSTD-2169 katonai szabványt, amely egy nomogram az EMR-szintek kiszámításához a robbanás magasságától, erejétől és a védett objektumnak a robbanás epicentrumától való távolságától függően. . A szabvány gyakorlati használatához ismerni kell a különböző eszközök, eszközök és áramkörök ellenállását az EMR hatásaival szemben egy bizonyos intenzitású, valamint a védőfelszerelések hatékonyságát. Mivel az ilyen adatok föld alatti nukleáris kísérletek során történő gyűjtése technikailag nagyon bonyolult és költséges, a kísérleti adatok gyűjtésének problémáját a fizikai modellezés módszereivel és eszközeivel oldják meg.
A kapitalista országok közül az Egyesült Államok vezető szerepet tölt be a nukleáris robbanásos EMP szimulátorok fejlesztésében és gyakorlati felhasználásában.
Az ilyen szimulátorok speciális emitterekkel rendelkező elektromos generátorok, amelyek olyan elektromágneses teret hoznak létre, amelynek paraméterei közel állnak a valódi EMR jellemzőihez. A sugárzó lefedettségi területén helyezzük el a vizsgálandó tárgyat és a térintenzitást, annak frekvenciaspektrumát és az expozíció időtartamát rögzítő műszereket.
Az egyik ilyen szimulátor, amelyet a Kirtland légibázison (Új-Mexikó) telepítettek, az ábrán látható. 4. Úgy tervezték, hogy szimulálja az EMR hatását egy repülőgépre és annak berendezésére repülés közben, és használható olyan nagy repülőgép, Hogyan
egy B-52-es bombázó vagy egy Boeing 747-es polgári repülőgép.
Jelenleg létrejött és működő nagyszámú EMP szimulátorok repülési, űr-, hajó- és földi katonai felszerelések tesztelésére. Mindazonáltal úgy vélik, hogy ezek mindegyike nem teremti meg teljes mértékben a nukleáris robbanásból származó EMR-expozíció valós körülményeit, mivel az emitterek, generátorok és áramforrások jellemzői korlátozzák a sugárzás frekvenciaspektrumát, teljesítményét és teljesítményét. a pulzusemelkedés üteme. A külföldi sajtó ugyanakkor megjegyzi, hogy még ezekkel a korlátozásokkal is meglehetősen teljes és megbízható adatokhoz lehet jutni a félvezető eszközök hibáiról, működési hibáiról stb., valamint a különböző védőeszközök hatékonyságáról. eszközöket. Ezen túlmenően az ilyen tesztek lehetővé tették a rádióelektronikai berendezéseken az EMR-nek való kitettség különböző módjaiból eredő veszélyek számszerűsítését.
Az elektromágneses tér elmélete azt mutatja, hogy a földi berendezések ilyen utak mindenekelőtt a különböző antennaeszközök és az áramellátó rendszer kábelbemenetei, valamint a légi, ill. űrtechnológia- antennák, valamint a burkolatban indukált áramok, valamint a nem vezető anyagból készült kabinok és nyílások üvegezésén áthatoló sugárzás. Elméletileg kiszámították és kísérletileg alátámasztották, hogy az EMR által indukált áramok a föld feletti és a föld feletti, több száz és ezer kilométer hosszúságú tápkábelekben elérhetik a több ezer ampert, és az ilyen kábelek nyitott áramkörében keletkező feszültségek a milliókat is elérhetik. volt. Az antenna bemenetekben, amelyek hossza nem haladja meg a tíz métert, az EMI által kiváltott áramok több száz amper is lehetnek. A dielektromos anyagokból készült szerkezetek elemein (árnyékolatlan falak, ablakok, ajtók stb.) közvetlenül áthatoló EMR több tíz amperes áramot indukálhat a belső elektromos vezetékekben. A repülőgép bőrében és az ultrahosszú hullámú kommunikációs antennában indukált áramerősség akár 1000A is lehet, ami a belső fedélzeti hálózatban 1 - 10 A erősségű áramok kialakulásához vezet. Mivel a gyengeáramú áramkörök, ill. az elektronikai eszközök általában több voltos feszültségen és akár több tíz milliamperes áramerősséggel működnek, majd a külföldi sajtó azt állítja, hogy az EMP elleni abszolút megbízható védelem érdekében biztosítani kell a tápkábelekben indukált áramok és feszültségek nagyságának csökkentését. legfeljebb hat nagyságrenddel. Az EMR elleni ideális védelem az lenne, ha azt a helyiséget vagy burkolatot, amelyben a rádióelektronikai berendezés található, teljesen lefedjük egy fémképernyővel. Ugyanakkor nyilvánvaló, hogy a gyakorlatban bizonyos esetekben lehetetlen ilyen védelmet biztosítani, mivel a berendezés működéséhez gyakran szükséges a külső eszközökhöz való elektromos csatlakoztatás.
