RU2748193C1 - Method for functional damage of electronic equipment by electromagnetic ammunition - Google Patents
Method for functional damage of electronic equipment by electromagnetic ammunition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748193C1 RU2748193C1 RU2020132994A RU2020132994A RU2748193C1 RU 2748193 C1 RU2748193 C1 RU 2748193C1 RU 2020132994 A RU2020132994 A RU 2020132994A RU 2020132994 A RU2020132994 A RU 2020132994A RU 2748193 C1 RU2748193 C1 RU 2748193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- plasma structure
- explosive
- radio
- towards
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
- F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
- F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
- H02N11/002—Generators
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к области радиоэлектронной борьбы, в частности к одноразовым средствам функционального поражения радиоэлектронных устройств, и может быть использовано для функционального поражения (ФП) электронного оборудования (ЭО) вооружения и военной техники (ВВТ). Термины и определенияThe invention relates to the field of electronic warfare, in particular to disposable means of functional destruction of electronic devices, and can be used for functional destruction (FP) of electronic equipment (EO) of weapons and military equipment (AME). Terms and Definitions
Поток излучения - отношение энергии, переносимой электромагнитным излучением через какую-либо поверхность, ко времени переноса, значительно превышающему период электромагнитного колебаний. (Синоним понятия мощность излучения; характеризует энергию излучения; измеряется в Вт) [Физическая энциклопедия / Гл. ред. А.М. Прохоров, Ред. Кол. Д.М. Алексеев, A.M. Балдин, A.M. Бонч-Бруевич, и др. - М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 4 Пойнтинга - Робертсона-Стримеры. 1994. - 704 с., стр. 94]Radiation flux is the ratio of the energy carried by electromagnetic radiation through any surface to the transfer time, which significantly exceeds the period of electromagnetic oscillations. (Synonym for radiation power; characterizes radiation energy; measured in W) [Physical encyclopedia / Ch. ed. A.M. Prokhorov, Ed. Qty. D.M. Alekseev, A.M. Baldin, A.M. Bonch-Bruevich, et al. - M .: Great Russian Encyclopedia. T. 4 Poyntinga - Robertson Streamers. 1994. - 704 p., P. 94]
Функциональное поражение (радиоэлектронного [информационно-технического] объекта): радиоэлектронное поражение, заключается в разрушении и/или повреждении элементов радиоэлектронных [информационно-технических] объектов противника электромагнитным излучением и/или в специальном программном воздействии на информацию, циркулирующую в этих объектах.Functional damage (radio-electronic [information-technical] object): radio-electronic damage, consists in the destruction and / or damage of elements of radio-electronic [information-technical] objects of the enemy by electromagnetic radiation and / or in a special program impact on the information circulating in these objects.
Поражение электромагнитным излучением: функциональное поражение, заключающееся в разрушении и/или повреждении элементов радиоэлектронных и/или информационно-технических объектов противника средствами поражения электромагнитного излучения [ГОСТ РВ 0158-005-2018 Борьба радиоэлектронная. Функциональное поражение: термины и определения. - М.: Стандартинформ. 2018. - 11 c.].Damage by electromagnetic radiation: functional damage, consisting in the destruction and / or damage of elements of radio-electronic and / or information-technical objects of the enemy by means of destruction of electromagnetic radiation [GOST RV 0158-005-2018 Electronic warfare. Functional impairment: terms and definitions. - M .: Standartinform. 2018. - 11 c.].
Под информационно-техническим средством понимается устройство, состоящее из одного или нескольких функционально связанных программно-управляемых технических средств и предназначенное для формирования, создания, преобразования, использования и хранения цифровой информации. К техническим средствам относятся: радиоэлектронные средства, средства вычислительной техники, средства электронной автоматики, электротехнические средства, изделия промышленного, научного и медицинского назначения [ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов. 1992. - 35 с.].An information and technical means is understood as a device consisting of one or more functionally related software-controlled technical means and intended for the formation, creation, transformation, use and storage of digital information. The technical means include: radio electronic means, computer technology, electronic automation, electrical equipment, products for industrial, scientific and medical purposes [GOST R 50397-92 Electromagnetic compatibility of technical equipment. Terms and Definitions. - M .: Publishing house of standards. 1992. - 35 p.].
Уровень техникиState of the art
На настоящий момент известны электромагнитные боеприпасы (ЭМБ), в которых, посредством взрывомагнитных генераторов (ВМГ), производится прямое преобразование энергии взрыва в мощный импульс радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения (ЭМИ). К наиболее мощным ВМГ относится сферический ударно-волновой источник (УВИС), который содержит постоянные магниты и магнитопровод в форме перекрещивающихся обручей с магнитными полюсами в виде усеченных конусов, направленных в центр образовавшейся сферы. Внутри магнитопроводов размещена сфера из пластмассы, в которой находится заряд мощного взрывчатого вещества (ВВ) со скоростью детонации не менее 8 км/с с центральной сферической полостью, где установлен монокристалл иодида цезия с оптической осью, проходящей соосно полюсам магнитной системы. Усеченные полюсные конусы собирают магнитное поле в области, занимаемой монокристаллом иодида цезия.At the moment, electromagnetic ammunition (EMB) is known, in which, by means of explosive magnetic generators (EMG), the explosion energy is directly converted into a powerful pulse of radio frequency (RF) electromagnetic radiation (EMR). The most powerful EMG is a spherical shock-wave source (UVIS), which contains permanent magnets and a magnetic circuit in the form of crossing hoops with magnetic poles in the form of truncated cones directed towards the center of the formed sphere. A plastic sphere is placed inside the magnetic cores, in which there is a charge of a powerful explosive (explosive) with a detonation velocity of at least 8 km / s with a central spherical cavity, where a single crystal of cesium iodide is installed with an optical axis running coaxially with the poles of the magnetic system. Truncated pole cones collect the magnetic field in the area occupied by the single crystal of cesium iodide.
