Что такое оружие электромагнитного импульса (ЭМИ)? Чем ядерный импульс отличается от СВЧ-оружия большой мощности
Оружие электромагнитного импульса (ЭМИ, EMP) — это любое средство, создающее короткий и мощный выброс электромагнитной энергии, способный вывести из строя или повредить электронное оборудование. В докладе Исследовательской службы Конгресса США CRS RL32544 выделяются два основных типа: импульс высотного ядерного взрыва (HEMP), способный охватывать обширные территории, и неядерное сверхвысокочастотное оружие большой мощности (HPM) с ограниченным и направленным действием. Случаи применения ядерного ЭМИ-оружия в войне до сих пор не известны.
Два типа ЭМИ-оружия
| Критерий | Высотный ядерный импульс (HEMP) | СВЧ-излучение большой мощности (HPM) |
|---|---|---|
| Источник | Ядерный взрыв на высоте от десятков до сотен километров | Неядерные электрические или взрывные генераторы |
| Зона действия | Очень широкая (региональная) | Ограниченная и направленная |
| Цели | Энергосети, связь и незащищённая электроника | Электроника конкретной машины, беспилотника или здания |
| Статус | Последствия зафиксированы в ходе исторических ядерных испытаний | Системы в стадии разработки и испытаний, часть из них — противодроновые |
Как действует ядерный импульс?
При взрыве ядерного боеприпаса на большой высоте гамма-излучение взаимодействует с атмосферой и порождает быстрые электроны, которые создают мощное электромагнитное поле, достигающее поверхности Земли за доли секунды. Такой импульс способен наводить большие токи в кабелях и электронных схемах. Подобные эффекты наблюдались во время американского испытания «Старфиш Прайм» в 1962 году.
Три составляющие ядерного импульса (E1, E2 и E3)
В докладе CRS RL32544 поясняется, что высотный ядерный взрыв порождает три последовательные волны энергии, различающиеся по длительности и воздействию, и именно их сочетание делает импульс разрушительным для электроники:
| Составляющая | Примерная длительность | Характер | На что воздействует сильнее всего |
|---|---|---|---|
| Первая (E1) | До одной микросекунды | Напоминает очень сильный и быстро нарастающий разряд статического электричества | Все электронные устройства в зоне прямой видимости взрыва; может повредить и сами средства защиты |
| Вторая (E2) | Следует сразу за первой | Напоминает удар молнии | Системы, лишившиеся защиты после первой составляющей |
| Третья (E3) | От микросекунды до нескольких секунд | Медленный «магнитогидродинамический» сигнал, вызванный искажением магнитного поля Земли | Протяжённые линии электропередачи и связи, магистральные сети |
В докладе отмечается, что первая составляющая возникает при взрыве любого ядерного боеприпаса, малого или большого, тогда как третья обычно связана с боеприпасами большей мощности, поскольку зависит от общей энергии взрыва. Также поясняется, что эффект максимален при взрывах на высотах более 30 000 метров, а импульс слишком короток, чтобы через тело человека прошёл опасный ток.
Что показали исторические испытания?
- «Старфиш Прайм» (1962): согласно докладу, американское ядерное испытание над Тихим океаном вывело из строя радиостанции и электронное оборудование в ряде районов Гавайев на расстоянии около 800 миль (примерно 1300 км).
- Советские испытания (1962): были зафиксированы прогорание устройств защиты от импульсных перенапряжений, отказы источников питания и повреждения воздушных и подземных кабелей на расстояниях до 600 км.
- Договор о частичном запрещении испытаний (1963): запретил ядерные взрывы в атмосфере, космосе и под водой; с тех пор изучение ядерного импульса опирается на моделирование и ограниченные испытания вместо реальных экспериментов.
Сверхвысокочастотное оружие большой мощности
Оружие HPM относится, наряду с лазерами, к категории «оружия направленной энергии» и всё шире применяется против роёв беспилотников, поскольку способно выводить из строя несколько целей одновременно. Подробнее: Что такое противодроновое лазерное оружие?, «Железный луч» (Iron Beam) и FPV-дроны-камикадзе.
В докладе CRS добавляется, что СВЧ-импульс можно получить несколькими способами, в том числе с помощью «взрывомагнитного генератора» (генератора сжатия магнитного потока), преобразующего химический взрыв внутри медной катушки в мощное электромагнитное поле, или с использованием мощных аккумуляторов и конденсаторов, допускающих многократное применение. Энергия направляется на конкретную цель специальной антенной. Поскольку волны HPM короче и имеют более высокую частоту, чем ядерный импульс, они эффективнее против электроники и от них сложнее защититься, однако их дальность действия значительно меньше. Согласно докладу, в отличие от ядерного импульса, более длительное воздействие мощного HPM-излучения может причинить физический вред тем, кто находится рядом с источником или на пути сфокусированного луча.
Как защищаются армии?
- Электромагнитное экранирование: размещение чувствительного оборудования в металлических корпусах (клетка Фарадея).
- Защита кабелей и вводов: с помощью фильтров и устройств защиты от импульсных перенапряжений.
- Испытания: воздействие на самолёты и системы имитированными импульсами, как на американском стенде «Трестл», изображённом на фото.
- Военные стандарты: Министерство обороны США опубликовало стандарт MIL-STD-188-125 для защиты наземных объектов управления от высотного ядерного ЭМИ.
- Стоимость: в докладе CRS приводятся оценки, согласно которым защита военных систем от HEMP и HPM увеличивает общую стоимость на 2–3%, если она заложена в исходную конструкцию, и на 3–10% при доработке существующего оборудования.
Доклад указывает на примечательный парадокс: старые электрические компоненты, например электровакуумные лампы, переносят импульс лучше, чем современные миниатюрные электронные схемы, поэтому более новая инфраструктура может оказаться уязвимее старых систем.
Почему эта тема важна для арабского региона?
Энергосети, опреснительные установки, связь и аэропорты региона всё больше зависят от цифровых систем управления типа SCADA — категории, которую доклад CRS называет чувствительной к импульсу. Кроме того, арабские армии переходят на насыщенные электроникой системы ПВО, самолёты и беспилотники. Поэтому на практике дискуссия об ЭМИ связана скорее со стандартами защиты критической инфраструктуры и командных объектов, чем со сценариями ядерного нападения.
Часто задаваемые вопросы
Существует ли ЭМИ-оружие на самом деле?
Да. Явление электромагнитного импульса научно доказано, а неядерное оружие HPM реально разрабатывается; однако боевого применения ядерного импульса не было.
Влияет ли ЭМИ на людей?
Основное воздействие приходится на электронику, а не непосредственно на организм человека, но вызывающий его ядерный взрыв опасен сам по себе.
Чем ЭМИ отличается от лазерного оружия?
Лазер концентрирует световую энергию в точке, вызывая тепловое повреждение, тогда как ЭМИ поражает электронные схемы наведёнными электрическими токами.
Выходят ли автомобили из строя из-за ЭМИ?
В докладе CRS говорится, что и HEMP, и HPM могут навсегда вывести из строя автомобили с современными электронными системами зажигания и управления, тогда как более старые компоненты переносят импульс лучше.
Что такое испытание «Старфиш Прайм»?
Американское высотное ядерное испытание над Тихим океаном в 1962 году, импульс которого вывел из строя электронное оборудование на Гавайях на расстоянии около 800 миль.
Главное фото: американский стенд «Трестл» для испытания стойкости самолётов к электромагнитному импульсу. Источник: ВВС США через Викисклад – общественное достояние.
