Elektromagnetické zbraně,
Download
1 / 57

Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany - PowerPoint PPT Presentation


  • 96 Views
  • Uploaded on

Elektromagnetické zbraně, mýtus nebo fungující realita. PERSPEKTIVY ELEKTRONIKY 2011. Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany [email protected] Obsah přednášky. Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany' - kina


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Elektromagnetické zbraně,

mýtus nebo fungující realita

PERSPEKTIVY ELEKTRONIKY 2011

Libor DRAŽAN

Katedra radiolokace

Fakulta vojenských technologií

Univerzita obrany

[email protected]


  • Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Způsoby ochrany elektronických obvodů před účinky elektromagnetických zbraní


  • Elektromagnetické zbraně

  • zbraně se směrovanou energií (DEW – Directed Energy Weapons)

  • využívají k transformaci energie určené k destrukci vybraného cíle subatomové částice nebo elektromagnetické vlny.

  • Zbraně s paprsky částic

  • Laserové zbraně

  • Zdroje výkonového vyzařování v pásmu rádiových vln( kmitočtové pásmo – stovky kHz až 1 GHz)

  • Zdroje výkonového vyzařování v pásmu mikrovln( kmitočtové pásmo – 1GHz až 300 GHz )


  • Laserové zbraně

CO2 dynamický plynový laser na podvozku MAZ-7930


  • Laserové zbraně

US Army Tactical High Energy Laser (THEL)

MIRACL deuterium fluoride laser

YAL-1A ABL


  • Mechanismus působení elektromagnetických zbraní

  • Generování elektromagnetického impulsu (EMP) velké intenzity ( bez nutnosti použití jaderného výbuchu )

  • Vliv EMP na citlivé elektronické obvody( zejména polovodičové)

  • Dočasné nebo trvalépoškození elektronických obvodů

  • Důsledkem jsou výpadky činnosti celých systémů

  • Elektromagnetické zbraně patří do kategorie neletálních zbraní –snížené smrtící účinky


Generátor rádiových vln nebo mikrovln elektromagnetických zbraní

Zdroj VN impulsů

Primární

zdroj

Anténa

Spouštěcí obvody

  • Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní

  • Obecné funkční schéma elektromagnetické zbraně


  • Bojové použití elektromagnetických zbraní

Závisí na

  • Způsobu akumulace energie

  • Šířce pásma generovaného signálu

  • Výkonu generovaného signálu

  • Režimu činnosti zbraně

  • Charakteru nosiče

  • Charakteru cíle


  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

  • Kapacitní

  • Induktivní

  • Magnetokumulativní generátor


  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Kapacitní akumulace energie

Marxův rázový generátor


  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Kapacitní akumulace energie


L elektromagnetických zbraníC

Zdroj

Vypínač

Zátěž

Spínač

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Induktivní akumulace energie


  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Magnetokumulativní generátor


  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Magnetokumulativní generátor - malý výkon


2 elektromagnetických zbraní

1

3

4

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Magnetokumulativní generátor – střední výkon


  • Klasifikace podle způsobu akumulace energie

Magnetokumulativní generátor – střední výkon


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

  • Úzkopásmové ( impulsy na nosném kmitočtu )

  • Širokopásmové ( videoimpulsy B-10dB> 500 MHz )

  • Tlumené kmity (tlumené sinusové kmity v pásmu do 1 GHz )


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu


Výkonová elektronka elektromagnetických zbraní

Zdroj VN impulsů

Primární

zdroj

Tvarovací obvody

Anténa

Spouštěcí obvody

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Úzkopásmové


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Úzkopásmové HPM generátory

  • MILO (Magnetically Izolated Line Oscillator)

  • Kónický MILO (Tapered Magnetically Izolated Line Oscillator)

  • Relativistický magnetron

  • Relativistický klystronový zesilovač (Relativistic Klystron Amplifier – RKA)

  • Relativistický klystronový oscilátor (Relativistic Klystron Oscillator – RKO)

