Эми заряд: Электромагнитное импульсное оружие. Принцип действия и устройство

Электромагнитное импульсное оружие. Принцип действия и устройство

Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва

Начало высотным испытаниям положили американцы, которые произвели 1 августа 1958 г. первый взрыв в верхних слоях земной атмосферы над атоллом Джонстон в северной части Тихого океана, в 717 морских милях от Гонолулу (Гавайи). Стартовав с построенной на атолле пусковой установки, баллистическая ракета PGM-11A Redstone конструкции Вернера фон Брауна подняла ядерный заряд типа W-39 на высоту 76,8 км. Заряд имел мощность 1,9 Мт в тротиловом эквиваленте. Одним из результатов этих испытаний было нарушение электроснабжения на Гавайских островах из-за воздействия электромагнитного импульса высотного ядерного взрыва. Были также нарушены радиопередачи вплоть до территории Австралии. 12 августа аналогичный заряд был поднят ракетой СС-51 и подорван на высоте 42,98 км. Эти высотные взрывы мощных термоядерных зарядов имели целью проверку эффективности их использования в противоракетной обороне (ПРО). Сразу же после этого, в августе–сентябре 1958 г. США провели серию ядерных взрывов непосредственно в космосе.

Запуск модифицированной ракеты Томогавк с корабля во время операции «Буря в пустыне»

В 1959–1960 гг. и до 1 августа 1961 г. СССР не проводил ядерных испытаний, участвуя в моратории на ядерные испытания вместе с США и Великобританией. Вскоре после того как этот мораторий был прерван, 27 октября 1961 г. Советским Союзом были осуществлены два испытания, целью которых была проверка влияния высотных и космических взрывов на работу радиоэлектронных средств систем обнаружения ракетного нападения и ПРО. Оба ядерных заряда были доставлены к месту взрыва с помощью баллистических ракет Р-12, запущенных с полигона Капустин Яр. Два заряда были подорваны над центром опытной системы ПРО на полигоне Сары-Шаган — один на 300-километровой, другой на 150-километровой высоте.

Механизм генерации рассмотренного ядерного ЭМИ заключается в преобразовании небольшой доли ядерной энергии в электромагнитную энергию с радиочастотным спектром, которое выполняется в нескольких промежуточных процессах. Первым из них является образование гамма-излучения во время взрыва. Затем это гамма-излучение взаимодействует с молекулами атмосферных газов, производя электроны и положительные ионы. При разделении зарядов часть энергии гамма-излучения переходит в кинетическую энергию электронов, и поток их вызывает ток, с которым связано излучение электромагнитной энергии.

Высотный взрыв ядерного боеприпаса

Следует отметить, что в это время (начало 60-х гг. прошлого столетия) количественные характеристики ядерного ЭМИ измерялись в недостаточной степени вследствие следующих причин:

  • во-первых, отсутствовала контрольно-измерительная аппаратура, способная регистрировать чрезвычайно мощное электромагнитное излучение, существующее миллионные доли секунды;
  • во-вторых, в радиоэлектронной аппаратуре того времени использовались электровакуумные приборы, мало подверженные воздействию ЭМИ, что снижало интерес к его изучению.

Создание полупроводниковых приборов, а затем и интегральных схем, особенно устройств цифровой техники, широкое внедрение этих средств в радиоэлектронную аппаратуру заставили военных специалистов по-иному оценить угрозу ЭМИ. Наибольшую опасность представляет собой стадия нарастания ЭМИ, на которой в соответствии с законом об электромагнитной индукции из-за чрезвычайно быстрого нарастания импульса тока наведенное напряжение в различных контурах может достигать значительных величин (до тысяч вольт).

При воздействии рассматриваемых импульсных перенапряжений на радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру в ней могут наблюдаться:

  • пробои p-n-переходов у полупроводниковых приборов;
  • пробои вакуумных и газонаполненных промежутков;
  • расплавление и обрывы токоведущих дорожек и резистивных элементов, мест пайки (сварки) проводов из-за термоэлектродинамических напряжений ;
  • сбои в работе устройств;
  • пробои изоляционных материалов, имеющие необратимый характер, которые приводят к полному отказу изделий (конденсаторы, кабели).

С начала 70-х гг. прошлого столетия вопросы защиты оружия и военной техники от ЭМИ стали рассматриваться министерствами обороны великих держав как имеющие высший приоритет. Следует отметить, что действие ЭМИ не имеет избирательного характера, вследствие чего военные и гражданские системы, которые не являются прямыми или косвенными целями ядерного нападения, подвергнутся сильному воздействию ЭМИ при ядерной атаке далеко отстоящих целей. И прежде всего применение ядерного оружия с точки зрения человеческой морали невозможно объяснить и оправдать.

Тем не менее действие электромагнитного излучения оказалось настолько эффективным, что сразу возник вопрос: нельзя ли создать «чистое» неядерное электромагнитное оружие ЭМО, имеющее избирательный характер, и обеспечить его точную доставку в район поражаемой цели?

Взрывомагнитный генератор ЭМИ

Генераторы со сжатием магнитного потока при помощи взрывчатки (explosively pumped Flux Compression Generator, FCG) оказались наиболее зрелой технологией, пригодной для разработки таких неядерных электромагнитных бомб.

Известно, что взрыв является мощным источником механической и тепловой энергии. В 1951 г. советский ученый-физик Андрей Дмитриевич Сахаров, академик АН СССР с 1953 г., высказал идею о возможности превращения этой энергии в энергию магнитного поля, и им же были предложены конструкции источников сверхсильных магнитных полей и электрических токов, основанные на быстрой деформации взрывом токонесущих контуров. Возможности взрывного сжатия аксиального магнитного поля была также посвящена небольшая статья Якова Петровича Терлецкого, профессора физического факультета Московского университета, опубликованная в 1957 г. Взрывомагнитные источники такого типа получили название генераторов МК (магнитная кумуляция).

Рис. 2. Схема МК-1

Весной 1952 г. Р. З Людаев, Е. А. Феоктистов, Г. А. Цырков, А. А. Чвилева осуществили первый в СССР взрывной опыт по получению сверхсильных магнитных полей. Схема такого генератора сжатия аксиального магнитного поля, получившего название МК-1, представлена на рис. 2. Внутри полого металлического цилиндра 1 (лайнера) при разряде конденсаторной батареи С через соленоидальную обмотку 2 создается продольное магнитное поле. Для обеспечения быстрого проникновения поля внутрь цилиндра в нем был сделан узкий косой разрез, впоследствии захлопывающийся (на рис. 2 не показан). Cнаружи цилиндра помещен заряд 3 взрывчатых веществ. В этом заряде возбуждается сходящаяся цилиндрическая ударная волна. Для ее возбуждения применяется электрическая система многоточечного инициирования с помощью детонаторов 4. Момент инициирования выбирается так, чтобы сжатие цилиндра началось в момент максимального тока в соленоидальной обмотке. На рис. 2 приведены также обозначения 5 и 6 — последовательно исследуемый образец и продукты взрыва. Под действием детонационной волны цилиндр сжимается со скоростью, превышающей 1 км/с. При этом его поперечное сечение уменьшается, и в стенках цилиндра-лайнера индуцируются токи, стремящиеся сохранить магнитный поток постоянным. В процессе сжатия цилиндра совершается работа против пондеромоторных сил магнитного поля, вследствие чего энергия сжимаемого поля будет увеличиваться. Для идеально проводящих стенок трубы магнитный поток остается постоянным, а напряженность и энергия магнитного поля увеличиваются обратно пропорционально квадрату внутреннего радиуса цилиндра.

Конечно, в реальном случае имеет место уменьшение магнитного потока. В опытах такого типа, проведенных в 1952 г., обычно имеет место снижение потока в 2-3 раза. Кроме того, при некотором значении внутреннего радиуса цилиндра происходит остановка его движения из-за противодействия магнитного поля. Тем не менее уже в первых опытах с алюминиевыми трубами небольшого диаметра (около 100 мм) были получены магнитные поля напряженностью в 1 х 106 Э. В дальнейшем в одном из опытов с трубой из нержавеющей стали при конечном диаметре цилиндрической полости около 4 мм зарегистрировано значение Н, равное 25 х 106 Э. Достоинствами приведенного выше взрывомагнитного генератора являются высокая плотность магнитной знергии на оси при достаточно однородном осевом сжатии и простота конструкции. Однако такой генератор — это генератор только магнитного поля, который не является генератором тока, поскольку азимутальный ток в цилиндре замкнут на себя и не может передаваться.

Рис. 3. Схема МК-2

Как было сказано выше, взрывомагнитный генератор сильного тока также был разработан Сахаровым и его сотрудниками и получил название МК-2. На рис. 3 и 4 приведены схема и фотография генератора МК, а на рис. 5 — стадии его работы (а, б и в).

Генератор МК-2 состоит из центральной проводящей трубы 1 и коаксиально расположенной внешней цилиндрической спирали (соленоида) 2, переходящей в сплошной цилиндр (стакан) 3, основание которого соединено с трубой. В центральную трубу помещается длинный цилиндрический заряд взрывчатых веществ ВВ, инициируемый с помощью капсюля КД в одной точке с торца со стороны спирали. На электрический контур генератора МК-2, образованный трубой, стаканом и спиралью, разряжается батарея конденсаторов. Под действием продуктов взрыва центральная труба растягивается в виде конуса, и в момент времени, когда величина разрядного тока переходит через максимум, ее стенки подлетают к началу спирали. При дальнейшем распространении детонации вдоль трубы точка соприкосновения конуса со спиралью движется по винтовой линии; число витков спирали, оставшихся незамкнутыми, уменьшается, и, соответственно, уменьшается индуктивность генератора. После подлета стенок трубы к началу стакана генератор превращается в коаксиал. На последней стадии работы генератора МК-2 при достаточно быстрой непрерывной деформации трубы сжатие магнитного поля осуществляется в уменьшающемся объеме между внешней и внутренней стенками коаксиала. Данный процесс сопровождается увеличением тока через электрический контур и нарастанием его энергии. Увеличение магнитной энергии происходит за счет работы, совершаемой против пондеромоторных сил магнитного поля стенками центральной трубы.

С помощью генератора МК-2 были получены токи величиной 5 х 107 А, в некоторых опытах 1953 г. ток достигал 1 х 108 А и более. В магнитном поле удавалось запасти энергию в 1–2 х 107 Дж. Эта энергия составляла 10–20 % от энергии, освобождаемой при взрыве взрывчатых веществ, находящихся в трубе внутри стакана.

Потребитель электромагнитной энергии подключается к генератору МК-2 с помощью трансформатора (потребитель связан с электрическим контуром генератора МК-2 индукционным взаимодействием). Это дает возможность применять генератор МК-2 на нагрузки с существенно большими индуктивностями. Эксперименты показали, что с помощью трансформатора к потребителю может быть отведена значительная часть магнитной энергии, полученной при взрывной деформации контура. Например, от генератора МК-2 небольшого диаметра удавалось отвести 50 % магнитной энергии. Это также открывало возможности создания многоступенчатой системы МК. В такой системе магнитная энергия, полученная в первом генераторе, с помощью трансформатора передается во второй, в процессе работы которого эта энергия усиливается и передается в третий и т. д.

Осуществлен был и иной способ передачи электромагнитной энергии из генератора во внешнюю нагрузку — путем разрыва электрического контура с током действием дополнительного заряда взрывчатого вещества и переброски магнитного потока из конечной части генератора МК – 2 в нагрузку (использование экстратоков размыкания). Таким способом удалось передать во внешнюю активно-индуктивную нагрузку более 50 % энергии, генерируемой генератором МК-2. В ряде опытов время передачи энергии в нагрузку составило 0,5 х 10-6 с.

Рис. 4. Фотография МК-2

Исторической справедливости ради следует сказать, что начиная с 1952 г. разработкой взрывомагнитного генератора успешно занимался в Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) американский физик Кларенс Максвелл Фоулер. Им и его коллегами Гарном и Кайрдом был создан и продемонстрирован во второй половине 50-х гг. такой генератор.

Особо важно отметить тот факт, что генератор МК-2, вследствие физики процесса, генерирует мощный электрический импульс, частота которого ниже 1МГц.

Следующим важным шагом в создании электромагнитного оружия стало решение вопроса, какими именно должны быть импульсы, генерируемые этим оружием, с учетом специфики их применения для нападения на распределенные и сосредоточенные объекты.

Требования у импульсам ЭМО

Электромагнитное оружие, использующее импульс, частота которого ниже 1 МГц, можно назвать низкочастотным. Применение этого оружия будет эффективно при воздействии на силовые линии и линии связи, на которые будут наводиться высоковольтные импульсы напряжения.

В большинстве случаев любая кабельная проводка включает в себя линейные отрезки, объединяемые между собой при примерно прямых углах. Какой бы ни была ориентация оружейного электромагнитного поля, всегда более чем один линейный отрезок кабельной проводки окажется ориентирован таким образом, что будет достигаться высокая эффективность поглощения ими энергии.

Рис. 5. Стадии работы МК-2

Оборудование, подсоединенное к облученным линиям, а именно источники питания и входные устройства различных систем, этими высоковольтными импульсами напряжения может быть повреждено. Кроме того, мощное электромагнитное излучение может проникать в объект нападения через «парадную дверь», а именно через антенну, наличие которой характерно для радарного и связного оборудования, и вывести из строя его электронные и электротехнические узлы.

Электромагнитное импульсное оружие высокой мощности, работающее в сантиметровом и миллиметровом диапазонах, имеет дополнительный механизм проникновения энергии в электронное и электротехническое оборудование через вентиляционные отверстия и щели между панелями.