Ezért kevésbé megbízható védelmi eszközöket alkalmaznak, mint például az ablakok vezetőképes háló- vagy fóliaburkolatai, a légbeömlő- és szellőzőnyílások méhsejt-fémszerkezetei, valamint az ajtók és a nyílások kerülete mentén elhelyezett kontaktrugós tömítések.
Bonyolultabb műszaki problémának tekintik az EMR-nek a különféle kábelbevezetéseken keresztül a berendezésekbe való behatolása elleni védelmet. Külföldi szakértők szerint a probléma radikális megoldása lehet az elektromos kommunikációs hálózatokról az EMR által gyakorlatilag nem érintett száloptikai hálózatokra való átállás. A félvezető eszközök cseréje azonban az általuk ellátott funkciók teljes körében elektro-optikai eszközökre
csak a távoli jövőben lehetséges. Ezért a kábelbevezetések védelmére jelenleg a legszélesebb körben használt szűrők a hullámvezető szűrők, valamint a szikraközök, a fém-oxid varisztorok és a nagy sebességű Zener-diódák. Mindezeknek az eszközöknek vannak előnyei és hátrányai is. Így a kapacitív-induktív szűrők meglehetősen hatékony védelmet nyújtanak az alacsony intenzitású EMI-vel szemben, a hullámvezető szűrők pedig az ultramagas frekvenciák viszonylag szűk tartományában. A szikraközök jelentős tehetetlenséggel rendelkeznek, és elsősorban a repülőgép burkolatában, a berendezés burkolatában és a kábelköpenyben indukált feszültségek és áramok hatására fellépő túlterhelések elleni védelemre alkalmasak.
Viszonylag a közelmúltban hoztak létre fém-oxid varisztorokat, amelyek olyan félvezető eszközök, amelyek nagy feszültségen élesen növelik vezetőképességüket. Mindazonáltal úgy gondolják, hogy az ilyen eszközök elektromágneses zavarok elleni védelemként történő használatakor figyelembe kell venni azok nem kellően magas teljesítményét és jellemzőik romlását, amikor ismételt terhelésnek vannak kitéve. Ezek a hátrányok hiányoznak a nagy sebességű Zener-diódákból, amelyek működése az ellenállás éles, lavinaszerű változásán alapul, viszonylag nagy értékről majdnem nullára (zárlati mód), amikor a rájuk kapcsolt feszültség meghalad egy bizonyos küszöbértéket. . Ennek a folyamatnak a sebessége a modern Zener-diódákban körülbelül 10E-9s, az elméleti határ pedig akár a 10E-12s-ot is elérheti. Ezenkívül a varisztorokkal ellentétben a Zener-dióda jellemzői nem romlanak ismételt nagyfeszültségnek és üzemmódváltásnak kitéve. Amint azt a külföldi sajtó megjegyzi, a kábeltömszelencék EMI elleni védelmi eszközeinek tervezésének legracionálisabb megközelítése olyan csatlakozók létrehozása, amelyek kialakítása speciális intézkedéseket tartalmaz a szűrőelemek kialakítására és a beépített Zener-diódák felszerelésére. Hasonló csatlakozót készített az International Telephone and Telegraph Corporation a Phoenix levegő-levegő rakétához (5. ábra). A csatlakozó keresztmetszetén jól látható a Zener dióda közvetlenül az áramvezető érintkezőn való rögzítése és a csatlakozó frekvenciaszűrőt alkotó szerkezeti elemei (minden érintkező egy ferritgyűrűn belül halad át, amely induktorként működik, amelynek mindkét oldalán a szűrőkondenzátorok „ostya” kondenzátorai vannak). Ez a kialakítás nagyon alacsony kapacitás- és induktivitásértékek elérését segíti elő, amelyek szükségesek a rövid időtartamú impulzusok elleni védelem biztosításához, és ezért erős, nagyfrekvenciás összetevőt jelentenek.
