今天小編分享的軍事經驗：過于落後，可以展示？EMP之矛、等離子護盾，都被中國人搞出來了？，歡迎閱讀。
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▲星際2中星靈的單兵護盾
先給大家說一個好消息，劉慈欣的第二部長篇科幻小說《球狀閃電》改編的電視劇已經定檔，将在2024年上映。
看過《球狀閃電》小說的小夥伴，應該都記得小說的高潮部分，少校林雲用宏原子做了一個秘密武器，其引發的宏巨變具備摧毀全世界芯片的能力，最終逼得敵人不得不停戰。
其實，這個秘密武器可以看做一個超大号的EMP炸彈，一般EMP作用範圍是幾公裡到十幾公裡，而林雲的那個，作用範圍是三分之一個地球。
看起來，這種看不見的能量武器最難防御。
不過最近，國防科大網站發了一片論文《低溫等離子體用于高功率微波防護研究》，一下子把大家的下巴都驚掉了，啥？科幻電影中的等離子護盾，真的被中國人搞出來了？
那麼，EMP到底是個啥東西？為啥等離子護盾又能攔得住它呢？
第1章
什麼是EMP武器
看過《速度與激情8》的應該都有印象，多姆駕駛一輛裝載了EMP的汽車強衝潛艇基地，然後EMP一啟動，整個基地的電子設備瞬間癱瘓。
為了自圓其說，多姆還開了一輛1970款普利茅斯gtx，這是一輛幾乎沒有任何電子設備的汽車，所以才不會受EMP的影響。
多姆車上的EMP(ElectroMagnetic Pulse)，又被稱為電磁脈衝武器、微波武器，其殺傷原理是利用核爆炸或高能微波發生器產生的強大電磁脈衝，毀壞敵方武器裝備電子元件，致其失效或損壞。
因為它只有電磁波，沒有實體（當然，《速8》電影裡面的EMP有一股可見的衝擊波，這只是影視效果而已，現實中并不存在），只傷設備，不傷人，所以被稱為"不流血的武器"。
那麼EMP是怎麼誕生的呢？說來也巧，完全是無心插柳。
1961年10月30日，蘇聯引爆了人類歷史上最大的一顆氫彈，爆炸當量巍5000萬噸TNT，人稱"大伊萬"。
大伊萬的爆炸不僅產生了巨大的物理毀傷效果，而且波及了方圓2000公裡以内的雷達系統和電子設備，出現了大量的通訊設備失靈事件，所有軍隊出現了長達一小時的無線電通訊失聯。
無獨有偶，1962年7月，美國在太平洋約翰斯頓環礁31公裡的高度上引爆了一枚140萬噸TNT當量的W49核彈頭，同樣導致1450公裡外的夏威夷發生了混亂，防盜報警器響個不停，街燈熄滅，繼電器一個個被燒毀，還讓三枚低軌道民用衛星停止工作。
經過事後調查，人們終于知道這兩起"神秘事件"的罪魁禍首正是核試驗產生的瞬時電磁脈衝。
氫彈爆炸時，核爆產生的γ射線和X射線以光速由爆點向四周輻射，與空氣中的氧和氮原子撞擊產生電子，形成強大的電磁脈衝，以光速向四周傳播。
電磁脈衝的破壞能力主要來自兩方面：
1. 輻射能量：電磁脈衝攜帶很高能量的電磁波，能夠迅速傳播并穿透各種物質。這些輻射能量可以被導體和其他電子系統中的電子元件吸收。
2. 快速變化的電磁場：電磁脈衝的強烈電場和磁場的快速變化，會在電子系統中產生電壓和電流的瞬态變化。這些變化可以使電子器件受到電壓過電壓和電流過電流的損害，導致系統的故障和損壞。
當電磁脈衝與電子系統相互作用時，其輻射和瞬态變化的能量引發電子系統中電壓和電流的不穩定，讓集成電路和傳感器等受損或完全失效。