Любое отверстие, ведущее внутрь оборудования, позволяет высокочастотному электромагнитному полю формировать внутри него (оборудования) пространственную стоячую волну. Компоненты, расположенные в противоположных узлах стоячей волны, будут подвергаться действию мощного магнитного поля. Поскольку высокочастотное электромагнитное поле легче проникает в оборудование, чем низкочастотное электромагнитное поле, и во многих случаях обходит защиту, разработанную, для того чтобы остановить проникновение в оборудование низкочастотной энергии, высокочастотное импульсное оружие потенциально имеет большее поражающее действие по сравнению с низкочастотным электромагнитным.

Виркатор

Существует широкий набор микроволновых устройств высокой мощности: релятивистские клистроны, магнетроны, виркаторы и др. С точки зрения возможности использования такого микроволнового устройства высокой мощности при разработке электронных бомб и боеголовок виркаторы представляли значительный интерес, поскольку они способны генерировать мощные импульсы энергии, конструктивно просты, невелики по размеру, прочны и способны работать в относительно широкой полосе сверхвысоких частот (СВЧ).

Схема вакуумного виркатора аксиального типа показана на рис. 6, где 1 — катод, 2 — изолятор, 3 — анод, 4 — виртуальный катод, 5 — выходное окно. В виркаторе отрицательный потенциал подается на катод, а анод обычно находится под потенциалом земли. Фундаментальная идея, лежащая в основе виркатора, заключается в ускорении мощного потока электронов сетчатым анодом. Значительное число электронов пройдет анод, формируя за ним облако пространственного заряда, так называемый виртуальный катод ВК, по имени которого это устройство и получило наименование «виркатор» (англ.virtual cathode oscillator — vircator).

Рис. 6. Виркатор

При токах пучка, больших критического для данной структуры, ВК начинает осциллировать. Процесс этот протекает следующим образом:

  • в случае когда «высота» потенциального барьера, создаваемого ВК, больше кинетической энергии влетающих электронов, электроны останавливаются перед ВК и разворачиваются, что эквивалентно смещению ВК и максимума плотности пространственного заряда в сторону анода;
  • кроме того, величина плотности быстро растет, так как практически все влетающие электроны оказываются захваченными движущимся к аноду виртуальным катодом. По мере приближения к аноду «высота» потенциального барьера уменьшается и в определенный момент становится меньше кинетической энергии влетающих электронов, которые легко преодолевают уменьшившийся потенциальный барьер, двигаясь от анода за ВК, который при этом сам смещается в сторону от анода. В результате ВК перемещается до тех пор, пока не восстановится потенциальный барьер достаточной «высоты», и далее процесс повторяется.

Более того, выполненные исследования показали, что колебания ВК исполняют роль некоторой возмущающей силы для колебаний пучка вокруг анода между катодом и виртуальным катодом. Все это вместе взятое приводит к тому, что виркатор позволяет генерировать мощные СВЧ-колебания с достаточно высоким к.п.д. Мощный поток электронов в виркаторе обеспечивается за счет применения холодного катода, работающего в режиме взрывной эмиссии. При напряженности электрического поля 5 х 109 В/м и более высокой в вакууме на катоде с неоднородностями появляются автоэлектронные токи, вызывающие разогрев и взрыв микроострий. Вследствие взрыва многих микроострий и благодаря ионизации материала катода образуется прикатодная плазма, фронт которой и является основным эмиттером потока электронов. Эмиссионные возможности такой плазмы очень велики, и она может обеспечить плотность тока эмиссии с катода, превышающую 1010 А/см2 . Благодаря применению взрывоэмиссионных катодов стало возможно получать пучки электронов с токами до 106 А.

При работе взрывоэмиссионного катода образовавшаяся плазма движется по направлению к аноду. Ускоренные электроны, попадая на анод, вызывают образование прианодной плазмы, которая движется по направлению к катоду. Плазменные катодный и анодный факелы, распространяясь навстречу друг другу, закорачивают диодный промежуток виркатора за время порядка 1,0–1,5 мкс. Поэтому виркатор генерирует одиночный импульс электронного тока длительностью от нескольких сотен наносекунд до нескольких микросекунд. Обычно виркатор встраивается в цилиндрическую волноводную структуру. Мощность, как правило, выводится посредством перехода волновода в рупорную структуру, которая служит антенной. Использовать пучки релятивистских электронов для генерации электромагнитных колебаний предложил еще в 40-х гг. прошлого столетия выдающийся советский и российский ученый физик-теоретик Виталий Лазаревич Гинзбург, академик АН СССР с 1966 г., лауреат Нобелевской премии по физике 2003 г. Однако только после создания первых сильноточных электронных ускорителей СЭУ в 1966–1967 гг. начало складываться новое перспективное направление — высокочастотная релятивистская электроника. В СССР наиболее значительный вклад в ее становление и развитие внесла горьковская (нижегородская) школа физиков, возглавляемая Андреем Викторовичем Гапоновым-Греховым, академиком АН СССР с 1968 г.

23 мая 1983 г. президент США Рональд Рейган провозгласил программу Стратегической оборонной инициативы (СОИ) — долговременный комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию противоракетной обороны. В программе СОИ предусматривалось создание основанных на новых принципах активных средств поражения межконтинентальных баллистических ракет, в том числе и радиочастотного электромагнитного оружия.

Что касается собственно виркатора, то виркатор на пролетном диоде без внешнего магнитного поля был предложен и экспериментально реализован в 1985 г. в Лос-Аламосской национальной лаборатории (г. Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, США). Он имел следующие характеристики: P = 500МВт, f = 17ГГц, tимп = 20нс, к. п.д. = 0,005. В 1987 г. в Ливерморской национальной лаборатории им. Эрнеста Лоуренса (Ливермор, штат Калифорния, США) был создан более мощный виркатор (P = 4 ГВт, f = 6,5 ГГц, t имп = 40 нс, к.п.д. = 0,033).

В СССР в 1986 г. в НИИ ядерной физики Томского политехнического института (НИИ ЯФ ТПИ) был создан виркатор, имевший следующие характеристики: Р = 200 МВт, f = 15 ГГц, tимп = 70 нс, к.п.д. = 0,05, и там же в 1988 г. — еще один более мощный виркатор: Р = 2 ГВт, f = 5,5 ГГц, tимп = 30 нс. Наиболее подробное исследование виркатора в СССР и в России было выполнено в НИИ ЯФ ТПИ и в Институте высоких температур РАН под руководством Андрея Николаевича Диденко, члена-корреспондента АН СССР с 1984 г.

Создание E-бомбы США

Однако вскоре обнаружились серьезные проблемы, связанные с использованием виркатора в качестве электромагнитной импульсной бомбы. Взрывная эмиссия электронов эффективна лишь при огромных (около мегавольта) напряжениях, поэтому, чтобы избежать электрического пробоя, пришлось увеличить размеры виркатора и применять изоляторы очень высокой электрической прочности. Кроме того, для энергообеспечения виркатора необходим источник питания, включающий в себя высоковольтный формирователь и обостритель напряжения. Этот источник питания тоже имеет немалые габариты и вес. Поместить виркатор с его источником питания в бомбу было весьма трудной задачей.

Следующим шагом на пути создания электромагнитной импульсной бомбы явилось использование спирально-коаксиального магнитокумулятивного генератора в качестве источника энергии для виркатора; при этом для формирования высоковольтного импульса питания виркатора необходим трансформатор.

Рис. 7. Гибридная Е-бомба

В 1986 г. Агентство передовых оборонных проектов Министерства обороны США (DAR PA) создало программу и выделило финансирование ряду университетов и лабораторий для проведения ими исследований в области создания боевых средств с источниками электромагнитного излучения. Авиабаза Киртленд в г. Альбукерке, штат Нью-Мексико, стала эпицентром Пентагона в области исследований электромагнитного оружия. В 90-е гг. Управление научных исследований ВВС США, продолжая начатые исследования, создало пятилетнюю программу многопрофильных университетских исследований по изучению микроволновых источников.

Ведущим специалистом в области СВЧ-устройств стал в это время Едл Шамилоглу (Edl Schamiloglu) — профессор электротехники и вычислительной техники университета Нью-Мексико в Альбукерке. Усилия Шамилоглу и его коллег привели к пониманию возможностей этих устройств. Кстати, надо сказать, что произошло это не без помощи российских ученых из Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде. Разработанный и изготовленный в этом институте стенд «Синус-6» (сильноточный ускоритель с энергией электронов 0,5 МэВ), позволяющий оперативно изменять параметры электронного пучка на нем, был куплен американской стороной, смонтирован в лаборатории Шамилоглу, и на нем был выполнен ряд важных исследований в области СВЧ-техники.

После десятилетий исследований в области СВЧтехники, 26 марта 2003 г. , во время второй войны с Ираком, американские военные сбросили на один из телецентров двухтонную бомбу с «гибридной» боевой частью, снабженной направленным электромагнитным излучателем (Е-бомба). Схема этого устройства представлена на рис. 7, где 1 — блок энергопитания, 2 — аккумулятор, 3 — коаксиальная емкость, 4 — МКгенератор (1-я ступень), 5 — балластный цилиндр, 6 — МК-генератор (2-я ступень), 7 — формирователь импульса напряжения, 8 — виркатор, 9 — микроволновая антенна.

Необходимость балластного цилиндра обусловлена тем, что интенсивные магнитные силы, появляющиеся во время работы МК-генератора, потенциально могут вызвать его преждевременное разрушение, если не принять контрмеры. Обычно они заключаются в дополнении конструкции цилиндром из немагнитного материала. Могут быть использованы стекловолокно в эпоксидной матрице или кевларовые эпоксидные композиты. Виркатор генерирует импульсы частотой 5 ГГц.

Бомба была управляемой (рис. 8), а значит, вероятное отклонение директрисы облучения от точки прицеливания было меньше десяти метров. Радиус поражения этой электромагнитной бомбы не превышал 200 м. Результатом ее действия было отключение телевещания на несколько часов. В последующем США неоднократно применяли такие бомбы против Багдада и других городов Ирака.

Рис. 8. Управляемая бомба с РЧЭМИ

Ранее США уже применяли такое оружие в 1999 г. против Сербии. Но в 2003 г. в Ираке мощность таких бомб была значительно больше.

17 января 1991 г. американские военные использовали модифицированные крылатые ракеты Tomahawk (операция «Буря в пустыне»). При приближении к цели двигатели ракет последние несколько секунд уже не поддерживали горизонтальный полет, а работали как источники питания генераторов мощного излучения. Это излучение должно было вывести из строя радиолокаторы иракской системы ПВО. Было ли это применение электромагнитного импульсного оружия успешным, неизвестно, так как американские военные, желая подстраховаться, применили ракеты, уничтожившие радары.

С самого начала создание электромагнитного импульсного оружия шло по двум направлениям — разработки забрасываемых средств (бомб, управляемых ракет, артиллерийских снарядов, минометных мин) и разработки источников на основе традиционных излучателей, формирующих узкие пучки радиочастотных ЭМИ. О развитии обоих этих направлений — в следующей части статьи.

Продолжение следует Электромагнитное импульсное оружие США и России. Два пути развития

Статья была опубликована в апрельском номере журнала «Наука и техника» за  2017 год

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Электроника НТБ — научно-технический журнал — Электроника НТБ

Начало эпохи информационных войн, пришедшееся на рубеж тысячелетий, ознаменовалось появлением новых видов оружия – электромагнитного импульса (ЭМИ) и радиочастотного. По принципу поражающего действия оружие ЭМИ имеет много общего с электромагнитным импульсом ядерного взрыва и отличается от него, среди прочего, более короткой длительностью. Разработанные и испытанные в ряде стран неядерные средства генерации мощного ЭМИ способны создавать кратковременные (в несколько наносекунд) потоки электромагнитного излучения, плотность которых достигает предельных значений относительно электрической прочности атмосферы. При этом чем короче ЭМИ, тем выше порог допустимой мощности генератора.
По мнению аналитиков [2], наряду с традиционными средствами радиоэлектронной борьбы использование ЭМИ- и радиочастотного оружия для нанесения электронных и комбинированных электронно-огневых ударов с целью вывода из строя радиоэлектронных средств (РЭС) на расстояниях от сотен метров до десятков километров может стать одной из основных форм боевых действий в ближайшем будущем. Кроме временного нарушения функционирования (функционального подавления) РЭС, допускающего последующее восстановление их работоспособности, ЭМИ-оружие может осуществлять физическое разрушение (функциональное поражение) полупроводниковых элементов РЭС, в том числе находящихся в выключенном состоянии.

Следует отметить также возможность поражающего действия мощного излучения ЭМИ-оружия на электротехнические и электроэнергетические системы вооружения и военной техники (ВВТ), электронные системы зажигания двигателей внутреннего сгорания (рис.1). Токи, возбуждаемые электромагнитным полем в цепях электро- или радиовзрывателей, установленных на боеприпасах, могут достигать уровней, достаточных для их срабатывания [3]. Потоки высокой энергии в состоянии инициировать детонацию взрывчатых веществ (ВВ) боеголовок ракет, бомб и артиллерийских снарядов, а также неконтактный подрыв мин в радиусе 50–60 м от точки подрыва ЭМИ-боеприпаса средних калибров (100–120 мм).
В отношении поражающего действия ЭМИ-оружия на личный состав, как правило, речь идет об эффектах временного нарушения адекватной сенсомоторики человека, возникновения ошибочных действий в его поведении и даже потери трудоспособности. Существенно, что негативные проявления воздействия мощных сверхкоротких СВЧ-импульсов не обязательно связаны с тепловым разрушением живых клеток биологических объектов. Поражающим фактором зачастую является высокая напряженность наведенного на мембранах клеток электрического поля, сравнимая с естественной квазистатической напряженностью собственного электрического поля внутриклеточных зарядов [4]. В опытах на животных [5] установлено, что уже при плотности импульсно-модулированного СВЧ-облучения на поверхности биологических тканей в 1,5 мВт/см2 имеет место достоверное изменение электрических потенциалов мозга. Активность нервных клеток изменяется под действием одиночного СВЧ-импульса продолжительностью от 0,1 до 100 мс, если плотность энергии в нем достигает 100 мДж/см2 [6]. Последствия подобного влияния на человека пока мало изучены, однако известно [7], что облучение импульсами СВЧ иногда порождает звуковые галлюцинации, а при усилении мощности возможна даже потеря сознания.
Сегодня в различных странах изучается влияние нетеплового медико-биологического действия электромагнитного излучения различных частот и интенсивности на людей и другие биологические объекты. В июне 2003 года в штате Техас состоится уже Третий международный симпозиум по этой проблеме при спонсорстве научно-исследовательского управления ВВС США (AFOSR)
(www.electromed2003.com).