Úgy gondolják, hogy a hasonló kialakítású csatlakozók használata megoldja a védőeszköz súly- és méretjellemzőinek korlátozásának problémáját. Hogy mennyire fontos ez a körülmény, azt a nyugati sajtóban közölt alábbi példa alapján ítélhetjük meg. Ha hagyományos rádióalkatrészek használatával védelmi eszközt hoz létre négy szabványos csatlakozóhoz, amelyek mindegyike 128 érintkezővel rendelkezik (ami tipikusnak tekinthető modern eszközökkel számítógépes technológia), egy 1024 kondenzátorból, 512 induktorból és 512 diódából álló áramkörre lenne szükség.
Példát adunk a repülési elektronikai berendezések új csatlakozóinak gyakorlati alkalmazására is. Egy ipari céget felkértek, hogy módosítson egy katonai helikoptert a haditengerészet számára. A tesztelés során kiderült, hogy a fedélzeti berendezés meghibásodása miatt a repülőgép-hordozóra nem lehetett eljutni ebben a helyzetben a hajó rádióelektronikai berendezéseinek erős sugárzása miatt. Miután a helikopter felszerelésében számos csatlakozót EMI védelmi eszközökkel felszerelt újakra cseréltek, a probléma nagyrészt megoldódott.
Az EMP elleni védelem probléma megoldásának bonyolultsága és az erre a célra kifejlesztett eszközök és módszerek magas költsége arra kényszerítette az amerikai parancsnokságot, hogy eleinte a különösen fontos fegyverrendszerekben és katonai felszerelésekben történő szelektív felhasználásukra kényszerítette őket. Az első ilyen irányú célzott munka a Minuteman, Poseidon és Polaris rakétarendszerek EMP védelmi programja volt.
Amerikai szakértők szerint ezek a rendszerek szinte abszolút védelemmel rendelkeznek. A nem stratégiai fegyverrendszerekben a probléma megoldódott
a működésük szempontjából legfontosabb, illetve az EMR-nek kitett eszközök és elemek megbízható védelmének biztosításával.
Ugyanezt az utat választották a kiterjedt vezérlési és kommunikációs rendszerek védelmére. A külföldi szakértők azonban a probléma megoldásának fő módszerének az úgynevezett elosztott kommunikációs hálózatok (például „Gwen”) létrehozását tartják, amelyek első elemeit már az Egyesült Államok kontinentális részén telepítették.
Az EMR probléma jelenlegi állását a nyugati sajtó a következőképpen értékeli. Az EMR keletkezésének mechanizmusai és károsító hatásának paraméterei elméletileg és kísérletileg is kellőképpen tanulmányozottak. Kidolgozták a berendezések biztonsági szabványait, és ismertek a hatékony védelmi eszközök. A rendszerek és berendezések EMP elleni védelmének megbízhatóságába vetett kellő bizalom elérése érdekében azonban szimulátor segítségével teszteket kell végezni. Különösen a repülőgépek, rakéták, műholdak, az egyes hajóberendezések, valamint a kommunikációs és vezérlőrendszer-berendezések zajlanak már ezeken. Úgy gondolják, hogy a speciálisan a teszthajón elhelyezett Impress-2 szimulátor építésének befejezése után jelentősen bővülnek a hajóberendezések tesztelésének lehetőségei. Ami a kommunikációs és vezérlőrendszerek teljes körű tesztelését illeti, ez a feladat külföldi szakértők szerint belátható időn belül valószínűleg nem fog megoldódni.
Külföldi sajtóértesülések szerint nem csak atomrobbanás eredményeként jöhet létre erős EMP. Jelenleg néhányban nyugati országok Folynak a munkálatok az elektromágneses sugárzás impulzusainak generálására magnetohidrodinamikus eszközökkel, valamint nagyfeszültségű kisülésekkel. Ezért a rádióelektronikai berendezések EMP hatásaitól való védelmének kérdése továbbra is a NATO-országok tudományos és műszaki szakembereinek figyelmének középpontjában áll, függetlenül a nukleáris leszerelésről szóló tárgyalások eredményétől.