EMP的可怕之處在于，它的打擊範圍是無差别的，不僅軍用的通訊設備和雷達會被打擊，人們日常生活中的各種電子設備，甚至汽車發動機、電力系統、家用電器、手機都會受到傷害，造成社會癱瘓。
美國軍事專家看到了這種由核爆炸產生的瞬時電磁脈衝的軍事價值，開始不遺餘力地加以研究，并把這種能產生強大電磁脈衝的武器稱為EMP武器。
不過美國人面臨的首要問題就是，電磁脈衝能量在核爆能量中的比例太小了，僅占核爆炸總能量的百萬分之一。
于是美國人對核彈頭進行了改裝，在中子彈周圍包一層材料，該材料的原子核與中子相互作用瞬間釋放出高能γ射線，這樣一來，可使爆後總能量的40%轉換成電磁脈衝。
但是問題又來了，就算有再多的能量轉化為電磁脈衝，它也是核武器，而很多時候，是不能使用核武器的。
于是美國人又研發了非核電磁脈衝彈。
非核電磁脈衝彈利用炸藥爆炸、化學燃料燃燒或者電能產生的能量，通過微波器件轉換成高功率微波輻射能，能發射峰值功率在幾兆瓦以上、頻率為1吉赫～300吉赫的脈衝微波束，通過敵方電子信息裝備的天線直接饋入，亦或者是通過電磁感應和耦合從饋線、電纜、電源線、電話線等進入敵方電子信息裝備中，形成較強的脈衝電壓和脈衝電流，造成電子元器件擊穿甚至燒毀，設備被物理破壞。
我們在抖音上看到的那些能擊穿指紋鎖的設備，就是這一種。
所以這種非核EMP對雷達、電台、導航設備、計算機、電子設備、武器控制和制導系統等等來說，可以說是絕殺，對整個作戰體系的生存威脅極大。
美國研制出非核電磁脈武器後，很快就投入了戰争。
1991年海灣戰争中，美軍用"戰斧"巡航導彈攜帶電磁脈衝彈頭，打擊伊拉克防空系統和指揮中心電子系統，直接導致伊拉克軍隊整個防空體系癱瘓。
伊拉克戰争中，美軍在E-8"聯合星"飛機搭載EMP電磁脈衝武器，幹擾伊拉克的電子信号，首都巴格達所有電子信号被覆蓋，連薩哈夫的記者會電視轉播信号都中斷了。
近些年，美國已經實現了EMP的多平台化，美國海軍已經成功研制搭載于AGM-86C／D常規空射巡航導彈的第2代EMP套件，并計劃将其移植至衛星輔助制導彈藥、JDAM、滑翔武器、聯合防區外發射武器等平台。
而美國陸軍在2017年研制出了以火炮作為投擲系統的EMP炮攻擊系統，可以精确打擊一小片區網域，能夠精确影響電磁頻譜的某個特定部分。
甚至在伊拉克的治安戰中，美軍還大量使用EMP裝置清掃街巷，破壞路邊炸彈的電子系統，避免挨炸。
美國那邊玩EMP用得不亦樂乎，俄羅斯這邊也沒閒着，推出了"克拉蘇哈-2"系統和"克拉蘇哈-4"系統。
這兩種系統其實不算炸彈，只能說算是電磁脈衝定向發射車。
"克拉蘇哈-2"重點是壓制預警機，主要針對美軍的E-3預警機和其他使用S波段的偵察系統。而"克拉蘇哈-4"系統的用途更加廣泛，它甚至能對抗間諜衛星。最新型号"克拉蘇哈-4"系統可對E-8C偵察機、"捕食者"無人機、"全球鷹"無人機進行幹擾。
兩型裝備在聯合使用的情況下，可覆蓋區網域内多個無人機蜂群目标。在叙利亞戰場，"克拉蘇哈-4"系統在48小時内摧毀了9架TB-2無人機，同時也成功使大多數射向叙利亞軍用機場的無人機蜂群因為飛控芯片被燒毀，而紛紛墜落。
除了美俄，瑞典、英國、德國等國家也大力開展相關研究。瑞典有了BAE公司的博福斯高功率微波系統，英國也研制出了可配裝BQM-145A無人機平台的電磁脈衝武器。
