Інструкція
Візьміть непотрібну кишенькову плівкову камеру зі спалахом. Витягніть батарейки. Надягніть гумові рукавички і розберіть апарат.
Розрядіть накопичувач спалаху. Для цього візьміть опором близько 1 кОм і потужністю 0,5 Вт, зігніть його висновки, затисніть його в невеликих плоскогубцях із ізольованими ручками, після чого, утримуючи резистор тільки за допомогою плоскогубців, замкніть їм конденсатор на кілька десятків секунд. замкнувши його лезом викрутки з ізольованою ручкою ще на кілька десятків секунд.
Виміряйте напругу - вона повинна перевищувати кількох вольт. При необхідності розрядіть конденсатор повторно. Напаяйте на висновки конденсатора перемичку.
Тепер розрядіть конденсатор у ланцюзі синхроконтакту. Він має малу ємність, тому для розряду досить короткочасно замкнути синхроконтакт. Тримайте при цьому руки подалі від лампи-спалаху, оскільки при спрацьовуванні синхроконтакту на неї зі спеціального підвищує надходить імпульс високої напруги.
Візьміть порожнистий каркас діаметром у кілька. Намотайте на нього кілька сотень витків ізольованого дроту діаметром близько міліметра. Поверх обмотки намотайте кілька шарів ізоляційної стрічки.
Котушку увімкніть послідовно з накопичувальним конденсатором спалаху. Якщо фотоапарат не має кнопки перевірки спалаху, підключіть паралельно синхроконтакту кнопку з гарною ізоляцією, наприклад, дзвінкову.
Зробіть у корпусі апарата невеликі виїмки для виведення дротів від кнопки та котушки. Вони потрібні для того, щоб при складанні корпусу ці дроти не виявилися перетиснутими, що загрожує їх урвищем. Зніміть перемичку з накопичувального спалаху. Зберіть апарат, після чого зніміть гумові рукавички.
Вставте батарейку в апарат. Увімкніть його, відвернувши спалах від себе, дочекайтеся зарядки конденсатора, після чого вставте в котушку лезо викрутки. Утримуючи викрутку за ручку, щоб вона не вилетіла, натисніть кнопку. Одночасно зі спалахом виникне електромагнітний імпульс, який намагнітить викрутку.
Якщо викрутка намагнітилася недостатньо добре, можна повторити операцію ще кілька разів. У міру використання викрутки вона поступово втрачатиме намагніченість. Хвилюватися з цього приводу не варто - адже тепер у вас є прилад, яким її можна завжди відновити. Врахуйте, що викрутки намагнічені подобаються не всім домашнім майстрам. Одні вважають їх дуже зручними, інші – навпаки, дуже незручними.
Уявіть, що у вас є якийсь пристрій, який здатний вивести з ладу будь-яку електроніку на відстані. Погодьтеся, схоже на сценарій якогось фантастичного фільму. Але це не фантастика, а реальність. Такий пристрій зможе зробити майже кожен бажаючий своїми руками, з деталей, які можна вільно дістати.
Опис пристрою
Знищувач електроніки - електромагнітна гармата, що посилає потужні спрямовані електромагнітні імпульси високої амплітуди, здатні вивести з ладу мікропроцесорну техніку.Принцип роботи винищувача
Принцип роботи віддалено нагадує роботу трансформатора Тесла та електрошокера. Від елемента живлення живиться електронний високовольтний перетворювач, що підвищує. Навантаженням високовольтного перетворювача є послідовний ланцюг із котушки та розрядника. Як тільки напруга досягне рівня пробивання розрядника, відбувається розряд. Цей розряд дозволяє передати всю енергію високовольтного імпульсу котушці з дроту. Ця котушка перетворює високовольтний імпульс електромагнітний імпульс високої амплітуди. Цикл повторюється кілька сотень разів на секунду і залежить від частоти роботи перетворювача.Схема приладу
У ролі розрядника використовуватиметься один перемикач – його не потрібно буде натискати. А інший для комутації.
Що потрібно для збирання?
- Акумулятори 3,7 В –- Корпус –
- Перетворювач високої напруги –
- Перемикачі дві штуки –
- Супер клей.
- Гарячий клей.
Складання
Беремо корпус і свердлимо отвори під перемикачі. Один із низу, інший з верху. Тепер робимо котушку. Намотуємо по периметру корпусу. Витки фіксуємо гарячим клеєм. Кожен виток відокремлений один від одного. Котушка складається з 5 витків. Збираємо все за схемою, припаюємо елементи. Вставляємо ізоляційну прокладку між контактами вимикача високовольтного, щоб іскра була всередині, а не зовні. Закріплюємо всі деталі усередині корпусу, закриваємо кришку корпусу.
Вимоги безпеки
Будьте особливо обережні – дуже висока напруга! Усі маніпуляції зі схемою виконуйте лише після відключення джерела живлення.Не використовуйте цей електромагнітний знищувач поруч із медичним обладнанням або іншим обладнанням, від якого може залежати людське життя.
Результат роботи магнітної гармати
Гармата хвацько вибиває майже всі чіпи, звичайно є і винятки. Якщо у вас є непотрібні електронні пристрої, можете перевірити роботу на них. Знищувач електроніки має невеликий розмір і спокійно вміщується в кишені.Перевірка на осцилографі. Тримаючи щупи на відстані і не підключаючи, осцилограф просто зашкалює.
З малих дистанцій. Звичайно я відразу ж захотів зробити подібну саморобку, оскільки вона досить ефектна і на практиці показує роботу електромагнітних імпульсів. У перших моделях ЕМІ випромінювача стояли кілька високо ємнісних конденсаторів з одноразових фотоапаратів, але дана конструкція працює не дуже добре через довгу "перезарядку". Тому я вирішив взяти китайський високовольтний модуль (який зазвичай використовується в електрошокерах) і додати до нього "пробійник". Ця конструкція мене влаштовувала. Але на жаль у мене згорів високовольтний модуль і тому я не зміг відзняти статтю з даної саморобки, але у мене було знято докладне відео зі складання, тому я вирішив взяти деякі моменти з відео, сподіваюся Адмін буде не проти, оскільки саморобка реально дуже цікава.
