Pulsi elektromagnetik(EMP) -- faktor dëmtues armë bërthamore, si dhe çdo tjetër Burimet EMR(për shembull rrufeja, armët speciale elektromagnetike, qark i shkurtër në pajisjet elektrike me fuqi të lartë, ose një shpërthim supernova aty pranë, etj.). Efekt vdekjeprurës impulsi elektromagnetik (EMP) shkaktohet nga shfaqja e tensioneve dhe rrymave të induktuara në përçues të ndryshëm. Efekti i EMR manifestohet kryesisht në lidhje me pajisjet elektrike dhe radio-elektronike. Më të rrezikuarat janë linjat e komunikimit, sinjalizimit dhe kontrollit. Në këtë rast, mund të ndodhë prishja e izolimit, dëmtimi i transformatorëve, dëmtimi i pajisjeve gjysmëpërçuese, etj. Një shpërthim në lartësi të madhe mund të krijojë ndërhyrje në këto linja në zona shumë të mëdha.

Natyra e pulsit elektromagnetik

Një shpërthim bërthamor prodhon sasi e madhe grimca jonizuese, rryma të forta dhe një fushë elektromagnetike e quajtur puls elektromagnetik (EMP). Nuk ka asnjë efekt te njerëzit (të paktën brenda kufijve të asaj që është studiuar), por dëmton pajisjet elektronike. Sasia e madhe e joneve të mbetura nga shpërthimi ndërhyn në komunikimet me valë të shkurtra dhe funksionimin e radarit. Lartësia e shpërthimit ka një ndikim shumë domethënës në formimin e EMR. EMP është i fortë në shpërthime në lartësi nën 4 km, dhe është veçanërisht i fortë në lartësi mbi 30 km, por është më pak i rëndësishëm për rrezen 4-30 km. Kjo është për shkak të faktit se EMR formohet kur rrezet gama absorbohen në mënyrë asimetrike në atmosferë. Dhe në lartësi mesatare, vetëm një përthithje e tillë ndodh në mënyrë simetrike dhe të barabartë, pa shkaktuar luhatje të mëdha në shpërndarjen e joneve. Origjina e EMP fillon me një emetim jashtëzakonisht të shkurtër por të fuqishëm të rrezeve gama nga zona e reagimit. Gjatë ~ 10 nanosekondave, 0.3% e energjisë së shpërthimit lëshohet në formën e rrezeve gama. Një kuant gama, duke u përplasur me një atom të çdo gazi në ajër, nxjerr një elektron prej tij, duke jonizuar atomin. Nga ana tjetër, vetë ky elektron është i aftë të rrëzojë shokun e tij nga një atom tjetër. Ndodh një reaksion kaskadë, i shoqëruar me formimin e deri në 30,000 elektroneve për çdo rreze gama. Në lartësi të ulëta, rrezet gama të emetuara drejt tokës thithen prej saj pa prodhuar sasi e madhe jonet. Elektronet e lira, duke qenë shumë më të lehta dhe më të shkathët se atomet, largohen shpejt nga rajoni në të cilin kanë origjinën. Krijohet një fushë elektromagnetike shumë e fortë. Kjo krijon një rrymë shumë të fortë horizontale, një shkëndijë që lind një brez të gjerë rrezatimi elektromagnetik. Në të njëjtën kohë, në tokë, nën vendin e shpërthimit, grumbullohen elektrone, të "interesuara" për akumulimin e joneve të ngarkuar pozitivisht drejtpërdrejt rreth epiqendrës. Prandaj, një fushë e fortë krijohet edhe përgjatë Tokës.

Dhe megjithëse një pjesë shumë e vogël e energjisë emetohet në formën e EMR - 1/3x10-10, kjo ndodh në një periudhë shumë të shkurtër kohore. Pra, fuqia që zhvillon është e madhe: 100,000 MW. Aktiv lartësi të mëdha jonizimi ndodh më poshtë shtresa të dendura atmosferë. Në lartësitë kozmike (500 km), rajoni i jonizimit të tillë arrin 2500 km. Trashësia e saj maksimale është deri në 80 km. Fusha magnetike e Tokës i kthen trajektoret e elektroneve në një spirale, duke formuar një puls elektromagnetik të fuqishëm për disa mikrosekonda. Brenda pak minutash, një fushë e fortë elektrostatike (20-50 kV/m) lind midis sipërfaqes së Tokës dhe shtresës së jonizuar, derisa shumica elektronet nuk do të absorbohen për shkak të proceseve të rikombinimit. Megjithëse forca maksimale e fushës gjatë një shpërthimi në lartësi të madhe është vetëm 1-10% e nivelit të tokës, formimi i një EMR kërkon 100,000 më shumë energji - 1/3x10-5 e totalit të lëshuar, forca mbetet afërsisht konstante nën të gjithë rajoni i jonizuar.

Ndikimi i EMR në pajisje. Fusha elektromagnetike ultra e fortë shkakton tension të lartë në të gjithë përcjellësit. Linjat e energjisë do të jenë në të vërtetë antena gjigante, voltazhi i shkaktuar në to do të shkaktojë prishje dhe dështim të izolimit nënstacionet e transformatorëve. Shumica e pajisjeve gjysmëpërçuese të pambrojtura posaçërisht do të dështojnë. Në këtë drejtim, mikroqarqet do t'i japin një fillim të madh teknologjisë së mirë të vjetër të llambave, e cila nuk kujdeset as për rrezatim të fortë, as për fusha të forta elektrike.

