一种超高场强宽频电磁脉冲武器及宽频电磁脉冲产生方法技术

本发明专利技术涉及一种超高场强宽频电磁脉冲武器及宽频电磁脉冲产生方法，包括壳体、药柱、点火器以及喷口组件，所述喷口组件固定在壳体的一端，喷口组件与壳体形成密闭空腔，所述药柱位于密闭空腔内且固定在壳体的另一端，所述点火器固定在壳体上，点火器的点火头引燃药柱。本发明专利技术解决了现有的非核电磁脉冲武器存在作用距离短、结构复杂、各种性能受限的技术问题，本发明专利技术所提供的武器能够产生宽带、超高场强电磁脉冲，结构简单，无需电能，覆盖范围达几十公里甚至更高。

【技术实现步骤摘要】
一种超高场强宽频电磁脉冲武器及宽频电磁脉冲产生方法
本专利技术涉及一种新概念超高场强宽频电磁脉冲武器。
技术介绍
进入21世纪以来，军用电子系统的综合化向集成化发展，通信、雷达、导航、电子仪器以及各种武器监控、目标识别及定位、军事指挥等方面均广泛地实现了信息化和智能化，这极大地提高了武器系统的综合效能。未来的战争是高度信息化的高技术战争，信息体系在空、天、地、海、电、磁全维空间的各个信息节点及其间网络构成了立体战场空间的信息网。对于战场任何一方的信息节点给与破坏、切断，都将造成指挥、通信、控制系统的瘫痪或失灵，从而造成战斗力锐减或丧失。针对武器系统中电子系统的相对脆弱性，军事大国开始发展电磁脉冲武器。所谓电磁脉冲武器，是指能产生强烈的电磁辐射，并通过短暂的脉冲照射来破坏敌方的雷达、通信、计算机等与电磁有关设备的一种武器系统，国外称之为EMP(ElectricMagneticPulse)武器。电磁脉冲武器的作战对象主要是敌方的指挥、通讯、信息及武器系统，它能够对较大范围内的敌方各种电子设备的内部关键部件同时实施压制性和摧毁性的杀伤，所以，它是一种性能独特、威力强大、软硬杀伤兼备的电磁毁伤武器。电磁脉冲的产生源自美苏两国进行的氢弹引爆试验，在爆炸瞬间将大气电离产生大量高速运动的电子，继而在空中产生强大电场和磁场。正是这些瞬间产生的电磁场，在以光速传播的同时产生了破坏力极强的电磁脉冲，导致地面上的电子设备出现感应电磁场，继而将电子设备烧毁。核电磁脉冲是迄今为止最强的电磁脉冲武器，其毁伤能力强、脉冲幅值高、作用范围广。可达几百、几千公里，但由于核爆产生破坏效能代价太高及核试验的敏感性，近年来大力发展非核电磁脉冲武器，作为定向能武器用以实现特定目标的毁伤。非核电磁脉冲武器按技术特征和作用效应区别可分为三类：电磁脉冲弹、高功率微波武器、超宽带武器。电磁脉冲弹是能产生一个辐射持续时间很短的宽带信号武器，可来源于核爆(核电磁脉冲)，也可由磁通量压缩发生器和磁流体力学发生器等装置产生(非核电磁脉冲)。电磁脉冲弹产生的电磁环境主要特点有：场强高，核电磁脉冲可达10kV/m～100kV/m；频域宽，从甚低频到特高频，大部分能量集中在低频段。高功率微波武器输出带宽远没有电磁脉冲弹宽，但其主频可落在几百MHz至几十GHz范围，而且频带窄，能量相对集中，方向性好。高功率微波武器攻击频段范围刚好在雷达工作范围，对雷达系统打击效果更佳。高功率微波武器可分为微波弹和强干扰机两种形式。微波弹通过磁通量压缩发生器或磁流体力学发生器向虚阴极振荡器供电产生吉瓦量级的微波，再由天线向外定向发射，属典型的窄带，打击目标相对固定，如专门攻击导弹或某种雷达。强力干扰机以车辆、飞机和军舰为平台，可采用相对论速调管等微波器件，一般由电源给电容器提供能源，具有一定重复工作频率的能力，瞄准跟踪后适合攻击单个目标，适用于保护重要的军事设施和指挥中心。超宽带干扰机的主频在微波段，频带宽，有的达GHz，主要优点是可以做的小型、紧凑和轻便，适用于机载的自保护装置。现有的超宽带源峰值功率可达几十GW，脉冲重复频率为MHz。但是，超宽带源的平均功率并不高，因此频带不宜过宽，否则能量太分散。分析以上三种非核电磁脉冲武器，表1给出了其性能参数区别。表1传统的三类电磁脉冲武器参数对比可以看出，现有非核电磁脉冲武器有一定的局限性，其有效作用距离有限(见表1，最多几公里)、系统结构复杂，且各部件间的阻抗匹配、电源小型化、辐射天线可靠性、可控性和高方向性等受到限制。
技术实现思路
为了解决现有的非核电磁脉冲武器存在作用距离短、结构复杂、各种性能受限的技术问题，本专利技术提供一种超高场强宽频电磁脉冲武器及宽频电磁脉冲产生方法。本专利技术的技术解决方案：一种超高场强宽频电磁脉冲产生方法，其特殊之处在于包括以下步骤：1)药柱固定于密闭空腔内，密闭空腔的一端设置有喷口；药柱包括包覆套、相互接触的一级药柱和二级药柱，所述一级药柱和二级药柱依次充装于包覆套内，二级药柱位于包覆套底部，所述一级药柱由等离子体药剂组成，所述二级药柱由高能炸药组成；2)点火器启动，引燃药柱，等离子体药剂先燃烧产生气态和等离子态两相混合工质并存储于密闭空腔内，热量传递给与等离子体药剂相接触的高能炸药，引燃高能炸药，高能炸药反应至喷口打开的临界压力阈值，喷口打开，两相混合工质冲出密闭空腔，释放出高能、高密度等离子体，同时产生超强电磁脉冲。