Сфера из пластмассы имеет на наружной поверхности сложные канавки, заполненные ВВ с высокостабильной скоростью детонации, заканчивающиеся передаточными отверстиями. Канавки выполнены в соответствии с геометрией Римана с таким расчетом, чтобы при возбуждении детонации в месте соединения канавок детонационная волна дошла одновременно до всех передаточных отверстий, возбудив основное ВВ сферы для того, чтобы образовать сходящуюся сферическую ударную волну.The plastic sphere has complex grooves on the outer surface filled with explosives with a highly stable detonation velocity, ending in transmission holes. The grooves are made in accordance with the Riemann geometry so that when detonation is excited at the junction of the grooves, the detonation wave reaches simultaneously all the transmission holes, exciting the main explosive of the sphere in order to form a converging spherical shock wave.
При подрыве первичного детонатора основное ВВ сферы подрывается и сферическая ударная волна начинает воздействовать на монокристалл иодида цезия с сфокусированным в нем магнитным полем конусных полюсов магнитной системы. Ударная волна в монокристалле иодида цезия переводит вещество в ионизированное проводящее состояние и таким образом начинает сжимать не металлический (как в обычных ВМГ), а виртуальный лайнер, состоящий из сжатого взрывом вещества монокристалла. Вследствие скин-эффекта размер области сжатия магнитного поля в конце сжатия меньше начального радиуса монокристалла более чем в 1000 раз. Ударная волна сходится практически в точку и отразившись, меняет направление на обратное, причем магнитное поле скачкообразно изменяется, что приводит к генерации импульсного РЧ ЭМИ. Длительность генерации менее 1 не, частота от сотен мегагерц до сотен гигагерц в одном импульсе [Оружие не летального действия: учебник для высших учебных заведений / В.В. Селиванов, Д.П. Левин. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 356 с., стр. 265-273].When the primary detonator is detonated, the main explosive of the sphere is undermined and the spherical shock wave begins to act on a single crystal of cesium iodide with the magnetic field of the conical poles of the magnetic system focused in it. A shock wave in a single crystal of cesium iodide transforms the substance into an ionized conducting state and thus begins to compress not a metallic one (as in conventional HMGs), but a virtual liner consisting of a single crystal compressed by an explosion. Due to the skin effect, the size of the compression region of the magnetic field at the end of compression is less than the initial radius of the single crystal by more than 1000 times. The shock wave converges almost to a point and, after being reflected, changes direction to the opposite, and the magnetic field changes abruptly, which leads to the generation of a pulsed RF EMP. The duration of the generation is less than 1 nsec, the frequency is from hundreds of megahertz to hundreds of gigahertz in one pulse [Non-lethal weapon: a textbook for higher educational institutions / V.V. Selivanov, D.P. Levin. - M .: MGTU im. N.E. Bauman, 2017. - 356 p., Pp. 265-273].
Недостатком стандартного применения ЭМБ на основе ВМГ является малый радиус ФП ЭО ВВТ.The disadvantage of the standard application of EMB based on HMG is the small radius of the FP EO IWT.
Известен боеприпас подавления оптико-электронных средств [патент RU 2121646 С1, от 10.11.1998 г. МПК F42B 5/15, F42B 5/145, F42B 12/42 - Боеприпас подавления оптико-электронных средств], содержащий корпус, в котором последовательно установлены средство инициирования, заряд взрывчатого вещества, снаряжение со светообразующим веществом, выполненное в виде обтекаемой герметичной составной капсулы, содержащей головную часть из прозрачного материала и торцевую часть в виде элемента крепления капсулы к корпусу с размещенной в ней разрывной мембраной, при этом в качестве светообразующего вещества использован инертный газ или смесь газов со средней молекулярной массой не менее 100 атомных единиц массы по углеродной шкале, средство инициирования выполнено в виде устройства замедления или неконтактного датчика подрыва, а в качестве взрывчатого вещества использовано бризантное взрывчатое вещество с удельным энергосодержанием не менее 4 МДж/кг. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность головной части капсулы нанесено покрытие в виде пленки металла толщиной не более 10 мкм с диапазоном прозрачности в области длин волн 0,2-10,0 мкм.Known ammunition suppressing optoelectronic devices [patent RU 2121646 C1, from 10.11.1998, IPC F42B 5/15, F42B 5/145, F42B 12/42 - Ammunition suppressing optoelectronic devices], containing a housing in which are sequentially installed initiation means, explosive charge, equipment with a light-generating substance, made in the form of a streamlined sealed composite capsule containing a head part made of a transparent material and an end part in the form of an element for attaching the capsule to the body with a bursting membrane placed in it, while the light-forming substance is used an inert gas or a mixture of gases with an average molecular weight of at least 100 atomic mass units on a carbon scale, the initiation means is made in the form of a deceleration device or a proximity sensor for detonation, and a blasting explosive with a specific energy content of at least 4 MJ / kg is used as an explosive. The ammunition according to claim 1, characterized in that the inner surface of the capsule head is coated in the form of a metal film with a thickness of no more than 10 microns with a transparency range in the wavelength range of 0.2-10.0 microns.