  • Reltron

  • Gyrotron

  • Elektronka s postupnou vlnou (Traveling Wave Tube – TWT)

  • Oscilátor se zpětnou vlnou (Back Wave Oscilator – BWO)

  • Vircator (Virtual Cathode Oscillator)


Zdroj VN impulsů elektromagnetických zbraní

Rychlý

spínací prvek

Primární

zdroj

Širokopásmová

anténa

Spouštěcí obvody

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Širokopásmové


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Širokopásmové– podstatné prvky systému

  • Spínače

  • Plynová jiskřiště

  • Kapalinová jiskřiště

  • Polovodičové spínače

  • Antény

  • Speciální reflektorové antény (např. IRA)

  • Trychtýře s TEM vlnou

  • Spirálové antény

  • Anténní monopól

  • Bikónická anténa


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Širokopásmové – podstatné prvky systému

IRA: Pásmo vyzařování - 40 MHz až 4 GHz

Intenzita el. pole ~ 5 kV/m ve vzdálenosti 300m


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Širokopásmové – podstatné prvky systému

Fotovodivé polovodičové spínače

(Photoconductive Semiconductor Switch - PCSS)


Zdroj VN impulsů elektromagnetických zbraní

Rychlý

spínací prvek

Primární

zdroj

Širokopásmová

anténa

Spouštěcí obvody

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Tlumené kmity


  • Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

Tlumené kmity


  • Výkon generovaného signálu

  • Maximální dosahované hodnoty generovaného výkonu

  • Maximální hodnota výkonu přenesená prostředím


  • Výkon generovaného signálu

Maximální dosahované hodnoty generovaného výkonu

  • Úzkopásmové generátory

  • – maximálně 20 GW,

  • – běžně jednotky GW

  • Širokopásmové generátory

  • – maximálně 100 GW,


  • Výkon generovaného signálu

Maximální hodnota výkonu přenesená prostředím

Omezující faktor – elektrická pevnost vzduchu

Emax< 1 MV/m S = 2,65 GW/m2

Minimální plocha apertury antény

Příklad:

Přechod mezi vakuem a vzduchem

Obdélníkový vlnovod (12,4 cm x 24,8 cm) – Pmax = 81,5 MW


  • Klasifikace podle režimu činnosti

  • Jednorázová činnost

  • Opakovaná činnost –opakovací kmitočet až 10000 imp/s


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

  • Stacionární

  • Převozné

  • Mobilní

  • Přenosné

  • Elektromagnetická munice


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Stacionární


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Převozný

R = 1 km, S = 40 kW/m2 , E = 3,8 kV/m


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Mobilní


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Mobilní – RANETS E (Rusko)

Pimp = 500 MW, Ti = 10 až 20 ns, Top = 500 Hz,

Pstř = 2,5 až 5 kW G = 45 až 50 dB v pásmu X


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Mobilní – RANETS E (Rusko)


DS110 Suitcase elektromagnetických zbraní

DS110T

DS110D

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Přenosný


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Elektromagnetická munice

  • Optimalizace z hlediska hmotnosti a rozměrů

  • Zdroj impulsů vysokého napětímagnetokumulativní generátor

  • Úzkopásmová elektromagnetická munice - mikrovlnné generátory pracující bez externího magnetického pole

  • - trychtýřové antény, víceramenné spirálové antény

  • - pro zvýšení zisku padákový reflektor

  • Širokopásmová elektromagnetická munice - skládací širokopásmové antény ( např. CIRA)