Хотілося б сказати, що все це було зроблено як експеримент!
І так для ЕМІ випромінювача нам знадобиться:
-Високовольтний модуль
-Дві батарейки на 1,5 вольта
-бокс для батарейок
-корпус, я використовую пластикову пляшку на 0,5
-мідний дріт діаметром 0,5-1,5 мм
-кнопка без фіксатора
-дроти
З інструментів нам знадобиться:
-паяльник
-термо клей
І так насамперед потрібно намотати на верхню частину пляшки товстий дріт приблизно 10-15 витків, виток до витка (котушка дуже сильно впливає на дальність електромагнітного імпульсу, найкраще показала себе спіральна котушка діаметром 4,5 см), потім відрізаємо дно пляшки.
Беремо наш високовольтний модуль і обов'язково припаюємо до вхідних проводів живлення через кнопку, попередньо вийнявши батарейки з боксу
Беремо трубочку від ручки і відрізаємо від неї шматочок довжиною 2 см:
Один з вихідних проводів високовольтника вставляємо у відрізок трубочки і приклеюємо так, як показано на фото:
За допомогою паяльника виготовляємо отвір з боку пляшки, трохи більше діаметра товстого дроту:
Найдовший провід вставляємо через отвір усередину пляшки:
Припаюємо до нього провід високовольтника, що залишився:
Маємо високовольтний модуль усередині пляшки:
Виконуємо ще один отвір з боку пляшки, діаметром трохи більше діаметра трубочки від ручки:
Витягаємо відрізок трубочки з проводом через отвір і міцно приклеюємо та ізолюємо термо клеєм:
Потім беремо другий провід від котушки і вставляємо його всередину шматка трубочки, між ними повинен залишитися повітряний зазор, 1,5-2 см, потрібно підбирати експериментальним шляхом
укладаємо всю електроніку всередину пляшки, так щоб ні чого не замикало, не бовталося і було добре ізольовано, потім приклеюємо:
Робимо ще один отвір діаметром кнопки і витягуємо її зсередини, потім приклеюємо:
Беремо відрізане дно, і обрізаємо його по краю, так щоб воно змогло налізти на пляшку, надягаємо та приклеюємо:
Ну от і все! Наш ЕМІ випромінювач готовий, залишилося лише його протестувати! Для цього беремо старий калькулятор, прибираємо цінну електроніку і бажано одягаємо гумові рукавички, потім натискаємо на кнопку і підносимо калькулятор, в трубочці почне відбуватися пробої електричного струму, котушка почне випускати електромагнітний імпульс і наш калькулятор спочатку сам включиться, !
До цієї саморобки я робив ЕМІ на базі рукавички, але на жаль зняв лише відео випробувань, до речі з цією рукавичкою я їздив на виставку і посів друге місце через те, що погано показав презентацію. Максимальна дальність ЕМІ рукавички становила 20 см. Сподіваюся, ця стаття була вам цікава, і будьте обережні з високою напругою!
Доброго дня, шановні хабрівчани.
Цей пост буде про недокументовані функції мікрохвильової печі. Я покажу, скільки корисних речей можна зробити, якщо використовувати злегка допрацьовану мікрохвильову піч нестандартним чином.
У мікрохвильовій печі знаходиться генератор НВЧ хвиль величезної потужності
Потужність хвиль, які використовуються в мікрохвильовій печі, вже давно хвилює мою свідомість. Її магнетрон (генератор НВЧ) видає електромагнітні хвилі потужністю близько 800 Вт та частотою 2450 МГц. Тільки уявіть, одна мікрохвильова піч виробляє стільки випромінювання, як 10 000 wi-fi роутерів, 5 000 мобільних телефонів або 30 базових вишок мобільного зв'язку! Для того, щоб ця міць не вирвалася назовні в мікрохвильовій печі використовується подвійний захисний екран зі сталі.Розкриваю корпус
Відразу хочу попередити, електромагнітне випромінювання НВЧ діапазону може завдати шкоди вашому здоров'ю, а висока напруга спричинить летальний кінець. Але це мене не зупинить.Знявши кришку з мікрохвильової печі, можна побачити великий трансформатор: МОП . Він підвищує напругу мережі з 220 вольт до 2000 вольт, щоб живити магнетрон .
У цьому відеоролику я хочу показати, на що здатна така напруга:
Антена для магнетрону
Знявши магнетрон з мікрохвильової печі я зрозумів, що включати просто так його не можна. Випромінювання пошириться від нього на всі боки, вражаючи все навколо. Не довго думаючи, я вирішив змайструвати спрямовану антену з кавової банки. Ось схема:Тепер все випромінювання спрямоване у потрібний бік. Про всяк випадок я вирішив перевірити ефективність цієї антени. Взяв багато неонових лампочок і виклав їх на площині. Коли я підніс антену з увімкненим магнетроном, то побачив, що лампочки загоряються саме там, де потрібно:
Незвичайні досліди
Відразу хочу відзначити, НВЧ значно сильніше впливає на техніку, ніж на людей та тварин. Навіть за 10 метрів від магнетрона, техніка давала сильні збої: телевізор і муз-центр видавали страшний звук, що гарчав, мобільний телефон спочатку втрачав мережу, а потім і зовсім завис. Особливо сильно впливав магнетрон на wi-fi. Коли я підніс магнетрон близько до музичного центру, з нього посипалися іскри і на мій подив він вибухнув! При детальному огляді виявив, що вибухнув мережний конденсатор. У цьому відео я показую процес складання антени та вплив магнетрону на техніку:Використовуючи неіонізуюче випромінювання магнетрону можна отримати плазму. У лампі розжарювання, піднесеної до магнетрона, запалюється жовта куля, що яскраво світиться, іноді з фіолетовим відтінком, як кульова блискавка. Якщо вчасно не вимкнути магнетрон, то лампочка вибухне. Навіть звичайна скріпка, під впливом НВЧ перетворюється на антену. На ній наводиться ЕРС достатньої сили, щоб запалити дугу і розплавити цю скріпку. Лампи денного світла та «економки» запалюються на великій відстані і світяться прямо в руках без проводів! А в неоновій лампі електромагнітні хвилі стають видимими:
Хочу вас заспокоїти, мої читачі, ні хтось із моїх сусідів не постраждав від моїх дослідів. Усі найближчі сусіди втекли з міста, як тільки у Луганську розпочалися бойові дії.