Недостатком стандартного применения боеприпаса является малый радиус ПФ ЭО ВВТ.The disadvantage of the standard use of ammunition is the small radius of the PF EO weapons and military equipment.
Известно устройство ретранслятор пассивный (РП) [Больная советская энциклопедия (В 30 томах) / гл. редактор A.M. Прохоров. Изд. 3-е. М.: «Советская энциклопедия». 1975. - 628 с., стр. 52-53]., (в виде механической конструкции определенной формы), искусственно созданная электропроводящая среда или небесное тело, способные рассеивать или направленно отражать энергию радиоволн и используемые в качестве промежуточных пунктов линий радиосвязи. На линиях радиорелейной связи пассивными ретрансляторами служат плоские отражатели и антенные системы, в космической связи - пассивные спутники связи (например, американский «Эхо-2» - надувной шар диаметром 40 м из полимерной пленки с отражающим алюминиевым покрытием), пояса иголок, искусственные облака из паров металла, ионизируемых солнечным излучением или радиоизлучениемKnown device passive relay (RP) [Sick Soviet encyclopedia (30 volumes) / Ch. editor A.M. Prokhorov. Ed. 3rd. M .: "Soviet Encyclopedia". 1975. - 628 p., Pp. 52-53]., (In the form of a mechanical structure of a certain shape), an artificially created electrically conductive medium or celestial body capable of scattering or directionally reflecting the energy of radio waves and used as intermediate points of radio communication lines. On radio relay lines, flat reflectors and antenna systems serve as passive repeaters, in space communications - passive communication satellites (for example, the American "Echo-2" - an inflatable balloon 40 m in diameter made of polymer film with a reflective aluminum coating), needle belts, artificial clouds from metal vapors ionized by solar radiation or radio emission
Известен способ обеспечения KB и УКВ радиосвязи в условиях сильного поглощения радиосигнала [патент RU 002501162 С2 от 10.12.2013 г., МПК Н04В 7/00 - Способ обеспечения KB и УКВ радиосвязи в условиях сильного поглощения радиосигнала], заключающийся в создании области неоднородностей концентрации ионосферных электронов с помощью нагревного стенда, отличающийся тем, что для создания радиотрассы в обход зоны сильного радиопоглощения неоднородности электронной концентрации создают вне зоны сильного поглощения радиосигнала, при этом местоположение нагревного стенда выбирают таким образом, чтобы сигналы радиопередатчиков KB и УКВ диапазона, рассеиваемые на создаваемых стендом неоднородностях электронной концентрации, попадали на антенну радиоприемного устройства.There is a known method of providing KB and VHF radio communications in conditions of strong absorption of a radio signal [patent RU 002501162 C2 dated 10.12.2013, IPC Н04В 7/00 - A method of providing KB and VHF radio communications in conditions of strong absorption of a radio signal], which consists in creating an area of irregularities in the concentration of ionospheric electrons using a heating stand, characterized in that in order to create a radio route bypassing the zone of strong radio absorption, inhomogeneities of the electron concentration are created outside the zone of strong absorption of the radio signal, while the location of the heating stand is chosen so that the signals of the KB and VHF radio transmitters scattered by the inhomogeneities created by the stand concentration, fall on the antenna of the radio receiving device.
Известен способ создания искусственного «плазменного зеркала» с возможностью управления углом его наклона относительно Земли [патент SU 5041834 от 20.07.1991 г. МПК Н04В 7/00, H01Q 3/22 - Artificial ionospheric mirror - plasma layer], заключающийся в использовании эффекта пробоя воздуха атмосферы под воздействием СВЧ-излучения, в результате чего образуются свободные электроны, которые и создают управляемый плазменный слой, отражающий радиоволны ВЧ-диапазона.A known method of creating an artificial "plasma mirror" with the ability to control the angle of its inclination relative to the Earth [patent SU 5041834 from 20.07.1991, IPC Н04В 7/00, H01Q 3/22 - Artificial ionospheric mirror - plasma layer], which consists in using the breakdown effect air of the atmosphere under the influence of microwave radiation, as a result of which free electrons are formed, which create a controlled plasma layer that reflects radio waves of the high frequency range.