Hyrje.

Për të kuptuar kompleksitetin e problemeve të kërcënimit të EMP dhe masat për t'u mbrojtur kundër tij, është e nevojshme të shqyrtohet shkurtimisht historia e studimit të kësaj fenomen fizik Dhe gjendjen aktuale njohuri në këtë fushë.

Fakti që një shpërthim bërthamor do të shoqërohej domosdoshmërisht nga rrezatimi elektromagnetik ishte i qartë për fizikantët teorik edhe përpara provës së parë. pajisje bërthamore në vitin 1945. Gjatë shpërthimeve bërthamore në atmosferë dhe hapësira e jashtme prania e EMR u regjistrua eksperimentalisht.

Sidoqoftë, karakteristikat sasiore të pulsit u matën në mënyrë të pamjaftueshme, së pari, sepse nuk kishte pajisje kontrolli dhe matëse të afta për të regjistruar rrezatim elektromagnetik jashtëzakonisht të fuqishëm, i cili ekziston jashtëzakonisht. kohë të shkurtër(miliontat e sekondës), së dyti, sepse në ato vite në pajisjet elektronike përdoreshin vetëm pajisje elektrike vakum, të cilat ishin pak të ndjeshme ndaj efekteve të EMR, gjë që uli interesin për studimin e tij. Krijimi i pajisjeve gjysmëpërçuese, dhe më pas qarqeve të integruara, veçanërisht pajisjeve dixhitale të bazuara në to, dhe futja e gjerë e mjeteve në pajisjet elektronike ushtarake i detyroi specialistët ushtarakë të vlerësojnë ndryshe kërcënimin e EMP.

Përshkrimi i fizikës EMR.

Mekanizmi për gjenerimin e EMR është si më poshtë. Gjatë një shpërthimi bërthamor, gama dhe rrezatimi me rreze x dhe formohet një fluks neutron. Rrezatimi gama, duke bashkëvepruar me molekulat e gazeve atmosferike, nxjerr të ashtuquajturat elektrone Compton prej tyre. Nëse shpërthimi kryhet në një lartësi prej 20-40 km, atëherë këto elektrone kapen nga fusha magnetike e Tokës dhe, duke u rrotulluar në lidhje me linjat e energjisë Kjo fushë krijon rryma që gjenerojnë EMR. Në këtë rast, fusha EMR përmblidhet në mënyrë koherente drejt sipërfaqen e tokës, d.m.th. Fusha magnetike e Tokës luan një rol të ngjashëm me një antenë me grup fazash. Si rezultat i kësaj, forca e fushës dhe, rrjedhimisht, amplituda e EMR rritet ndjeshëm në zonat në jug dhe në veri të epiqendrës së shpërthimit. Kohëzgjatja këtë proces nga momenti i shpërthimit nga 1 - 3 deri në 100 ns.

Në fazën tjetër, që zgjat afërsisht nga 1 μs në 1 s, EMR krijohet nga elektronet Compton të rrëzuara nga molekulat nga rrezatimi gama i reflektuar në mënyrë të përsëritur dhe për shkak të përplasjes joelastike të këtyre elektroneve me rrjedhën e neutroneve të emetuara gjatë shpërthimit. Në këtë rast, intensiteti EMR rezulton të jetë afërsisht tre rend me madhësi më të ulët se në fazën e parë.

Në fazën përfundimtare, e cila merr një periudhë kohe pas shpërthimit nga 1 s në disa minuta, EMR gjenerohet nga efekti magnetohidrodinamik i krijuar nga shqetësimet. fushë magnetike Toka është përçuese top zjarri shpërthim. Intensiteti i EMR në këtë fazë është shumë i ulët dhe arrin në disa dhjetëra volt për kilometër.

Rreziku më i madh për pajisjet radio-elektronike është faza e parë e gjenerimit të EMR, në të cilën, në përputhje me ligjin, induksioni elektromagnetik Për shkak të rritjes jashtëzakonisht të shpejtë të amplitudës së pulsit (maksimumi arrihet 3 - 5 ns pas shpërthimit), voltazhi i induktuar mund të arrijë dhjetëra kilovolt për metër në nivelin e sipërfaqes së tokës, duke u zvogëluar gradualisht me distancën nga epiqendra e shpërthimi. Përveç ndërprerjes së përkohshme të funksionimit (shtypjes funksionale) të pajisjeve elektronike, gjë që lejon rivendosjen e mëvonshme të funksionalitetit të tyre, armët EMP mund të shkaktojnë shkatërrim fizik (dëmtim funksional) të elementëve gjysmëpërçues të pajisjeve elektronike, përfshirë ato në gjendje të fikur.

Duhet të theksohet gjithashtu mundësia e efekteve të dëmshme rrezatim i fuqishëm Armët EMP për elektrike dhe elektrike sistemet energjetike armët dhe pajisje ushtarake(VVT), sistemet elektronike të ndezjes së motorit djegia e brendshme(Fig. 1). Rrymat e ngacmuara nga fusha elektromagnetike në qarqet e siguresave elektrike ose radio të instaluara në municione mund të arrijnë nivele të mjaftueshme për t'i shkaktuar ato. Rrjedhat energji të lartë të aftë për të inicuar shpërthimin e kokave të raketave të eksplozivëve (HE) të raketave, bombave dhe predhave të artilerisë, si dhe shpërthimin pa kontakt të minave brenda një rrezeje prej 50-60 m nga pika e shpërthimit të municioneve EMP të kalibrave të mesëm (100- 120 mm).