本专利技术提供一种超高场强宽频电磁脉冲武器，其特殊之处在于：包括壳体、药柱、点火器以及喷口组件，所述喷口组件固定在壳体的一端，喷口组件与壳体形成密闭空腔，所述药柱位于密闭空腔内且固定在壳体的另一端，所述点火器固定在壳体上，点火器的点火头引燃药柱。进一步的，所述壳体内壁设置有隔热层。进一步的，所述药柱包括包覆套、相互接触的一级药柱和二级药柱，所述一级药柱和二级药柱依次充装于包覆套内，二级药柱位于包覆套底部，所述一级药柱由等离子体药剂组成，所述二级药柱由高能炸药组成。进一步的，所述喷口组件包括喷管壳体6、内衬7、爆破片8和压环9，所述喷管壳体6的一端与壳体固定连接，所述爆破片8通过压环9固定在喷管壳体6的另一端，所述内衬7位于喷管壳体6内壁。进一步的，所述点火器还包括点火药包12，所述点火药包12与一级药柱接触，所述点火头位于点火药包内。进一步的，点火器通过玻璃烧结密封塞密封在壳体上。本专利技术提供一种超高场强宽频电磁脉冲武器系统，其特征在于：包括至少两个所述的电磁脉冲武器，至少两个电磁脉冲武器以不同角度分布。本专利技术提供一种超高场强宽频电磁脉冲武器系统，其特征在于：包括多个所述的电磁脉冲武器，多个电磁脉冲武器圆周均布。本专利技术所具有的技术效果：1、本专利技术提出的超高场强宽频电磁脉冲武器利用等离子体药剂燃烧后，产生气态和等离子态两相混合工质在密闭空腔中积聚，进而在高能炸药产生的冲击波作用下，瞬间从密闭空腔释放产生等离子态物质，在空间环境下，以高速高频震荡形式扩散，由于等离子体密度高(不小于1013/cm3)，粒子采用爆破释放方式，同时有冲击波作用，粒子运动速度快，可瞬间产生超高场强电磁脉冲。2、本专利技术所提供的武器能够产生宽带、超高场强电磁脉冲，结构简单，无需电能，覆盖范围达几十公里甚至更高。超高场强宽频电磁脉冲武器在某一高度(0～1000km)爆炸释放，电离工质在高能药剂的作用下热致电离产生高密度等离子态物质，该等离子态物质在空间环境的高速高频震荡扩散过程中与高能炸药产生的冲击波联合作用，导致带电粒子与中性粒子高频碰撞实现电荷分离，从而产生电磁场。3、本专利技术所提供的武器通过瞬间产生大量高能、高密度等离子体来实现。该武器可产生小范围内、与小型核爆相当的破坏力极强的电磁脉冲，在公里级范围内可将敌方电子设备快速熔毁，或将带有火工品的各类武器系统实现引爆，实现对敌方特定区域、目标进行毁伤打击。对来袭我方作战区域的各种带有电子设备或火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高场强宽频电磁脉冲产生方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)药柱固定于密闭空腔内，密闭空腔的一端设置有喷口；药柱包括包覆套、相互接触的一级药柱和二级药柱，所述一级药柱和二级药柱依次充装于包覆套内，二级药柱位于包覆套底部，所述一级药柱由等离子体药剂组成，所述二级药柱由高能炸药组成；/n2)点火器启动，引燃药柱，等离子体药剂先燃烧产生气态和等离子态两相混合工质并存储于密闭空腔内，热量传递给与等离子体药剂相接触的高能炸药，引燃高能炸药，高能炸药反应至喷口打开的临界压力阈值，喷口打开，两相混合工质冲出密闭空腔，释放出高能、高密度等离子体，同时产生超强电磁脉冲。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高场强宽频电磁脉冲产生方法，其特征在于包括以下步骤：
1)药柱固定于密闭空腔内，密闭空腔的一端设置有喷口；药柱包括包覆套、相互接触的一级药柱和二级药柱，所述一级药柱和二级药柱依次充装于包覆套内，二级药柱位于包覆套底部，所述一级药柱由等离子体药剂组成，所述二级药柱由高能炸药组成；
2)点火器启动，引燃药柱，等离子体药剂先燃烧产生气态和等离子态两相混合工质并存储于密闭空腔内，热量传递给与等离子体药剂相接触的高能炸药，引燃高能炸药，高能炸药反应至喷口打开的临界压力阈值，喷口打开，两相混合工质冲出密闭空腔，释放出高能、高密度等离子体，同时产生超强电磁脉冲。


2.一种超高场强宽频电磁脉冲武器，其特征在于：包括壳体、药柱、点火器以及喷口组件，所述喷口组件固定在壳体的一端，喷口组件与壳体形成密闭空腔，所述药柱位于密闭空腔内且固定在壳体的另一端，所述点火器固定在壳体上，点火器的点火头引燃药柱。


3.根据权利要求2所述的超高场强宽频电磁脉冲武器，其特征在于：所述壳体内壁设置有隔热层。


4.根据权利要求2所述的超高场强宽频电磁脉冲武器，其特征在于：
所述药柱包括包覆套...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩静，马俊，刘欢，黄微波，周倩倩，杨利锋，彭炫皓，陈铭德，
申请(专利权)人：西安航科等离子体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61