Техніка безпеки
Я настійно не рекомендую повторювати описані мною досліди тому, що при роботі з НВЧ потрібно дотримуватися особливих запобіжних заходів. Усі досліди виконані виключно з науковою та ознайомчою метою. Шкода НВЧ випромінювання людини ще до кінця вивчений. Коли я близько підходив до робочого магнетрона, я відчував тепло, як від духовки. Тільки зсередини і як би точково хвилями. Більше жодної шкоди я не відчув. Але все ж таки настійно не рекомендую направляти робочий магнетрон на людей. Через термічний вплив може згорнутися білок в очах і утворитися тромб у крові. Так само точаться суперечки про те, що таке випромінювання може спричинити онкологічні та хронічні захворювання.Незвичайні застосування магнетрону
1 - Випалювальник шкідників.НВЧ хвилі ефективно вбивають шкідників і в дерев'яних будівлях, і на галявині для засмаги. У жучків під твердим панциром є вологовнутрішнє нутро (яка мерзота!). Хвилі його в мить перетворюють на пару, при цьому не завдаючи шкоди дереву. Я намагався вбивати шкідників на живому дереві (тлю, плодожорок), теж ефективно, але важливо не перетримати тому, що дерево теж нагрівається, але не так сильно.2 – Плавка металу.Потужності магнетрону цілком вистачає для плавки кольорових металів. Тільки потрібно використати хорошу термоізоляцію.
3 - Сушіння.Можна сушити крупи, зерно і т. п. Перевага цього методу у стерилізації, убиваються шкідники та бактерії.
4 - Зачистка від прослуховування.Якщо обробити магнетроном кімнату, можна вбити в ній всю небажану електроніку: приховані відеокамери, електронні жучки, радіомікрофони, GPS стеження, приховані чіпи тощо.
5 - Глушилка.За допомогою магнетрону легко можна заспокоїти навіть найгучнішого сусіда! НВЧ пробиває до двох стін та «заспокоює» будь-яку звукову техніку.
Це далеко не всі можливі застосування, випробувані мною. Експерименти продовжуються і незабаром я напишу ще незвичайніший пост. Все ж таки хочу відзначити, що використовувати так мікрохвильову піч небезпечно! Тому краще так робити у випадках крайньої необхідності та за дотримання правил безпеки при роботі з НВЧ.
На цьому у мене все, будьте обережні при роботі з високою напругою і мікрохвильами.
В ІНФОРМАЦІЙНИХ ВІЙНАХ
В.Слюсар
Продовжуючи тему електромагнітної зброї, пропонуємо до вашої уваги огляд стану розробок і тенденцій розвитку технічних засобів створення суперпотужного електромагнітного імпульсу, призначених для дистанційного ураження електронних компонентів інформаційно-керуючих систем різного призначення, ініціювання підриву вибухових речовин, а також негативного впливу на біосферу. Потенційні властивості цих засобів дозволяють вважати їх надзвичайно перспективною зброєю ураження як за способами, так і масштабами застосування.
Ночало епохи інформаційних воєн, що припало на рубіж тисячоліть, ознаменувалося появою нових видів зброї - електромагнітного імпульсу (ЕМІ) та радіочастотної. За принципом вражаючої дії, зброя ЕМІ має багато спільного з електромагнітним імпульсом ядерного вибуху і відрізняється від неї, серед іншого, більш короткою тривалістю. Розроблені та випробувані у низці країн неядерні засоби генерації потужного ЕМІ здатні створювати короткочасні (у кілька наносекунд) потоки електромагнітного випромінювання, щільність яких досягає граничних значень щодо електричної міцності атмосфери. При цьому що коротше ЕМІ, то вище поріг допустимої потужності генератора.
На думку аналітиків, поряд із традиційними засобами радіоелектронної боротьби використання ЕМІ- та радіочастотної зброї для завдання електронних та комбінованих електронно-вогневих ударів з метою виведення з ладу радіоелектронних засобів (РЕМ) на відстанях від сотень метрів до десятків кілометрів може стати однією з основних форм бойових дій у найближчому майбутньому. Крім тимчасового порушення функціонування (функціонального придушення) РЕМ, що допускає подальше відновлення їх працездатності, ЕМІ-зброя може здійснювати фізичне руйнування (функціональне ураження) напівпровідникових елементів РХ, у тому числі у вимкненому стані.
Слід зазначити також можливість вражаючої дії потужного випромінювання ЕМІ-зброї на електротехнічні та електроенергетичні системи озброєння та військової техніки (ВВТ), електронні системи запалювання двигунів внутрішнього згоряння (рис.1).
Струм, що збуджуються електромагнітним полем в ланцюгах електро- або радіопідривників, встановлених на боєприпасах, можуть досягати рівнів, достатніх для їх спрацьовування. Потоки високої енергії можуть ініціювати детонацію вибухових речовин (ВВ) боєголовок ракет, бомб і артилерійських снарядів, а також неконтактний підрив мін у радіусі 50-60 м від точки підриву ЕМІ-боєприпасу середніх калібрів (100-120 мм).