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭМИ-ОРУЖИЯ
ЭМИ-оружие может быть создано как в виде стационарных и мобильных электронных комплексов направленного излучения, так и в виде электромагнитных боеприпасов (ЭМБ), доставляемых к цели с помощью артиллерийских снарядов, мин, управляемых ракет (рис.2), авиабомб и т. п.
Возможна разработка и компактных образцов ЭМИ-оружия для диверсионных и террористических целей. О том, насколько серьезно воспринимают такую угрозу американские аналитики, свидетельствует сценарий «цифровой какофонии», которая могла бы возникнуть в США в случае применения террористами ЭМИ- или радиочастотного оружия против зданий, впоследствии разрушенных 11 сентября 2001 года [8]. (Авторы еще в 1996 году предусмотрели подобные события, описав разрушительное влияние разгрома финансовых баз данных на состояние мировой экономики. )
В основу ЭМБ положены методы преобразования химической энергии взрыва, горения и электрической энергии постоянного тока в энергию электромагнитного поля высокой мощности. Решение проблемы создания ЭМИ-боеприпасов связано, прежде всего, с наличием компактных источников излучения, которые могли бы располагаться в отсеках боевой части управляемых ракет, а также в артиллерийских снарядах.
Наиболее компактными на сегодня источниками энергии для ЭМБ считаются спиральные взрывомагнитные генераторы (ВМГ), или генераторы с взрывным сжатием магнитного поля [1, 2, 9, 10], имеющие наилучшие показатели удельной плотности энергии по массе (100 кДж/кг) и объему (10 кДж/см3), а также взрывные магнитодинамические генераторы (ВМДГ) [1]. В ВМГ с помощью взрывчатого вещества происходит преобразование энергии взрыва в энергию магнитного поля с эффективностью до 10%, а при оптимальном выборе параметров ВМГ – даже до 20%. Такой тип устройств способен генерировать импульсы энергией в десятки мегаджоулей и длительностью до 100 мкс. Пиковая мощность излучения может достигать 10 ТВт [2]. ВМГ могут применяться автономно или как один из каскадов для накачки генераторов СВЧ-диапазона. Ограниченная спектральная полоса излучения ВМГ (до нескольких мегагерц) делает их влияние на РЭС довольно избирательным. Вследствие этого возникает проблема создания компактных антенных систем, согласованных с параметрами генерируемого ЭМИ [1].
В ВМДГ взрывчатка или ракетное топливо применяются для образования плазменного потока, быстрое перемещение которого в магнитном поле приводит к возникновению сверхмощных токов с сопутствующим электромагнитным излучением. Основное преимущество ВМДГ – многоразовость применения, поскольку картриджи со взрывчаткой или ракетным топливом могут закладываться в генератор многократно. Однако его удельные массогабаритные характеристики в 50 раз ниже, чем у ВМГ [11], и вдобавок технология ВМДГ еще не достаточно отработана, чтобы в ближайшей перспективе делать ставку на эти источники энергии.
К разряду более мощных ЭМИ-систем радиочастотного диапазона относится виркаторный генератор [1]. При соответствующем подборе параметров конструкции и режима генерации виркатор может создавать импульс с пиковой мощностью до 40 ГВт в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн [2]. Благодаря высокой скорости нарастания тока в тандемах виркатор–ВМГ возможна генерация сверхкоротких радиоимпульсов, длительность которых ограничена временем плавления анода. Представление о радиусе действия такого боеприпаса дает методика, приведенная в работе [12]. Однако в качестве примера следует указать, что для виркаторного генератора с несущей 5 ГГц и мощностью 10 ГВт конус поражающего действия электромагнитного излучения имеет диаметр до 500 метров в основании на расстоянии нескольких сотен метров от точки подрыва (напряженность поля, наведенного на кабели и антенны в этом основании, достигает 1–3 кВ/м) [2].
Таким образом, электромагнитные боеприпасы потенциально обладают значительно большим радиусом поражения РЭС, чем традиционные, однако для достижения их максимальной эффективности необходимо выводить боеприпас по возможности как можно ближе к объектам поражения с помощью высокоточных систем наведения.
В Уральском отделении Института электрофизики РАН (Екатеринбург) разработана серия многоразовых мобильных SOS-генераторов ЭМИ, проникающая способность излучения которых намного выше, чем у ВМГ. Принцип действия SOS-генераторов основан на эффекте наносекундной коммутации сверхплотных токов в полупроводниковых приборах (SOS – Semiconductor Opening Switch) [13]. SOS-эффект представляет собой качественно новый вариант коммутации тока – развитие процесса стремительного падения тока происходит не в низколегированной базе полупроводниковой структуры, как в других приборах, а в ее узких высоколегированных областях. База и p-n-переход остаются при этом заполненными плотной избыточной плазмой, концентрация которой приблизительно на два порядка превышает исходный уровень легирования. Эти два обстоятельства и приводят к сочетанию высокой плотности коммутируемого тока с наносекундной длительностью его отключения.
Другое важное свойство SOS-эффекта – в том, что стадия срыва тока характеризуется автоматическим равномерным распределением напряжения по последовательно соединенным полупроводниковым структурам. Это позволяет создавать прерыватели тока с напряжением мегавольтного уровня путем простого последовательного соединения SOS-структур.
SOS-эффект обнаружен в 1991 году в обычных высоковольтных выпрямительных полупроводниковых диодах подбором определенного сочетания плотности тока и времени накачки. В дальнейшем была разработана специальная полупроводниковая структура со сверхжестким режимом восстановления, на основе которой удалось создать высоковольтные полупроводниковые прерыватели тока нового класса – SOS-диоды, имеющие рабочее напряжение в сотни киловольт, ток коммутации в десятки килоампер, время коммутации – единицы наносекунд и частоту следования импульсов – килогерцы. Типовая конструкция SOS-диода (рис.3) – это последовательная сборка элементарных диодов, взаимно стянутых диэлектрическими шпильками между двумя пластинами-электродами. На рис.4 приведена типичная форма обратного тока через SOS-диод с площадью структуры 1 см2. Значение коммутируемого тока – 5,5 кА, время его срыва (падения с 0,9 до 0,1 амплитуды) – 4,5 нс. Скорость коммутации – 1200 кА/мкс, что приблизительно на три порядка превышает токовый градиент в обычных быстродействующих тиристорах. Самый мощный из разработанных на сегодня SOS-диодов при площади структуры 4 см2 имеет рабочее напряжение 200 кВ и коммутирует ток 32 кА, что соответствует коммутируемой мощности 6 ГВт [13].
На основе SOS-диодов разработана серия мощных наносекундных генераторов с рекордными для полупроводниковых коммутаторов параметрами. Принцип работы ЭМИ-генератора на SOS-эффекте (рис.5) сводится к следующему [13]. Тиристорное зарядное устройство (ТЗУ) осуществляет дозированный отбор энергии от источника питания, которая затем за время 10–100 мкс при напряжении 1–2 кВ поступает на магнитный компрессор (МК). Последний сжимает энергию во времени до 300–600 нс и повышает напряжение до сотен киловольт. SOS-диод выступает в роли оконечного усилителя мощности, переводя энергию в диапазон времени 10–100 нс и повышая напряжение в 2–3 раза.
Введение в состав ЭМИ-генератора звена магнитной компрессии (рис. 6) продиктовано необходимостью согласования параметров выходного импульса ТЗУ с параметрами импульса накачки SOS-диода. По мере сжатия энергии в МК происходит удвоение напряжения в каждой ячейке. В общем случае выходное напряжение МК, без учета активных потерь энергии, в 2n раз выше входного (где n – число конденсаторных ячеек). Примечательно, что МК не требует дополнительных цепей для перемагничивания сердечников магнитных ключей, поскольку в данной схеме этот процесс происходит автоматически благодаря разным направлениям протекания зарядного и разрядного токов через любой из ключей. Еще одна отличительная особенность схемы МК состоит в двойном сжатии энергии во времени на каждой конденсаторной ячейке за счет перезаряда нижних конденсаторов. Поэтому двух конденсаторных ячеек уже достаточно для временного уплотнения энергии на два порядка.
Важная задача, возникающая при передаче энергии от МК к полупроводниковому коммутатору, – схемная реализация двухконтурной накачки прерывателя в режиме усиления обратного тока. Пример соответствующей схемы согласования приведен на рис.7 [13]. Между выходом МК и SOS-диодом подключают конденсатор обратной накачки СН и магнитный ключ обратной накачки MS- (или импульсный трансформатор). После насыщения ключа прямой накачки MS+, являющегося выходным коммутатором МК, энергия из последней ячейки компрессора переводится в конденсатор СН. При этом ток заряда I+ конденсатора СН одновременно является током прямой накачки SOS-элемента. Нарастающим напряжением на СН ключ MS- перемагничивается. После его включения в SOS-диод вводится обратный ток I–, который превышает I+ в несколько раз, и энергия конденсатора СН переводится в индуктивность контура обратной накачки (индуктивность обмотки насыщенного ключа MS– или добавочная катушка индуктивности). После срыва тока SOS-диодом энергия передается в нагрузку в виде короткого наносекундного импульса.
Отсутствие в SOS-генераторах газоразрядных коммутаторов снимает принципиальные ограничения на частоту повторения импульсов. В продолжительном режиме работы эта частота ограничена тепловыми нагрузками на элементы генератора, в первую очередь на сердечники магнитных ключей, а при кратковременном включении генератора в режиме пакета импульсов – частотными возможностями ТЗУ, то есть временем восстановления тиристоров и временем заряда первичного накопителя. Режим пакета импульсов, когда генератор работает от десятков секунд до нескольких минут с частотой и выходной мощностью, в несколько раз превышающими номинальные, важен именно для перспектив боевого применения. Поэтому для более полного использования частотных возможностей ТЗУ проектируется, исходя из требования минимального времени накопления энергии, а элементы генератора выбираются с учетом результатов расчета их адиабатического разогрева в пакетном режиме функционирования. Разработанные SOS-генераторы позволяют от 5 до 10 раз увеличивать номинальную частоту следования импульсов и выходную мощность в режиме пакета продолжительностью от 30 до 60 с.
Параметры некоторых российских SOS-генераторов приведены в таблице [13]. Наиболее мощный среди генераторов наносекундного класса – S-5N (рис.8), система охлаждения элементов которого проточной водой потребляет до 15 л/мин. Этот генератор использовался в экспериментах по зажиганию коронных разрядов большого объема, которые могут найти применение в новых технологиях очистки воздуха от вредных и токсичных примесей. Среди субнаносекундных генераторов наилучшие показатели достигнуты в модели SM-3NS (рис.9), в которой применен новый тип SOS-диодов – субнаносекундный.
Интенсивные исследования путей улучшения характеристик SOS-генераторов продолжаются. В частности, в российских научных центрах отрабатывается применение этих генераторов для питания широкополосных СВЧ-излучателей, а также в качестве средств накачки мощных газовых лазеров. Разработанные в России приборы и экспериментальные установки широко эксплуатируются за границей в различных научных организациях: в США – в Ливерморской национальной лаборатории, Исследовательской лаборатории ВМС, Техасском технологическом университете, Исследовательской лаборатории Армии; в Германии – в Исследовательском центре Карлсруэ; в Республике Корея – компанией LG Industrial Systems; в Израиле – ядерным исследовательским центром SOREQ NRC, фирмой Exion Technologies [13].
На рис.10 показано место, которое занимает SOS-техника среди других основных технологий коммутации и формирования мощных наносекундных импульсов в схемах с индуктивным накоплением и коммутацией тока. Видно, что SOS-технология выступает своеобразным связующим звеном, заполняя в наносекундном диапазоне времени гигантский разрыв в значениях импульсного напряжения и тока между самыми мощными установками на основе плазменных коммутаторов тока, с одной стороны, и полупроводниковыми генераторами – с другой [13].