Fig. 1. Ndalimi i detyruar i një makine me sistemi elektronik ndezjen

Në lidhje me efektin dëmtues të armëve EMP mbi personelin, si rregull, ne po flasim për për efektet e ndërprerjes së përkohshme të ndjeshmërisë adekuate të një personi, shfaqjes së veprimeve të gabuara në sjelljen e tij dhe madje edhe humbjes së aftësisë për të punuar. Është e rëndësishme që manifestimet negative të efekteve të pulseve të fuqishme me mikrovalë ultrashkurtër të mos shoqërohen domosdoshmërisht me shkatërrimin termik të qelizave të gjalla të objekteve biologjike. Faktori dëmtues është shpesh intensiteti i lartë i fushës elektrike të shkaktuar në membranat qelizore, i krahasueshëm me intensitetin natyror pothuajse statik të fushës elektrike të ngarkesave ndërqelizore. në sipërfaqen e indeve biologjike prej 1,5 mW/cm2 ka vend ndryshim të besueshëm potencialet elektrike trurit Aktiviteti qelizat nervore ndryshon nën ndikimin e një pulsi të vetëm mikrovalor që zgjat nga 0,1 deri në 100 ms, nëse dendësia e energjisë në të arrin 100 mJ/cm2. Pasojat ndikim të ngjashëm tek njerëzit ende nuk janë studiuar shumë, por dihet se rrezatimi me pulsime me mikrovalë ndonjëherë shkakton halucinacione të zërit, dhe me fuqi të shtuar, madje edhe humbja e vetëdijes është e mundur.

Amplituda e tensionit të induktuar nga EMR në përcjellës është proporcionale me gjatësinë e përcjellësit të vendosur në fushën e tij dhe varet nga orientimi i tij në lidhje me vektorin e forcës së fushës elektrike.

Kështu, forca e fushës EMR në linjat e tensionit të lartë mund të arrijë 50 kV/m, gjë që do të çojë në shfaqjen e rrymave deri në 12 mijë amper në to.

EMP-të krijohen gjithashtu gjatë llojeve të tjera të shpërthimeve bërthamore - ajrit dhe tokës. Teorikisht është vërtetuar se në këto raste intensiteti i tij varet nga shkalla e asimetrisë së parametrave hapësinorë të shpërthimit. Prandaj, një shpërthim ajri është më pak efektiv nga pikëpamja e gjenerimit të EMP. EMR e një shpërthimi tokësor do të ketë një intensitet të lartë, por zvogëlohet shpejt ndërsa largohet nga epiqendra.

Që nga mbledhja e të dhënave eksperimentale gjatë eksplorimit nëntokësor testet bërthamore teknikisht është shumë kompleks dhe i shtrenjtë, atëherë zgjidhja e grupit të të dhënave arrihet me metoda dhe mjete të modelimit fizik.

Burimet e EMP (armët jovdekjeprurëse). Armët EMP mund të krijohen si në formën e komplekseve të rrezatimit elektronik të palëvizshëm dhe të lëvizshëm, ashtu edhe në formën e municioneve elektromagnetike (EMM), të dorëzuara në objektiv duke përdorur predha artilerie, mina, raketa të drejtuara (Fig. 2), bomba ajrore, etj.

Një gjenerator i palëvizshëm ju lejon të riprodhoni EMR me polarizimin horizontal të fushës elektrike. Ai përfshin një gjenerator të tensionit të lartë impulset elektrike(4 MV), një antenë rrezatuese simetrike me dipole në dy shtylla dhe një zonë testimi të hapur të betonit. Instalimi siguron formimin mbi vendin e provës (në lartësitë 3 dhe 10 m) të EMR me forca fushore të barabarta respektivisht 35 dhe 50 kV/m.

Gjeneratori i lëvizshëm (i transportueshëm) HPDII është krijuar për të simuluar EMR të polarizuar horizontalisht. Ai përfshin një gjenerator impulsi të tensionit të lartë dhe një antenë dipole simetrike të montuar në një platformë rimorkioje, si dhe pajisje për mbledhjen dhe përpunimin e të dhënave të vendosura në një furgon të veçantë.

EMB bazohet në metodat e konvertimit të energjisë kimike të shpërthimit, djegies dhe energji elektrike DC në energji fushë elektromagnetike fuqi të lartë. Zgjidhja e problemit të krijimit të municioneve EMP shoqërohet, para së gjithash, me praninë e burimeve kompakte të rrezatimit që mund të vendosen në ndarjet e kokave të raketave të drejtuara, si dhe në predha artilerie.

Burimet më kompakte të energjisë për EMB sot konsiderohen të jenë gjeneratorët magnetikë shpërthyes spirale (EMG), ose gjeneratorët me kompresim shpërthyes të fushës magnetike, që kanë performanca më e mirë graviteti specifik energji në masë (100 kJ/kg) dhe vëllim (10 kJ/cm3), si dhe gjeneratorë magnetodinamikë shpërthyes (EMDG). Në VMG duke përdorur eksplozive energjia e shpërthimit shndërrohet

në energjinë e fushës magnetike me një efikasitet deri në 10%, dhe me një zgjedhje optimale të parametrave VMG - madje deri në 20%. Kjo lloj pajisjeje është e aftë të gjenerojë impulse me një energji prej dhjetëra megaxhaule dhe një kohëzgjatje deri në 100 μs. Fuqia maksimale e rrezatimit mund të arrijë 10 TW. EMG-të mund të përdoren në mënyrë autonome ose si një nga kaskadat për pompimin e gjeneratorëve të mikrovalëve. Brezi i kufizuar spektral i rrezatimit EMG (deri në disa megahertz) e bën ndikimin e tyre në RES mjaft selektiv.

