Электромагнитное оружие СВЧ
Электромагнитное оружие СВЧ
Во второй части статьи представлены технико-тактические аспекты атак с применением СВЧ электромагнитного оружия по целям, которыми являются боевые системы, оснащенные сложными электронными устройствами, например боевые машины. Обсуждаются различные виды ударов на базе этого оружия, которое есть на вооружении вооруженных сил США, России, Германии и других стран или предлагается их промышленностью. Эти самые современные и технологичные виды вооружений все чаще используются в армиях мира, с расчетом на их применение в полномасштабных и асимметричных конфликтах. Также в Польше ведутся работы по разработке микроволнового электромагнитного оружия.
В первой части статьи, опубликованной в Wojsko i Technica 11/2020, представлены принципы действия электромагнитного оружия, классифицированы его виды и рассмотрены конкретные механизмы его деструктивного воздействия на электронные компоненты и системы, встроенные практически в каждую современную военную технику. оборудование. Описаны основные механизмы воздействия на эти объекты с помощью ВЧ-ОПВ и приведены их электрические параметры. Представлено состояние разработки этих новых, но уже передовых решений в странах-членах НАТО и Польше.
Сравнение типоразмеров фильтров, применяемых для защиты силовых цепей переменного тока 230 В от ЭМИ и промышленных помех.
Способы опасности и защиты от РФ-РОСС
Электромагнитная атака на выбранные цели без предварительного распознавания, включая их местоположение, дизайн и использование, представляет собой сложный процесс. Он предварительно тщательно проанализирован и спланирован, хотя кажется простым в реализации процессом. Волны облучения, попадая на цель через кабели, датчики, отверстия и щели в корпусе, вызывают электрические резонансы в цепях его внутренних частей на частотах, которые могут даже значительно отличаться от основной частоты волны облучения. Таким образом, в этих цепях генерируются токи и напряжения, которые разрушают электронные системы. Каждая цель имеет разные электрические свойства с точки зрения уязвимости RF-DEW. Узкополосные воздействия типа HPM при воздействии «входной двери» в рабочем диапазоне электронных устройств имеют очень высокую эффективность воздействия и поэтому могут эффективно излучаться с большого расстояния от цели, особенно когда она не имеет адекватной защиты. Такой же вид взаимодействия, но вне рабочего диапазона, тоже эффективен, но требует большей мощности источника или воздействия на цель на близком расстоянии. Облучения типа СШП, в силу их широкополосного характера, эффективно взаимодействуют «спереди» и «с тыла», но на более коротком расстоянии, чем упомянутые выше воздействия МВД. Не существует универсального оружия RF-DEW, которое могло бы эффективно поражать различные типы открытых объектов.
Самый простой способ защиты от воздействия ОНВ — создание зон контролируемого доступа вокруг важных объектов и систем. Ширина этой защитной зоны должна составлять от 1000 до 2000 м и, как правило, повышает эффективность защиты от атак РОС от источников, расположенных на земле или транспортных средствах. Зоны контролируемого доступа не защищают от атак с воздуха. В отличие от защиты от электромагнитных помех, применяемой в промышленном оборудовании, где для защиты цепей используется достаточно одного или нескольких компонентов, в технике военного назначения защита от ВЧ-ОПН должна быть комплексной, охватывая все цепи из-за многолучевого проникновения цели волнами. Во всех электронных блоках и установках должны быть встроены и безотказно работать, даже когда они остановлены из работы, специализированные электронные меры безопасности и соответствующие решения механической конструкции этих устройств. Защита только от RF-DEW в военной технике не обеспечивает устойчивости к другим воздействиям, таким как: молния, искры или скачки напряжения. Отсюда выстраиваемые системы защиты военной техники должны быть комплексными, охватывать все вышеперечисленные угрозы по масштабу их воздействия, что, к сожалению, увеличивает сложность, вес, размер и цену. Не существует универсальной защиты от всех видов воздействия. Поэтому устойчивость к RF-DEW следует предполагать с самого начала работы над устройством. Например, на рисунке в первой части статьи (WiT 11/2020) показаны осциллограммы шумовых напряжений, наведенных в однофазных силовых кабелях, наложенных на напряжение питания 230 В переменного тока (50 Гц). Амплитуда сигнала воздействия в несколько раз превышает напряжение питания и оказывает разрушительное воздействие на подключенные к ним цепи.