Недостатками приведенных выше способов является то, что для создания отражающей плазменной структуры («плазменного зеркала») осуществляется воздействие на воздушную среду посредством длительного излучения большой мощности и высокой частоты антенной или нагревным стендом, что связано с громоздкостью оборудования, кроме того формирование «плазменного зеркала» производится на больших высотах.The disadvantages of the above methods are that to create a reflective plasma structure ("plasma mirror"), exposure to the air is carried out through long-term radiation of high power and high frequency with an antenna or heating stand, which is associated with the cumbersomeness of the equipment, in addition, the formation of a "plasma mirror" produced at high altitudes.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению и выбранный в качестве прототипа является способ функционального поражения радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой [патент RU 2485540 С2 от 20.06.2013 МПК G04S 7/38 - Способ функционального поражения радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой], включающий обнаружение сигналов радиолокационной станции, определение направления их прихода, измерение периода следования импульсов Т подавляемой радиолокационной станции, дальности до нее D и излучение с учетом этих параметров мощных электромагнитных импульсов в направлении радиолокационной станции с задержкой t=T-2D/c каждого импульса относительно прихода импульса радиолокационной станции, воздействие этими импульсами на полупроводниковые цепи управления фазовращателями фазированной антенной решетки, осуществление функционального поражения радиолокационной станции, контроль работы радиолокационной станции.The closest in terms of the set of essential features to the proposed invention and selected as a prototype is a method of functional destruction of a radar station with a phased antenna array [patent RU 2485540 C2 dated 06/20/2013 IPC G04S 7/38 - Method of functional destruction of a radar station with a phased antenna array], including detection of signals from a radar station, determining the direction of their arrival, measuring the pulse repetition period T of the suppressed radar station, the distance to it D and radiation, taking into account these parameters, of powerful electromagnetic pulses in the direction of the radar station with a delay t = T-2D / s of each pulse relative to the arrival pulse of the radar station, the impact of these pulses on the semiconductor control circuits of the phase shifters of the phased antenna array, the implementation of functional damage to the radar station, control of the operation of the radar station.
Недостатком прототипа является небольшой радиус ФП ЭО.The disadvantage of the prototype is the small radius of the EO FP.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение является увеличение радиуса ФП ЭО ВВТ, при применении ЭМБ. Радиус ФП ЭО ВВТ зависит от многих факторов, в том числе от мощности и габаритных размеров источника излучения, позволяющего создать максимальную мощность РЧ ЭМИ на максимальном удалении. Известно, что мощность РЧ ЭМИ падает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Увеличение мощности РЧ ЭМИ, при неизменных габаритных размерах ВМГ, повлечет электрический пробой воздуха при выходе электромагнитной энергии в атмосферу, которая израсходуется на образование плазмы и приведет к падению эффективности ЭМБ.The technical problem to be solved by the invention is to increase the radius of the FP EO IWT, when using EMB. The radius of the FP EO IWT depends on many factors, including the power and overall dimensions of the radiation source, which makes it possible to create the maximum RF EMP power at the maximum distance. It is known that RF EMP power falls in inverse proportion to the square of the distance from the source. An increase in the RF EMP power, while the overall dimensions of the HMG remain unchanged, will entail an electrical breakdown of the air when electromagnetic energy is released into the atmosphere, which will be consumed for the formation of plasma and will lead to a drop in the EMP efficiency.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом применения предлагаемого способа является увеличение радиуса ФП ЭО ВВТ за счет отражения от предварительно созданной отражающей плазменной структуры, в сторону цели части генерируемого РЧ ЭМИ, которое испускается в противоположную от цели сторону, что характеризуется приростом потока энергии РЧ ЭМИ на большем радиусе. Отражающая плазменная структура формируется позади отстреленного в направление цели ВМГ.The technical result of the application of the proposed method is to increase the radius of the FP EO AME due to reflection from a previously created reflecting plasma structure, towards the target of a part of the generated RF EMP, which is emitted in the direction opposite to the target, which is characterized by an increase in the RF EMP energy flux at a larger radius. A reflective plasma structure is formed behind the VMG shot in the direction of the target.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе функционального поражения радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой заключающемся в том, что осуществляют функциональное поражение электронного оборудования новым является то, что доставляют в район цели ВМГ оснащенный неконтактным детонатором, и средство формирующее отражающую плазменную структуру, отстреливают взрывомагнитный генератор в сторону цели, формируют отражающую плазменную структуру, принимают электромагнитное излучение отражающей плазменной структуры неконтактным детонатором, создают мощный импульс РЧ ЭМИ подрывом взрывомагнитного генератора, отражают плазменной структурой часть излучения мощного электромагнитного импульса в сторону цели.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of functional defeat of a radar station with a phased antenna array, which consists in the fact that they carry out functional damage to electronic equipment, it is new that they deliver to the target area of the VMG equipped with a non-contact detonator, and the means forming a reflecting plasma structure, shoot an explosive magnetic generator towards the target, form a reflecting plasma structure, receive electromagnetic radiation from a reflecting plasma structure with a non-contact detonator, create a powerful RF EMP pulse by detonating an explosive magnetic generator, reflect with a plasma structure part of the radiation of a powerful electromagnetic pulse towards the target.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Заявленное изобретение поясняется фиг. 1, где изображена последовательность действий способа увеличения радиуса действия электромагнитного боеприпаса, фиг. 2, на которой изображена схема способа увеличения радиуса действия электромагнитного боеприпаса, на фиг. 3, изображен график распределения первичного, отраженного и суммарного потока энергии РЧ ЭМИ.The claimed invention is illustrated in FIG. 1, which shows the sequence of actions of the method of increasing the radius of action of an electromagnetic munition, FIG. 2, which shows a diagram of a method for increasing the radius of action of an electromagnetic munition, FIG. 3, a graph of the distribution of the primary, reflected and total energy flux of RF EMP is shown.