德國人最有創意，他們研發了一種降落傘型電磁脈衝戰鬥部，通過降落傘共形天線輻射高功率電磁脈衝，輻射功率達1GW，工作頻率為100MHz~1GHz，作用距離可達10~100m，它就像一顆針對電子系統的末敏彈一樣，可精确攻擊雷達系統、通信系統和區網域防御系統等。
世界主要國家都研發了，中國自然也沒閒着。
根據環球軍事的報道，中國早在1996年就進行了電磁脈衝武器的研究，據說在2002年，中國一款大功率微波武器正式列裝部隊，外界普遍猜測這是類似于"克拉蘇哈-2"的車載電磁脈衝武器，2014年，這款車載電磁脈衝武器以"WB-I"的型号亮相，官方命名為"防暴拒止系統"。
近些年，中國的EMP武器開始小型化和多用途化。
2018年的時候，官方媒體曝光了湖南雲箭集團研發中心總體室主任盧俊的先進事迹，文中指出：盧俊提出了某新型号"新概念武器"的研發設想，并推動"該新概念武器從實驗室樣機向工程化產品轉化邁出關鍵一步，在技術指标上全面超越了歐美同類裝備，獲得了兵器裝備集團公司重大科技創新成果獎以及國防科學技術進步二等獎。"
從文中還可看出，該武器項目是國家高新二期工程，除了雲箭集團外，參與部門的還包括高功率微波技術主題專家組、高功率微波技術重點實驗室、電子科技大學、國防科技大學前沿交叉學科學院、國防科技大學高功率微波技術研究所等等。
雖然文中沒點出這種"新概念武器"到底是啥，但結合參與部門的研究範圍，不難猜出這是拿來幹嘛的了。
正因為如此，國外對中國電磁脈衝武器的研發十分焦慮。
比如2021年1月5日，印度空軍一架米格-21戰機發生墜機。這本來是印度的傳統技能，沒想到印度直接把鍋甩給了巴基斯坦和中國，說墜機原因是中國向巴基斯坦提供了電磁脈衝武器。
所以，印度媒體紛紛以《中國"打倒"了印度的米格-21戰鬥機，電磁脈衝（EMP）巴基斯坦邊境附近的技術？》為标題進行炒作，攻擊中國"不講武德"。
随後，印媒又轉載了美國磚家彼得·文森特·普裡的一篇文章，渲染"中國或對美國發動EMP電磁脈衝武器攻擊！"，在文章中，這位磚家描繪了中國對美國EMP攻擊之後的可怕景象，比如"在一年内殺死美國東海岸90%的人口"，比如"讓大約99座核反應堆在沒有電力冷卻的情況下熔化，大約410萬人将被迫從核電站周圍地區轉移"，比如"美國至少需要18個月來恢復電網和社會秩序"等等。
說白了，美國人這麼說，其實和他們炒作的"中國黑客攻擊美國""中國間諜美國竊密"等等沒啥區别，無非就是渲染中國威脅論而已。
其實中國壓根沒興趣去攻擊美國的民用目标，有了EMP幹嘛要去炸電網？拿來反航母編隊不香麼？
我們都知道，美國航母編隊具有非常強大的防空能力，那麼我第一波攻擊就可以使用EMP彈頭，在防空導彈射程之外就爆炸，電磁脈衝就會以光速橫掃敵人艦隊，造成其雷達、通信、電子戰天線、光電系統失靈，防空導彈也沒法用了，艦載機也沒法起飛了，讓航母徹底癱瘓，然後第二波反艦導彈就可以輕易過來收割人頭了。
除此之外，《電子信息對抗技術》雜志還報導，中國進行了一次對無人機的電磁攻擊試驗，目标無人機在1500米高度飛行，電磁攻擊目标無人機墜落。
正因為EMP相比傳統武器有着巨大的優越性，所以各國都把它列為下一代武器的重點，那麼與此同時，對EMP的防護，也就提上了日程。