Щодо вражаючої дії ЕМІ-зброї на особовий склад, як правило, йдеться про ефекти тимчасового порушення адекватної сенсомоторики людини, виникнення помилкових дій у її поведінці та навіть втрати працездатності. Істотно, що негативні прояви впливу потужних надкоротких НВЧ імпульсів не обов'язково пов'язані з тепловим руйнуванням живих клітин біологічних об'єктів. Вражаючим фактором найчастіше є висока напруженість наведеного на мембранах клітин електричного поля, порівнянна з природною квазістатичною напруженістю власного електричного поля внутрішньоклітинних зарядів. У дослідах на тварин встановлено, що вже за щільності імпульсно-модульованого НВЧ-опромінення на поверхні біологічних тканин 1,5 мВт/см2 має місце достовірна зміна електричних потенціалів мозку. Активність нервових клітин змінюється під дією одиночного НВЧ-імпульсу тривалістю від 0,1 до 100 мс, якщо щільність енергії в ньому досягає 100 мДж/см2. Наслідки такого впливу на людину поки що мало вивчені, проте відомо, що опромінення імпульсами НВЧ іноді породжує звукові галюцинації, а при посиленні потужності можлива навіть непритомність.
Сьогодні у різних країнах вивчається вплив нетеплової медико-біологічної дії електромагнітного випромінювання різних частот та інтенсивності на людей та інші біологічні об'єкти. У червні 2003 року в штаті Техас відбудеться вже Третій міжнародний симпозіум із цієї проблеми при спонсорстві науково-дослідного управління ВПС США (AFOSR) www.electromed2003.com
РЕАЛІЗАЦІЯ ЕМІ-ЗБРОЇ
ЕМІ-зброя може бути створена як у вигляді стаціонарних та мобільних електронних комплексів спрямованого випромінювання, так і у вигляді електромагнітних боєприпасів (ЕМБ), що доставляють до мети за допомогою артилерійських снарядів, мін, керованих ракет (рис.2), авіабомб тощо .
Можлива розробка та компактних зразків ЕМІ-зброї для диверсійних та терористичних цілей. Про те, наскільки серйозно сприймають таку загрозу американські аналітики, свідчить сценарій "цифрової какофонії", яка могла б виникнути в США у разі застосування терористами ЕМІ або радіочастотної зброї проти будівель, згодом зруйнованих 11 вересня 2001 року. (Автори ще 1996 року передбачили подібні події, описавши руйнівний вплив розгрому фінансових баз даних стан світової економіки.)
В основу ЕМБ покладено методи перетворення хімічної енергії вибуху, горіння та електричної енергії постійного струму на енергію електромагнітного поля високої потужності. Вирішення проблеми створення ЕМІ-боєприпасів пов'язане насамперед з наявністю компактних джерел випромінювання, які могли б
розташовуватись у відсіках бойової частини керованих ракет, а також у артилерійських снарядах.
Найбільш компактними на сьогодні джерелами енергії для ЕМБ вважаються спіральні вибухомагнітні генератори (ВМГ), або генератори з вибуховим стисненням магнітного поля, що мають найкращі показники питомої щільності енергії за масою (100 кДж/кг) та обсягом (10 кДж/см3), а також вибухові магнітодинамічні генератори (ВМДГ) У ВМГ за допомогою вибухової речовини відбувається перетворення енергії вибуху в енергію магнітного поля з ефективністю до 10%, а за оптимального вибору параметрів ВМГ – навіть до 20%. Такий тип пристроїв здатний генерувати імпульси енергією в десятки мега-джоулів та тривалістю до 100 мкс. Пікова потужність випромінювання може досягати 10 ТВт. ВМГ можуть застосовуватися автономно або як один із каскадів для накачування генераторів НВЧ-діапазону. Обмежена спектральна смуга випромінювання ВМГ (до кількох мегагерц) робить їх впливом геть РЕМ досить вибірковим. Внаслідок цього виникає проблема створення компактних антен_
них систем, узгоджених з параметрами генерованого ЕМІ.
У ВМДГ вибухівка або ракетне паливо застосовують для утворення плазмового потоку, швидке переміщення якого в магнітному полі призводить до виникнення надпотужних струмів з супутнім електромагнітним випромінюванням. Основна перевага ВМДГ - багаторазова застосування, оскільки картриджі з вибухівкою або ракетним паливом можуть закладатися в генератор багаторазово. Однак його питомі масогабаритні характеристики в 50 разів нижчі, ніж у ВМГ, до того ж технологія ВМДГ ще мало відпрацьована, щоб у найближчій перспективі робити ставку на ці джерела енергії.
До розряду потужніших ЕМІ-систем радіочастотного діапазону відноситься виркаторний генератор. При відповідному підборі параметрів конструкції та режиму генерації віркатор може створювати імпульс з піковою потужністю до 40 ГВт у дециметровому та сантиметровому діапазонах хвиль. Завдяки високій швидкості наростання струму в тандемах віркатор-ВМГ можлива генерація надкоротких радіоімпульсів, тривалість яких обмежена часом плавлення анода. Уявлення про радіус дії такого боєприпасу дає методика, наведена у роботі
. Однак як приклад слід зазначити, що для генератора віркатори з несучою 5 ГГц і потужністю 10 ГВт конус вражаючої дії електромагнітного випромінювання має діаметр до 500 метрів в основі на відстані декількох сотень метрів від точки підриву (напруженість поля, наведеного на кабелі і антени в цьому підставі, досягає 1-3 кВ/м).
Таким чином, електромагнітні боєприпаси потенційно мають значно більший радіус ураження РЕМ, ніж традиційні, проте для досягнення їх максимальної ефективності необхідно виводити боєприпас по можливості якомога ближче до об'єктів ураження за допомогою високоточних систем наведення.