На фиг. 2 позициями обозначены: 1 - средство доставки в район цели; 2 - ВМГ оснащенный неконтактным детонатором, 3 - сформированная отражающая плазменная структура; 4 - первичный поток энергии мощного импульса РЧ ЭМИ; 5 - отраженный поток энергии мощного импульса РЧ ЭМИ; 6 - граница ФП ЭО первичным потоком энергии РЧ ЭМИ; 7 - граница ФП ЭО суммарным потоком энергии РЧ ЭМИ.FIG. 2 positions indicate: 1 - delivery vehicle to the target area; 2 - HMG equipped with a non-contact detonator, 3 - formed reflecting plasma structure; 4 - primary energy flow of a powerful RF EMP pulse; 5 - reflected energy flow of a powerful RF EMP pulse; 6 - border of FP EO by primary flow of RF EMP energy; 7 - border of FP EO by the total energy flow of RF EMP.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Для реализации предложенного способа необходимы следующие технические средства:To implement the proposed method, the following technical means are required:
Средства доставки в район цели - могут быть различными: бомбы, снаряды, мины, ракеты и др. носители [14]. Руководствуясь оптимальным соотношением стоимость - эффективность (объем УВИС должен быть не менее 1 л. [12]) калибр средства доставки следует принимать от 120 мм.Delivery means to the target area can be different: bombs, shells, mines, missiles and other carriers [14]. Guided by the optimal cost-effectiveness ratio (the volume of UVIS should be at least 1 liter. [12]), the caliber of the delivery vehicle should be taken from 120 mm.
Взрывомагнитный генератор, например, сферический ударно-волновой источник (УВИС), цилиндрический ударно-волновой источник (ЦУВИ), имплозивный магнитный генератор частоты (ИМГЧ), ферромагнитный генератор частоты (ФМГЧ), пьезоэлектрический генератор частоты (ПЭГЧ) [11].An explosive magnetic generator, for example, a spherical shock wave source (UVIS), a cylindrical shock wave source (TsUVI), an implosive magnetic frequency generator (IMGCH), a ferromagnetic frequency generator (FMGCH), a piezoelectric frequency generator (PEGCH) [11].
Средство формирования отражающей плазменной структуры с временем существования не мене 1 нс - для взрывомагнитного генератора УВИС и ЦУВИ и не менее 1 мкс для ИМГЧ, ФМГЧ, ПЭГЧ. Отражающая плазменная структура может быть сформирована различными способами, например, с помощью ИМГЧ, ФМГ, ПЭГ с повышенной мощностью и уменьшенными размерами [13] или подрывом объемно-детонирующий состава (ОДС) 3-го поколения в режиме детонации, причем в состав ОДС необходимо дополнительно ввести плазмообразующие вещества (например Al, Mg, Хе и др.) что позволит создать более плотную плазму идущую перед фронтом детонационной волны [3; 5; 7; 9], или с помощью специальных устройств генерирующих плазменные вихревые структуры длительностью 25-80 мс [8]. Плазменная структура отразит сгенерированное РЧ ЭМИ, частотой ниже собственной частоты - «критической частоты» [2]. Собственная частота зависти от концентрации электронов и свойств плазмообразующего вещества. Максимальные параметры плазмы (ne≈1021 см-3) были получены на ксеноне при экстремальных давлениях и температуре [6]. Более скромные, но допустимые параметры плазмы могут быть получены с применением Al в качестве плазмообразующего вещества, с параметром ne≈1014 см-3 продолжительностью до 0,1×10-3 с [10]. Поскольку отражение РЧ ЭМИ от плазменного образования частот ниже «критических» будет происходить по законам геометрической оптики [1], то его форма и размер имеют значение. Наиболее часто встречаемые в научно-технической литератур формы плазменных образований - сфера, тор, струя, конус. Сфера, как наиболее простая форма принимается для реализации данного способа. Диаметр сферической плазменной структуры, описанной в [10] - 1,2 м, создаваемый боеприпасом (калибр 152 мм) с ОДС 3-го поколения в режиме детонации 3-5 м [3; 5; 7; 9].A means of forming a reflecting plasma structure with a lifetime of at least 1 ns - for an explosive magnetic generator UVIS and TsUVI and at least 1 μs for IMGCH, FMGCH, PEGCH. The reflecting plasma structure can be formed in various ways, for example, using IMGP, FMG, PEG with increased power and reduced size [13] or by undermining the volume-detonating composition (ODS) of the 3rd generation in the detonation mode, and the ODS requires additional introduce plasma-forming substances (for example, Al, Mg, Xe, etc.), which will create a denser plasma going ahead of the detonation wave front [3; five; 7; 9], or with the help of special devices generating plasma vortex structures with a duration of 25-80 ms [8]. The plasma structure will reflect the generated RF EMP at a frequency below its natural frequency - the "critical frequency" [2]. The natural frequency depends on the concentration of electrons and the properties of the plasma-forming substance. The maximum plasma parameters (n e ≈10 21 cm -3 ) were obtained with xenon at extreme pressures and temperatures [6]. More modest, but admissible plasma parameters can be obtained using Al as a plasma-forming substance, with a parameter n e ≈10 14 cm -3 for a duration of up to 0.1 × 10 -3 s [10]. Since the reflection of RF EMP from the plasma formation of frequencies below "critical" will occur according to the laws of geometric optics [1], its shape and size are important. The most common forms of plasma formations in scientific and technical literature are sphere, torus, jet, cone. The sphere, as the simplest form, is adopted for the implementation of this method. The diameter of the spherical plasma structure described in [10] is 1.2 m, created by the ammunition (caliber 152 mm) with the 3rd generation SLM in the detonation mode 3-5 m [3; five; 7; nine].
