Джон Салливен - Террористическое и нетрадиционное оружие
3.2.2. Образцы радиочастотного оружия
Каждый из элементов РЧО требует для своего создания развития многих технологий. Ограничимся описанием только четырех типов РЧО, представляющих опасность в качестве потенциального оружия террористов.
Компактные взрывные устройства — боеприпасыПомимо поражений, наносимых электронике, цели сверхширокополосным РЧЭМИ, электромагнитные боеприпасы (ЭМБП) также могут нанести ей и механические повреждения осколками. ЭМБП представлены снарядами малых и средних калибров, а также мощными бомбами и боеголовками массой до нескольких тонн.
Для энергообеспечения в них могут использоваться преобразователи химической энергии, содержащейся во взрывчатом веществе, в электрическую:
• Взрывомагнитные или магнитокумулятивные генераторы (МКГ).
• Ферромагнитные генераторы.
• Сегнетоэлектрические генераторы.
• Пьезоэлектрические генераторы.
• Взрывные магнитогидродинамические генераторы.
МКГ наиболее изучен и эффективен, но малые размеры генераторов других типов позволяют применять их в малокалиберных боеприпасах, таких как 25 мм, снаряд, изображенный на рис. 3.7.
Рассмотрим источник прямого преобразования, впервые предложенный А.Б. Прищепенко: взрывомагнитный генератор частоты (ВМГЧ).
Рис. 3.9. Электромагнитная боевая часть 122 мм неуправляемой ракеты и схема ее излучателя — взрывомагнитного генератора частоты
Из рис. 3.9 видно, что ВМГЧ состоит из высоковольтного малоемкостного конденсатора 1, соединенного с медной трубой 2 (снаряженной В В 3) и соосной трубе спирали 4. Взрыв расширяет трубу, которая образует при этом конус и ударяет вначале по пьезоэлементу 5, что вызывает протекание тока и заряжает конденсатор. При дальнейшем расширении трубы, точка контакта на основании конуса движется по виткам спирали, продавливая их изоляцию и закорачивая виток за витком, усиливая при этом ток, который осциллирует, так как емкость контура существенна. Период электрических колебаний уменьшается по мере сокращения индуктивности контура, но не становится меньше сотни наносекунд, что не очень благоприятно (волны в сотни раз «длиннее» самого ВМГЧ). Но эти «несущие» волны — не основные в излучении: компрессия поля трубой, усиливая ток тем больше, чем выше его мгновенное значение, приводит к появлению «быстрых» гармоник. Антенной служат еще не закороченные трубой витки обмотки. Взрывчатое вещество, которое содержится в излучателе, может обеспечить дополнительный эффект воздействия на цель.
Доктор Копп подробно описал на своем вебсайте конструкцию электромагнитной авиабомбы (рис. 3.8). По его мнению, она должна включать первичный источник питания (батареи), МКГ, высоковольтный взрывной трансформатор и собственно излучатель — электроваккумный прибор, называемый виркатором (рис. 3.10). РЧЭМИ в виркаторе генерируется при колебаниях объемного заряда электронов. Когда между эмиттером и сеткой прикладывается от трансформатора импульс высокого напряжения, формируется электронное облако — виртуальный катод (откуда и происходит название прибора: «ВирКатор»). Электроны ускоряются к сетке, затем замедляются, пролетев сквозь ее ячейки, и колеблются далее относительно сетки вплоть до нейтрализации заряда (все это возможно лишь в вакууме, где электронам не мешают столкновения с молекулами). Поскольку движение электронов при этом не равномерно-прямолинейное, оно происходит с ускорением, и для заряженных частиц — с излучением. Виркатор не требует магнитной фокусировки потока электронов, что значительно уменьшает размер и вес устройства, так что вероятно размещение его ив 155 мм артиллерийских снарядах.
Рис. 3.10. Схема источника РЧЭМИ на основе излучателя с виртуальным катодом — виркатора Радиочастотное оружие авиационного базированияСамолет может подвергнуть облучению значительное число целей и на его борту можно разместить генераторы РЧЭМИ любого типа. Энергия, необходимая для бортового излучателя РЧЭМИ, может отбираться от двигателей, а антенна — смонтирована на подвеске (рис. 3.11) или интегрирована в корпус. Не разрушаемые взрывом источники РЧЭМИ способны работать в течение десятков часов, однако должны быть приняты меры, чтобы излучение источника не повредило электронику самолета-носителя.