В Уральському відділенні Інституту електрофізики РАН (Єкатеринбург) розроблено серію багаторазових мобільних SOS-генераторів ЕМІ, проникаючу здатність випромінювання яких набагато вища, ніж у ВМГ. Принцип дії SOS-генераторів ґрунтується на ефекті наносекундної комутації надщільних струмів у напівпровідникових приладах (SOS – Semiconductor Opening Switch). SOS-ефект є якісно новий варіант комутації струму – розвиток процесу стрімкого падіння струму відбувається над низьколегованої базі напівпровідникової структури, як і інших приладах, а її вузьких высоколегированных областях. База та p-n-перехід залишаються при цьому заповненими щільною надлишковою плазмою, концентрація якої приблизно на два порядки перевищує вихідний рівень легування. Ці дві обставини і призводять до поєднання високої щільності комутованого струму з тривалістю наносекундної його відключення.
Інша важлива властивість SOS-ефекту - у тому, що стадія зриву струму характеризується автоматичним рівномірним розподілом напруги по послідовно з'єднаних напівпровідникових структур. Це дозволяє створювати переривники струму з напругою мегавольтного рівня шляхом простої послідовної сполуки SOS-структур.
SOS-ефект виявлений у 1991 році у звичайних високовольтних випрямних напівпровідникових діодах підбором певного поєднання щільності струму та часу накачування. Надалі була розроблена спеціальна напівпровідникова структура з надтвердим режимом відновлення, на основі якої вдалося створити високовольтні напівпровідникові переривники струму нового класу - SOS-діоди, що мають робочу напругу в сотні кіловольт, струм комутації в десятки кілоампер, час комутації - одиниці нано - Кілогерці.
Типова конструкція SOS-діода (рис.3) – це послідовне складання елементарних діодів, взаємно стягнутих діелектричними шпильками між двома пластинами-електродами.
На рис.4 наведено типову форму зворотного струму через SOS-діод з площею структури 1 см2. Значення комутованого струму - 55 кА, час його зриву (падіння з 09 до 01 амплітуди) - 45 нс. Швидкість комутації – 1200 кА/мкс, що приблизно на три порядки перевищує струмовий градієнт у звичайних швидкодіючих тиристорах. Найпотужніший із розроблених на сьогодні SOS-діодів при площі структури 4 см2 має робочу напругу 200 кВ і комутує струм 32 кА, що відповідає комутованій потужності 6 ГВт.
На основі SOS-діодів розроблено серію потужних наносекундних генераторів з рекордними для напівпровідникових комутаторів параметрами. Принцип роботи ЕМІ-генератора на SOS-ефект (рис.5) зводиться до наступного.
Тиристорний зарядний пристрій (ТЗП) здійснює дозований відбір енергії від джерела живлення, яка
потім протягом 10–100 мкс при напрузі 1–2 кВ надходить на магнітний компресор (МК). Останній стискає енергію у часі до 300-600 нс і підвищує напругу до сотень кіловольт. SOS-діод виступає в ролі кінцевого підсилювача потужності, переводячи енергію в діапазон часу 10-100 нс і підвищуючи напругу в 2-3 рази.
Введення до складу ЕМІ-генератора ланки магнітної компресії (рис.6) продиктовано необхідністю узгодження параметрів вихідного імпульсу ТЗП з параметрами імпульсу накачування SOS-діода. У міру стиснення енергії в МК відбувається подвоєння напруги у кожному осередку. У загальному випадку вихідна напруга МК, без урахування активних втрат енергії, у 2n разів вища за вхідну (де n– число конденсаторних осередків). Примітно, що МК не вимагає додаткових ланцюгів для перемагнічування сердечників магнітних ключів, оскільки в цій схемі цей процес відбувається автоматично завдяки різним напрямкам протікання зарядного та розрядного струмів через будь-який ключ. Ще одна відмінна особливість схеми МК полягає в подвійному стисканні енергії в часі на кожному конденсаторному осередку за рахунок перезаряджання нижніх конденсаторів. Тому двох конденсаторних осередків вже достатньо для тимчасового ущільнення енергії на два порядки.
Важливе завдання, що виникає під час передачі енергії від МК до напівпровідникового комутатора, – схемна реалізація двоконтурного накачування переривника в режимі посилення зворотного струму. Приклад відповідної схеми узгодження наведено на рис.7. Між виходом МК та SOS-діодом підключають конденсатор зворотного накачування СН і магнітний ключ зворотного накачування MS_ (або імпульсний трансформатор). Після насичення ключа прямого накачування MS+, що є вихідним комутатором МК, енергія з останнього осередку компресора переводиться в конденсатор СН. При цьому струм заряду I+ конденсатора СН одночасно є струмом прямого накачування SOS-елемента. Наростаючою напругою на СН ключ MS перемагнічується. Після його включення в SOS-діод вводиться зворотний струм I-, який перевищує I+ в кілька разів, і енергія конденсатора СН переводиться в індуктивність контуру зворотного накачування (індуктивність обмотки насиченого ключа MS- або додаткова котушка індуктивності). Після зриву струму SOS-діод енергія передається в навантаження у вигляді короткого наносекундного імпульсу.
Відсутність у SOS-генераторах газорозрядних комутаторів знімає важливі обмеження на частоту повторення імпульсів. У тривалому режимі роботи ця частота обмежена тепловими навантаженнями на елементи генератора, насамперед на сердечники магнітних ключів, а при короткочасному включенні генератора в режимі пакета імпульсів – частотними можливостями ТЗП, тобто часом відновлення тиристорів і часом заряду первинного накопичувача. Режим пакета імпульсів, коли генератор працює від десятків секунд до декількох хвилин з частотою і вихідною потужністю, що в кілька разів перевищують номінальні, важливий саме для перспектив бойового застосування. Тому більш повного використання частотних можливостей ТЗУ проектується, з вимоги мінімального часу накопичення енергії, а елементи генератора вибираються з урахуванням результатів розрахунку їх адіабатичного розігріву в пакетному режимі функціонування. Розроблені SOS-генератори
дозволяють від 5 до 10 разів збільшувати номінальну частоту проходження імпульсів і вихідну потужність в режимі пакета тривалістю від 30 до 60 с.