ТЕНДЕНЦИИ РАЗРАБОТОК ЭМИ-ОРУЖИЯ
США. Наиболее активно разработки ЭМИ-систем поражения РЭС проводятся в США. Они охватывают широкий спектр оперативно-тактического применения нового оружия. Основные научно-исследовательские организации США, участвующие в разработке компонентов ЭМИ-оружия, – Лос-Аламосская национальная лаборатория, Исследовательская лаборатория Армии (шт. Мериленд), Исследовательская лаборатория ВМС, Лаборатория им. Лоуренса, Техасский технологический университет (г. Лаббок) и целый ряд других университетских и военных лабораторий.
Первый в истории взрывомагнитный генератор был испытан именно в Лос-Аламосской национальной лаборатории еще в конце 50-х годов [2]. Начало работ в ВВС США по созданию мобильного генератора радиочастотного ЭМИ и изучения влияния СВЧ-излучения на РЭС авиационных и космических носителей датируется 1986 годом [15]. В 1987 году на авиабазе Kirtland (шт. Нью-Мексико) было введено в действие имитационное оборудование «Джипси» с импульсной мощностью 1 ГВт в диапазоне частот от 0,8 до 40 ГГц. В 1991 году научно-техническое направление создания ЭМИ-оружия в США выделилось как самостоятельное и было включено в перечень критических военных технологий. В то же время МО США начало работы (Harry Diamond Laboratory, ныне Adelphi Laboratory Center) по созданию мобильных систем радиочастотного оружия (1–40 ГГц) с узкой диаграммой направленности, основанных на синхронизации излучения большого числа источников. ВМС США занимались разработкой средств суперЭМИ для борьбы с самолетами и противокорабельными ракетами на основе синхронизированных гиротронов (диапазон частот 10–85 ГГц, мощность импульса 1 ГВт). Исследовалось также распространение мощного электромагнитного излучения в разных слоях атмосферы.
Логическим результатом этих исследований явилось создание и испытание в 2001 г. опытного образца нового оружия, нагревающего кожу людей микроволновыми лучами, которое получило название VMADS (Vehicle-Mounted Active Denial System) [16]. Ожидаемая сфера его применения – разгон демонстраций и стихийных митингов. Продолжаются испытания на добровольцах с целью усовершенствования системы. В перспективе ее можно будет применять как невидимое оружие заграждения даже для маловысотных воздушных объектов, в том числе микропланов. VMADS (рис.11) использует антенну, похожую на спутниковую тарелку, размером 3х3 м, систему наведения и тепловизор, позволяющий анализировать степень нагрева цели.
Представители американского Исследовательского центра ВВС (шт. Нью-Мексико) заявляют, что установка VMADS создает излучение частотой 95 ГГц, которое проникает под кожу на треть миллиметра и быстро (за 2 с) нагревает ее поверхность до болевого порога в 45ОС. Будущие версии VMADS могут устанавливаться также на кораблях и самолетах. В период до 2009 года США планируют приступить к закупке серийных образцов системы на транспортном средстве типа Humvee, или HMMWV (High Mobility Multi-purpose Wheeled Vehicle).
Еще в начале 90-х годов DARPA разработало концепцию применения ЭМИ-оружия средней мощности и создания на ее основе сверхмощных постановщиков активных помех. Результатом явилось, в частности, испытание в ходе боевых действий против Ирака в 1991–1992 годах отдельных образцов электромагнитного оружия. Это – крылатые ракеты «Томахок» (морского базирования), которые были выпущены по позициям ПВО Ирака. Радиоизлучения, возникшие вследствие подрыва боевых частей крылатых ракет, усложнили работу электронных систем вооружений, в особенности компьютерной сети системы ПВО.
Электромагнитные бомбы неоднократно применялись США и в ходе боевых действий в Югославии (1999 год), тем не менее использование боеприпасов этого типа носило пока испытательный, эпизодический характер. К 2010–2015 гг. в США могут быть приняты на вооружение боевые образцы более совершенных электромагнитных боеприпасов и высокоточных крылатых ракет, во всяком случае информация о таких планах периодически появляется в печати.
Значительное внимание в США отводится созданию имитаторов действия ЭМИ-систем, позволяющих в достаточной мере оценивать последствия их применения на РЭС ВВТ и вырабатывать рекомендации по усовершенствованию средств защиты. До 1991 года в США были созданы 24 имитатора ЭМИ, предназначенные для полномасштабных испытаний ракет, самолетов, кораблей, стартовых позиций и других объектов, которые подлежат защите от ЭМИ-оружия [15].
Россия. Не стоит в стороне от процесса разработки ЭМИ-систем военного назначения и Россия. В соответствии с имеющейся открытой информацией, в 1998 году на шведском полигоне российские специалисты провели показательные испытания «электронного» боеприпаса с демонстрацией его поражающего действия на РЭА самолета, находящегося на летном поле (Российское телевидение, канал НТВ, 28.02.98). В том же году на выставке ВВТ сухопутных войск «Евросатори-98» Россия предложила зарубежным покупателям уникальную лабораторию, разработанную в Федеральном ядерном центре «Арзамас-16», которая предоставляет возможность исследовать действие высокочастотного электромагнитного излучения на информационные и энергетические системы, а также на каналы передачи данных [17].
В печати опубликованы сообщения о создании в России опытных образцов ЭМИ-оружия в виде реактивных гранат, предназначенных для электромагнитного подавления системы активной защиты танка. В России уже имеются экспериментальные образцы 100-мм и 130-мм электромагнитных снарядов, 40-мм, 105-мм и 125-мм реактивных электромагнитных гранат, 122-мм электромагнитных боевых частей неуправляемых ракет [18].
На выставке ЛИМА-2001 в Малайзии (2001 год) Россия продемонстрировала действующий образец боевого ЭМИ-генератора «Ранец-E» (Defence Systems Daily, 26.10.2001). Этот комплекс был создан как средство обороны мобильных РЭС от высокоточного оружия. Новая система состоит из антенны, высокомощного генератора, подсистемы управления, измерительной установки и источника электропитания. «Ранец-E» может быть изготовлен в стационарном и мобильном вариантах. Мощность его излучения в импульсе длительностью 10–20 нс в сантиметровом диапазоне волн превышает 500 МВт. Такие параметры, по утверждению Рособоронэкспорта, позволяют поражать системы наведения и электронное оборудование высокоточных боеприпасов и управляемых ракет на расстоянии до 10 км в 60-градусном секторе.
Великобритания. В 1992 году газета «Санди телеграф» сообщила о вступлении в ряды обладателей ЭМИ-оружия и Великобритании. В публикации говорилось о разработке в Агентстве оборонных исследований Великобритании (г.Фарнборо) «микроволновой бомбы» для поражения электронного оборудования. По замыслу, такая бомба может приводиться в действие в средних слоях атмосферы и полностью выводить из строя компьютерные системы и телефонные линии на площади одного квартала (Агентство ИТАР-ТАСС, 12.10.92).
В 2001 году компания Matra BAE Dynamics с успехом продемонстрировала британскому МО артиллерийский снаряд калибра 155 мм, способный поражать бортовые компьютеры танков или самолетов, прерывать работу радиостанций и радаров [19]. Объектами поражения могут быть также национальные телефонные, телевизионные и радиосети, система электроснабжения всей страны противника. Снаряд содержит лишь несколько граммов взрывчатки, которая срабатывает при приближении к цели и снимает внешнюю оболочку снаряда, после чего раскрываются электропанели – главное средство поражения. На протяжении нескольких наносекунд они излучают заряд электроэнергии мощностью в миллиарды ватт, что создает огромную перегрузку во всех электронных схемах, которые находятся в границах действия снаряда. «Обстреливать» такими боеприпасами можно даже жилые районы, поскольку опасности для жизни людей они не представляют. Считается, что ЭМИ-снаряды особенно эффективны при использовании против боевой техники, скрытой в населенных пунктах. Предполагают, что новый снаряд был создан в ответ на аналогичные устройства российских специалистов.
Есть также многочисленные свидетельства, что большой интерес к созданию ЭМИ-оружия проявляют военные специалисты Китая, Израиля, Швеции, Франции, которые используют различные формы научного и коммерческого сотрудничества для овладения мировым опытом в этой области. В частности, китайский специалист из Института электроники КНР был сопредседателем Первого международного симпозиума по проблеме нетеплового медико-биологического действия электромагнитного поля (Electromed’99), состоявшегося в США в апреле 1999 года, а также входил в состав программного комитета второго аналогичного форума Electromed2001. Аналитики США полагают, что КНР разработает свое первое сверхмощное ЭМИ-оружие до 2015 года.
Франция в 1994 году была страной проведения международной конференции EUROEM-94, посвященной научным проблемам, связанным с разработкой источников мощного микроволнового излучения, изучением его, идентификацией и метрологическим обеспечением. Аналогичная научная конференция EUROEM-98 состоялась в июне 1998 года в Израиле.
После показательных испытаний в 1998 году российского «электромагнитного» боеприпаса на полигоне в Швеции факт заинтересованности шведских военных в создании собственных ЭМИ-вооружений стал очевидным. Подтверждением тому могут служить публикации шведской военной прессы, довольно компетентно описывающие различные аспекты некоторых из соответствующих концептуальных проектов (www.foa.se).
В перспективе ЭМИ-оружие рассматривается, прежде всего, как силовое, наступательное средство радиоэлектронной и информационной борьбы. Основными стратегическими и оперативными задачами, которые можно будет решать с помощью ЭМИ-оружия, являются:
· стратегическое сдерживание агрессии;
· дезорганизация систем управления войсками и оружием противника;
· снижение эффективности его наступательных воздушных, сухопутных и морских действий;
· обеспечение господства в воздухе путем поражения средств ПВО и РЭБ противоборствующей стороны.
Электронные боеприпасы могут быть использованы для воздействия на районы возможных позиций мобильных и переносных ЗРК, в системах ближней защиты летательного аппарата. Эффект применения ЭМБ выражается, к примеру, в выводе из строя системы обнаружения цели переносного ЗРК, его головки самонаведения, причем эти эффекты могут быть достигнуты, даже если в момент воздействия переносной ЗРК находится в неактивном состоянии. Защита летательного аппарата может осуществляться с помощью ЭМБ, который выстреливается навстречу атакующей ракете и поражает ее головку самонаведения с помощью бортового генератора направленного излучения. По аналогичному принципу проектируются и перспективные комплексы защиты танков от противотанковых ракет, комплексы борьбы с различными высокоточными боеприпасами.
ЭМИ-генераторы типа российского «Ранца-Е» могут стать панацеей и в борьбе с воздушными микроаппаратами (ВМА), которым, по мнению многих аналитиков, уготована в боевых действиях будущего роль атомного оружия в прошлом столетии. Рой микропланов (рис.12), оснащенных миниатюрными телекамерами, и направленный в боевые порядки противника, обеспечит наблюдение за его действиями в реальном времени. Микропланы могут выступить и в роли носителей микрооружия для высокоточного поражения наиболее важных целей, даже отдельных пехотинцев, а также для транспортирования биологических и химических средств поражения [20]. Небольшой размер и бесшумность микроаппаратов позволят им вести боевые действия незаметно для неприятеля, который может уничтожить отдельные аппараты, но почти не в состоянии уничтожить все ВМА, учитывая их небольшие размеры. Именно ЭМИ-генераторы могут стать единственным заградительным средством на пути применения таких боевых микророботов в будущем.

Представленные материалы дают основание предполагать, что уже в ближайшие десятилетия появление высокоэффективных ЭМИ-вооружений будет в состоянии коренным образом влиять на ход развития технологий изготовления и облик перспективных радиоэлектронных систем не только военного, но и гражданского назначения.

Литература
1. ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ,1999, №6, с.40–44.
2. Carlo Kopp. The E-Bomb – a Weapon of Electrical Mass Destruction. (www.cs.monash.edu.au/~carlo).
3. Справочник по радиолокации /Под ред. М. Сколника. Т. 2.- М.: Сов. радио.- 1976.
4. Девятков Н.Д. и др. Воздействие низкоэнергетического импульсного КВЧ- и СВЧ-излучения наносекундной длительности с большой пиковой мощностью на биологические структуры (злокачественные образования). – Доклады Академии наук СССР, 1994, т.336, № 6.
5. Хлуновская Е.А., Слепченко Л.Ф. Специфичность влияния сверхвысокочастотного импульсно-модулированного электромагнитного поля на вызванные потенциалы зрительной, слуховой и сенсомоторной коры мозга кошки при стимуляции светом и звуком. – Биофизика, 1995, т. 40, вып.2.
6. Космическое оружие: дилемма безопасности/ Под ред. Велихова Е.П.- М.: Мир, 1986.
7. Воздействие на различные объекты облучения СВЧ большой мощности. – ЭИ «Радиотехника и связь», 1995, № 9.
8. Edward F. Murphy, Gary C. Bender, еtс. 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., Жариков Е.И., Казаков С.А., Чернышев В.К. Высокоиндуктивные спиральные ВМГ с большим коэффициентом усиления энергии. – ПМТФ, 1981.
10. Ударные и детонационные волны. Методы исследования / В.В. Селиванов, В. С. Соловьев, Н. Н. Сысоев. – М.: Изд-во МГУ, 1990. – 256 с.
11. Зарубежная радиоэлектроника, 1990, № 5, с. 67.
12. Авдеев В.Б. Достижимые характеристики электромагнитного поражения распределенных на земной поверхности радиоэлектронных целей. – Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника, 2001, № 9, с. 4 – 15.
13. www.iep.uran.ru/RUSSIAN/PPL/MainRus.htm.
14. ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2001, № 4, с. 8 – 15.
15. Исследования по созданию СВЧ-оружия в США (обзор). -СИ, 1991.
16. Kevin Bonsor. How Military Pain Beams Will Work. (http://howstuffworks.lycos.com/pain-beam.htm).
17. Соловьев В. Блеск и нищета оборонки. – Независимое военное обозрение, 1998, № 23.
18. Прищепенко А.Б., Житников В., Третьяков Д. «Атропус» означает «неотвратимая». – Армейский сборник, 1998, № 2.
19. Великобритания разрабатывает новое оружие для борьбы с террором.- News.Battery.Ru – Аккумулятор Новостей, 01.11.2001. (http://news.battery.ru).
20. Слюсар В.И. Микропланы: от шедевров конструирования – к серийным системам. – Конструктор, 2001, № 2, с.23-25. (www.sea.com.ua/ra).

Направленная энергия рассматривается как оружее будущего
На июльском совещании в Конгрессе США по направленной энергии различные официальные лица из Конгресса, правительства и промышленности преподносили лазеры как расширяющуюся область науки и техники и как технологию, достигшую зрелой стадии. Хотя лазеры высокой мощности должны вначале предназначаться для ПРО (бортовой лазер для Boeing 747 разработан для поражения баллистических ракет на стартовом участке), через несколько лет они начнут применяться как оружие класса «воздух-земля», противоспутниковое и для целей ПВО. Между тем, немалую роль сохранят за собой и маломощные лазеры. Они станут основой для двух главных программ самозащиты самолетов: системы противодействия направленной ИК-энергии AN/AAQ-24(V) и усовершенствованной системы при ИК-угрозе AN/ALQ-212(V). Предлагалось воздействовать на Пентагон с целью ускорения развертывания систем направленной энергии.
В результате в июне командованием специальных операций был заключен контракт на 11, 9 млн.долл. с компанией Boeing на разработку требований к системе и технической документации для демонстрации усовершенствованной концепции технологии тактического лазера.

