易勁松 熊 磊 楊 集 張秦嶺 魏金濤 /文
當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,世界多極化、經(jīng)濟(jì)全球化、社會(huì)信息化、文化多樣化深入發(fā)展,和平、發(fā)展、合作、共贏的時(shí)代潮流不可逆轉(zhuǎn),但國際安全面臨的不穩(wěn)定性不確定性更加突出,世界并不太平。
電磁安全作為一種非傳統(tǒng)安全,已列入我國重大安全領(lǐng)域,在國家防衛(wèi)領(lǐng)域具有重要意義。其中強(qiáng)電磁脈沖,尤其是核電磁脈沖作為電磁領(lǐng)域進(jìn)攻性最強(qiáng)、殺傷范圍最廣的手段,往往成為戰(zhàn)爭首輪打擊的關(guān)鍵首選,也是電磁領(lǐng)域需要重點(diǎn)防范和關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
強(qiáng)電磁脈沖一般指電場強(qiáng)度大于1kV/m的瞬態(tài)電磁輻射環(huán)境。根據(jù)其頻段和能量的不同,可分為高空核電磁脈沖(HEMP)、高功率微波(窄帶和寬帶)(Narrowband and Wideband)、雷電(Lightning)等環(huán)境。
為了避免電子設(shè)備在強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境下受到干擾或破壞,提高其生存性,必須采取相應(yīng)的防護(hù)措施。通常強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)采取屏蔽、限幅、濾波、接地等手段,依托理論、試驗(yàn)、仿真、評估等方式,實(shí)現(xiàn)對元器件、模塊、分系統(tǒng)、系統(tǒng)等多種層級的防護(hù)設(shè)計(jì)、實(shí)施與驗(yàn)證。
首先,HEMP環(huán)境作為強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境中威脅最大、范圍最廣的人為電磁脈沖環(huán)境,受到了廣泛關(guān)注。總體上,全球有核國家的核武器數(shù)量在逐步削減,但部署量卻在逐步增加,同時(shí)也在積極推進(jìn)核武器的現(xiàn)代化建設(shè)過程。而隨著近期俄烏軍事沖突、美國新版《核態(tài)勢分析》發(fā)布、北約核威懾力量演習(xí)等事件的發(fā)生,核武器的使用限制在不斷降低,而作為核打擊中最為重要的電磁脈沖攻擊也不再是以往的極小概率事件,因此開展強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)具有非?,F(xiàn)實(shí)的政治價(jià)值和意義。
其次,隨著武器裝備電子化程度的增加,其在電磁脈沖環(huán)境下的生存能力也受到了挑戰(zhàn),尤其是各類新型電磁脈沖武器的不斷發(fā)展進(jìn)一步增加了對武器裝備的威脅。為貫徹聚焦備戰(zhàn)打仗思想,堅(jiān)持生存力就是戰(zhàn)斗力的原則,對于武器裝備全生命周期的電磁防護(hù)勢在必行,因此開展強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)具有非常重要的軍事價(jià)值和意義。
再者,隨著對電磁脈沖環(huán)境認(rèn)識的不斷提高,我國對于電磁領(lǐng)域安全的重視程度也在不斷增加。不僅體現(xiàn)在武器裝備等軍事領(lǐng)域,對于重大基礎(chǔ)設(shè)施等民用領(lǐng)域也在逐步落實(shí)和加快電磁脈沖防護(hù)的布局和規(guī)劃。隨著近年來各相關(guān)政策的不斷提出和落地,隨之而來的電磁脈沖防護(hù)的相關(guān)市場也在迅速增加,因此開展強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)也具有十分重要的戰(zhàn)略意義和顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
國外對電磁脈沖的防護(hù)研究起步較早,且具有較為深厚的技術(shù)積累和軟硬件基礎(chǔ)??紤]到HEMP是電磁脈沖威脅中的重要一環(huán),對于電磁脈沖環(huán)境的研究主要集中在有核國家及其對手,其中美國對于電磁脈沖的相關(guān)研究最為系統(tǒng)化和成體系。
美國高度重視對電磁脈沖環(huán)境的威脅分析,在2001年和2006年兩度成立電磁脈沖攻擊威脅評估委員會(huì),分別于2004年和2008年向國會(huì)提交了評估報(bào)告,并向美國國防部、國土安全部等聯(lián)邦機(jī)構(gòu)提出多項(xiàng)建議,主要關(guān)注高空電磁脈沖攻擊所產(chǎn)生的破壞性效果。