第2章
如何防御EMP
目前主要有三種方法。
第一是屏蔽。
19世紀，英國物理學家邁克爾·法拉第發現，在一個房間裡鋪上金屬箔，然後用靜電發生器讓金屬箔帶電，然後驗電器在房間内部，并沒有發現電荷，這意味着電荷只是沿着鋁箔表面移動，根本沒有穿透房間，後來這種結構被命名為"法拉第籠"。
在外加電場的作用下，法拉第籠能夠将電荷或輻射分布到籠子外部，形成與外加電場大小相等方向相反的電場，從而抵消了籠子外部產生的電荷或輻射，使得籠子内部形成一個等電勢體。
也就是說，法拉第籠對來自外部的電磁攻擊，有着非常良好的屏蔽作用。
我們可以自己做一個試驗，把自己的手機裝到一個金屬餅幹盒裡面，然後再給手機打電話，手機就會無法接通，這其實就是一種最簡單的"法拉第籠"。
所以第一代EMP防護裝置，都是采用一個金屬籠或者金屬罩子，将關鍵設備罩起來，從而起到防護EMP的作用。
到後來，美國甚至在工事修建的時候，就提前布置好金屬層或者金屬網，并形成了一種制式防護标準。
但問題在于，這種法拉第籠也有缺陷。
比如，你的建築，總要有人員進出通道、通風管道吧？這也就是意味着這個屏蔽不是百分百密封的。
與此同時，一些重點設備再防護，也要留個孔把電源線、傳感器、天線通進去吧？
我們都學過電磁波的衍射效應，只要有個孔，半波長小于等于孔洞尺寸的電磁脈衝就能進去，對裡面的設備產生殺傷，無非就是功率小一點而已，當波長遠遠小于孔洞時，那屏蔽也就沒用了。
所以EMP防護必須進一步迭代，于是就出了第二種方法"洩放"法。
洩放就是利用接地、濾波、二級管限幅和火花隙短路等電路設計，來對設備上被電磁感應出的電壓洩掉，從而達到一個保護設備的作用。
這些寫裝置的作用就是一旦感應到大電流，電路就會短路洩壓，起到保護設備的作用。
但問題在于，這種電路設計，很容易幹擾到正常工作的電路，而且其能洩放的電壓是有限的，如果電磁脈衝的能量足夠大，照樣能把電子設備損壞。
第三種是安裝濾波器。
我們都知道，現在有一種插座，叫做防電湧插座，主要是防止因雷擊等原因造成的瞬變脈衝電壓、瞬态過電、突波等電壓波動對插座上的設備造成傷害。
防護的原理，就是使用扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等等，在異常脈衝電壓出現時，對其進行濾波、消減，借此保護設備。
既然如此，在面對EMP攻擊時，同樣也可以利用這些濾波器，過濾掉EMP攻擊帶來的電流、電壓紊亂，借此避免半導體器件、印刷版線路接觸點被擊穿。
當然，這種方式也有缺陷，濾波器的最大濾波能力是有限的，一旦超出了一定阈值，也就沒用了。
所以一直到現在， 并沒有完美的EMP防護技術應用，哪怕強如美國，也不過是把這三種手段都用上了而已。
可是誰能想到，中國竟然搞出了一種新的防護方法：等離子護盾！
第3章
中國的等離子護盾
說起護盾，大部分人的印象，可能是《太空堡壘》中，能抵御太空激光炮擊的"無形護盾"，或者是《星球大戰》中能夠防御反抗軍轟炸的"能量護盾"。這種護盾的最明顯特征是無形，只有被命中時才會出現，以損失能量的方式，抵御敵人的攻擊。
目前科幻電影裡面的護盾，主要有三種。