JED Online, 09.02

Безопасность киберпространства – приоритетная задача
Как говорят многие сенаторы США, нельзя считать террористов технологическими простаками. Следует помнить, что они имеют доступ к различным коммерческим технологиям, которые могут быть использованы для нарушения работы компьютерных систем и способны вызвать панику среди населения, уже привыкшего полагаться на Интернет во всех критических случаях. Поэтому в ближайшие годы безопасность киберпространства и защита границ страны должны иметь наивысший приоритет. На исследования и разработки в этой области будет ассигновано свыше 1 млрд.долл.

JED Online, 09.02

Ежегодный доклад Пентагона по военной мощи КНР
Согласно докладу, хотя КНР и умалчивает об истинной своей военной мощи, все же некоторую информацию о бюджете получить удается. В докладе приводится цифра 80 млрд.долл., что в четыре раза превышает официально объявленную сумму. Отмечается и ряд усовершенствований в области высоких технологий, включая программы по РЭБ.
КНР разрабатывает различные варианты средств РЭБ для своих крупных самолетов и осуществляет программы по разработке и развертыванию новых передатчиков помех, действующих за пределами зоны ПВО, и сопровождения для бомбардировщиков, транспортных и тактических самолетов и беспилотных аппаратов. Непрерывно совершенствуются системы C4I и, похоже, ведутся переговоры с белорусской фирмой «Агат» по созданию ПО для C4I и систем управления боем. В области средств РЭБ деятельность КНР сосредоточена на сборе информации о новых технологиях и разработках новой аппаратуры при кооперации с западными компаниями. В докладе отмечается также, что КНР закупает различные новые космические системы, самолеты с AWACS, беспилотные летательные аппараты дальнего действия и загоризонтную РЛС для расширения возможностей обнаружения и мониторинга военной угрозы.

JED Online, 09.02

НОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Портативный анализатор спектра фирмы Rohde & Schwarz GmbH
Анализатор спектра FSh4 наряду с малыми габаритами и массой отличается относительно большим дисплеем. Предлагается в двух вариантах – только анализатор от 100 кГц до 3 ГГц и анализатор совместно с генератором слежения для скалярного анализа сети. Внешний датчик мощности обеспечивает измерение ВЧ-мощности до 8 ГГц. Внутреннее ЗУ способно хранить до 100 измерительных трасс или установок прибора для простоты поиска. Ширина полосы разрешения – от 1 кГц до 1 МГц, видеополоса – от 10 Гц до 1 МГц. Прибор обнаруживает и производит логарифмическое преобразование отфильтрованного сигнала ПЧ, имеет различные детекторы для «взвешивания» сигналов. Обработка сигнала последнего значения ПЧ – чисто цифровая и происходит в реальном времени. Детектор действительного значения используется для измерения мощности на модулированных сигналах. Устройство измеряет мощность канала точно и с воспроизводимыми результатами за одну развертку. Цифровая обработка сигналов обеспечивает измерения с высокой скоростью, несмотря на низкое электропотребление. Минимальное время для развертки по всему частотному диапазону – всего 100 мс.
Приемник системы оповещения о лазерном облучении фирмы Metrodat
Приемник обеспечивает спектральное покрытие от 860 до 2200 нм с помощью восьми датчиков. Каждый датчик имеет поле зрения 45О для выполнения покрытия в 360О по азимуту и 80О по углу места. Блок управления/дисплея, который может размещаться на расстоянии до 200 м от головки датчика, индицирует направление поступающего лазерного сигнала с помощью 16 СИД. ЖК-дисплей показывает рабочий режим, тип лазера, частоту повторения импульсов и его интенсивность. Длительность акустического и визуального оповещения отрегулирована на 2–10 с. Интенсивность ложных синалов – менее одного в сутки. Номинальная входная мощность – 12 Вт (24 В).
Генератор для имитатора фирмы Signal Technology Corp.’s Arizona Operations
Генератор синхронизирующей частоты значительно модернизирован относительно обычного генератора с цифровой настройкой. Разработан для применения в традиционных и новых средствах РЭБ и имитаторах радиолокационных сигналов. Работает в диапазоне 2–18 ГГц. Усовершенствование в работе достигнуто за счет специализированной архитектуры интегрированного узла, использующей двойной источник, соединенный с частотным дискриминатором и схемой регулирования точности. Повышены такие параметры, как точность частоты, дрейф после настройки, остаточная ЧМ, фазовый шум и стабильность параметров окружающей среды. Точность цифровой настройки – 0,25 МГц по всей полосе.

JED Online, 09.02

Электромагнитное излучение, блокирующее работу двигателей / Хабр

На видео (запись телеперадачи, около 6 минут) продемонстрирован процесс работы нового высокотехнологичного нелетального оружия, разрабатываемого норвежскими учёными по заказу НАТО. В ряде фантастических фильмов и книг, главный герой при помощи «генератора электромагнитного поля» или ещё чего-то такого в этом роде, мог останавливать работу двигателей автомобилей или самолётов — аналогичная цель стояла перед разработчиками и в данном случае.

Смысл разработки таков: мощный пучок электромагнитного излучения может на значительном расстоянии заблокировать работу автомобильного двигателя, водного скутера, дрона, передатчика террориста: другими словами всех устройств, работа которых тем или иным образом зависит от электронных компонентов. При этом, как можно понять, излучатель свободно устанавливается в автомобиль, размером с обычный внедорожник, и не выглядит громоздким от обилия батарей или ещё каких-то источников питания, как можно было бы предположить.


Как это бывает с военными разработками, технических деталей не сообщают — предлагают просто посмотреть как это работает. На видео видно, что журналист, находясь за рулём легкового автомобиля, плавно останавливается (вероятно, зная всё-таки, что произойдёт) перед другим автомобилем, который и является источником электромагнитного блокирующего пучка. И из дальнейших слов учёного — доктора Эрнста Крогагера (Ernst Krogager) — можно понять, что принцип работы устройства очевидным образом связан с системой зажигания автомобилей.

Немногим далее показано, что разработка способна работать и на значительном расстоянии и, вероятно, избирательно. На видео можно увидеть, как блокируется работа двигателя водного скутера из автомобиля, установленного на берегу озера (правда, расстояния оценить всё равно не удаётся).

Моделирование электромагнитных импульсов (EMP) | Клуб пользователей ANSYS

На сегодняшний день все больше становится актуальным вопрос разработки защиты от воздействия электромагнитных импульсов, которое может привести к необратимым повреждениям в инфраструктурном электрооборудовании на обширных территориях, например в целых городах. Такие повреждения могут быть устранены лишь полной заменой выведенного из строя оборудования. В итоге, воздействие ЭМИ может стать серьезной угрозой национальной безопасности и экономической деятельности. Кроме того, от воздействия электромагнитных импульсов пострадают и обычные пользователи бытовых приборов.
Комплекс средств моделирования явлений связанных с ЭМИ ANSYS HFSS — наиболее безопасный и эффективный способ изучения данного явления, который может помочь определиться с мерами по предупреждению риска разрушения дорогостоящего оборудования.

Моделирование распространения EMP в городских условиях, выполненное с использованием ANSYS HFSS


Описанный программный комплекс позволяет ускорить и упростить разработку технологий, оборудования и протоколов, которые смогут предсказывать и автоматически реагировать на возрастающую вероятность возникновения ЭМИ, а также  координировать восстановительные работы по устранению последствий такого происшествия.

Влияние EMP на электронику

ЭМИ-эффекты похожи на удар молнии, но их влияние на электронные подсистемы может оказаться гораздо обширнее:

Моделирование, демонстрирующее влияние ЭМИ на линии электропередач.

ЭМИ могут возникать естественным образом во время всплесков солнечной активности. Одно из наиболее известных происшествий случилось в 1989 году в Квебеке, Канада. Тогда солнечная буря разрушила энергосистему гидроэлектростанций Квебека. Солнечная активность также послужила причиной события 1859 года в Каррингтоне, в результате которого выгорели телеграфные линии.
Причиной возникновения ЭМИ также может служить атмосферный ядерный взрыв. Например, во время  атмосферных ядерных испытаний США в 1962 году взрыв на высоте 400 км (250 миль) привел к непредвиденному результату на расстоянии более 1400 км (870 миль). Взрыв породил электромагнитный импульс, повредивший систему уличного освещения на Гавайях, счетчики электроэнергии, телекоммуникационное оборудование и прочие электроприборы на островах. Влияние ЭМИ сказывалось даже на работе спутников.

Необходимо ли учитывать явление электромагнитных импульсов при разработке электронных устройств?

Понять, являются ли электромагнитные импульсы проблемой для разработчиков электроники, проще всего если определить шансы их возникновения.

Моделирование показывает, воздействие ЭМИ на самолет.

Вероятность возникновения естественных ЭМИ довольна высока. По оценкам НАСА, вероятность попадания электромагнитного импульса по Земле, составляет от 10 до 12 процентов на десятилетие. Таким образом, проблема не в том, что мы не знаем произойдет ли удар ЭМИ, а в том, что мы не знаем когда он произойдет. Следовательно, ЭМИ-эффекты необходимо учитывать при разработке электроники, особенно в таких важных системах и устройствах, которым доверена жизнь людей. 
По словам Марка Равеншталь, технического директора по стратегическому партнерству и бизнесу в ANSYS, «США должны вплотную заняться изучением воздействия ЭМИ на национальные сети энергоснабжения. Необходимо провести дополнительные эксперименты, и HFSS может существенно облегчить проведение таких исследований. HFSS позволяет инженерам совершенствовать методы проектирования средств защиты от воздействия ЭМИ.»

Моделирование ЭМИ может использоваться инженерами для разработки средств защиты электроники

Возможны два варианта решения проблем, связанных с воздействием ЭМИ. Первый — экранирование, второй — использование устройств защиты от перенапряжения, рассчитанных на попадание молнии, например варисторы на основе оксидов металлов.

Сравнение тока индукции, наводимого ударной нагрузкой на самолет с экранированием и без него. Максимальное напряжение, испытываемое оборудованием самолета, было снижено на 34 процента.

Экранирование — это эффективный способ защиты, однако сложный и дорогостоящий. Нужно должны убедиться, что экранирование является частотно-избирательным, не препятствующее распространению сигналов технологий беспроводной связи. Второй же метод заключается в направлении сигнала ЭМИ в обход электрических компонентов. Этот способ аналогичен тому, как громоотвод перенаправляет заряд молнии в землю. Можно установить устройства защиты от перенапряжения на обоих концах проводника, и когда происходит кратковременный всплеск мощности электромагнитных помех, что и происходит при ЭМИ, устройства защиты от перенапряжения заземляют нежелательный сигнал. Тогда устройство, скорее всего, потеряет информацию хранящуюся в энергозависимой памяти, и может потребоваться перезагрузка из-за программных ошибок, но повреждения полученные прибором не будут носить неустранимый харатер.

Необходимость моделирования EMP

Рендеринг симуляции, показывающей, как ЭМИ влияет на линии электропередач.

Предложенные решения для предотвращения негативного влияния ЭМИ требуют дальнейшего исследования и проработки. Защита от перенапряжения требует превосходного заземления, что неприменимо для защиты аэрокосмических аппаратов. В то же время, экранирование требует применения уникальных материалов и сложных конструкций, реализация которых на практике, вероятно окажется дорогостоящей. Однако, применение HFSS для тестирования этих решений, позволить сэкономить средства на разработку систем защиты. HFSS позмолит найти сотни возможных решений, отличных от вышеописанных решений, которые могут оказаться более рентабельными. HFSS — это быстрый, точный и доступный инструмент для поиска и тестирования таких решений.


Моделирование ЭМИ в HFSS позволяет просчитать влияние электромагнитного поля и шума на приборы. Другим способом тестирования средств защиты являются физические испытания с использованием электромагнитных импульсов для разрушения дорогостоящее оборудование. Используя моделирование ЭМИ, инженеры получают возможность тестировать надежность средств защиты, не разрушая прототипы. При этом они могут быстро усовершенствовать прототип, пока результаты испытаний не окажутся удовлетворительными. Дополнительную информацию, например о визуализации электромагнитных полей и векторов тока, легко получить с помощью HFSS.

США напугала новая ядерная бомба России — Российская газета

США признали свою уязвимость перед нетипичным ядерным оружием России, Китая, Северной Кореи и Ирана, которое предназначено для «революционно нового способа ведения войны».

Как сообщает The Washington Free Beacon, в недавно обнародованном исследовании Конгресса США говорится о работе этих стран над созданием мощных ядерных бомб, которые с помощью сильнейших электромагнитных импульсов должны вывести из строя всю электронику на огромных расстояниях.

«Атака с использованием ядерного электромагнитного оружия является частью военных доктрин, планов и учений России, Китая, Северной Кореи и Ирана для революционно нового способа ведения войны. Этот новый способ называют войной шестого поколения, бесконтактной войной, электронной войной, тотальной информационной войной и кибервойной», — отмечается в докладе. Также ядерно-электронная война называется «войной затмения» из-за гибельного воздействия на любую электронику.

Новый вид ядерного оружия будет использоваться на больших высотах, поэтому взрыв не представляет непосредственной опасности для людей. Однако его электромагнитное излучение уничтожит электронику, вызовет длительные отключение электроэнергии и приведет к краху военной и гражданской инфраструктуры, что должно принудить противника к капитуляции. Удары могут быть скорректированы по площади применения и интенсивности электромагнитного излучения за счет детонации на разных высотах: чем ближе к земле сработает заряд, тем мощнее окажется импульс, а чем дальше — тем шире будет зона его воздействия. При этом вполне реально нанести удар таким оружие по цели размером с Северную Америку.