Детонатор неконтактного действия, реагирующий на ЭМИ плазменной структуры. Подобные детонаторы наиболее распространены в авиационных ракетах класса воздух-воздух. Принцип действия и различные модификации подробно описаны в книге [4].A non-contact detonator that reacts to EMP of the plasma structure. Such detonators are most common in air-to-air missiles. The principle of operation and various modifications are described in detail in the book [4].
Реализация предложенного способа будет понятна из примера, описанного ниже. В район назначенной цели направляют средство доставки 1, содержащее ВМГ 2 оснащенный неконтактным детонатором, и средство формирующее отражающую плазменную структуру. Прибыв в заданную точку средство доставки 1, отстреливает МВГ 2 в сторону цели, задействует средство формирования отражающей плазменной структуры 3, образовавшаяся плазма испускает ЭМИ, которое принимается неконтактным детонатором ВМГ 2 и производит его подрыв генерируя первичный поток энергии РЧ ЭМИ 4, распространяясь во все стороны, в том числе противоположную цели, где встречает на своем пути плазменную структуру, посредством которой он отражается 5 в сторону цели, суммарный поток первичной и отраженной энергии РЧ ЭМИ 7 приведет к приросту потока энергии РЧ ЭМИ на большем радиусе, увеличив радиус ФП ЭО ВВТ.The implementation of the proposed method will be clear from the example described below. In the area of the designated target, a delivery means 1 is directed, containing a
Способ увеличения радиуса действия ЭМБ позволяет увеличить поток излучения энергии РЧ ЭМИ на большем расстоянии от эпицентра взрыва генератора РЧ ЭМИ, тем самым увеличивает радиус ФП ЭО, следовательно, и радиус действия ЭМБ созданного на его основе.The method of increasing the radius of action of EMB allows to increase the radiation flux of RF EMP energy at a greater distance from the epicenter of the explosion of the RF EMR generator, thereby increasing the radius of the EO FP, therefore, the radius of action of the EMB created on its basis.
УВИС генерирует РЧ ЭМИ частотой до 150 ГГц, причем наибольшая спектральная плотность энергии приходится (около 85%) на частоты до 75 ГГц (таблица 4.3 [12]), произведя расчет собственной частоты плазмы по формуле:UVIS generates RF EMP with a frequency of up to 150 GHz, with the highest spectral energy density (about 85%) at frequencies up to 75 GHz (Table 4.3 [12]), calculating the natural frequency of the plasma using the formula:
где е - заряд электрона, me - масса электрона, ne - концентрация электронов.where e is the electron charge, m e is the electron mass, n e is the electron concentration.
Получим: 0,9x104x√1014=90 ГТц, таким образом можно сделать вывод о эффективном отражении сгенерированного РЧ ЭМИ плазменной структурой («плазменным зеркалом»). Исходя из того, что мощность РЧ ЭМИ падает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника, то взяв за 100% мощность УВИС для радиуса ФП ЭО - 35 м построим таблицу распределения мощности сгенерированного первичного, отраженного и суммарного потока, РЧ ЭМИ. Расчетные данные эффективности применения заявленного способа и устройства для его реализации приведены в таблице 1. График построенный по полученным данным приведен на фиг. 3.We get: 0.9x104x√1014 = 90 GTz, thus we can conclude about the effective reflection of the generated RF EMP by the plasma structure ("plasma mirror"). Proceeding from the fact that the RF EMP power falls in inverse proportion to the square of the distance from the source, then taking the UVIS power for the EO FP radius - 35 m as 100%, we construct a table of the power distribution of the generated primary, reflected and total flux, RF EMP. The calculated data of the effectiveness of the application of the claimed method and the device for its implementation are shown in Table 1. The graph constructed from the obtained data is shown in Fig. 3.
Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что радиус ФП ОЭ увеличится не менее чем на 17%.Based on the data obtained, it can be concluded that the radius of the OP of the OE will increase by at least 17%.
В качестве исходных данных приняты:The following are accepted as initial data:
- радиус ФП ЭО ЭМБ созданного на основе УВИС - 70 м [11];- radius of FP EO EMB created on the basis of UVIS - 70 m [11];
- отражающая плазменная структура принимается сферической формой диаметром 4,5 м [3; 5; 7; 9];- the reflecting plasma structure is taken as a spherical shape with a diameter of 4.5 m [3; five; 7; nine];
- плазмообразующее вещество - А1, позволяющее создать плазму с концентрацией электронов ne≈1014 см-3.- plasma-forming substance - A1, allowing to create a plasma with an electron concentration n e ≈10 14 cm -3 .
Побочным действием применения предлагаемого способа будет увеличение потока РЧ ЭМИ в зоне цели, за счет многократного отражения ЭМИ (реверберация) от земли и «плазменного зеркала».A side effect of the application of the proposed method will be an increase in the RF EMP flux in the target area, due to the multiple reflection of the EMP (reverberation) from the ground and the "plasma mirror".
ЛитератураLiterature
1. Физическая энциклопедия / Гл. ред. A.M. Прохоров, Ред. Кол. Д.М. Алексеев, А.М. Балдин, A.M. Бонч-Бруевич, и др. - М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 4 Пойнтинга - Робертсона-Стримеры. 1994. - 704 с., стр. 255.1. Physical encyclopedia / Ch. ed. A.M. Prokhorov, Ed. Qty. D.M. Alekseev, A.M. Baldin, A.M. Bonch-Bruevich, et al. - M .: Great Russian Encyclopedia. T. 4 Poyntinga - Robertson Streamers. 1994 .-- 704 p., P. 255.