第一種是磁力護盾，簡單來說就是創造一個強磁場，敵人的金屬彈頭飛近後會受到斥力，減弱彈頭威力或者迫使彈頭偏轉。
第二種是粒子護盾，用一層高能粒子覆蓋在載具或者防御工事外面，如果遭遇攻擊，通過高能粒子抵消。
第三種是等離子盾，和粒子盾類似，不過把高能粒子改成了等離子體。
等離子是對一種能級高而不穩定的物質聚集的稱謂。通過能量的輸入，物質完成從固态，液态到氣态的轉化。通過放電作用額外的能量注入到氣态物質中，就產生了等離子态。所以等離子體被視為除去固·液·氣外，物質存在的第四态。
那麼科幻電影中等離子體怎麼起到防護作用呢？靠溫度。
通常情況下,等離子體的溫度範圍可以從幾萬度到幾十萬度,甚至更高。具體的溫度範圍取決于等離子體的種類和形成方式。
在科幻電影中，等離子體的高溫，可以直接把攻擊彈頭直接溶解蒸發。
可是EMP攻擊是無形的，高溫對它沒用，怎麼能用等離子體防EMP呢？這就必須要說到等離子體的另一個特性了：雪崩效應。
▲這篇論文的第一作者，和等離子護盾的作者是同一個
當物質從氣态變成等離子态的時候，輸入的能量使電子能夠脫離他們的原子軌道，并且能使化學鍵斷裂，從而形成了自由電子，離子和分子碎片。
那麼當EMP的電磁脈衝觸碰到這一團等離子體的時候，帶電粒子在電場的作用下被加速，通過與其它中性粒子碰撞，獲得更多的帶電粒子，這些帶電粒子同樣會受電場的加速獲得能量與更多的中性粒子碰撞，產生大量的的帶電粒子，這些帶電粒子的數量以指數方式增長，這個過程就是雪崩效應。
雪崩擊穿後,通常伴随着氣體中激發的原子或分子的光發射,當產生可見光時,用肉眼也可以間接觀察到 等離子體的產生。
因為這一團等離子體也是導體，所以電磁脈衝產生的能量，就會完全進入等離子體，無法進入等離子體内部，也就能夠保護等離子體層内的設備了。
說白了，它的原理和金屬屏蔽層原理是一樣的，無非就是金屬屏蔽層是有形的，等離子體是無形的罷了。
相比金屬屏蔽層，等離子體屏蔽優勢更大。
一方面，它不像金屬屏蔽層那樣有孔洞，它是一個全包圍的屏蔽層，讓電磁脈衝無空隙可鑽。
另一方面，電磁攻擊對等離子體屏蔽層來說，相當于一種能量輸入，只會引發更大的雪崩效應，讓等離子體更厚更大，這樣一來，這就不是一種攻擊，更像是一種充能了。說白了就是攻擊的力量越大，防護盾越厚！
當然，等離子體防護的理論是可行的，那為啥中國先搞出來了呢？
因為中國解決了三個問題。
第一是溫度。
等離子體有時候高達幾萬度甚至幾十萬度，那被等離子體包裹住的設備，不就相當于身處一個烤箱之中？還沒等敵人打過來，可能自己先烤熟了。
所以，等離子體屏蔽如果要實用化，溫度必須降到室溫，也就是低溫等離子體(Low temperature plasma，LTP)。
低溫等離子體主要靠不產生熱效應的短脈衝放電模式即電暈放電或電弧滑動噴射式放電來生成，低溫等離子體電離率較低(10E-4~10%)，其放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子部分的溫度很低，整個體系呈現低溫狀态，其表觀溫度可接近于室溫，所以被稱為低溫等離子體。
在國防科大發布的《低溫等離子體用于高功率微波防護研究》中，實驗人員使用高頻輝光放電的方式，成功形成了低溫等離子體。
第二是供電。