«Ядерное оружие, взорванное на высоте 30 километров или выше, сгенерирует потенциально катастрофическое электромагнитное излучение», — говорится в докладе. Отмечается, что такие заряды не требуют точности попадания и применить их проще, чем обычные ядерные боеголовки, взрываемые в атмосфере над целями. Причем, новое оружие может быть доставлено к месту использования самыми разными способами, включая спутники, самолеты, различные виды ракет и даже метеорологические зонды.

Как считают авторы доклада, супербомбами, способными генерировать электромагнитный импульс, достаточный, чтобы сжечь электронику стратегических коммуникаций и интеллектуальных систем, уже обладают Россия, Китай и, возможно, Северная Корея. А вот у самих США подобного оружия нет.

The Washington Free пишет, что в случае крупного конфликта США с Россией или Китаем первым может быть применено именно новое ядерное электромагнитной супероружие, взорванное в космосе для уничтожения систем командования и управления ядерным оружием США. Такая боеголовка представляет серьезную угрозу для всего американского ядерного арсенала, говорится в докладе. Но не только для него.

«Соединенные Штаты уязвимы для нового особенного типа войны, потому что мы привыкли полагаться на автоматизированные информационные системы и технологии. Наше общество является наиболее технологичным и, следовательно, наиболее уязвимым», — считает один из авторов доклада бывший сотрудник ЦРУ Питер Прай.

Как отмечается в публикации, некоторые части отчета конгресса были отредактированы, чтобы не показывать потенциальным противникам истинные масштабы уязвимости США перед новым оружием.

Урок 10. электромагнитные волны — Физика — 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 10. Электромагнитные волны

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Основные положения электромагнитной теории Максвелла и опытное доказательство Герцем существования электромагнитных волн.
  2. Электромагнитная волна и её характеристики, вихревое поле, шкала электромагнитных волн.

Глоссарий по теме

Вихревым электрическим полем называется поле, силовые линии которого нигде не начинаются и не заканчиваются, представляют собой замкнутые линии.

Электромагнитное поле – особая форма материи, осуществляющая электромагнитное взаимодействие.

Электромагнитные волны – это электромагнитные колебания, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Точечный источник излучения – это источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивается его действие, и он посылает электромагнитные волны по всем направлениям с одинаковой интенсивностью.

Плотностью потока электромагнитного излучения называют отношение электромагнитной энергии переносимой волной за время через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, к произведению площади на время.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2016. – С. 140-150

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.-М.:Дрофа,2009.- С.20-22

Основное содержание урока

Часто вы слышите от заботливых мам: «Не клади телефон под подушку! Не сиди долго за компьютером. Не находись долго около микроволновки! Не носи телефон в кармане! Вредно для здоровья, опасно для жизни, есть риск заболеть раковыми заболеваниями, действуют электромагнитные волны».

Вселенная-это океан электромагнитных излучений. Человек живет в нем, не замечая волн, проникающих в окружающее пространство. Включив лампочку или греясь у камина, человек заставляет источник этих волн работать, не задумываясь об их свойствах. Открытие природы электромагнитного излучения, позволило человечеству в течение XX века освоить и ввести в эксплуатацию различные его виды.

Сегодня мы поговорим об электромагнитных волнах, что это? Каковы его характеристики?

Когда мы слышим слово «волна», что вы себе представляете? Волны на море, на реке, волна в ванной комнате, и т.д. это механические волны. Механика переводится как движение. Мы их видим и способны определить его характеристики. Вспомним, какие величины характеризуют механические волны.

Период – это время, за которое совершается одно колебание. Период обозначается буквой Т, измеряется в секундах. Определяется по формуле:

Частота – это число колебаний в единицу времени. Частота — обозначается буквой ν (ню), измеряется в герцах Гц и определяется по формуле:

Амплитуда – это наибольшее отклонение от положения равновесия. Амплитуда – обозначается буквой А, измеряется в метрах.

Длина волны — это кратчайшее расстояние между точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Обозначается буквой лямбда λ, измеряется в метрах м,

Скорость — υ, м/с

Механические волны имеют много общего с электромагнитными волнами, но есть и существенные различия. Они распространяются в твердой, жидкой, газообразной среде, можем ли мы обнаружить их нашими чувствами? Да, в твердых средах-это могут быть землетрясения, колебания струн музыкальных инструментов. В жидкости — волны в море, в газах-это распространение звуков. С электромагнитными волнами не все так просто. Мы не чувствуем и не осознаем, сколько электромагнитных волн пронизывает наше пространство. Радиоволны, телевизионные волны, солнечный свет, Wi-Fi, излучение мобильного телефона и многое другое являются примерами электромагнитного излучения. Если бы мы могли видеть их, мы не смогли бы видеть друг друга за столькими электромагнитными волнами. Электромагнитные волны играют огромную роль в жизни современного человека — с их помощью мы передаем информацию, общаемся, обмениваемся данными, изучаем окружающий мир и многое другое. Сегодня мы должны понять понятие электромагнитных волн, выяснить, как получить электромагнитные волны и какими свойствами они обладают.

Какова история открытия электромагнитных волн? В 1820 году Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции: переменное магнитное поле создает переменный электрический ток. В 1864 году Максвелл предположил, что при изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле. В 1887 году Герц экспериментально подтвердил гипотезу Максвелла о существовании электромагнитного поля.

Для подтверждения гипотезы Максвелла о существовании электромагнитного поля необходимо было экспериментально открыть электромагнитные волны. Это сделал немецкий физик Генрих Герц, который использовал устройство, названное в его честь вибратором Герца-открытый колебательный контур.

Генрих Герц

(1857–1894)

Простейшая система, в которой возникают электромагнитные колебания, называется колебательным контуром.

Для того, чтобы иметь колебания в цепи, необходимо зарядить конденсатор. В результате периодической перезарядки конденсатора в цепи возникают колебания. Между обкладками конденсатора возникает переменное электрическое поле. А вокруг него переменное магнитное поле, вихрь и вихрь переменного электрического поля и др. Таким образом, в пространстве электромагнитное поле распространяется в виде электромагнитных волн. Генри Герц измерил частоту ν гармонических колебаний в цепи и длину λ электромагнитной волны и определил скорость электромагнитной волны:

υ = λ·ν

Значение скорости электромагнитной волны, полученное в эксперименте Герца, совпало со значением скорости электромагнитной волны по гипотезе Максвелла с = 299 792 458 м = 300 000 км/с. Чтобы сделать излучение более интенсивным, необходимо увеличить циклическую частоту. По формуле: ω=1/√(L∙C) частота зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора. Так, необходимо уменьшить индуктивность L и электрическую емкость C. для этого необходимо уменьшить количество витков катушки и раздвинуть обкладки конденсатора. Закрытый колебательный контур превращается в открытый – прямой проводник. Проводник был разрезан, оставляя зазор, чтобы поставить шары и зарядить до высокой разности потенциалов. В результате между шариками проскакивала искра. Возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения, серии импульсов быстроизменяющегося тока, Герц получал электромагнитные волны высокой частоты. Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), который является тем же устройством, что и излучающий вибратор

Итак, процесс взаимного порождения электрического поля переменным магнитным полем и изменение магнитного поля электрическое поле может продолжать распространяться, захватывая новые области пространства. Переменные электрическое и магнитное поля, распространяющиеся в пространстве и генерирующие друг друга, называются электромагнитной волной.

Электромагнитное поле-особая форма материи, осуществляющая электромагнитное взаимодействие. И это поле имеет совершенно иную природу, чем электростатическое. Линии натяжения не имеют начала и конца, они замкнуты. Отсюда и название вихревого поля. Вихревое электрическое поле-это поле, силовые линии которого не начинаются и не заканчиваются нигде, а являются замкнутыми линиями.

Чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряженность электрического поля. Сила, действующая на заряд со стороны вихревого электрического поля, равна:

Но, в отличие от электростатического поля, работа вихревого электрического поля на замкнутой линии не равна нулю. Так как при перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряженности электрического поля работа на всех участках пути имеет один и тот же знак, потому, что сила и перемещение совпадают по направлению.

Согласно теории Максвелла, электромагнитная волна переносит энергию. Энергия электромагнитного поля волны в данный момент времени меняется периодически в пространстве с изменением векторов  и Электрическое и магнитное поля в электромагнитной волне перпендикулярны друг к другу, причем каждое из них перпендикулярно к направлению распространения волны:

Таким образом, электромагнитная волна является поперечной волной. Электромагнитная волна излучается колеблющимися зарядами, при этом важно, чтобы заряды двигались с ускорением. Электромагнитная волна, как и механическая, характеризуется периодом и частотой колебаний, длиной волны и скоростью распространения. Период Т – это время одного колебания. Частота ν – это число колебаний за одну секунду. Длина волны λ — это расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за время одного периода. В вакууме для электромагнитной волны период Т и частота ν и длина волны λ связаны соотношениями:

Герц не только открыл электромагнитные волны, но и показал, что они ведут себя подобно другим волнам. Они поглощаются, отражаются, преломляются, наблюдаются явления интерференции и дифракции волн. Вычисленная на основании гипотезы Максвелла скорость электромагнитной волны совпала с наблюдаемой в опытах скоростью света. Это совпадение позволило предположить, что свет является одним из видов электромагнитных волн.

Свойства электромагнитных волн:

Отражение электромагнитных волн: волны хорошо отражаются от металлического листа, причем угол падения равен углу отражения;

Поглощение волн: электромагнитные волны частично поглощаются при переходе через диэлектрик;

Преломление волн: электромагнитные волны меняют свое направление при переходе из воздуха в диэлектрик;

Интерференция волн: сложение волн от когерентных источников;

Дифракция волн: отгибание волнами препятствий.

Фронтом волны называется геометрическое место точек, до которых дошли возмущения в данный момент времени. Поверхность равной фазы называется волновой поверхностью. Плоской волной называется волна, у которой волновая поверхность — плоскость. Линия, перпендикулярная волновой поверхности, называется лучом. Электромагнитная волна, как мы уже сказали, переносит энергию. Луч указывает направление, в котором волна переносит энергию. Тогда для плоской электромагнитной волны скорость, которой перпендикулярна поверхности площадью s, то можно ввести понятие плотность потока излучения. Плотностью потока электромагнитного излучения называют отношение электромагнитной энергии переносимой волной за время через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, к произведению площади на время.

Иногда ее называют интенсивностью волны. Плотностью потока электромагнитного излучения пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

Источники излучения электромагнитных волн разнообразны, но самым простым является точечный источник. Точечный источник излучения – это источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивается его действие, и он посылает электромагнитные волны по всем направлениям с одинаковой интенсивностью (например, звёзды).

Длина электромагнитных волн различна: от значений порядка 1013 м (низкочастотные колебания) до 10-10 м (γ-лучи). Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, -излучение. Атомные ядра испускают самое коротковолновое -излучение. Особого различия между отдельными излучениями нет. Излучения различной длины волны отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации. Электромагнитные волны обнаруживаются, в конечном счете, по их действию на заряженные частицы. В вакууме излучение любой длины волны распространяется со скоростью 300 000 км/с. Если мысленно разложить эти виды по возрастанию частоты или убыванию длины волны, то получится широкий непрерывный спектр – шкала электромагнитных излучений.

Сегодня мы знаем, что к опасным видам излучения относятся: гамма-излучение, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение, остальные – безопасны. Распределение электромагнитных излучений по диапазонам условное и резкой границы между областями нет. Вся шкала электромагнитных волн является подтверждением того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.

В зависимости от своей частоты или длины волны электромагнитные волны имеют различное применение. Они несут людям пользу и вред. Бытовые обогревательные приборы, приборы для приготовления еды, телефоны, компьютеры, вышки сотовой связи и телебашни, электропровода излучают электромагнитные волны. Больше других источников электромагнитные волны у нас дома излучают мобильные телефоны, микроволновые печи, холодильники, электрические кухонные плиты. Самым мощным источником излучения являются линии электропередач, и строить жилые дома под ними, воспрещено. Антенны радиопередатчиков нельзя устанавливать на сооружениях, в которых живут люди. Эмбрионы и ткани, находящиеся в стадии роста, больше всего подвержены влиянию волн, воздействуют электромагнитное поле на центральную нервную систему и мышцы тела. Это влияние становится причиной бессонницы и дисфункций в неврологической области, нарушения частоты биений сердца и скачков давления. Но есть, и полезные свойства электромагнитных волн. Их используют в физиотерапевтическом лечении некоторых болезней так как они способствуют быстрому заживлению тканей, останавливает развитие воспалительных процессов. Мы сегодня исключить полностью общение с электромагнитными волнами не можем, но чтобы обезопасить себя дома, надо грамотно устанавливать бытовые устройства в комнатах.

Итак, свойства электромагнитных волн:

1. Электромагнитная волна представляет собой распространение в пространстве с течением времени переменных (вихревых) электрических и магнитных полей.

2. Электромагнитные волны излучаются зарядами, которые движутся с ускорением, например, при колебаниях. Причем, чем больше ускорение колеблющихся зарядов, тем больше интенсивность излучения волны.

3. Векторы  и в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения волны.

4.Электромагнитная волна является поперечной.

Разбор тренировочного задания

1. Определить, на какой частоте работает передатчик, если длина излучаемых им волн равна 200 м.

Дано:

𝛌=200 м

с=3·108 м/с

𝞶 -?

Решение:

Частоту выражаем через длину волны и скорость.

Ответ:

2. Ёмкость конденсатора колебательного контура Какова индуктивность катушки контура, если идет прием станции, работающей на длине волны 1000 метров?

Дано:

𝛌= 1000 м

с=3·108 м/с

L- ?