2. Физическая энциклопедия / Гл. ред. A.M. Прохоров, Ред. Кол. Д.М. Алексеев, А.М. Балдин, А.М. Бонч-Бруевич, и др. - М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 4 Пойнтинга - Робертсона-Стримеры. 1994. - 704 с., стр. 258-259.2. Physical encyclopedia / Ch. ed. A.M. Prokhorov, Ed. Qty. D.M. Alekseev, A.M. Baldin, A.M. Bonch-Bruevich, et al. - M .: Great Russian Encyclopedia. T. 4 Poyntinga - Robertson Streamers. 1994. - 704 p., Pp. 258-259.
3. Боеприпасы: учебник: в 2 т. / Под общей редакцией В.В. Селиванова. Т. 1 - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 506 с., стр. 267-271.3. Ammunition: textbook: in 2 volumes / Under the general editorship of V.V. Selivanov. T. 1 - M .: MGTU im. N.E. Bauman, 2016 .-- 506 p., Pp. 267-271.
4. Боеприпасы: учебник: в 2 т. / Под общей редакцией В.В. Селиванова. Т. 2. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 356 с., стр. 515-551.4. Ammunition: textbook: in 2 volumes / Under the general editorship of V.V. Selivanov. T. 2. - M .: MGTU im. N.E. Bauman, 2016 .-- 356 p., Pp. 515-551.
5. Взрывы и волны. Взрывные источники электромагнитного излучения радиочастотного диапазон / А.Б. Прищепенко. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. - 208 с., стр. 102-105.5. Explosions and waves. Explosive sources of electromagnetic radiation in the radio frequency range / A.B. Prishchepenko. - M .: Binom. Knowledge Laboratory, 2008. - 208 p., Pp. 102-105.
6. Взрывные генераторы мощных электромагнитных импульсов электрического тока / под ред. Академика В.Е. Фортова. - М.: Наука. 2002. - 399 с., стр. 132-135.6. Explosive generators of powerful electromagnetic pulses of electric current / ed. Academician V.E. Fortov. - M .: Science. 2002. - 399 p., Pp. 132-135.
7. Взрывные технологии: учебник для вузов / В.В. Селиванов, И.Ф. Кобылкин, С.А. Новиков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 519 с., стр. 39-49.7. Explosive technologies: textbook for universities / V.V. Selivanov, I.F. Kobylkin, S.A. Novikov. - 2nd ed., Rev. and add. - M .: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman, 2014 .-- 519 p., Pp. 39-49.
8. Генерация крупномасштабных излучающих вихревых структур при торможении импульсных плазменных струй в воздухе / М.Н. Жарников, А.С. Камруков, И.В. Кожевников, Н.П. Козлов, И.А. Росляков - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. Журнал технической физики, 2008. том 78, выпуск 5, стр. 38-46.8. Generation of large-scale emitting vortex structures during deceleration of pulsed plasma jets in air. Zharnikov, A.S. Kamrukov, I.V. Kozhevnikov, N.P. Kozlov, I.A. Roslyakov - M .: MGTU im. N.E. Bauman. Technical Physics, 2008. volume 78, issue 5, pp. 38-46.
9. Магретова Н.Н., Пащенко Н.Т., Райзер Ю.Л. Структура ударной волны, в которой происходит многократная ионизация атомов. ПМТФ. - 1970. №5. стр. 11-21.9. Magretova N.N., Pashchenko N.T., Raizer Yu.L. Shock wave structure in which multiple ionization of atoms occurs. PMTF. - 1970. No. 5. pp. 11-21.
10. Новый способ инициирования молниевых разрядов для задач грозозащиты важных подвижных и стационарных объектов. / В.П. Архипов, И.Н. Березинский, Н.А. Березинский и др. Геология и геофизика Юга России, №3, 2015 стр. 5-18.10. A new method of initiating lightning discharges for the tasks of lightning protection of important mobile and stationary objects. / V.P. Arkhipov, I.N. Berezinsky, N.A. Berezinsky et al. Geology and Geophysics of the South of Russia, No. 3, 2015 pp. 5-18.
11. Оружие не летального действия: учебник для высших учебных заведений / В.В. Селиванов, Д.П. Левин. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 356 с., стр. 265-273.11. Weapons of non-lethal action: a textbook for higher educational institutions / V.V. Selivanov, D.P. Levin. - M .: MGTU im. N.E. Bauman, 2017 .-- 356 p., Pp. 265-273.
12. Оружие не летального действия: учебник для высших учебных заведений / В.В. Селиванов, Д.П. Левин. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 356 с., стр. 257-276.12. Weapons of non-lethal action: a textbook for higher educational institutions / V.V. Selivanov, D.P. Levin. - M .: MGTU im. N.E. Bauman, 2017 .-- 356 p., Pp. 257-276.
13. Оружие не летального действия: учебник для высших учебных заведений / В.В. Селиванов, Д.П. Левин. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 356 с., стр. 262-263.13. Weapons of non-lethal action: a textbook for higher educational institutions / V.V. Selivanov, D.P. Levin. - M .: MGTU im. N.E. Bauman, 2017 .-- 356 p., Pp. 262-263.
14. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы. Радиоэлектронная разведка и радиоэлектронное противодействие: учебное пособие / Д.В. Семенихина, Ю.В. Юханов, Т.Ю. Привалова - Таганрог: ЮФУ, 2015. - 252 с., стр. 209-227.14. Theoretical foundations of electronic warfare. Electronic intelligence and electronic countermeasures: a tutorial / D.V. Semenikhina, Yu.V. Yukhanov, T.Yu. Privalova - Taganrog: SFedU, 2015 .-- 252 p., Pp. 209-227.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132994A RU2748193C1 (en) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | Method for functional damage of electronic equipment by electromagnetic ammunition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132994A RU2748193C1 (en) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | Method for functional damage of electronic equipment by electromagnetic ammunition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748193C1 true RU2748193C1 (en) | 2021-05-20 |
Family
ID=75919911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132994A RU2748193C1 (en) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | Method for functional damage of electronic equipment by electromagnetic ammunition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748193C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2816419C1 (en) * | 2023-06-29 | 2024-03-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Guided missile of combined action |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5041834A (en) * | 1990-05-17 | 1991-08-20 | Apti, Inc. | Artificial ionospheric mirror composed of a plasma layer which can be tilted |
US6477932B2 (en) * | 2000-09-12 | 2002-11-12 | Rheinmetall W & M Gmbh | Explosive-triggered RF beam source |
WO2017083005A2 (en) * | 2015-09-15 | 2017-05-18 | Enig Associates, Inc. | Space plasma generator for ionospheric control |
RU2709255C2 (en) * | 2017-10-12 | 2019-12-17 | ФГКВОУ ВО Военная академия РВСН имени Петра Великого МО РФ | Explosive electromagnetic pulse generator |
-
2020
- 2020-10-06 RU RU2020132994A patent/RU2748193C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5041834A (en) * | 1990-05-17 | 1991-08-20 | Apti, Inc. | Artificial ionospheric mirror composed of a plasma layer which can be tilted |
US6477932B2 (en) * | 2000-09-12 | 2002-11-12 | Rheinmetall W & M Gmbh | Explosive-triggered RF beam source |
WO2017083005A2 (en) * | 2015-09-15 | 2017-05-18 | Enig Associates, Inc. | Space plasma generator for ionospheric control |
RU2709255C2 (en) * | 2017-10-12 | 2019-12-17 | ФГКВОУ ВО Военная академия РВСН имени Петра Великого МО РФ | Explosive electromagnetic pulse generator |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
"Боеприпасы", учебник в 2 т., под общей ред. В.В. Селиванова, Москва, издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. * |
"Новый способ инициирования молниевых разрядов для задач грозозащиты важных подвижных и стационарных объектов." В.П. Архипов и др. Геология и геофизика Юга России, N 3, 2015. * |
"Оружие нелетального действия". В.В. Селиванов и др. Учебник для высших учебных заведений, Москва, издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. * |
"Оружие нелетального действия". В.В. Селиванов и др. Учебник для высших учебных заведений, Москва, издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. "Новый способ инициирования молниевых разрядов для задач грозозащиты важных подвижных и стационарных объектов." В.П. Архипов и др. Геология и геофизика Юга России, N 3, 2015. "Боеприпасы", учебник в 2 т., под общей ред. В.В. Селиванова, Москва, издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2824831C2 (en) * | 2022-09-23 | 2024-08-14 | Евгений Михайлович Стельмахович | Design of warhead of electromagnetic ammunition for functional destruction of enemy radioelectronic systems (res) |
RU2816419C1 (en) * | 2023-06-29 | 2024-03-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Guided missile of combined action |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180038675A1 (en) | Electromagnetic mobile active system | |
US3860199A (en) | Laser-guided projectile system | |
US7882926B2 (en) | System and method for generating and directing very loud sounds | |
WO2008051298A2 (en) | A system and method for generating and directing very loud sounds | |
US8302730B2 (en) | System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration | |
US10088278B1 (en) | Electromagnetic pulse (EMP) generation | |
RU2748193C1 (en) | Method for functional damage of electronic equipment by electromagnetic ammunition | |
Parmentola et al. | Particle-beam weapons | |
RU2469447C2 (en) | Method of reducing radar signature of object equipped with at least one antenna | |
Davis | Chemical releases in the ionosphere | |
US7505368B2 (en) | Missile defense system | |
KR102578565B1 (en) | anti-drone warhead | |
Graswald et al. | Defeating modern armor and protection systems | |
US3527167A (en) | Anti-ballistic missile system | |
US4359944A (en) | Aircraft overpressure trap | |
Fenstermacher | The effects of nuclear test‐ban regimes on third‐generation‐weapon innovation | |
CN111854535A (en) | Ultrahigh field strength broadband electromagnetic pulse weapon and broadband electromagnetic pulse generation method | |
Kushwaha et al. | High power microwave technology and its military implications | |
RU2228020C1 (en) | Complex of flight against typhoons and whirlwinds | |
Wilkinson et al. | 100 years of the international union of radio science | |
Tsipis | Third-Generation Nuclear Weapons | |
RU2749619C1 (en) | Method for multifactorial functional suppression of an unmanned aerial vehicle | |
RU223787U1 (en) | Combined action warhead | |
RU2279624C2 (en) | Electron-dynamic projectile, method for its formation, methods for its acceleration and gun for fire by electron-dynamic projectiles | |
Moran | Historical Overview of Directed-Energy Work at Dahlgren |