等離子體的產生，要消耗大量電能為激發高能磁通提供能源，雖然在接收電磁脈衝後會起到一個借力打力的作用，但初始能源還是很必要的。
因為需要的瞬間電流非常大，這就要求有一個超級電容。
巧了，中國的超級電容世界領先，中國航母上的超級電容技術已經獨步全球，相比美國的電容更穩定，更可靠，它完全可以移植到等離子護盾上作為初始能源，在極短時間内為護盾提供足夠的電力，而且還可以減少電網的負荷，提高電力的利用率。
第三就是小型化。
等離子護盾，如果是試驗設備，可以不考慮體積，其組成中的電源、等離子發生器以及冷卻設備龐大，導致整個系統重量重、體積大，不便裝在各種輕型運輸工具和載具上。
但問題在于，如果這項技術未來要普及的話，肯定不能只部署在固定陣地，而是要随着車輛、飛機乃至導彈行動的，這就決定了其體積不能太大。
而根據中國團隊的實驗結果，這款等離子護盾非常小，能夠在距離僅為3米的範圍内，有效保證敏感電路免遭高達170千瓦的高功率微波攻擊，已經完全符合小型化的要求了。
更有意思的是，這篇論文是2021年發表的，但在2024年才公布，也就是說，這一研究可能已經完成了，等離子護盾已經完全實用化了，說不定，它已經裝在了大型軍艦、預警機之上，就算美國發起電磁攻擊，中國也有足夠的應對手段了。（過于落後，可以展示？）
第4章
意義何在
我們可以看到，無論是EMP之矛，還是等離子之盾，中國都已經緊緊握在了手中。
那麼，這兩種武器，對中國到底有什麼現實意義呢？
意義很大。
從俄烏戰争中雙方的行動來看，現代戰争的模式和邏輯已經變了，以往我們印象中的大炮轟鳴和坦克衝鋒的場面可能看不見了，反而是無數體積小但殺傷力一點也不小的無人機、巡飛彈會成為戰場的主角。
如果是打無人機戰争，要論無人機資源，中國絕不會怕，畢竟中國是世界頭号無人機大國，從迷你四軸無人機到大型查打一體無人機，要多少有多少。
但是，如何讓無人機的使用更有效，是我們需要研究的問題。
一方面，台軍已經開始重視對EMP的防範，比如台軍在新北市興建了首座能夠防備HEMP攻擊的高标準基地，它将在戰時負責指揮台軍的岸基反艦導彈"封鎖台灣海峽"。
像這種基地，一定還做了防鑽地彈的加固，那麼要想壓制它，最好的辦法就是使用大型無人機搭載EMP發射裝置（比如車載的那種）進行不間斷電磁攻擊，台軍的防HEMP标準沿襲美軍，針對的是核爆等瞬發的EMP攻擊，需要臨時把艙門、通風口關閉，天線等設備折疊或收起，發射車駛入屏蔽室内，借此達到防電磁攻擊的目的。
但是如果有一架大型無人機時刻不斷地發射EMP脈衝，那麼這個基地就無法正常工作，這也和摧毀這個基地也就沒啥區别了。
另一方面，無人機需要一個中繼端來控制，無論是通訊基站，還是衛星，都意味着無人機與中繼站有大量的無線信号收發，敵人可能無法擊落無人機，但只要向天上發射EMP脈衝或者直接射一枚覆蓋幾十公裡範圍的EMP炸彈，恐怕無人機蜂群就會遭遇滅頂之災。
事實上别說無人機了，就算四代隐身機，面對這種攻擊也讨不了好，畢竟四代機有大量裸樓在外的傳感器，EMP產生的強大電磁脈衝信号，可以輕易摧毀這些外部傳感器。
而一旦中國的無人機安裝了這種等離子護盾，就能無視台軍的EMP攻擊，讓台軍真正認識到什麼叫做無人機戰争。
所以，在這場劍與盾的鬥争中，中國不能只有劍，也不能只有盾，而應該劍盾雙修，這樣才能在未來的戰争中，立于不敗之地。
