电磁脉冲炸弹,又称高能微波炸弹,它本身没有动力。其特点是:专门摧毁指挥、控制和通讯用电子设备以及计算机目标。炸弹上的电波发射器,可以在十亿分之一秒的瞬间放射出数十亿瓦威力的微波,威力相当于核子爆炸所放出的电磁波。可以穿透地下防御工事,沿着电缆与空调的孔道,足以瘫痪所有的地下防御工事、电力供应、电话通信、电视传播以及计算机等系统,但是不会伤害到人的性命。
电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”, 它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲,覆盖面积大,频谱范围宽,几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子部件的武器系统。对于隐蔽在地下的电子系统,电磁脉冲炸弹也有办法。它产生的强电磁脉冲可以通过暴露在地面上的天线等设备产生感应电流,一直钻进地下,破坏地下设备的核心部分。
高强度电磁脉冲对电子设备的独特破坏力,是美国进行核试验时无意发现的。1962年7月,美军在太平洋中部的约翰斯顿岛进行了一次代号为“海盘车”的高空核试验,结果这次140万吨TNT当量的核试验,竟造成1400千米之外的夏威夷檀香山地区的供电网发生跳闸,连高压线的避雷装置都被全部烧毁。20世纪80年代后期,随着相关技术的成熟,号称“电磁杀手”的电磁脉冲炸弹终于问世。
这种完美的武器是电磁炸弹。其原理并不复杂。如果能够产生一种高能电磁波或者微波脉冲,这束脉冲就能够烧焦它击中的任何电路。如果能量低一些,所产生的作用会小一些;它会使电子系统发生混乱,常常导致系统崩溃。在电子器件嵌入到几乎所有东西中的时代,这是造成大规模破坏的有效方法。你能够让金融市场发生混乱,使股票价格下跌几十亿美元以从中获取暴利。你还有可能让交通系统陷于瘫痪,使通信中断,让计算机网络遭到毁坏。
人们对电磁武器的兴趣可追溯到半个世纪以前,那时军方正在测试威力强大的核武器。格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学的阿兰*费尔普斯说:“如果你引爆一件核武器,你就能获得一束能量非常大的脉冲。”如果这束脉冲击中电子设备,它会在电路中引发强大的电流,从而将其毁坏。他说:“这能够摧毁数英里之内的所有计算机和通信设备。”
但是,当军方试图对这些脉冲效果做进一步研究时却遇到了困难。如何才能在不引爆核武器的情况下产生这种高能脉冲?世界各地的研究人员都对这个问题展开了研究。科学家们知道,关键问题是产生强度大而持续时间短的电流脉冲。他们很快意识到最具有破坏力的脉冲是高频率脉冲。千兆赫范围的微波能够穿过最细微的缝隙进入电子装置内。一旦入内,微波会在接触到的电子元件中引发电流。从而给电子设备带来破坏。而数兆赫的低频无线电能够被电源线或连接器接收。这些可起到天线的作用,把信号直接送到与它们相连的任何电子设备的心脏。如果一条与计算机相连的电缆接收了一束高能电磁波,由此而导致的功率巨增也许会烧焦计算机芯片。
为了获得高频率的微波,科学家需要得到能够在瞬间(大约100微微秒)来来去去的电流脉冲。这可用一种称为麦克斯发生器的装置获得。麦克斯发生器实际上是一排大电容器,这些电容器能够在一起充电,然后再一个接一个地放电,从而产生一股电流波。让该电流经过一系列的超高束开关,就能把它调整成一股大约为300微微秒的脉冲。把这股脉冲传送给一个天线,天线就能放出一阵电磁波能量。麦克斯发生器常常很笨重,但是它们能够反复引发,快速地放出一系列的高能脉冲。
麦克斯发生器是应用物理学公司为美国空军建造的一套武器系统的核心。该公司的乔恩*梅斯说:“我们正在尝试把这套系统安装在无人驾驶的航空器、炮弹或者导弹上,以便能够制造一种电磁雷场。如果有什么东西穿越这个雷场,必会遭到重创。”梅斯说,这套系统还能够安装在飞机上,用来烧毁敌方导弹的控制装置。如果把系统安装在军用喷气式飞机的后部,如果有导弹锁定飞机,发生器就能够发射一股脉冲,干扰导弹的电子系统。
麦克斯发生器的好处是能够重复使用。但是如果要产生能量极高的一次性脉冲,最好使用老式的炸药。使用一种称为磁通压缩器的装置能够把(1-2)公斤TNT炸药中蕴含的能量转变成为一束巨大的微波脉冲。这种压缩装置利用爆炸释放出的能量把一股电流及其磁场加以压缩,如果把这股脉冲送到一架天线上就能够制造出致命的电波和微波爆发。
显然这种装置必须切实可行。早在20世纪60年代,科学家就把两台磁通压缩器用一枚小型火箭送到高层大气中,利用它们为一项研究电离层的实验供能。多年来一直研究这种装置的拉夫伯勒大学的电力工程师艾弗*史密斯说:“你能够做出比公文包还小的磁通压缩器。”这类武器最大的好处也许是它们具有“非致命”这一特证。用不着杀人或者破坏建筑物你就能摧毁一座城市的通信系统。但是这并不意味着武器对人完全安全,特别是如果军方用它来干扰飞机的电子系统的话。使用这种武器的另外一个好处是,微波能够轻而易举地穿过大气。这意味着你不必接近目标就能够引爆武器并且对敌人造成损害。根据估算,在几百米的高空引爆磁通压缩器有可能使方圆500米内的电子装置失灵。使用这种武器的缺点是,有时候很难判断电磁武器是否完成了预定任务。另外,除非你明确知道你攻击的是哪种类型的电子设备,以及这类设备的防护情况,否则很难弄清造成的损害有多大。这种不可预知性是军方研制这类武器的一个主要障碍。