美國具備完善的電磁脈沖防護(hù)頂層設(shè)計(jì),建立了一系列電磁脈沖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如MIL-STD-464C、MIL-STD-2169、MILSTD-188-125等,涵蓋環(huán)境描述、應(yīng)用支撐、試驗(yàn)要求、操作手冊、工作指南等各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。其海、陸、空等軍兵種均針對電磁脈沖出具了自身相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)文件。
在防護(hù)設(shè)計(jì)支撐方面,美國具有多種規(guī)格的電磁脈沖模擬器設(shè)備,建立了柯特蘭空軍基地、白沙導(dǎo)彈靶場等多個(gè)試驗(yàn)中心,可用于對飛機(jī)、車輛、艦艇等不同目標(biāo)開展電磁脈沖評估測試。美國還具有豐富的電磁脈沖仿真數(shù)據(jù)庫和仿真軟件,具備對大型復(fù)雜系統(tǒng)的電磁計(jì)算和評估能力。
在實(shí)際應(yīng)用方面,美國已基本完成其重要武器裝備的電磁脈沖防護(hù)加固,并逐年改進(jìn)和加強(qiáng)。此外,美國還首先提出對重大基礎(chǔ)設(shè)施的電磁脈沖防護(hù)倡議,將其電磁脈沖的防護(hù)對象由軍事武器裝備逐步轉(zhuǎn)移至民用基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。
對于強(qiáng)電磁脈沖防護(hù),需要根據(jù)我國的具體情況,在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步制定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和制度。所制定的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重點(diǎn)圍繞強(qiáng)電磁脈沖的現(xiàn)場檢測、威脅預(yù)警、加固措施、防護(hù)評估等方面開展,以便有效加速各行業(yè)電磁脈沖防護(hù)的工程實(shí)踐。
應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展防護(hù)有效性定量評估、數(shù)據(jù)融合綜合處理、仿真試驗(yàn)聯(lián)合評估等方法,探索在具體武器裝備或基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的方法的提出、推廣和應(yīng)用。
電磁脈沖防護(hù)的具體實(shí)現(xiàn)需要依托各類防護(hù)措施和防護(hù)產(chǎn)品,尤其是各類關(guān)鍵核心電磁防護(hù)模塊、器件、軟件等。一方面,需要加快實(shí)現(xiàn)這類防護(hù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化貫徹進(jìn)程,切實(shí)保證其技術(shù)指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的等級要求;另一方面,也需要落實(shí)核心器件的國產(chǎn)化,避免關(guān)鍵零部件受制于人。
電磁脈沖防護(hù)是一項(xiàng)工程性極強(qiáng)的應(yīng)用型科學(xué),應(yīng)在具體武器裝備或基礎(chǔ)設(shè)施的防護(hù)加固的具體實(shí)踐中,不斷改進(jìn)完善相關(guān)措施和方法。因此,應(yīng)加快對現(xiàn)有裝備系統(tǒng)的全壽命電磁脈沖防護(hù)的實(shí)施進(jìn)度,推動(dòng)電磁防護(hù)相關(guān)技術(shù)和方法的全面應(yīng)用和改進(jìn)。
電磁脈沖防護(hù)是一項(xiàng)涉及多種學(xué)科,多個(gè)領(lǐng)域的綜合實(shí)踐工程。電磁脈沖的防護(hù)因其固有特點(diǎn),在武器裝備的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮,并貫穿其全生命周期流程。目前我國在電磁脈沖防護(hù)上已有一定基礎(chǔ),但尚未形成基于標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊的全面應(yīng)用,在具體實(shí)踐中還缺乏相應(yīng)的方法和經(jīng)驗(yàn)。
隨著防護(hù)政策的清晰明朗以及強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境威脅的逐步增加,為確保相應(yīng)防護(hù)工作的有效實(shí)施,必須加快強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和應(yīng)用,以便適應(yīng)日益增長的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)需求。