A nukleáris robbanást erős, rövid impulzus formájában megjelenő elektromágneses sugárzás kíséri, amely elsősorban elektromos és elektronikus berendezéseket érint.

Az elektromágneses impulzusok (EMP) előfordulásának forrásai. Az EMR természeténél fogva, bizonyos feltételezések mellett, összehasonlítható vele elektromágneses mező közeli villámlás, ami interferenciát okoz a rádióvevőknek. A hullámhossz 1 és 1000 m között van vagy több. Az EMR főként a robbanás során keletkező gamma-sugárzás és az atomok kölcsönhatása eredményeként jön létre. környezet.

Amikor a gamma-sugarak kölcsönhatásba lépnek a közeg atomjaival, az utóbbiak energiaimpulzust adnak át, amelynek kis részét az atomok ionizálására, a fő részét pedig a kommunikációra fordítják. előre mozgás ionizáció eredményeként keletkező elektronok és ionok. Mivel az elektron lényegesen több energiát ad át, mint egy ion, valamint a nagy tömegkülönbség miatt az elektronok több Magassebesség ionokhoz képest. Feltételezhetjük, hogy az ionok gyakorlatilag a helyükön maradnak, és az elektronok a robbanás középpontjától sugárirányban a fénysebességhez közeli sebességgel távolodnak el tőlük. Így a térben egy ideig a pozitív és negatív töltések szétválása következik be.

Tekintettel arra, hogy a légsűrűség a légkörben a magassággal csökken, az eloszlás aszimmetriája a robbanás helyét körülvevő területen. elektromos töltés(elektronáramlás). Az elektronáramlás aszimmetriája felmerülhet magának a gammasugár-áramlásnak a bombahéj eltérő vastagságából adódó aszimmetriájából, valamint a Föld mágneses tere és egyéb tényezők jelenlétéből is. Az elektromos töltés (elektronáramlás) aszimmetriája a robbanás helyén a levegőben áramimpulzust okoz. Ugyanúgy elektromágneses energiát bocsát ki, mintha egy sugárzó antennán keresztül vezetné át.

Azt a régiót, ahol a gamma-sugárzás kölcsönhatásba lép a légkörrel, EMR-forrás régiónak nevezzük. A földfelszín közelében lévő sűrű légkör korlátozza a gamma-sugárzás eloszlásának területét (az átlagos szabad út több száz méter). Ezért földi robbanás esetén a forrásterület mindössze néhány négyzetkilométernyi területet foglal el, és megközelítőleg egybeesik azzal a területtel, ahol a nukleáris robbanás egyéb káros tényezői ki vannak téve.

Egy nagy magasságban végrehajtott nukleáris robbanás során a gamma-sugarak több száz kilométert is megtehetnek, mielőtt kölcsönhatásba lépnének a levegőmolekulákkal, és ritkulása miatt mélyen behatolnak a légkörbe. Ezért az EMR forrásterület mérete nagy. Így egy 0,5-2 millió tonna teljesítményű lőszer nagy magasságban történő robbantásával akár 1600-3000 km átmérőjű és kb. 20 km vastagságú EMP forrásterület is kialakítható, melynek alsó határa 18-20 km magasságban fog elhaladni (1.4. ábra).