Fig.2. Dizajni (a) dhe parimi (b) përdorim luftarak EMB tipike.

Si rezultat, lind problemi i krijimit të sistemeve kompakte të antenave që janë në përputhje me parametrat e EMR-së së gjeneruar. Në VMDG, eksplozivët ose karburanti i raketave përdoren për të gjeneruar një rrjedhë plazmatike, lëvizja e shpejtë e së cilës në një fushë magnetike çon në gjenerimin e rrymave super të fuqishme me rrezatim elektromagnetik shoqërues.

Avantazhi kryesor i VMDG është ripërdorimi i tij, pasi fishekët me eksploziv ose karburant raketash mund të vendosen shumë herë në gjenerator. Sidoqoftë, karakteristikat e peshës dhe madhësisë së tij specifike janë 50 herë më të ulëta se ato të VMG-së, dhe përveç kësaj, teknologjia VMG ende nuk është zhvilluar mjaftueshëm për t'u mbështetur në këto burime energjie në të ardhmen e afërt.

Gjatë një shpërthimi bërthamor, rrezatimi i fortë elektromagnetik gjenerohet në një gamë të gjerë valësh me një densitet maksimal në rajonin 15-30 kHz.

Për shkak të kohëzgjatjes së shkurtër të veprimit - dhjetëra mikrosekonda - ky rrezatim quhet puls elektromagnetik (EMP).

Shkaku i EMR është një fushë elektromagnetike asimetrike që rezulton nga ndërveprimi i kuanteve gama me mjedisin.

Parametrat kryesorë të EMR, si faktor dëmtues, janë forca e fushave elektrike dhe magnetike. Gjatë shpërthimeve të ajrit dhe tokës, atmosfera e dendur kufizon zonën e përhapjes së rrezeve gama, dhe dimensionet e burimit EMR përafërsisht përkojnë me zonën e veprimit të rrezatimit depërtues. Në hapësirë, EMR mund të fitojë cilësinë e një prej faktorëve kryesorë dëmtues.

EMR nuk ka një efekt të drejtpërdrejtë tek njerëzit.

Efekti i EMR manifestohet kryesisht në trupat që kryejnë rrymë elektrike: linjat e komunikimit dhe rrymës ajrore dhe nëntokësore, sistemet e alarmit dhe kontrollit, mbështetësit metalikë, tubacionet, etj. Në momentin e shpërthimit, në to shfaqet një puls i rrymës dhe induktohet një potencial i lartë elektrik në raport me tokën.

Si rezultat, mund të ndodhë prishja e izolimit të kabllove, dëmtimi i pajisjeve hyrëse të pajisjeve radio dhe elektrike, djegia e shkarkuesve dhe lidhjeve të siguresave, dëmtimi i transformatorëve dhe dështimi i pajisjeve gjysmëpërçuese.

Fushat e forta elektromagnetike mund të dëmtojnë pajisjet në pikat e kontrollit dhe qendrat e komunikimit dhe të krijojnë rrezik lëndimi për personelin operativ.

Mbrojtja kundër EMI arrihet duke mbrojtur blloqet individuale dhe njësitë e pajisjeve radio dhe elektrike.

Armët kimike.

Armët kimike janë substanca toksike dhe mjete të përdorimit të tyre. Aplikimet përfshijnë bomba ajrore, kaseta, koka raketash, predha artilerie, miniera kimike, pajisje avionësh reaktivë, gjeneratorë aerosol etj.

Baza e armëve kimike janë substancat toksike (CAS) komponimet kimike, duke prekur njerëzit dhe kafshët, duke ndotur ajrin, terrenin, trupat ujorë, ushqimin dhe artikuj të ndryshëm në tokë. Disa agjentë kimikë janë krijuar për të dëmtuar bimët.

Në municionet dhe pajisjet kimike, agjentët janë në gjendje të lëngshme ose të ngurtë. Në momentin e përdorimit armëve kimike Agjentët shndërrohen në një gjendje luftarake - avulli, aerosol ose pika dhe prekin njerëzit përmes sistemit të frymëmarrjes ose, nëse bien në kontakt me trupin e njeriut, përmes lëkurës.

Një karakteristikë e ndotjes së ajrit nga avujt dhe aerosolët e imët është përqendrimi C = m/v, g/m3 - sasia "m" e OM për njësi vëllimi "v" të ajrit të kontaminuar.

Karakteristikë sasiore e shkallës së kontaminimit të sipërfaqeve të ndryshme është dendësia e infeksionit: d=m/s, g/m2 - d.m.th. sasia “m” e OM e vendosur për njësinë e sipërfaqes “s” të sipërfaqes së kontaminuar.

OM klasifikohet sipas efektet fiziologjike për person, qëllimi taktik, shpejtësia e fillimit dhe kohëzgjatja e efektit dëmtues, vetitë toksikologjike etj.

Sipas efekteve të tyre fiziologjike në trupin e njeriut, agjentët kimikë ndahen në grupet e mëposhtme:

1) Agjentët nervorë - sarin, soman, Vx (VI-ix). Ato shkaktojnë mosfunksionim të sistemit nervor, ngërçe të muskujve, paralizë dhe vdekje.