Параметри деяких російських SOS-генераторів наведено у таблиці . Найбільш потужний серед генераторів наносекундного класу – S-5N (рис.8), система охолодження елементів якого споживає проточною водою до 15 л/хв. Цей генератор використовувався в експериментах із запалювання коронних розрядів великого об'єму, які можуть знайти застосування в нових технологіях очищення повітря від шкідливих та токсичних домішок. Серед субнаносекундних генераторів найкращі показники досягнуто моделі SM_3NS (рис.9), у якій застосований новий тип SOS-діодів – субнаносекундний.
Інтенсивні дослідження шляхів покращення характеристик SOS-генераторів продовжуються. Зокрема, в російських наукових центрах відпрацьовується застосування цих генераторів для живлення широкосмугових НВЧ-випромінювачів, а також як засоби накачування потужних газових лазерів. Розроблені в Росії прилади та експериментальні установки широко експлуатуються за кордоном у різних наукових організаціях: у США – у Ліверморській національній лабораторії, Дослідницькій лабораторії ВМС, Техаському технологічному університеті, Дослідницькій лабораторії Армії; у Німеччині – в Дослідницькому центрі Карлсруе; у Республіці Корея – компанією LG Industrial Systems; в Ізраїлі – ядерним дослідницьким центром SOREQ NRC, фірмою Exion Technologies.
На рис.10 показано місце, яке займає SOS-техніка серед інших основних технологій комутації та формування потужних наносекундних імпульсів у схемах з індуктивним накопиченням та комутацією струму. Видно, що SOS-технологія виступає своєрідною сполучною ланкою, заповнюючи в наносекундному діапазоні часу гігантський розрив у значеннях імпульсної напруги та струму між найпотужнішими установками на основі плазмових комутаторів струму, з одного боку, та напівпровідниковими генераторами – з іншого.
ТЕНДЕНЦІЇ РОЗРОБОК ЕМІ-ЗБРОЇ
США. Найактивніше розробки ЭМИ-систем поразки РЕМ проводять у США. Вони охоплюють широкий спектр оперативно-тактичного застосування нової зброї. Основні науково-дослідні організації США, що беруть участь у розробці компонентів ЕМІ-зброї – Лос-Аламоська національна лабораторія, Дослідницька лабораторія Армії (шт. Меріленд), Дослідницька лабораторія ВМС, Лабораторія ім. Лоуренса, Техаський технологічний університет (м. Лаббок) та низку інших університетських та військових лабораторій.
Перший в історії вибухомагнітний генератор був випробуваний саме в Лос-Аламоській національній лабораторії ще наприкінці 50-х років. Початок робіт у ВПС США щодо створення мобільного генератора радіочастотного ЕМІ та вивчення впливу НВЧ-випромінювання на РЕМ авіаційних та космічних носіїв датується 1986 роком. В 1987 на авіабазі Kirtland (шт. Нью_Мексико) було введено в дію імітаційне обладнання "Джипсі" з імпульсною потужністю 1 ГВт в діапазоні частот від 0,8 до 40 ГГц. У 1991 році науково-технічний напрямок створення ЕМІ-зброї в США виділився як самостійний і був включений до переліку критичних військових технологій. У той же час МО США розпочало роботу (Harry Diamond Laboratory, нині Adelphi Laboratory Center) зі створення мобільних систем радіочастотної зброї (1–40 ГГц) із вузькою діаграмою спрямованості, заснованих на синхронізації випромінювання великої кількості джерел. ВМС США займалися розробкою засобів суперЕМІ для боротьби з літаками та протикорабельними ракетами на основі синхронізованих гіротронів (діапазон частот 10-85 ГГц, потужність імпульсу 1 ГВт). Досліджувалося також поширення потужного електромагнітного випромінювання у різних шарах атмосфери.
Логічним результатом цих досліджень стало створення та випробування у 2001 р. дослідного зразка нової зброї, що нагріває шкіру людей мікрохвильовими променями, яка отримала назву VMADS (Vehicle-Mounted Active Denial System). Очікувана сфера його застосування – розгін демонстрацій та стихійних мітингів. Продовжуються випробування на добровольцях із метою удосконалення системи.
У її перспективі можна буде застосовувати як невидиму зброю загородження навіть для маловисотних повітряних об'єктів, у тому числі мікропланів. VMADS (рис.11) використовує антену, схожу на супутникову тарілку, розміром 3х3 м, систему наведення та тепловізор, що дозволяє аналізувати ступінь нагрівання мети.
Представники американського Дослідницького центру ВПС (шт. Нью-Мексико) заявляють, що установка
VMADS створює випромінювання частотою 95 ГГц, яке проникає під шкіру на третину міліметра і швидко (за 2 с) нагріває її поверхню до больового порога 45ОС. Майбутні версії VMADS можуть також встановлюватися на кораблях і літаках. У період до 2009 року США планують розпочати закупівлю серійних зразків системи на транспортному засобі типу Humvee, або HMMWV (High Mobility Multi-purpose Wheeled Vehicle).
Ще на початку 90-х років DARPA розробило концепцію застосування ЕМІ-зброї середньої потужності та створення на її основі надпотужних постановників активних перешкод. Результатом стало, зокрема, випробування під час бойових дій проти Іраку в 1991–1992 роках окремих зразків електромагнітної зброї. Це – крилаті ракети "Томахок" (морського базування), випущені за позиціями ППО Іраку. Радіовипромінювання, що виникли внаслідок підриву бойових частин крилатих ракет, ускладнили роботу електронних систем озброєнь, особливо комп'ютерної мережі ППО.
