Re: [提問] 請問哥吉拉中的EMP~

[sfsm (有初老症狀的鹹魚)]

電磁脈衝之研究        文/羅承烈

電磁脈衝係四０年代於高空核爆試驗中被發現的，它能在極短時間內，以電磁波的形式，
將強大能量由爆點傳至遠處，在行進過程中，電磁脈衝會對電子、資訊、纜線．．
等設施產生熱毀效應，以致任務無法有效遂行，由於電磁脈衝對人體幾乎沒有直接傷害
，而專以電子系統為摧毀對象，以癱瘓敵C4ISR(指揮、管制、通信、電腦、情報及監偵)
系統為目的，衡量未來高科技戰爭，各種科技武器，均提昇具備抗電磁脈衝之能力，
以先行奪取「制電磁權」，進而主導戰場優勢；
中共目前已擁有核武技術，其對「電磁脈衝」之研究也無時無刻不在進行，
中共兵器專家王瑩所發表相關之著作亦獲歐、美各國之肯定，
而將「電磁脈衝」用作武器之相關技術亦有所突破，若敵於台澎防衛作戰中，
先以電磁脈衝之武器癱瘓我C4ISR系統，將使我作戰指揮與行動受制，
因此，我們要如何加強防護，並進一步實施反制，殊值我們重視與研究。

電磁脈衝的產生與特性

電磁脈衝（Electromagnetic Pulse簡稱EMP）
於核爆、閃電、太陽黑子、導管效應及電器火花等狀況下均能產生，
其中以核爆所產生之γ射線，以光速由爆點向四週輻射，
和空氣中的氧、氮原子相撞擊，而產生帶負電之電子，
致形成極強之電磁場(俗稱電磁脈衝)，對軍、民用通信系統破壞最為強烈，
核爆時亦會產生其他效應(如爆震、強光、熱輻射及輻射線)，
對地球生物、環境影響甚大（惟電磁脈衝除外），
故具核武能力之國家，除積極從事第三代核武之研究外，
並致力於電磁脈衝武器（如電磁脈衝炸彈、電磁脈衝模擬器）之研製，
運用電磁脈衝能量癱瘓敵方C4ISR系統，以奪取戰場優勢。電磁脈衝的具有下列特性：

一、涵蓋面積大：

電磁脈衝武器的爆炸彈頭及電磁彈頭佔據了武器大部份空間，
而相當重(質)量則決定炸彈內部硬體之密度，
惟其重量必需能配合投送載具(如導彈、巡弋飛彈、無人飛機)，
以決定其投送方式及引爆高度，由於投射誤差與殺傷半徑成反比，
為提昇投射精確度，可藉衛星定位(GPS)導引，更精確指向所欲攻擊的目標，
以擴大影響範圍。

二、時間短暫、能量大：

電磁脈衝武器引爆後，爆點電場在極短時間(約10-9）內達到最大強度，
每公尺約為一～十萬伏特(視電磁脈衝彈頭尺寸或核武當量而定)，
(皮卡丘表示：....)
並隨距離衰減，而迅速減弱，整個脈衝持續約10-3秒，雖然非常短暫，
但是其能量在瞬間內釋放出來威力驚人，藉著大量的模擬試驗，
發現C4ISR系統的電子零件極易受核電磁脈衝的干擾和破壞，
而且電子設備越複雜(靈敏)越易遭毀。

三、頻率範圍廣：

電磁脈衝武器引爆時所產生之負電子，受地球磁場影響，
以螺旋狀方式沿著地球磁力線行進，其作用就像粒子螺旋加速器的效應一樣；
在此作用下，這些電子會放射出一種極短的磁場，
其頻率約從10KHz─100MHz對軍(民)用極低頻(VLF)、高頻(HF)、極高頻(VHF)無線
電通訊影響甚大。

電磁脈衝的破壞效應

決定電磁脈衝的破壞效應，主要問題在於電磁脈衝有多少能量傳到目標物內，
由於電磁脈衝是以電磁波之型態發射，
任何金屬導體(如飛機、船艦、坦克、飛彈、雷達、電纜線．．等)
均能接收電磁脈衝並將能量輸送至體內，而導致內部電子組件，產生不正常反應，
一般而言，金屬體之結構愈龐大，接收電磁脈衝之能量愈多，其破壞效應概述如下：

一、系統被損壞：

由於電子設備中的部份零件受到電磁脈衝的侵襲而損壞
（如半導體絕緣層、積體電路及保險絲均因過熱被燒毀），
從而引起整個設備之功 失效，為永久性的損壞，未經修復是無法再正常工作。

二、系統被干擾(短路)：

由於電磁脈衝所引進的能量使得設備發生功能紊亂、操作失常栓鎖等各種故障現象。
例如：電腦存儲器內的指令信息編碼發生變化，從而導致程序錯亂、計算結果出錯；
控制開關、繼電器或觸控電路發生狀態改變，進而導致設備失靈（控）、發生錯誤動作，
為暫時性的干擾，並不損毀零件，且用不著修復，只須將系統電源關閉後，
重新啟動就會恢復正常運作。