2) Agjent i veprimit të flluskës - gaz mustardë. Ndikon në lëkurë, sytë, organet e frymëmarrjes dhe të tretjes nëse gëlltitet.

3) Përgjithësisht agjentë toksikë - acidi hidrocianik dhe klorur cianogjen. Në rast helmimi, shfaqet gulçim i rëndë, një ndjenjë frike, konvulsione dhe paralizë.

4) Agjent asfiksues - fosgjen. Ndikon në mushkëri, duke shkaktuar ënjtje dhe mbytje.

5) OM e veprimit psiko-kimik - BZ (Bizet). Ndikon përmes sistemit të frymëmarrjes. Dëmton koordinimin e lëvizjeve, shkakton halucinacione dhe çrregullime mendore.

6) agjentë irritues - kloroacetofenoni, adamsite, CS (Ci-S) dhe CR (Ci-Er). Këta agjentë kimikë shkaktojnë acarim në organet e frymëmarrjes dhe të shikimit.

Agjentët nervorë, agjentët e flluskës, në përgjithësi agjentët helmues dhe asfiksues janë agjentë vdekjeprurës. Agjentët e veprimit psiko-kimik dhe irritues - i paaftëson përkohësisht njerëzit.

Bazuar në shpejtësinë e fillimit të efektit dëmtues, bëhet dallimi midis agjentëve me veprim të shpejtë (sarin, soman, acid hidrocianik, CS, SR) dhe agjentëve me veprim të ngadaltë (V-X, gaz mustardë, fosgjen, Bi-zet).

Sipas kohëzgjatjes, OB-të ndahen në të qëndrueshme dhe të paqëndrueshme. Ato të vazhdueshme ruajnë efektin e tyre të dëmshëm për disa orë ose ditë. E paqëndrueshme - disa dhjetëra minuta.

Toksdoza është sasia e agjentit që kërkohet për të marrë një efekt të caktuar dëmtimi: T=c*t (g*min)/m3, ku: c është përqendrimi i agjentit në ajër, g/m3; t është koha që një person kalon në ajër të kontaminuar, min.

Kur përdorni municione kimike, formohet një re kryesore e agjentëve kimikë. Nën ndikimin e masave ajrore në lëvizje, OM përhapet në një hapësirë ​​të caktuar, duke formuar një zonë të ndotjes kimike.

Zona e ndotjes kimike i referohet zonës që ishte ekspozuar drejtpërdrejt ndaj armëve kimike dhe territorit mbi të cilin është përhapur një re e kontaminuar me agjentë kimikë me përqendrime të dëmshme.

Në zonën e ndotjes kimike mund të ndodhin vatra të dëmtimit kimik.

Vendi i dëmtimit kimik- ky është territori brenda të cilit, si rezultat i ndikimit të armëve kimike, ka ndodhur viktima masive njerëzit, kafshët bujqësore dhe bimët.

Mbrojtja nga substancat toksike arrihet duke përdorur pajisje individuale mbrojtëse të frymëmarrjes dhe lëkurës, si dhe mjete kolektive.

Grupet e veçanta të armëve kimike përfshijnë municione kimike binare, të cilat janë dy kontejnerë me gazra të ndryshëm - jo helmues në formën e tyre të pastër, por kur ato zhvendosen gjatë një shpërthimi, përftohet një përzierje toksike.

Pulsi elektromagnetik

Vala goditëse

Vala goditëse (JP)- një zonë me ajër të ngjeshur fort, që përhapet në të gjitha drejtimet nga qendra e shpërthimit me shpejtësi supersonike.

Avujt dhe gazrat e nxehtë, duke u përpjekur të zgjerohen, prodhojnë një goditje të mprehtë në shtresat përreth të ajrit, i kompresojnë ato në presione dhe dendësi të larta dhe i ngrohin ato në temperaturë të lartë(disa dhjetëra mijëra gradë). Kjo shtresë e ajrit të kompresuar përfaqëson një valë goditëse. Kufiri i përparmë i shtresës së ajrit të kompresuar zakonisht quhet fronti i valës së goditjes. Pjesa e përparme e goditjes pasohet nga një rajon rrallimi, ku presioni është nën atë atmosferik. Pranë qendrës së shpërthimit, shpejtësia e përhapjes së valëve të goditjes është disa herë më e lartë se shpejtësia e zërit. Ndërsa distanca nga shpërthimi rritet, shpejtësia e përhapjes së valës zvogëlohet shpejt. Aktiv distanca të gjata shpejtësia e tij i afrohet shpejtësisë së zërit në ajër.

Vala goditëse e municioneve me fuqi mesatare udhëton: kilometri i parë në 1,4 s; e dyta - në 4 s; e pesta - në 12 s.

Efekti dëmtues i hidrokarbureve te njerëzit, pajisjet, ndërtesat dhe strukturat karakterizohet nga: presioni i shpejtësisë; presioni i tepërt në pjesën e përparme të lëvizjes së valës goditëse dhe koha e ndikimit të saj në objekt (faza e ngjeshjes).