Решение:

Формула Томсона для периода колебаний:

Период колебаний выражаем через длину волны и скорость:

Ответ:

Электромагнитное излучение и ваше здоровье

Каждый орган в нашем теле вибрирует, создавая вокруг себя электромагнитное поле. Любой живой организм на земле имеет такую невидимую оболочку, которая содействует гармоничной работе всей системы организма. Неважно, как это называется – биополе, аура – с данным явлением приходится считаться.

Когда на наше биополе осуществляется воздействие электромагнитных полей из искусственных источников, это вызывает в нем изменения. Иногда организм успешно справляется с таким влиянием, а иногда нет, в результате чего происходит серьезное ухудшение самочувствия.

ЭМИ (электромагнитное излучение) могут испускать оргтехника, бытовые приборы, смартфоны, телефоны, транспорт. Даже большое скопление людей создает определенный заряд в атмосфере. Полностью изолироваться от электромагнитного фона невозможно, в той или иной интенсивности он присутствует буквально в каждом уголке планеты Земля. Просто не всегда приносит пользу.

Источниками ЭМИ выступают:

   * микроволновые печи,

   * девайсы с мобильной связью,

   * компьютеры, ноутбуки,

   * телевизоры,

   * транспорт,

   * социопатогенные факторы – большие скопления людей,

   * линии электропередач,

   * геопатогенные зоны,

   * солнечные бури,

   * горные породы,

   * психотропное оружие.

Ученые никак не могут определиться с тем, насколько вредно ЭМИ и что именно составляет проблему. Одни утверждают, что опасность несут сами электромагнитные волны. Другие говорят, что данное явление само по себе естественное и угрозы не несет, а вот то, какую информацию это излучение передает организму, часто оказывается для него разрушительным.

В пользу последней версии приводят результаты экспериментов, свидетельствующие, что электромагнитные волны имеют информационную, или торсионную, компоненту. Некоторые ученые из Европы, России и Украины утверждают, что именно торсионные поля, передавая какую-либо негативную информацию организму человека, наносят ему вред.

Однако для того, чтобы проверить, насколько сильно информационная компонента разрушает здоровье и до какой степени наш организм может ей противостоять, надо провести еще не один опыт. Ясно одно – отрицать влияние электромагнитного излучения на организм человека, по меньшей мере, беспечно.

Поскольку земля полна источников естественного и искусственного магнитного излучения, есть такая его частота, которая или хорошо влияет на здоровье, или с ней наш организм успешно справляется.

Вот безопасные для здоровья нормы диапазонов частот:

   * 30-300 кГц, возникающие при напряженности поля 25 В/м,

   * 0,3-3 МГц, при напряженности 15 В/м,

   * 3-30 МГц – напряженность 10 В/м,

   * 30-300 МГц – напряженность 3 В/м,

   * 300 МГц-300 ГГц – напряженность 10 мкВт/см2.

При таких частотах работают мобильные телефоны, радио и телеаппаратура. Предел для высоковольтных линий установлен на частоте 160 кВ/м, однако в реальной жизни они выдают ЭМИ излучение в 5-6 раз меньше данного показателя.

Если интенсивность ЭМИ отличается от приведенных показателей, такое излучение способно нанести вред здоровью.

Слабое электромагнитное излучение с низкой мощностью/напряженностью и высокой частотой опасно для человека тем, что его интенсивность совпадает с частотой его биополя. Из-за этого получается резонанс и системы, органы начинают работать неправильно, что провоцирует развитие различных заболеваний, особенно в тех звеньях организма, которые до этого уже были чем-то ослаблены.

Также ЭМИ обладает способностью накапливаться в организме, в этом его наибольшая опасность для здоровья. Такие накопления постепенно ухудшают состояние здоровья, понижается:

   * иммунитет,

   * стрессоустойчивость,

   * сексуальная активность,

   * выносливость,

   * работоспособность.

Опасность заключается в том, что приписать эти симптомы можно к большому количеству заболеваний. При этом в наших больницах врачи пока не спешат серьезно воспринимать влияние электромагнитного излучения на организм человека, поэтому и вероятность правильного диагноза очень невелика.

Опасность ЭМИ невидима и сложно измерима, проще рассмотреть бактерии под микроскопом, чем увидеть взаимосвязь источника излучения и плохого самочувствия. Самое разрушительное действие интенсивное ЭМИ оказывает на кровеносную, иммунную, половую системы, мозг, глаза, желудочно-кишечный тракт.

Также у человека может возникнуть радиоволновая болезнь. Давайте поговорим обо всем этом поподробнее.

Влияние электромагнитного излучения на организм человека было изучено еще в 1960-х годах. Тогда ученые мужи установили, что ЭМИ провоцирует в организме процессы, приводящие к сбоям в его важнейших системах. Тогда же было введено медицинское определение «радиоволновая болезнь». Исследователи заявляют, что симптомы данного недуга в той или иной степени наблюдаются у трети населения земли.

На начальном этапе заболевание проявляется в виде:

   * головокружений,

   * головных болей,

   * бессонницы,

   * усталости,

   * ухудшения концентрации внимания,

   * депрессивных состояний.

Согласитесь, подобную симптоматику можно наблюдать при ряде других заболеваний, более «осязаемого» характера. И если поставить неправильный диагноз, то радиоволновая болезнь дает о себе знать более серьезными проявлениями, такими как:

   * сердечна аритмия,

   * падение или увеличение уровня сахара в крови,

   * непроходящие респираторные заболевания.

Так выглядит общая картина. А теперь рассмотрим влияние ЭМИ на различные системы организма.

  • ЭМИ и нервная система

Нервную систему ученые считают одной из самых уязвимых для ЭМИ. Механизм его влияния простой – электромагнитное поле нарушает проницаемость мембраны клетки для ионов кальция, что давно доказано учеными. Из-за этого нервная система дает сбой, функционирует в неправильном режиме. Также переменное электромагнитное поле (ЭМП) влияет на состояние жидких составляющих нервных тканей. Это производит такие отклонения в теле, как:

   * замедление реакции,

   * изменение ЭЭГ головного мозга,

   * ухудшение памяти,

   * депрессии разной тяжести.

  • ЭМИ и иммунная система

Влияние ЭМИ на иммунную систему изучали, экспериментируя на животных. Когда больных различными инфекциями особей облучали ЭМП, течение их заболевания, его характер отягощались. Поэтому ученые пришли к теории о том, что ЭМИ нарушает производство иммунных клеток, вплоть до возникновения аутоиммунитета.

  • ЭМИ и эндокринная система

Исследователи выявили, что при влиянии ЭМИ происходило стимулирование гипофизарно-адреналиновой системы, результатом чего было увеличение уровня адреналина в крови, усиление процессов ее сворачиваемости. Это тянуло за собой вовлечение еще одной системы – гипоталамус-гипофиз-коры надпочечников. Последние отвечают, в частности, за выработку кортизола – еще одного гормона стресса. Их некорректная работа приводит к таким последствиям:

   * повышенная возбудимость,

   * раздражительность,

   * нарушения сна, бессонница,

   * резкие перепады настроения,

   * сильные скачки АД,

   * головокружения, слабость.

  • ЭМИ и сердечно-сосудистая система

Состояние здоровья определяет в некоторой степени качество крови, циркулирующей по организму. Все элементы этой жидкости имеют собственный электрический потенциал, заряд. Магнитные и электрические компоненты способны провоцировать или разрушение, или слипание тромбоцитов, эритроцитов и блокировать проходимость клеточных мембран. Также ЭМИ влияет на кроветворные органы, выводя из строя всю систему образования компонентов крови.

На подобные нарушения организм реагирует, выбрасывая дополнительную порцию адреналина. Однако это не помогает, и тело продолжает продуцировать в больших дозах гормон стресса. Такое «поведение» приводит к следующему:

   * нарушается работа сердечной мышцы,

   * ухудшается проводимость миокарда,

   * возникает аритмия,

   * скачет АД.

  • ЭМИ и половая система

Выявлено, что женские половые органы – яичники – более восприимчивы к воздействию ЭМИ. Однако и мужчины не защищены от влияния подобного рода. В общем результате это дает уменьшение подвижности сперматозоидов, их генетическую слабость, поэтому доминируют Х-хромосомы, и девочек рождается больше. Также очень велика вероятность того, что ЭМИ вызовет генетические патологии, приводящие к уродствам и врожденным порокам.

  • Влияние ЭМИ на детей и беременных женщин

На мозг детей ЭМП влияет особенным образом из-за того, что у них соотношение размеров тела и головы больше, чем у взрослого человека. Этим объясняется более высокая проводимость мозгового вещества. Поэтому электромагнитные волны проникают глубже в мозг ребенка. Чем взрослее становится малыш, тем толще кости его черепа, содержание вод и ионов уменьшается, следовательно, снижается и проводимость.

Наибольшему влиянию ЭМИ подвержены развивающиеся, растущие ткани. Ребенок до 16 лет как раз активно растет, поэтому риск патологий от сильного магнитного воздействия в данный период жизни человека самый высокий.

Что касается беременных женщин, то ЭМП представляет угрозу как для их плода, так и для их здоровья. Поэтому желательно минимизировать влияние электромагнитного поля на организм, даже в допустимых «порциях». Например, когда беременная разговаривает по телефону, все ее тело, включая и плод, подвергается незначительному ЭМИ. Как это все скажется потом, накопится ли и даст ли последствия, никто точно сказать не может. Однако зачем проверять на себе научные теории? Не проще ли встречаться с людьми лично и вести долгие беседы, чем без умолку общаться по мобильнику?

Добавим к этому, что эмбрион намного чувствительнее, нежели материнский организм к разного рода воздействиям. Поэтому ЭМП может внести патологические «корректировки» в его развитие на любом этапе.

   К периоду повышенного риска относятся ранние стадии развития зародыша, когда стволовые клетки «решают», чем они будут, во взрослой жизни.

Можно ли уменьшить воздействие ЭМИ?

Опасность влияния электромагнитного поля на организм человека заключается в невидимости данного процесса. Поэтому негативный эффект может длительное время накапливаться, а потом еще и трудно диагностироваться. Однако есть некоторые несложные шаги, при помощи которых можно защитить себя и своих домашних от разрушительного действия ЭМП.

Полностью «выключить» электромагнитное излучение – не вариант, да и не получится. Зато можно сделать следующее:

   * идентифицировать приборы, создающие то или иное ЭМП;

   * приобрести специальный дозиметр;

   * включать электроприборы по очереди, а не все разом: мобильный телефон, компьютер, СВЧ-печь, телевизор должны работать в разное время;

   * не группировать электроприборы в одном месте, распределить их так, чтобы они не усиливали ЭМП друг друга;

   * не располагать эти приборы рядом с обеденным, рабочим столом, местами отдыха, сна;

   * детская комната подлежит тщательному мониторингу на предмет источников ЭМИ, не допускайте, чтобы в ней постоянно находились радиоуправляемые или электрические игрушки, планшет, смартфон, ноутбук;

   * розетка, к которой подключен компьютер, обязательно должна быть заземлена;

   * база радиотелефона создает вокруг себя стабильное магнитное поле в радиусе 10 метров, уберите ее со спальни и рабочего стола.

От благ цивилизации отказаться сложно, да и не обязательно. Чтобы избежать губительного влияния ЭМИ, достаточно продуманно относиться к тому, какими электроприборами окружать себя и как их располагать дома. Лидерами по интенсивности ЭМП являются СВЧ-печи, электрогрили, девайсы с мобильной связью – это просто надо учитывать.

И напоследок еще один дельный совет – приобретая бытовые приборы, отдавайте предпочтение тем, у которых стальной корпус. Последний способен экранировать исходящее от устройства излучение, минимизируя его воздействие на организм.

Врач лабораторной диагностики ЦДЛ

Новополоцкой городской больницы

Чистобаева Е.Н.

Обвинение упало против белой женщины, которая вызвала полицию на Черном орнитологе | Нью-Йорк

Прокуратура Нью-Йорка сняла обвинение с Эми Купер, белой женщины, получившей широкую известность после того, как она столкнулась с чернокожим человеком, наблюдающим за птицами в Центральном парке, который попросил ее привязать собаку.

Купер, который является белым, был обвинен в июле прошлого года в подаче ложного отчета о столкновении с Кристианом Купером, не имеющим отношения к нему.

Купер гуляла со своей собакой в ​​Рамбле, относительно дикой части Центрального парка, когда она встретила орнитолога.Он попросил ее привязать собаку согласно правилам парка. Она отказалась и, пока он снимал встречу, сказала, что расскажет полиции, что черный мужчина угрожает ее жизни. Позвонив в службу 911, она назвала Купера «афроамериканцем».

Сестра Кристиана Купера разместила видео в социальных сетях, где оно стало вирусным. Эми Купер потеряла работу и публично извинилась.

Этот инцидент сыграл роль в широко распространенной дискуссии о расизме в США, особенно вокруг белых людей, звонивших в полицию, чтобы сообщить о том, что чернокожие занимаются повседневной деятельностью.Но это также стало частью разговора о жестокости полиции со многими активистами, указавшими на опасность для чернокожих, участвующих в вызовах полиции, особенно тех, которые сфабрикованы.

В суде Манхэттена во вторник прокурор Джоан Иллузи-Орбон заявила: «Принцип прост: нельзя использовать полицию для угроз другому, и в данном случае в расовой и агрессивной манере.

Прокуроры также заявили, что Эми Купер завершила курс лечения, включая инструктаж по поводу расовой предвзятости.Терапевт назвал сеансы «трогательным опытом» и сказал, что Купер «многому научился». Судья снял обвинение.

По словам Иллуцци-Орбон, такие результаты являются стандартными для правонарушителей, впервые обвиняемых в правонарушении. Но в некоторых кругах это решение подверглось критике.

Элиза Орлинс, государственный защитник, баллотирующаяся на замену окружного прокурора Манхэттена Сайруса Вэнса-младшего, написала в Твиттере: «Это неудивительно. Так была разработана система для защиты привилегированных от ответственности.