Електромагнітні бомби неодноразово застосовувалися США і в ході бойових дій у Югославії (1999 рік), проте використання боєприпасів цього типу мало поки що випробувальний, епізодичний характер. До 2010-2015 років. США можуть бути використані бойові зразки досконаліших електромагнітних боєприпасів і високоточних крилатих ракет, у разі інформація про такі плани періодично з'являється у друку.
Значна увага в США приділяється створенню імітаторів дії ЕМІ-систем, що дозволяють достатньо оцінювати наслідки їх застосування на РЕМ ОВТ та виробляти рекомендації щодо вдосконалення засобів захисту. До 1991 року в США було створено 24 імітатори ЕМІ, призначені для повномасштабних випробувань ракет, літаків, кораблів, стартових позицій та інших об'єктів, що підлягають захисту від ЕМІ-зброї.
Росія. Не варто осторонь процесу розробки ЕМІ-систем військового призначення і Росія. Відповідно до наявної відкритої інформації, в 1998 році на шведському полігоні російські фахівці провели показові випробування "електронного" боєприпасу з демонстрацією його вражаючої дії на РЕА літака, що знаходиться на льотному полі (Російське телебачення, канал НТВ, 28.02.98). У тому ж році на виставці ОВТ сухопутних військ "Євросатори_98" Росія запропонувала закордонним покупцям унікальну лабораторію, розроблену у Федеральному ядерному центрі "Арзамас_16", яка надає можливість дослідити дію високочастотного електромагнітного випромінювання на інформаційні та енергетичні системи, а також на канали.
У пресі опубліковано повідомлення про створення в Росії досвідчених зразків ЕМІ-зброї у вигляді реактивних гранат, призначених для електромагнітного придушення системи активного захисту танка. У Росії вже є експериментальні зразки 100-мм та 130-мм електромагнітних снарядів, 40-мм, 105-мм та 125-мм реактивних електромагнітних гранат, 122-мм електромагнітних бойових частин некерованих ракет.
На виставці ЛІМА-2001 у Малайзії (2001 рік) Росія продемонструвала зразок бойового ЕМІ-генератора "Ранець-E" (Defence Systems Daily, 26.10.2001). Цей комплекс було створено як засіб захисту мобільних РЕМ від високоточної зброї. Нова система складається з антени, високопотужного генератора, підсистеми керування, вимірювальної установки та джерела електроживлення. "Ранець-E" може бути виготовлений у стаціонарному та мобільному варіантах. Потужність його випромінювання в імпульсі тривалістю 10-20 нс у сантиметровому діапазоні хвиль перевищує 500 МВт. Такі параметри, за твердженням Рособоронекспорту, дозволяють вражати системи наведення та електронне обладнання високоточних боєприпасів та керованих ракет на відстані до 10 км у 60_градусному секторі.
Велика Британія. У 1992 році газета "Санді телеграф" повідомила про вступ до лав власників ЕМІ-зброї та Великобританії. У публікації йшлося про створення в Агентстві оборонних досліджень Великобританії (м.Фарнборо) "мікрохвильової бомби" для ураження електронного обладнання. За задумом, така бомба може приводитися в дію середніх шарах атмосфери і повністю виводити з ладу комп'ютерні системи та телефонні лінії на площі одного кварталу (Агентство ІТАР-ТАРС, 12.10.92).
У 2001 році компанія Matra BAE Dynamics з успіхом продемонструвала британському МО артилерійський снаряд калібру 155 мм, здатний вражати бортові комп'ютери танків або літаків, переривати роботу радіостанцій та радарів. Об'єктами поразки можуть бути національні телефонні, телевізійні та радіомережі, система електропостачання всієї країни противника. Снаряд містить лише кілька грамів вибухівки, яка спрацьовує при наближенні до мети та знімає зовнішню оболонку снаряда, після чого розкриваються електропанелі – головний засіб ураження. Протягом кількох наносекунд вони випромінюють заряд електроенергії потужністю в мільярди ват, що створює величезне навантаження у всіх електронних схемах, що знаходяться в межах дії снаряда. "Обстрілювати" такими боєприпасами можна навіть житлові райони, оскільки небезпеки для життя людей вони не становлять. Вважається, що ЕМІ-снаряди особливо ефективні під час використання проти бойової техніки, прихованої у населених пунктах. Припускають, що новий снаряд було створено у відповідь аналогічні пристрої російських фахівців.
Є також численні свідчення, що великий інтерес до створення ЕМІ-зброї виявляють військові фахівці Китаю, Ізраїлю, Швеції, Франції, які використовують різні форми наукової та комерційної співпраці для оволодіння світовим досвідом у цій галузі. Зокрема, китайський фахівець з Інституту електроніки КНР був співголовою Першого міжнародного симпозіуму з проблеми нетеплової медико-біологічної дії електромагнітного поля (Electromed"99), що відбувся у США у квітні 1999 року, а також
входив до складу програмного комітету другого аналогічного форуму Electromed2001. Аналітики США вважають, що КНР розробить свою першу надпотужну ЕМІ-зброю до 2015 року.
Франція в 1994 році була країною проведення міжнародної конференції EUROEM_94, присвяченої науковим проблемам, пов'язаним з розробкою джерел потужного мікрохвильового випромінювання, вивченням його, ідентифікацією та метрологічним забезпеченням. Аналогічна наукова конференція EUROEM-98 відбулася у червні 1998 року в Ізраїлі.
Після показових випробувань 1998 року російського "електромагнітного" боєприпасу на полігоні у Швеції факт зацікавленості шведських військових у створенні власних ЕМІ-озброєнь став очевидним. Підтвердженням цього можуть бути публікації шведської військової преси, які досить компетентно описують різні аспекти деяких з відповідних концептуальних проектів www.foa.se.