電磁脈衝研究概況與運用方式

由於「電磁脈衝」對C4ISR系統威脅為各國所重視，並紛紛展開研究，
以期獲致相關資料及防護方法，惟因受核武禁試國際公約之約束，
無法從事實際之核爆，然為能獲得C4ISR系統相關電子零件防護效果，
各國均陸續研製「電磁脈衝」各型模擬器，以發展出具抗電磁脈衝之零件及方法，
並列為敏感資料，且由軍方嚴密管制，禁止相關技術與資料輸出，
僅就美國、俄羅斯國協及中共對電磁脈衝武器研究概況敘述如後：

一、美國：

一九七九年卡特總統在其第五十九號指令中，強調電磁脈衝在核戰中對美國的嚴重威脅；
因而國防部要求每一新發展武器，均需要考慮電磁脈衝的防護能力外，並於新墨西哥州的
科特蘭(Kirtland）、亞利桑納州華屈卡堡(Huachhca)及馬里蘭州的乞沙比克灣（
Chesapeake）等基地建有各型電磁脈衝模擬器十餘座，用來測試對C4ISR系統之影響，
一九九三年初，與英國成功完成電磁脈衝槍發射之實驗，
而其陸、海軍亦聯手於阿拉斯加州進行「豎琴」計畫，
運用一一五呎高巨大天線群向空中發設電磁脈衝，
以提高電離層溫度及影響目標區的天候，阻斷國際通信或摧毀來襲飛彈等功能；
目前美國用於核戰升空指揮控制之二十八架波音飛機中，有四架具抗電磁脈衝能力，
其中波音E─4B空中預警機、EC─135預警運輸機及B─1B轟炸機
則具抗電磁脈衝或吸收核子效應功能。
(外銷版有嗎？)

二、俄羅斯國協（前蘇聯）：

前蘇聯對於電磁脈衝的研究系由設於烏克蘭的亞德曼斯特(Aldermaston)核武研究中心
（簡稱AWRE），負責從事抗電磁脈衝阻隔微晶片及電磁脈衝武器之研發，
該中心亦建有大型的電磁脈衝固定模擬器，藉以測試系統遭電磁脈衝威脅時的存活率，
判俄羅斯國協在面對電磁脈衝戰爭已胸有成竹，其C4ISR系統之電子裝備，
已經考慮到抗電磁脈衝之相關措施，且防護技術居領先地位；
據悉，其所研發之電磁脈衝炸彈引爆後，可釋放出一佰兆焦耳的能量，
對北約組織國家的C4ISR系統已構成極大之威脅。

三、中共

中共自首次實施核子試爆後(一九六四年)，即對電磁脈衝效應有相當的體驗，
其「總參」通信部成立專責單位，根據歷次核試資料，
就空中核爆對通信電子系統之影響作深入研究，
八０年代中共為進一步取得電磁脈衝破壞力試驗數據，航
天部曾向美國Maxwell公司洽購大型電脈衝模擬系統，但未獲美國輸出許可；
其「總參」第61研究所已研製成TX型核電磁脈衝模擬器，
模擬高空核爆所產生的電磁脈衝，以供研究電磁脈衝之破壞力；
然為因應未來戰爭，中共除引進先進國家微型核武技術外，並聘請前蘇聯之核武專家，
為其研發及改進核武技術，一九九六年七月完成第一枚微量型核彈試爆(千噸以下)，
此舉震撼各核武先進國家，並咸認共軍已具備電磁脈衝作戰之能力。

由於電磁脈衝對人體幾乎沒有直接傷害，只對通電系統具嚴重破壞力，
它具有的這種比中子彈還「人道」的特性已引起先進國家的極大興趣，並認為：
未來戰爭的雙方不必在地面進行核戰，只要藉電磁脈衝武器，
就可以一舉摧毀對方整個軍事C4ISR系統（含民間工業），依其影響範圍及破壞威力，
電磁脈衝運用可分為戰略型和戰術型兩種方式，概述如下：

一、戰略型：

係針對廣大之目標設計，先期於敵境距地面10公里高空引爆，
使其產生大區域範圍之電磁脈衝效應，造成敵C4ISR系統被破壞（癱瘓），
使敵全面遭受斷電、斷訊之困境，進而動員困難、指揮失據及民眾恐慌之目的。

二、戰術型：

係針對小型之目標設計，運用衛星、飛機、船艦及車輛等方式酬載電磁脈衝武器，
對敵單一目標以具方向性之掃瞄，以電磁脈衝能量干擾其電訊、電力系統正常運作，
進而摧毀之。