Rizs. 1.4. Az EMP helyzet főbb lehetőségei: 1 - EMP helyzet a forrásterületen és sugárzási mezők kialakulása földi és légi robbanásokból; 2 - földalatti EMP helyzet bizonyos távolságra a robbanástól a felszín közelében; 3 - EMP helyzet nagy magasságban robbanás.

A forrásterület nagy mérete egy nagy magasságú robbanás során intenzív, lefelé irányuló EMR-t generál a Föld felszínének jelentős részén. Emiatt nagyon nagy terület kerülhet olyan erős EMP befolyás körülményei közé, ahol a nukleáris robbanás egyéb károsító tényezőinek gyakorlatilag nincs hatása.

Így a nagy magasságban végrehajtott nukleáris robbanások során a nukleáris károk forrásán kívül található nyomtatási tárgyakat erősen befolyásolhatja az EMR.

Az EMR főbb, a károsító hatást meghatározó paraméterei az elektromos és mágneses mező erősségének időbeli változásának jellege - az impulzus alakja és a maximális térerősség - az impulzus amplitúdója.

Egy földi nukleáris robbanás EMR-je a robbanás középpontjától akár több kilométeres távolságban is egyetlen jel, meredek elülső éllel és több tíz ezredmásodperces időtartammal (1.5. ábra).

Rizs. 1.5. Az elektromágneses impulzus térerősségének változása: a - kezdeti fázis; b - fő fázis; c az első kvázi félciklus időtartama.

Az EMR energia széles frekvenciatartományban oszlik meg, több tíz hertztől több megahertzig. A spektrum nagyfrekvenciás része azonban az impulzusenergiának egy kis részét tartalmazza; energiájának nagy része 30 kHz-ig terjedő frekvencián keletkezik.

Az EMR amplitúdója ebben a zónában nagyon nagy értékeket érhet el - levegőben, méterenként több ezer voltot kis teljesítményű lőszerek robbanásakor és több tízezer voltot méterenként nagy teljesítményű lőszerek robbanásakor. Talajban az EMR amplitúdója elérheti a több száz, illetve több ezer voltot méterenként.

Mivel az EMP amplitúdója a távolság növekedésével gyorsan csökken, a földi nukleáris robbanásból származó EMP csak néhány kilométerre hat a robbanás középpontjától; tovább hosszútáv csak rövid távú negatív hatással van a rádióberendezések működésére.

Alacsony légrobbanás esetén az EMP paraméterek alapvetően ugyanazok maradnak, mint a földi robbanásnál, de a robbanás magasságának növekedésével a talajfelszínen az impulzus amplitúdója csökken.

Alacsony, 1 millió tonnás erejű légrobbanással a káros térerősségű EMR legfeljebb 32 km, 10 millió tonna - 115 km sugarú területen terjed.

Az EMR amplitúdója a föld alatti és víz alatti robbanásoknál lényegesen kisebb, mint az EMR amplitúdója a légköri robbanásoknál, így káros hatása föld alatti és víz alatti robbanásokban gyakorlatilag nem nyilvánul meg.

Az EMR káros hatását a levegőben, a talajban és más tárgyak berendezésein elhelyezkedő vezetőkben fellépő feszültségek és áramok okozzák.

Mivel az EMR amplitúdója a távolság növekedésével gyorsan csökken, káros hatása több kilométerre van egy nagy kaliberű robbanás középpontjától (epicentrumától). Így egy 1 Mt erejű földi robbanásnál az EMR elektromos tér függőleges komponense 4 km távolságban 3 kV/m, 3 km távolságban 6 kV/m, 2 km-en pedig - 13 kV/m.