Ndikimi i hidrokarbureve tek njerëzit duhet të jetë i drejtpërdrejtë dhe i tërthortë. Me ndikim të drejtpërdrejtë, shkaku i dëmtimit është një rritje e menjëhershme e presionit të ajrit, e cila perceptohet si një goditje e mprehtë, që çon në fraktura, dëmtime organet e brendshme, këputje e enëve të gjakut. Me ekspozimin indirekt, njerëzit preken nga mbeturinat fluturuese nga ndërtesat dhe strukturat, gurët, pemët, xhamat e thyer dhe objekte të tjera. Ndikimi indirekt arrin në 80% të të gjitha lezioneve.

Me një presion të tepërt prej 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf/cm2), njerëzit e pambrojtur mund të pësojnë lëndime të lehta (mavijosje dhe kontuzionet e vogla). Ekspozimi ndaj hidrokarbureve me presion të tepërt 40-60 kPa çon në dëmtime të moderuara: humbje të vetëdijes, dëmtim të organeve të dëgjimit, dislokime të rënda të gjymtyrëve, dëmtim të organeve të brendshme. Lezione jashtëzakonisht të rënda, shpesh me fatale, vërehen në presion të tepërt mbi 100 kPa.

Shkalla e dëmtimit valë goditëse objekte të ndryshme varet nga fuqia dhe lloji i shpërthimit, forca mekanike (qëndrueshmëria e objektit), si dhe nga distanca në të cilën ka ndodhur shpërthimi, terreni dhe pozicioni i objekteve në tokë.

Për t'u mbrojtur nga efektet e hidrokarbureve duhet të përdoren: llogore, çarje dhe llogore, duke e zvogëluar këtë efekt me 1,5-2 herë; dugouts - 2-3 herë; strehimore - 3-5 herë; bodrumet e shtëpive (ndërtesave); terreni (pyll, lugina, zgavra etj.).

Pulsi elektromagnetik (EMP)është një grup fushash elektrike dhe magnetike që vijnë nga jonizimi i atomeve të mediumit nën ndikimin e rrezatimit gama. Kohëzgjatja e veprimit të tij është disa milisekonda.

Parametrat kryesorë të EMR janë ato të induktuara në tela dhe linja kabllore rrymat dhe tensionet që mund të çojnë në dëmtimin dhe dështimin e pajisjeve elektronike, dhe ndonjëherë në dëmtimin e njerëzve që punojnë me pajisjen.

Në shpërthimet tokësore dhe ajrore, efekti dëmtues i pulsit elektromagnetik vërehet në një distancë prej disa kilometrash nga qendra. shpërthim bërthamor.

Mbrojtja më efektive kundër impulseve elektromagnetike është mbrojtja e linjave të furnizimit me energji dhe kontrollit, si dhe pajisjeve radio dhe elektrike.

Situata që lind kur armët bërthamore përdoren në zonat e shkatërrimit.

Vatra shkatërrimi bërthamor- ky është territori brenda të cilit, si rezultat i përdorimit të armëve bërthamore, ka pasur viktima masive dhe vdekje të njerëzve, kafshëve dhe bimëve të fermave, shkatërrim dhe dëmtim të ndërtesave dhe strukturave, rrjeteve dhe linjave të shërbimeve, energjisë dhe teknologjisë, komunikimet e transportit dhe objekte të tjera.

Pulsi elektromagnetik - koncepti dhe llojet. Klasifikimi dhe veçoritë e kategorisë "Pulsi elektromagnetik" 2017, 2018.

Efekti dëmtues i një impulsi elektromagnetik (EMP) shkaktohet nga shfaqja e tensioneve dhe rrymave të induktuara në përçues të ndryshëm. Efekti i EMR manifestohet kryesisht në lidhje me pajisjet elektrike dhe radio-elektronike. Më të rrezikuarat janë linjat e komunikimit, sinjalizimit dhe kontrollit. Në këtë rast mund të ndodhë prishja e izolimit, dëmtimi i transformatorëve, dëmtimi i pajisjeve gjysmëpërçuese etj.

HISTORIA E ÇËSHTJES DHE GJENDJA AKTUALE E NJOHURIVE NË FUSHËN E PMM

Për të kuptuar kompleksitetin e problemeve të kërcënimit të EMP dhe masat për t'u mbrojtur kundër tij, është e nevojshme të shqyrtojmë shkurtimisht historinë e studimit të këtij fenomeni fizik dhe gjendjen aktuale të njohurive në këtë fushë.

Fakti që një shpërthim bërthamor do të shoqërohej domosdoshmërisht nga rrezatimi elektromagnetik ishte i qartë për fizikantët teorik edhe para testit të parë të një pajisjeje bërthamore në 1945. Gjatë shpërthimeve bërthamore në atmosferë dhe hapësirën e jashtme të kryera në fund të viteve '50 - fillimi i viteve '60, prania e EMR u regjistrua në mënyrë eksperimentale, megjithatë, karakteristikat sasiore të pulsit u matën në mënyrë të pamjaftueshme, së pari, sepse nuk kishte pajisje kontrolli dhe matëse. të regjistrimit të rrezatimit elektromagnetik jashtëzakonisht të fuqishëm, ekzistues për një kohë jashtëzakonisht të shkurtër (miliontët e sekondës), së dyti, sepse në ato vite në pajisjet radio-elektronike përdoreshin vetëm pajisje elektro-vakum, të cilat ishin pak të ndjeshme ndaj efekteve të EMR, të cilat ulje e interesit për studimin e tij.