電磁脈衝的影響

科學家藉著模擬電磁脈衝試驗發現，電子裝備最易受電磁脈衝能量破壞，
就外觀而言裝備看似完整無恙，
然內部之記憶電路、集體電路、邏輯電路、放大電路．．等，
均因瞬間超載而燒毀(短路)，致無法正常工作，
而越先進、複雜及靈敏之裝備其影響越大，就理論而言：
真空管抗電磁脈衝效果最佳，電晶體次之，集體電路再次之，
三者抗電磁脈衝能力大約為一０００：一００：一，
現僅就電磁脈衝對C4ISR系統影響敘述如下：

一、對人員的影響：

科學家曾以動物實驗，將狗及猴子以模擬電磁脈衝照射，並重覆實驗，
皆未顯示有受到任何傷害，惟系統操作人員在不知情之狀況下，
如果接觸到一個聚集有大量電磁脈衝的收集體(如金屬體、電子裝備、纜線．．等)，
均會遭受到極高電壓(五萬～十萬伏)的灼傷、或休克，嚴重甚至會造成死亡。

二、對有線電之影響：

電磁脈衝很容易使電纜感應電壓值超過最大容忍限值，其結果會造成火花或短路現象，
損壞線路，而線路上各式終端設備(如配線箱、交換機)
也易遭受線路上累積的能量而燒毀。

三、對無線電之影響：

電磁脈衝其頻譜可涵蓋大部份的軍（民）用無線電通信波段，且無線電機的大型天線、
饋線及銜接線，均為電磁脈衝良好的收集體，在強大電場影響下，
將使無線電系統受到嚴重破壞。
例如：一架飛航中之飛機，若遭遇電磁脈衝侵襲時，電磁脈衝能量可藉由金屬機身、
外露天線、座艙．．等路徑，進入機內電子電路中，造成電子元件燒毀(故障)，
電路被干擾(短路)，儀表突然產生的各種警（信）號，
進而使飛機各項數位飛控系統失效，致影響飛行員的判斷與處置，造成飛安事件。

四、對雷達波之影響：

電磁脈衝可影響電離層之穩定性，當雷達波在掠過此一被擾亂之區域時，
會使其傳播途徑彎曲，造成雷達所確定的目標位置，可能與真正的目標位置有所差異，
嚴重時甚至產生吸收作用，假如雷達波從目標物反射回來而必須通此一區域，
即將全部被吸收，因而使雷達信號中斷。

五、對資訊係統之影響：

迅速而確實之情報資訊，對軍事作戰而言，特別明顯而重要，其對「搶先」和「控制」
在時效上已至秒秒必爭之程度，惟有靠容量大而迅速的資訊(電腦)系統來分析、研判、
處理，方能達到上述目的；
但電磁脈衝卻能夠破壞（消除）儲存在半導體記憶器內的資料，
或者將裝置有「微處理器」控制系統的功能破壞，造成整個資訊處理中心癱瘓，
資訊無法傳遞(或傳遞錯誤的的資訊)，因而使指揮官耳目被切斷(或誤判)，
無法迅速下達決心，而延誤作戰時效。
電磁脈衝防護之方法與電磁干擾(EMI)及雷擊波防護原則雖概同，
但電磁脈衝因具上昇時間快、能量大之特性，一般防範電磁干擾及雷擊波之裝置，
尚無法有效達到防護之目的；然在「沙漠風暴」的波灣戰爭行動中，
以美國為首之多國聯軍其通信系統，已經採用具吸收電磁脈衝所構成之緩衝器電路，
以強化抗電磁脈衝干擾效果，可見電磁脈衝已運用於高科技的戰爭中，
其雖不能直接獵殺敵人，
但卻可加速戰爭目的之達成，甚至決定戰爭的勝負，影響之大難以估計。
孫子曰：「昔之善戰者，先為不可勝，以待敵之可勝；不可勝在己，可勝在敵」，
電磁脈衝效應，雖佔核爆全部能量極小部份，但其破壞距離甚遠，對C4ISR系統傷害極大，
為下一世紀高技術條件下之癱瘓戰，亦為戰爭勝負關鍵之利器，
故各國對電磁脈衝研究及防護技術日趨考究與重視，
以期在遭電磁脈衝侵襲後仍能維持C4ISR能力，
吾人除應秉持「勿恃敵之不來，恃吾有以待之」之戰備整備原則，
持續蒐集各先進國家電磁脈衝之研究與運用情形外，更應積極檢討未來「資訊作戰」
中抗電磁脈衝之相關因應措施，俾在電磁脈衝的侵襲下，仍能遂行戰爭指導，
贏得勝利。（本文摘錄自「國魂」６４６期，一九九九年九月出版）
(最後一段是標準的官腔官調)

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→ noonee:我個人還是一樣的論點 這些年輕人有希望社會更美好的願景
→ noonee:是很好的事 問題是他們還只停留在"我要"或是"我不要"的階段
→ noonee:還沒有進化成熟到如何處理面對現實層面解決問題的階段
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推 udm         :所以像閃電這種的電磁脈衝，只要接地做好，就沒事嗎?