  • Tlumené kmity

    • - bikónická anténa


DS110C elektromagnetických zbraní

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Elektromagnetická munice

Příklad realizace generátoru – tlumené kmity


  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Elektromagnetická munice

  • Způsoby dopravy k cíli

  • Střely s plochou dráhou letu

  • Rakety země-země, země-vzduch, vzduch-země

  • Konvenční letecké pumy

  • Klouzavé letecké pumy – dosah až 140 km při odhozu z velké výšky

  • Dělostřelecká munice

  • Miny

  • Odpálení bojové nálože

  • Konvenčními způsoby

  • Přijímač GPS při dosažení požadované polohy


Napájecí zdroj elektromagnetických zbraní

Anténa

Tvarovací obvody

Napájecí zdroj

vircator

Primární zdroj

1.stupeň

2.stupeň

Dvoustupňový magnetokumulativní generátor

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Klasifikace podle charakteru nosiče

Elektromagnetická munice


  • Charakter cíle

  • Způsob průniku destrukční energie do cíle

  • Odolnost cíle proti účinkům elektromagnetických zbraní


  • Charakter cíle

Způsob průniku destrukční energie do cíle

Předními dveřmi – průnik přes anténní vstupy a čidla senzorických systémů

Zadními dveřmi – průnik přeselektrické spoje a kabely, napájecí kabely, datové sběrnice, konektory

Pásma cm a mm vln – průnik přes ventilační otvory a štěrbiny způsobené chybným konstrukčním návrhem nebo provedením


  • Charakter cíle

Odolnost cíle proti účinkům elektromagnetických zbraní

Koeficient stínění

Účinnost stínění

[dB]

[dB]


  • Charakter cíle

Odolnost cíle proti účinkům elektromagnetických zbraní


  • Dosah působení elektromagnetických zbraní

Maximální vzdálenost, na které je schopna elektromagnetická zbraň způsobit vyřazení elektroniky cíle z činnosti

Závisí zejména na druhu použitého nosiče a kategorii zbraně

  • Stacionární, převozné, mobilní, přenosné

  • Elektromagnetická munice


Šikmá dálka elektromagnetických zbraní

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Dosah působení elektromagnetických zbraní

Stacionární, převozné, mobilní, přenosné

  • Intenzita pole v místě cíle

  • Odolnost cíle

Šířka vyzařovací charakteristiky

Jednotky stupňů a méně

Vyzařovací charakteristika


Dosah nosiče elektromagnetických zbraní

Dosah zbraně

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Dosah působení elektromagnetických zbraní

Elektromagnetická munice

desítky až stovky metrů

šířka vyzařovací charakteristiky do 40 o


  • Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní

  • Ochrana objektů proti elektronicky naváděným zbraním

  • Ochrana konvojů

  • Policejní aplikace

  • Likvidace min

  • Výběr cílů pro elektromagnetické zbraně


  • Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní

Ochrana objektů proti naváděným zbraním


  • Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní

Ochrana objektů proti naváděným zbraním

Vigilant Eagle

Raytheon


UWB elektromagnetických zbranírušič

DS generátor pro neutralizaci min

Bomba ve vozidle

ovládaná rádiem

IED

Nepřátelský pozorovatel

Ovládací vodič

Mina s přibližovacím

zapalovačem

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

  • Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní

Ochrana konvojů


  • Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní

Policejní aplikace


  • Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní

Likvidace min


Vojenské síly v poli elektromagnetických zbraní

obyvatelstvo

Přepravní a spojovací

infrastruktura

Ekonomická

infrastruktura

Vedení

řízení

Finance, banky

podniky

Cestovní a traťová signalizace

zapalovací systémy

Radio a TV přijímače, počítače

mobilní telefony

Zabudované počítače, podpůrné

prostředky, polní C3

  • Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní

Výběr cílů pro elektromagnetické zbraně


  • Ochrana před účinky elektromagnetických zbraní

  • Průnik předními dveřmi

  • speciální polovodičové ochrany s reakční dobou několika pikosekund

  • Průnik zadními dveřmi

  • Napájecí a datová vedení – bleskojistky, varistory, Zenerovy diody a supresorové diody.

  • Větrací a technologické otvory v šasi – elektrické a magnetické stínění pro předpokládané pásmo kmitočtů


Děkuji za pozornost účinkům elektromagnetických zbraní


ad