Krijimi i pajisjeve gjysmëpërçuese, dhe më pas qarqeve të integruara, veçanërisht pajisjeve dixhitale të bazuara në to, dhe futja e gjerë e mjeteve në pajisjet elektronike ushtarake i detyroi specialistët ushtarakë të vlerësojnë ndryshe kërcënimin e EMP. Që nga viti 1970, çështjet e mbrojtjes së armëve dhe pajisjeve ushtarake nga PMM filluan të konsideroheshin nga Ministria e Mbrojtjes si prioriteti më i lartë.

Mekanizmi për gjenerimin e EMR është si më poshtë. Gjatë një shpërthimi bërthamor, gjenerohet rrezatim gama dhe rreze X dhe formohet një fluks neutronesh. Rrezatimi gama, duke bashkëvepruar me molekulat e gazeve atmosferike, nxjerr të ashtuquajturat elektrone Compton prej tyre. Nëse shpërthimi kryhet në një lartësi prej 20-40 km, atëherë këto elektrone kapen nga fusha magnetike e Tokës dhe, duke u rrotulluar në lidhje me linjat e forcës së kësaj fushe, krijojnë rryma që gjenerojnë EMR. Në këtë rast, fusha EMR përmblidhet në mënyrë koherente drejt sipërfaqes së tokës, d.m.th. Fusha magnetike e Tokës luan një rol të ngjashëm me një antenë me grup fazash. Si rezultat i kësaj, forca e fushës dhe, rrjedhimisht, amplituda e EMR rritet ndjeshëm në zonat në jug dhe në veri të epiqendrës së shpërthimit. Kohëzgjatja e këtij procesi nga momenti i shpërthimit është nga 1 - 3 deri në 100 ns.

Në fazën tjetër, që zgjat afërsisht nga 1 μs në 1 s, EMR krijohet nga elektronet Compton të rrëzuara nga molekulat nga rrezatimi gama i reflektuar në mënyrë të përsëritur dhe për shkak të përplasjes joelastike të këtyre elektroneve me rrjedhën e neutroneve të emetuara gjatë shpërthimit.

Në këtë rast, intensiteti EMR rezulton të jetë afërsisht tre rend me madhësi më të ulët se në fazën e parë.

Në fazën përfundimtare, e cila merr një periudhë kohe pas shpërthimit nga 1 s në disa minuta, EMR gjenerohet nga efekti magnetohidrodinamik i krijuar nga shqetësimet e fushës magnetike të Tokës nga topi i zjarrit përçues i shpërthimit. Intensiteti i EMR në këtë fazë është shumë i ulët dhe arrin në disa dhjetëra volt për kilometër.

Rreziku më i madh për pajisjet radio-elektronike është faza e parë e gjenerimit të EMR, në të cilën, në përputhje me ligjin e induksionit elektromagnetik, për shkak të rritjes jashtëzakonisht të shpejtë të amplitudës së pulsit (maksimumi arrihet 3 - 5 ns pas shpërthimit ), voltazhi i induktuar mund të arrijë dhjetëra kilovolt për metër në nivelin e sipërfaqes së tokës, duke u ulur gradualisht ndërsa largohet nga epiqendra e shpërthimit.

Amplituda e tensionit të induktuar nga EMR në përcjellës është proporcionale me gjatësinë e përcjellësit të vendosur në fushën e tij dhe varet nga orientimi i tij në lidhje me vektorin e forcës së fushës elektrike. Kështu, forca e fushës EMR në linjat e tensionit të lartë mund të arrijë 50 kV/m, gjë që do të çojë në shfaqjen e rrymave deri në 12 mijë amper në to.

EMP-të krijohen gjithashtu gjatë llojeve të tjera të shpërthimeve bërthamore - ajrit dhe tokës. Teorikisht është vërtetuar se në këto raste intensiteti i tij varet nga shkalla e asimetrisë së parametrave hapësinorë të shpërthimit. Prandaj, një shpërthim ajri është më pak efektiv nga pikëpamja e gjenerimit të EMP. EMR e një shpërthimi tokësor do të ketë një intensitet të lartë, por zvogëlohet shpejt ndërsa largohet nga epiqendra.

Meqenëse qarqet me rrymë të ulët dhe pajisjet elektronike funksionojnë normalisht në tensione prej disa volt dhe rryma deri në disa dhjetëra miliamper, atëherë për ta absolutisht mbrojtje e besueshme EMI kërkohet të sigurojë një reduktim të madhësisë së rrymave dhe tensioneve në kabllo deri në gjashtë rend të madhësisë.

MËNYRAT E MUNDSHME PËR ZGJIDHJEN E PROBLEMIT TË MBROJTJES SË EMP

Mbrojtja ideale kundër EMR do të ishte mbulimi i plotë i dhomës në të cilën ndodhet pajisja radio-elektronike me një ekran metalik. Në të njëjtën kohë, është e qartë se është praktikisht e pamundur të sigurohet një mbrojtje e tillë në disa raste, sepse Që pajisjet të funksionojnë, shpesh është e nevojshme të sigurohet komunikim elektrik me pajisje të jashtme. Prandaj, përdoren mjete më pak të besueshme mbrojtjeje, të tilla si rrjetë përçuese ose mbulesa filmike për dritare, struktura metalike me huall mjalti për hyrjet e ajrit dhe hapjet e ventilimit dhe guarnicionet e kontaktit të pranverës të vendosura rreth perimetrit të dyerve dhe kapakëve.