Az EMR-nek nincs közvetlen hatása az emberre. EMR-energia vevők - elektromos áramot vezető testek: minden felső és földalatti kommunikációs vezeték, vezérlővezeték, riasztó (mivel elektromos szilárdsága nem haladja meg a 2-4 kV DC feszültséget), erőátvitel, fémoszlopok és támasztékok, légi és földalatti antennaeszközök, föld feletti és földalatti turbina csővezetékek, fémtetők és egyéb fémszerkezetek. A robbanás pillanatában a másodperc töredékéig elektromos áramimpulzus jelenik meg bennük, és a talajhoz képest potenciálkülönbség jelenik meg. Ezen feszültségek hatására a következők fordulhatnak elő: kábelszigetelés meghibásodása, antennákhoz, lég- és földalatti vezetékekhez csatlakoztatott berendezések bemeneti elemeinek károsodása (kommunikációs transzformátorok meghibásodása, levezetők, biztosítékok meghibásodása, félvezető eszközök károsodása stb.). , valamint a vezetékekben található biztosítékok kiégése a berendezések védelme érdekében elektromos potenciálok a talajhoz viszonyítva a képernyőkön, kábelmagokon, antennaadagolókon és vezetékes kommunikációs vonalakon előforduló veszélyt jelenthet a berendezést kiszolgáló személyekre.

Az EMP a legnagyobb veszélyt a különleges védelemmel nem ellátott berendezésekre jelenti, még akkor is, ha különösen erős szerkezetekben helyezkednek el, amelyek ellenállnak a nukleáris robbanás lökéshullámának nagy mechanikai terheléseinek. Az ilyen berendezések EMR-je a fő károsító tényező.

A több tíz és több száz kW feszültségre tervezett távvezetékek és berendezéseik ellenállnak az elektromágneses impulzusok hatásának.

Figyelembe kell venni a pillanatnyi gamma-sugárzás és az EMR impulzusának egyidejű hatását is: az első hatására az anyagok vezetőképessége növekszik, a második hatására pedig további. elektromos áramok. Ezenkívül figyelembe kell venni egyidejű hatásukat a robbanásveszélyes területen található összes rendszerre.

Magas elektromos feszültség keletkezik (indukálódik) a kábeleken és a felsővezetékeken, amelyek az elektromágneses sugárzás erős impulzusainak zónájában vannak. Az indukált feszültség károsíthatja a berendezés bemeneti áramköreit e vezetékek meglehetősen távoli szakaszain.

Az EMR kommunikációs vonalakra és a hozzájuk kapcsolódó berendezésekre gyakorolt ​​hatásának természetétől függően a következő védelmi módszerek javasoltak: kétvezetékes szimmetrikus, egymástól és a földtől jól szigetelt kommunikációs vezetékek alkalmazása; az egyvezetékes külső kommunikációs vonalak használatának kizárása; földalatti kábelek árnyékolása réz-, alumínium-, ólomköpennyel; egységek és berendezéselemek elektromágneses árnyékolása; különféle típusú védőbemeneti eszközök és villámvédelmi berendezések használata.

Stb.). Az elektromágneses impulzusok (EMP) káros hatását a különböző vezetőkben indukált feszültségek és áramok okozzák. Az EMR hatása elsősorban az elektromos és rádióelektronikai berendezésekkel kapcsolatban jelentkezik. A legsebezhetőbbek a kommunikációs, jelző- és vezérlővonalak. Ilyenkor a szigetelés meghibásodása, a transzformátorok károsodása, a félvezető eszközök károsodása stb. léphet fel.. Egy nagy magasságban bekövetkező robbanás zavart okozhat ezekben a vezetékekben nagyon nagy területeken. Az EMI elleni védelem a tápvezetékek és berendezések árnyékolásával valósul meg.

Lásd még

Irodalom

• V. M. Lobarev, B. V. Zamislajev, E. P. Maslin, B. A. Silobreev. A nukleáris robbanás fizikája: A robbanás hatása. - M.: Tudomány. Fizmatlit., 1997. - T. 2. - 256 p. - ISBN 5-02-015125-4
• Szerzők csapata. Nukleáris robbanás az űrben, a földön és a föld alatt. - Katonai Könyvkiadó, 1974. - 235 p. - 12.000 példány.
• Ricketts LW, Bridges JE. Mailetta J. Az elektromágneses impulzus és a védelem módszerei / Ford. angolról - Atomizdat, 1979. - 328 p.