Рис. 3.11. Применение невзрывного источника РЧЭМИ с самолета радиоэлектронной борьбы Размещение радиочастотного оружия на автотранспортных средствахРазмещение РЧО на грузовике может позволить террористам скрытно поразить телефонные узлы, станции электроснабжения. Одним из сценариев может быть применение РЧО из взятого напрокат автомобиля, оставленного недалеко от взлетно-посадочной полосы гражданского аэродрома. Такая система может включать устройство питания (от автомобильного генератора) источник РЧЭМИ и антенну, которая может располагаться на крыше, или в интересах скрытности — внутри автомобиля («смотреть в окно»).
Для применения полицейскими силами, фирмой «Рейтеон» разработан источник узкополосного РЧЭМИ частотой 96 ГГц (рис. 3.12). Источник устанавливается на автомобиле (рис. 3.13) и предназначен для разгона демонстрантов: он отпугивает их легкими ожогами, которые способен причинить на расстояниях до 200 м.
Рис. 3.12. Источник РЧЭМИ, разработанный фирмой «Рейтеон» (США) Рис. 3.13. Источник фирмы «Рейтеон», установленный на базе автомобиля, предназначенного для разгона демонстрантовДля подобного применения подошел бы и созданный в России радар «НАГИРА» (рис. 3.14). Этот радар, с частотой повторения 150 Гц, генерирует короткие (5 не), мощные (600 МВт) импульсы на частоте в 10 ГГц. При испытаниях в России, «НАГИРА» был в состоянии обнаружить вертолет на дистанции более 150 км и на низких (около 50 м) высотах. Как сообщалось, полеты российских вертолетов в пределах нескольких миль от работающего радара были запрещены.
Рис. 3.14. Российский радар «НАГИРА» проходит испытания Радиочастотное оружие на полупроводниковой элементной базеИсточники РЧЭМИ на полупроводниковой элементной базе компактны и могут быть размещены, включая батареи и антенну, в небольшом кейсе (рис. 3.15). Они способны генерировать импульсы РЧЭМИ длительностью от пикосекунд до микросекунд в частотном режиме. Частота следования импульсов может быть подобрана такой, которая соответствует циклу обработки информации в компьютере или другой цели, что увеличивает эффект облучения.
Рис. 3.15. Источник РЧЭМИ на полупроводниковой элементной базе, размещенный в кейсе3.2.3. Эффекты воздействия РЧЭМИ на цели
Одно из преимуществ РЧО заключается в скрытности действия — результат его может проявиться во внезапно возникшей неисправности или помехах, что не обязательно свидетельствует о нападении.
Эффекты воздействия РЧЭМИ могут проявиться:
— временном выходе электроники из строя;
— длительном выходе из строя;
— необратимых повреждениях электронных устройств.
Временный выход из строя имеет место, если цель неспособна функционировать в условиях ее облучения, но восстанавливает работоспособность, когда облучение прекращается. Длительный выход из строя происходит при изменении характеристик какого-либо блока цели что, как правило, требует вмешательства оператора — например, для перезагрузки. Необратимые повреждения происходят, если индуцированный РЧЭМИ токовый импульс «выжигает» важные элементы электронных схем (диоды, транзисторы и прочие) и дальнейшее функционирование цели невозможно без ее ремонта.
По мнению доктора Прищепенко, эффекты воздействия РЧЭМИ должны классифицироваться в зависимости от того, какое влияние они оказывают выполнение целью боевой задачи. Дело в том, что обработка информации в системах оружия носит циклический характер. Если, например, в системе наведения ракеты происходит сбой в течение одного или немногих таких циклов, имеет место то, что доктор Прищепенко называет «коротким последействием». Такой эффект не может сорвать выполняемую целью боевую задачу, поскольку у системы наведения остается достаточно времени, для повторного «захвата». Вследствие более мощного воздействия происходит «перенасыщение» полупроводников пространственными зарядами, что делает невозможной нормальную их работу в течении длительного времени. Работоспособность цели после облучения восстановится, но она уже не сможет выполнить свою боевую задачу. Такой эффект