Më komplekse problem teknik merret parasysh mbrojtja kundër depërtimit të EMR në pajisje përmes hyrjeve të ndryshme kabllore. Një zgjidhje radikale për këtë problem mund të jetë një kalim nga rrjetet elektrike Lidhja me fibrat e fibrave optike praktikisht nuk preken nga EMR. Megjithatë, zëvendësimi i pajisjeve gjysmëpërçuese në të gjithë gamën e funksioneve që kryejnë me pajisje elektro-optike është i mundur vetëm në të ardhmen e largët. Prandaj, aktualisht, filtrat, duke përfshirë filtrat e fibrave, si dhe boshllëqet e shkëndijës, varistorët e oksidit të metalit dhe diodat Zener me shpejtësi të lartë, përdoren më gjerësisht si mjete për mbrojtjen e hyrjeve të kabllove.

Të gjitha këto mjete kanë avantazhe dhe disavantazhe. Kështu, filtrat kapacitiv-induktiv janë mjaft efektivë për mbrojtjen kundër EMI me intensitet të ulët, dhe filtrat me fibra mbrojnë në një gamë relativisht të ngushtë më lart. frekuencave të larta Boshllëqet e shkëndijave kanë inerci të konsiderueshme dhe janë kryesisht të përshtatshme për mbrojtje nga mbingarkesat që lindin nën ndikimin e tensioneve dhe rrymave të shkaktuara në lëkurën e avionit, kabinën e pajisjeve dhe mbështjellësin e kabllove.

Varistorët e oksidit të metalit janë pajisje gjysmëpërçuese që rrisin ndjeshëm përçueshmërinë e tyre në tension të lartë. Sidoqoftë, kur përdoren këto pajisje si mjete mbrojtëse kundër EMI, duhet të merret parasysh performanca e tyre e pamjaftueshme dhe përkeqësimi i karakteristikave nën ekspozimin e përsëritur ndaj ngarkesave. Këto disavantazhe mungojnë në diodat Zener me shpejtësi të lartë, veprimi i të cilave bazohet në një ndryshim të mprehtë të rezistencës në formë orteku nga relativisht vlerë të lartë pothuajse në zero kur voltazhi i aplikuar në to kalon një vlerë të caktuar pragu. Për më tepër, ndryshe nga varistorët, karakteristikat e diodave Zener nuk përkeqësohen pas ekspozimit të përsëritur ndaj tensioneve të larta dhe ndërrimit të modalitetit.

Qasja më racionale për hartimin e mjeteve të mbrojtjes kundër EMI të gjëndrave kabllore është krijimi i lidhësve të tillë, dizajni i të cilave përfshin masa të veçanta që sigurojnë formimin e elementeve të filtrit dhe instalimin e diodave të integruara Zener. Zgjidhje e ngjashme ndihmon për të marrë vlera shumë të vogla të kapacitetit dhe induktivitetit, e cila është e nevojshme për të siguruar mbrojtje kundër pulseve që kanë një kohëzgjatje të shkurtër dhe, për rrjedhojë, një komponent i fuqishëm me frekuencë të lartë. Përdorimi i lidhësve të një dizajni të ngjashëm do të zgjidhë problemin e kufizimit të karakteristikave të peshës dhe madhësisë së pajisjes mbrojtëse.

Kafazi i Faradeit- një pajisje për mbrojtjen e pajisjeve nga fushat e jashtme elektromagnetike. Zakonisht është një kafaz i tokëzuar i bërë nga material shumë përçues.

Parimi i funksionimit të një kafazi Faraday është shumë i thjeshtë - kur një guaskë e mbyllur e përçueshme elektrike hyn në një fushë elektrike elektrone të lira predhat fillojnë të lëvizin nën ndikimin e kësaj fushe. Si rezultat anët e kundërta qelizat fitojnë ngarkesa, fusha e së cilës kompenson fushën e jashtme.

Një kafaz Faraday mbron vetëm nga fushat elektrike. Fusha magnetike statike do të depërtojë brenda. Një fushë elektrike në ndryshim krijon një fushë magnetike në ndryshim, e cila nga ana tjetër krijon një fushë elektrike në ndryshim. Prandaj, nëse një fushë elektrike në ndryshim bllokohet duke përdorur një kafaz Faraday, atëherë nuk do të gjenerohet as një fushë magnetike në ndryshim.

Sidoqoftë, në rajonin me frekuencë të lartë, veprimi i një ekrani të tillë bazohet në reflektim valët elektromagnetike nga sipërfaqja e ekranit dhe zbutja e energjisë me frekuencë të lartë në trashësinë e saj për shkak të humbjeve të nxehtësisë për shkak të rrymave vorbull.

Aftësia e një kafazi Faraday për të mbrojtur rrezatimin elektromagnetik përcaktohet nga:
trashësia e materialit nga i cili është bërë;
thellësia e efektit sipërfaqësor;
raporti i madhësisë së hapjeve në të me gjatësinë e valës së rrezatimit të jashtëm.
Për të mbrojtur një kabllo, është e nevojshme të krijohet një kafaz Faraday me një sipërfaqe shumë përçuese përgjatë gjithë gjatësisë së përçuesve të mbrojtur. Në mënyrë që një kafaz Faraday të funksionojë në mënyrë efektive, madhësia e qelizës së rrjetës duhet të jetë dukshëm më e vogël se gjatësia e valës së rrezatimit nga i cili kërkohet mbrojtje. Parimi i funksionimit të pajisjes bazohet në rishpërndarjen e elektroneve në një përcjellës nën ndikimin e një fushe elektromagnetike.