Wikimédia Alapítvány. 2010.

Nézze meg, mi az „elektromágneses impulzus” más szótárakban:

Lásd: Elektromágneses impulzus. EdwART. A Sürgősségi Helyzetek Minisztériumának kifejezési szótára, 2010 ... Szótár vészhelyzetekről

elektromágneses impulzus- EMI Az elektromágneses interferencia szintjének változása egy olyan időtartam alatt, amely arányos a tranziens folyamat kialakulásának idejével azon műszaki eszközökben, amelyekre ez a változás hatással van. [GOST 30372-95] Témák: elektromágneses... ...

elektromágneses impulzus- elektromagnetinis impulsas statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Galingi trumpalaikiai elektromagnetiniai laukai, kurie atsiranda orinių ir aukštybinių branduolinių sprogimų metu; branduolinio sprogimo naikinamasis veiksnys … Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

elektromágneses impulzus- elektromagnetinis impulsas statusas T terület Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Trumpalaikis elektromagnetinis laukas. atitikmenys: engl. elektromágneses impulzus vok. elektromagnetischer Impuls, m rus. elektromágneses impulzus, m pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

elektromágneses impulzus- elektromagnetinis impulsas statusas T terület fizika atitikmenys: engl. elektromágneses impulzus vok. elektromagnetischer Impuls, m rus. elektromágneses impulzus, m pranc. impulsion electromagnétique, f … Fizikos terminų žodynas

Elektromágneses impulzus- rövid távú elektromágneses tér, amely egy nukleáris fegyver robbanása során keletkezik a gamma-sugárzás és a nukleáris robbanás során kibocsátott neutronok kölcsönhatása következtében a környezet atomjaival. A nukleáris fegyverek káros tényezője;… … Katonai szakkifejezések szószedete

Elektromágneses impulzus- 1. Az elektromágneses interferencia szintjének változása a tranziens folyamat létrejöttének idejével arányos időtartam alatt a változás által érintett műszaki eszközökben A dokumentumban használt: GOST 30372 95 Kompatibilitás... ... Távközlési szótár

Az elektromágneses impulzus (EMP) a nukleáris fegyverek, valamint bármely más EMP-forrás (például villámcsapás, speciális elektromágneses fegyverek, nagy teljesítményű elektromos berendezések rövidzárlata vagy közeli villanás) káros tényezője. Wikipédia

Rövid távú elektromágneses mező, amely egy nukleáris fegyver robbanása során keletkezik a gamma-sugárzás és a nukleáris robbanás során kibocsátott neutronok kölcsönhatása következtében a környezet atomjaival. Egy elektromágneses impulzus frekvenciaspektruma... ...Tengeri szótár

elektrosztatikus kisülésekből származó elektromágneses impulzus- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Angol-orosz elektrotechnikai és energetikai szótár, Moszkva, 1999] Villamosmérnöki témakörök, alapfogalmak EN elektrosztatikus kisülés elektromágneses impulzus ... Műszaki fordítói útmutató

Könyvek

• , Gurevics Vlagyimir Igorevics. A katonai nukleáris programok fejlődésének története a Szovjetunióban és az USA-ban, a hírszerzés szerepe a nukleáris fegyverek létrehozásában a Szovjetunióban, az elektromágneses impulzus észlelése nukleáris robbanás során (EMP),...
• Nagy magasságú nukleáris robbanás elektromágneses impulzusa és az elektromos berendezések védelme tőle, Gurevich Vladimir Igorevics. Mesél a Szovjetunió és az USA katonai nukleáris programjainak fejlődésének történetéről, a hírszerzés szerepéről a Szovjetunió nukleáris fegyvereinek létrehozásában, az elektromágneses impulzus észleléséről nukleáris robbanás (EMP) során,...