У перспективі ЕМІ-зброя розглядається насамперед як силовий, наступальний засіб радіоелектронної та інформаційної боротьби. Основними стратегічними та оперативними завданнями, які можна буде вирішувати за допомогою ЕМІ-зброї, є:
стратегічне стримування агресії;
дезорганізація систем управління військами та зброєю противника;
зниження ефективності його наступальних повітряних, сухопутних та морських дій;
забезпечення панування в повітрі шляхом ураження засобів ППО та РЕБ протиборчої сторони.
Електронні боєприпаси можуть бути використані для впливу на райони можливих позицій мобільних та переносних ЗРК у системах ближнього захисту літального апарату. Ефект застосування ЕМБ виражається, наприклад, у виведенні з ладу системи виявлення мети переносного ЗРК, його головки самонаведення, причому ці ефекти можуть бути досягнуті, навіть якщо в момент дії переносної ЗРК знаходиться в неактивному стані. Захист літального апарату може здійснюватися за допомогою ЕМБ, який вистрілюється назустріч атакуючій ракеті та
вражає її головку самонаведення за допомогою бортового генератора спрямованого випромінювання. За аналогічним принципом проектуються і перспективні комплекси захисту танків від протитанкових ракет, комплекси боротьби з різними високоточними боєприпасами.
ЕМІ-генератори типу російського "Ранця-Е" можуть стати панацеєю і у боротьбі з повітряними мікроапаратами (ВМА), яким, на думку багатьох аналітиків, уготована в бойових діях майбутнього роль атомної зброї у минулому столітті. Рой мікропланів (рис.12), оснащених мініатюрними телекамерами, і у бойові порядки противника, забезпечить спостереження його діями у часі. Мікроплани можуть виступити і в ролі носіїв мікрозброї для високоточного ураження найважливіших цілей, навіть окремих піхотинців, а також для транспортування біологічних та хімічних засобів ураження. Невеликий розмір і безшумність мікроапаратів дозволять їм вести бойові дії непомітно для ворога, який може знищити окремі апарати, але майже не в змозі знищити всі ВМА з огляду на їх невеликі розміри. Саме ЕМІ-генератори можуть стати єдиним загороджувальним засобом на шляху застосування таких бойових мікророботів у майбутньому.
Представлені матеріали дають підстави припускати, що вже найближчими десятиліттями поява високоефективних ЕМІ-озброєнь буде в змозі докорінно впливати на хід розвитку технологій виготовлення та вигляд перспективних радіоелектронних систем не лише військового, а й цивільного призначення.
ЛІТЕРАТУРА:
1. ЕЛЕКТРОНІКА: НТБ, 1999 №6, с.40-44.
2. Carlo Kopp. The E_Bomb – Weapon of Electrical Mass Destruction. (www.cs.monash.edu.au/~carlo).
3. Довідник з радіолокації / Под ред. М. Скольника. Т. 2. М.: Рад. радіо. 1976.
4. Дев'ятков Н.Д. та ін. Вплив низькоенергетичного імпульсного КВЧ_ та НВЧ-випромінювання наносекундної тривалості з великою піковою потужністю на біологічні структури (злоякісні утворення). - Доповіді Академії наук СРСР, 1994, т.336 № 6.
5. Хлуновська Є.А., Слєпченко Л.Ф. Специфічність впливу надвисокочастотного імпульсно-модульованого електромагнітного поля на викликані потенціали зорової, слухової та сенсомоторної кори мозку кішки при стимуляції світлом та звуком. - Біофізика, 1995, т. 40, вип.2.
6. Космічна зброя: дилема безпеки / За ред. Веліхова Е.П._ М.: Світ, 1986.
7. Вплив на різні об'єкти опромінення НВЧ великої потужності. - ЕІ "Радіотехніка та зв'язок", 1995 № 9.
8. Edward F. Murphy, Gary C. Bender, єс. Information Operations: Wisdom Warfare For 2025. Alternate Futures for 2025: Security Planning to Avoid Surprise. Chapter 5. Digital Cacophony. April 1996 (www.au.af.mil/au/2025).
9. Демидов В.А., Жаріков Є.І., Козаков С.А., Чернишов В.К. Високоіндуктивні спіральні ВМГ із великим коефіцієнтом посилення енергії. - ПМТФ, 1981.
10. Ударні та детонаційні хвилі. Методи дослідження/В.В. Селіванов, В. С. Соловйов, Н. Н. Сисоєв. - М.: Вид_во
МДУ, 1990. - 256 с.
11. Зарубіжна радіоелектроніка, 1990 № 5, с. 67.
12. Авдєєв В.Б. Досяжні характеристики електромагнітного ураження розподілених на земній поверхні радіоелектронних цілей. - Вісті вузів. Сер. Радіоелектроніка, 2001 № 9, с. 4 – 15.
13. www.iep.uran.ru/RUSSIAN/PPL/MainRus.htm.
14. ЕЛЕКТРОНІКА: НТБ, 2001 № 4, с. 8 – 15.
15. Дослідження щодо створення НВЧ_зброї в США (огляд). -СІ, 1991.
16. Kevin Bonsor. How Military Pain Beams Will Work. (http://howstuffworks.lycos.com/pain_beam.htm).
17. Соловйов У. Блиск і злидні оборонки. - Незалежний військовий огляд, 1998 № 23.
18. Прищепенко А.Б., Житніков В., Третьяков Д. "Атропус" означає "невідворотна". - Армійська збірка, 1998 № 2.
19. Великобританія розробляє нову зброю для боротьби з терором. News.Battery.Ru
01.11.2001. (http://news.battery.ru).
20. Слюсар В.І. Мікроплани: від шедеврів конструювання – до серійних систем. - Конструктор, 2001, № 2, с.23_25.
