Коллектив авторов - Террористическое и нетрадиционное оружие
Доктором Коппом предложена концепция электромагнитной авиабомбы (рис. 3.16): такая бомба должна включать первичный источник питания (батареи), емкостной накопитель, ВМГ, высоковольтный взрывной трансформатор и излучатель – электроваккумный прибор, называемый виркатором (рис. 3.17).
Рис. 3.16
Концептуальная схема авиабомбы с узкополосным излучателем на основе электровакуумного прибора – виркатора и системы его энергообеспечения на основе магнитокумулятивного (взрывомагнитного) генератора
Рис. 3.17 Фотография и схема излучателя с виртуальным катодом – виркатора. РЧЭМИ генерируется при колебаниях объемного заряда электронов. Когда между эмиттером Э и сеткой С прикладывается от трансформатора импульс высокого напряжения, формируется электронное облако – виртуальный катод ВК (откуда и 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
3.2.3. Радиочастотное оружие на полупроводниковой элементной базе
Источники РЧЭМИ на полупроводниковой элементной базе компактны и могут быть размещены, включая батареи и антенну, в небольшом кейсе (рис. 3.18). Они способны генерировать импульсы РЧЭМИ длительностью от пикосекунд до микросекунд. Частота следования импульсов может быть подобрана такой, которая соответствует циклу обработки информации в компьютере или другой цели, что увеличивает эффект облучения.
Рис. 3.18
Источник РЧЭМИ на полупроводниковой элементной базе, размещенный в кейсе
3.2.4. Базирование радиочастотного оружия
Радиочастотное оружие авиационного базированияНа борту самолета можно разместить генераторы РЧЭМИ любого типа и облучить значительное число целей. Энергия, необходимая для бортового излучателя РЧЭМИ, может отбираться от двигателей, а антенна – смонтирована на подвеске (рис. 3.19) или интегрирована в корпус. Невзрывные источники РЧЭМИ способны работать в течение десятков часов, однако должны быть приняты меры, чтобы их излучение не повредило электронику самолета-носителя.
Рис. 3.19
Применение невзрывного источника РЧЭМИ с самолета радиоэлектронной борьбы
Радиочастотное оружие на автотранспортных средствахРазмещение РЧО на грузовике позволяет террористам скрытно поразить намеченные цели. Один из сценариев – применение РЧО из взятого напрокат автомобиля, с замаскированной антенной, оставленного недалеко от взлетно-посадочной полосы гражданского аэродрома.
Для применения полицейскими силами фирмой «Рейтеон» разработан автомобиль с УПИ частотой 96 ГГц (рис. 3.20), предназначенный для разгона демонстрантов: на расстояниях до 200 м РЧЭМИ причиняет им легкие ожоги.
Рис. 3.20 Источник РЧЭМИ, разработанный фирмой «Рейтеон» (США), установленный за базе автомобиля, предназначенного для разгона демонстрантов
В военной прессе России не раз упоминались мощные источники РЧЭМИ, созданные для применения в качестве оружия. УПИ «Ранец» (рис. 3.21), установлен на автомобиле высокой проходимости. «Ранец» предлагался к продаже на нескольких оружейных выставках, он генерирует короткие (10–20 не), мощные (более 500 МВт) импульсы в сантиметровом диапазоне длин волн. Декларировалась (но, насколько известно, не подтверждена) способность этого источника «обеспечивать круговую оборону от высокоточного оружия в радиусе до 10 км».
Рис. 3.21 Российский источник узкополосного РЧЭМИ «Ранец», установленный на автомобиле и предназначенный для обороны от высокоточного оружия
Известны также системы, вызывающие срабатывание или повреждающие «интеллект» неконтактных мин (рис. 3.22). Экспериментальный образец, предназначенный для этой цели, создан германской фирмой «Райнметалл» и размещен на автомобиле «Унимог».
Рис. 3.22
Слева – подрыв мины с неконтактным взрывателем, после ее облучения источником РЧЭМИ, установленным на автомобиле. Справа – антенны разработанной германской фирмой «Райнметалл» системы разминирования, установленные на автомобиле «Унимог»
3.2.5. Эффекты воздействия РЧЭМИ на цели
Одно из преимуществ РЧО заключается в скрытности действия, результат которого может проявиться во внезапно возникшей неисправности или помехах, что не обязательно свидетельствует о нападении. После воздействия РЧЭМИ могут наблюдаться:
– временный выход электроники из строя;
– длительный выход ее из строя;
– необратимые повреждения 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, что, как правило, требует вмешательства оператора. 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 на 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». Более мощное воздействие приводит к «перенасыщению» полупроводников пространственными зарядами, что дольше делает невозможной нормальную их работу и, даже если работоспособность после облучения восстановится, цель уже не сможет выполнить боевую задачу. Такой эффект – намного более длительный, чем «короткое последействие» – доктор Прищепенко называет «временным ослеплением». Он продемонстрировал его при воздействии излучения малокалиберного ЭМБП (42-мм реактивной гранаты с пьезоэлектрическим генератором частоты, рис. 3.13) на радиолокационную станцию миллиметрового диапазона, а также на мины с неконтактными магнитными взрывателями. Следующей категорией наносимых РЧЭМИ повреждений доктор Прищепенко считает «стойкий отказ», при котором происходит глубокая деградация или «выгорание» полупроводниковых элементов и вероятность восстановления работоспособности цели в данном боевом эпизоде можно во внимание не принимать.
«Выгорание» происходит вследствие выделения тепла при прохождении через полупроводниковые элементы токовых импульсов, индуцированных РЧЭМИ (таблица 3.1), и обычно наблюдается при воздействии сравнительно длительных (микросекундных) импульсов или последовательности их. Если же импульсы РЧЭМИ короткие (наносекунды и менее), то наблюдается другой эффект: пробой р-n переходов и неоднородных структур.Таблица 3.1. Мощность (кВт) токовых микросекундных импульсов, приводящих к выходу из строя полупроводниковых элементов различных классов.
При протекании импульсных токов возможны следующие повреждения:
– утрата диодами выпрямительных функций;
– интермодуляционные искажения;
– запирание (временная неработоспособность) микросхем;
– тепловой пробой;
– электрический пробой.
Вследствие утраты диодами своих функций, подвергаются воздействию и другие элементы. Воздействие возможно также через паразитные связи, наводки на соседних кабелях, путем ударного возбуждения колебаний на различных резонансных частотах. Подобный сигнал преобразуется в «видеоимпульс» нелинейными устройствами, такими как биполярные транзисторы, и, благодаря своей аномальной мощности, вызывает срыв передачи данных, сброс информации, а в некоторых случаях – приводящие к повреждениям наиболее чувствительных элементов перегрузки (таблица 3.2).Таблица 3.2. Эффекты деградации в электронных устройствах и их полупроводниковых компонентах в зависимости от величины напряженности электрического поля РЧЭМИ.
Интермодуляция возникает в близко расположенных схемах, или кабелях, когда суперпозиция сигналов, в сочетании с нелинейными эффектами, приводит к возникновению модулированного сигнала, влияющего на работоспособность системы.
Исследования стойкости электроники к воздействию РЧЭМИ весьма важны для противодействия РЧО. Российский «РАДАН» (рис. 3.23) – универсальный ускоритель, по утверждению его создателей способный генерировать УПИ, СШИ, а также излучение лазерного и рентгеновского диапазонов. Его вес – около 20 кг, он поставляется во многие страны, работает от автомобильных аккумуляторов.