Фильтры, показанные на картинке выше, рассчитаны на те же номинальные напряжения и токи и предназначены для работы в цепях данного типа, но противодействуют различного рода помехам.
Защитные фильтры HPEM весят более 5 кг и имеют объем несколько дм³. Это связано с необходимостью фильтрации очень сильных мешающих сигналов, особенно взаимодействующих непрерывно и их широкой полосой частот, и необходимостью рассеивания выделяемого в них тепла. Применение таких фильтров в штатной военной технике в большинстве случаев невозможно.
Металлическое экранирование военной техники и систем должно быть электромагнитно герметичным, создавая клетку Фарадея без щелей и отверстий, через которые могут проникать волны облучения, вызывающие вредные напряжения в электрических цепях и повреждающие стоячие волны и неконтролируемые резонансные колебания в системах. Однако нецелесообразно помещать устройства в клетку Фарадея, поскольку они должны быть электрически соединены с другими соответствующими внешними устройствами. Следовательно, существуют потенциальные пути проникновения облучения, что усложняет их эффективную защиту.
Многослойные экранированные внешние кабели, входящие в устройства, используемые для таких соединений, должны быть защищены с помощью фильтров, снижающих наводимые в них сигналы помех. В то же время фильтры должны быть устойчивы к повреждениям, вызванным высокими напряжениями и передаваемыми мощностями в проводах, вызванными воздействующими на них сигналами, и отвечать основным требованиям по устранению электромагнитных помех, возникающих при нормальной работе устройств.
Соединители в кабелях для таких применений имеют встроенные внутренние элементы ограничения перенапряжения и фильтры для предотвращения проникновения мешающих сигналов.
Для сигнальных соединений очень выгодно использовать специализированные волоконно-оптические кабели, не содержащие внутренних несущих и механически упрочняющих металлических элементов, проводящих и вводящих в устройства сигналы, наведенные волнами воздействия. Сами по себе оптические волокна не проводят электрические сигналы.
Для снижения воздействия облучения РЧ-РОСА также используются поглотители, поглощающие электромагнитное излучение. Внешние поверхности и внутренние стенки приборов покрыты поглотителями для подавления возникающих в них электромагнитных резонансов. Поглотители наполняются магнитопоглощающими материалами и выпускаются в виде тонких листов для склейки, вспененных материалов или красок для окраски поверхностей приборов.
Одним из основных способов защиты от воздействия ВЧ-росы является заземление оборудования. Вопреки видимому, это не простой метод, поскольку для защиты оборудования от атмосферных воздействий или поражения электрическим током используются разные типы заземления, а другие — от воздействия широкополосных воздействий, таких как ВЧ-РОСА. Все элементы защиты HPM, UWB и HIRF имеют технические параметры, которые существенно отличаются от промышленных элементов, а также от элементов общевоенного назначения. Их выбор и применение требуют наличия опыта и наличия ранее описанных возможностей тестирования мощных микроволновых частот (также проверенных в рамках работы НАТО-РТО). Такие элементы безопасности очень трудно достать или даже подпадают под ограничения на экспорт, особенно типа ITAR (Международные правила торговли оружием) в Соединенных Штатах.
В целом способ построения безопасности наглухо охраняется производителями и пользователями военной техники по всему миру. Видно, среди прочего жесткая конкуренция в этом отношении между европейскими членами НАТО и США. С другой стороны, работы и результаты, достигнутые в области защиты от РФ-РОСА в России, характеризуют их специфическую философию и метод построения военной техники. В имеющихся публикациях россияне четко заявляют, что западные элементы и устройства защиты имеют технические параметры, не соответствующие каталогу, и что они не повторяют параметры даже в пределах одной партии поставок. Они также свидетельствуют о недоступности более совершенных компонентов безопасности на рынке комплектующих военного назначения. Это опыт, полученный при закупках этих комплектующих на Западе, причем не обязательно непосредственно самими россиянами. Поэтому в России разрабатываются конкретные решения в этой области, основанные не на полупроводниковых технологиях, а на конструкциях из различных типов материалов, встраиваемых в пассивные электронные системы и использующих эффекты их взаимодействий и полей электромагнитного излучения этих структур. В этих решениях широко используются знания о материальных и волновых явлениях в области физики и электроники. Опубликованные параметры защитных свойств этих решений очень хороши, и их качество никогда не подвергалось сомнению.