Кристиан Купер не стал комментировать сразу. В прошлом году, после конфронтации, он сказал Washington Post: «Я не думаю, что в Америке есть афроамериканец, который когда-либо не испытывал ничего подобного».

В заявлении в Твиттере адвокат Эми Купер, Роберт Барнс, написал: «После тщательного и честного расследования офис [окружного прокурора] Нью-Йорка сегодня отклонил все обвинения против Эми Купер. Мы благодарим их за честность и согласны с результатом.

Барнс также намекнул на возможные судебные иски, вытекающие из освещения противостояния, написав: «Другие поспешили к неправильному выводу, основанному на неадекватном расследовании, и они все же могут столкнуться с юридическими последствиями».

Эми Купер, вызывавшая в полицию наблюдателя за черными птицами, сняла обвинение: NPR

Окружной прокурор Манхэттена снял с Эми Купер вышеупомянутое обвинение в том, что она вызвала полицию к чернокожему мужчине после того, как он попросил ее привязать собаку в Центральном парке Нью-Йорка.

Кристиан Купер / AP


скрыть подпись

переключить подпись

Кристиан Купер / AP

Окружной прокурор Манхэттена снял обвинение с Эми Купер (см. Выше) в том, что она вызвала полицию к чернокожему мужчине после того, как он попросил ее привязать собаку в Центральном парке Нью-Йорка.

Кристиан Купер / AP

Эми Купер, хозяйка белой собаки, которая оказалась в центре скандальной встречи с чернокожим человеком, наблюдающим за птицами в Центральном парке Нью-Йорка в прошлом году, во вторник сняла с нее обвинение в правонарушении, связанное с этим инцидентом.

Женщине предъявили обвинение в ложном сообщении об инциденте в полицию после того, как она сказала им, что Кристиан Купер, не связанный с ней родственником, угрожал ей и ее собаке.Он не.

«Учитывая имеющиеся проблемы и отсутствие у г-жи Купер криминального прошлого, мы предложили ей, в соответствии с нашей позицией по многим делам о проступках, связанных с первым арестом, альтернативное решение восстановительного правосудия», — заявила помощник окружного прокурора Джоан Иллуцци на Манхэттене. судья, согласно заявлению, предоставленному NPR.

Программа, как объяснил Иллуцци, «предназначена не только для наказания, но и для просвещения и содействия исцелению сообщества».

Иллуцци сказала, что Купер провела в общей сложности пять сеансов, и что ее терапевт описал это как «волнующий опыт», добавив, что Эми Купер «многому научилась на своих совместных сеансах.»

Поскольку Купер завершил судебные заседания по восстановительному правосудию к удовлетворению обвинения, окружная прокуратура Манхэттена приняла решение отклонить обвинение.

Судья удовлетворил ходатайство об отклонении, согласно заявлению окружной прокуратуры.

Он также отметил, что Кристиан Купер отказался участвовать в процессе уголовного правосудия, но добавил, что окружная прокуратура продолжила разбирательство, поскольку она определила, что преступление было совершено не только против Купера, но и «угроза для общества, если разрешено не ставьте галочку.«

« Простой принцип заключается в том, что нельзя использовать полицию для угроз другому, и в данном случае в расовой и агрессивной манере », — говорится в заявлении.

Окружная прокуратура Манхэттена предъявила обвинение Эми Купер в июле и заставила ее если бы она была признана виновной в правонарушении класса А, ей могло грозить до одного года тюремного заключения, штраф или и то, и другое.

Встреча 25 мая

Встреча Эми Купер и Кристиана Купера произошла в лесистой части Центрального парка под названием Бродяга в День поминовения.Это часть парка, где собак нужно держать на поводке, и между владельцами собак и орнитологами часто возникают споры.

Кристиан Купер сказал, что попросил женщину снова повесить ее собаку на поводок. Затем он записал часть их взаимодействия, которая позже была опубликована в социальных сетях, где стала вирусной.

Это стало одним из самых широко разрекламированных так называемых «каренских» инцидентов, когда белый человек, обычно женщина, звонит в полицию, чтобы сообщить о черном или коричневом человеке, занимающемся мирской деятельностью.

На видео, которое снимает Кристиан Купер, Эми Купер приближается к нему, держась одной рукой за ошейник своей собаки, а в другой — за поводок и мобильный телефон.

Поводок в это время не закреплен на ошейнике.

«Пожалуйста, не подходи ко мне близко», — говорит Кристиан Купер женщине.

Она приказывает ему прекратить запись видео. Когда он этого не делает, она угрожает, что вызовет на него полицию.

«Пожалуйста, вызовите полицию», — отвечает Кристиан Купер.

Она обязывает.

«Я в The Ramble, и там мужчина, афроамериканец, у него велосипедный шлем. Он записывает меня и угрожает мне и моей собаке», — сообщает она диспетчеру службы экстренной помощи.

Кристиан Купер, кажется, никогда не подходил к ней ближе. Повторившись, Эми Купер начинает кричать в трубку с еще большей паникой в ​​голосе.

«Мне очень жаль. Я не слышу. Вы здесь? Мне угрожает человек в« Бродяге ». Пожалуйста, пошлите копов немедленно!» она кричит.

Видео заканчивается после того, как женщина кладет собаку на поводок.

Осадки из вирусного видео

Сразу после инцидента Эми Купер заявила CNN в заявлении: «Я не расист. Я не имела в виду причинить вред этому человеку каким-либо образом», добавив, что она сделала это. не означает причинить вред афроамериканскому сообществу.

Вскоре после того, как появилось видео, ее уволили с работы в инвестиционной фирме Franklin Templeton.

Со своей стороны, Кристиан Купер сказал NPR в то время, что он не был уверен, что последствия, которые она получила, были оправданы.

«Я не уверен, что ее одна минута неправильного принятия решений, неверных суждений и, без сомнения, расистской реакции обязательно должна полностью ее определить, понимаете?»

Он отказался выдвигать обвинения.

Эми Купер сняли с обвинений в инциденте в Центральном парке

Дело против Эми Купер, женщины, которая вызвала полицию, чтобы ложно обвинить Черного орнитолога в угрозе ее жизни в Центральном парке в мае прошлого года, было прекращено во вторник после того, как Купер завершил пять сеансов терапии в рамках «программы восстановительного правосудия», заявили в прокуратуре. .

Куперу было предъявлено обвинение в правонарушении за ложное сообщение о нападении во время встречи с Кристианом Купером (не родственником), который попросил ее привязать свою собаку в Центральном парке 25 мая 2020 года.

Она стала известна как » Центральный парк Карен «после встречи, которую Кристиан Купер записал на свой мобильный телефон, стало вирусным.

Во время слушания во вторник прокуроры попросили судью снять с нее обвинение после того, как Купер завершил сеансы терапии, «которые были сосредоточены на том, как г-жаКупер понимал, что расовая принадлежность формирует нашу жизнь, но мы не можем использовать ее для причинения вреда себе или другим «, — сказала помощник окружного прокурора Джоан Иллуцци во время слушания.

и что г-жа Купер многому научилась на их совместных сессиях «, — сказал Иллуцци. Пример белых людей, ложно сообщающих в полицию о чернокожих.

Купер гуляла со своей собакой в ​​Бродяге, когда Кристиан Купер попросил ее привязать ее собаку на поводке на знаке в этом районе. Во время их разговора она сказала ему, что собирается позвонить в полицию и «сказать им, что есть афроамериканец, угрожающий моей жизни».

Затем она позвонила в службу 911, чтобы сообщить, что черный мужчина угрожал ей внутри Ramble, и повторила ложное обвинение во втором телефонном звонке в службу 911, добавив, что этот человек «пытался напасть на нее».

Когда полицейские отреагировали на место происшествия, она признала, что Кристиан Купер не пытался напасть на нее или даже вступать с ней в контакт.

Кристиан Купер не хотел выдвигать обвинения, но окружной прокурор Манхэттена утверждал, что Эми Купер «участвовала в преступных расистских действиях».

Ее правонарушение, как сказал во вторник Иллуцци, «было совершено не только против одного человека, но и было угрозой для общества, если ее не сдерживать».

«Простой принцип заключается в том, что нельзя использовать полицию для угроз другому, и в данном случае в расовой и агрессивной манере», — сказала она.

Ссылаясь на отсутствие у нее криминального прошлого, прокуроры предложили ей «решение восстановительного правосудия; разработанное не только для наказания, но и для просвещения и содействия исцелению сообщества», — сказал Иллуцци.

Купер затем отправили в Центр критической терапии, где ей предоставили «услуги психообразования и терапии» по вопросам расового равенства, которые были разработаны для «самоанализа и прогресса».

В заявлении в Twitter во вторник адвокат Купера Роберт Барнс поблагодарил офис окружного прокурора за снятие обвинений против нее.

«Другие поспешили сделать неверный вывод на основании неадекватного расследования, и они могут столкнуться с юридическими последствиями», — сказал он.

обвинений Эми Купер были сняты.Но привилегии белых — это не восстановительное правосудие.

В мае 2020 года белая жительница Нью-Йорка Эми Купер позвонила в полицию, ложно заявив, что Кристиан Купер (не родственник), темнокожий мужчина, наблюдающий за птицами в Центральном парке, угрожал ей, когда она выгуливала собаку. Фактически, Кристиан Купер просто попросил Эми Купер соблюдать правила парка и держать собаку на поводке. (Позже она скажет в извинениях, что неверно истолковала его намерения.) Встреча почти полностью была записана на видео. Как это случалось на протяжении всей истории, Эми Купер использовала свою привилегию как оружие.

Этот инцидент стал магнитом в более широком разговоре о привилегиях белых, жестокости полиции и небрежном пренебрежении к жизни черных.

Системный расизм является неотъемлемой частью истории Соединенных Штатов, но в 2020 году основной американский дискурс вступил в редкий момент, когда с ним открыто считались. На фоне этого национального самоанализа этот инцидент стал магнитом в более широком разговоре о привилегиях белых, жестокости полиции и небрежном пренебрежении к жизням чернокожих.

Хотите больше подобных статей? Подпишитесь на THINK в Instagram, чтобы получать новости о самом важном культурном анализе недели

Эми Купер было предъявлено обвинение, но обвинение не получило поддержки Кристиана Купера в качестве свидетеля; в то время он отметил, что скорее будет говорить о том, как исправить основные проблемы расизма в Америке, чем о «ее неверном суждении в мгновение ока». После того, как она приняла участие в пяти сеансах терапии, которые включали обучение расовым предубеждениям, обвинения против Эми Купер в конечном итоге были сняты во вторник.Прокурор назвал это восстановительным правосудием.

Эта новость вызвала бурю споров. Наш инстинкт состоит в том, чтобы спросить: как может кто-то избежать наказания перед лицом неопровержимых доказательств ее проступка? Как это могло быть справедливостью?

Но это неправильные вопросы. То, что произошло, на самом деле может не быть правосудием, но не потому, что Купер избежал наказания.

Подход истинного восстановительного правосудия требует от нас отойти от возмездия и вместо этого перейти к возмещению ущерба и ответственности.В Соединенных Штатах мы так долго жили под системой наказания, что теперь приравниваем наказание к ответственности. Но наказание не эквивалентно последствиям, ответственности или справедливости. Наказание — это просто наказание.

Связанные

По мере роста интереса к восстановительному правосудию многие используют этот термин для описания всех видов проектов, которые, по сути, не являются восстановительными. Ситуацию усложняет тот факт, что восстановительное правосудие не имеет универсального плана.Во многих случаях, когда был причинен вред, восстановительные процессы включают диалог между ответственными сторонами, людьми, которым они причинили вред, и заинтересованными сторонами сообщества. Стороны могут более свободно обсуждать то, что произошло, что этому способствовало и как на них повлияло, чем в суде. Восстановительное правосудие использовалось в различных формах в ответ на убийства, сексуальные посягательства и случаи ненависти. Не все эти процессы выглядят одинаково и даже не затрагивают все вышеупомянутые стороны.

Общей чертой всех этих итераций восстановительного правосудия является важность достижения ответственности.Можно ли рассматривать терапевтическую программу Купера как восстанавливающую реакцию, зависит от того, был ли достигнут этот результат.

Связанные

Когда ответственные стороны берут на себя ответственность, они признают нанесенный ими вред и берут на себя ответственность за него. Они начинают понимать влияние своих действий на других. Ответственные стороны не должны преуменьшать свои действия, и они должны компенсировать то, что они сделали. Возмещение может быть направлено непосредственно пострадавшим лицам или, в данном случае, когда Эми Купер является добровольным участником широко распространенной системы угнетения, сообществу, которое испытывает негативные последствия такого угнетения в повседневной жизни.Ответственные стороны должны предпринять шаги, чтобы избежать повторения такого вредного поведения.

Такой результат привлечения к ответственности для Эми Купер потребует от нее принятия на себя ответственности за свои действия, признания воздействия своих действий на Кристиана Купера, соответствующего контекстуализации своих действий в свете системного расизма нашей страны, возмещения ущерба и принятия мер по корректировке своего мышления и будущее поведение. Важно отметить, что ей необходимо научиться отвечать за себя в будущем, поскольку приверженность борьбе с расизмом — это работа на всю жизнь.Подотчетность — это работа.

Традиционное судебное преследование вряд ли могло превратить Купер в лучшую версию себя. Кроме того, вряд ли это могло отпугнуть будущих плохих актеров.

Нам не очень много рассказали о терапевтической программе Купера, но ограниченная информация, которой мы располагаем, позволяет предположить, что подотчетность отсутствует. Трудно поверить, что пяти сеансов терапии будет достаточно, чтобы раскрыть то, что, вероятно, является целой жизнью социальной обусловленности, которая завершилась этим актом. У меня много дополнительных вопросов.Что произошло на этих сеансах? Взяла ли она на себя ответственность за свои действия, помимо первоначальных извинений, открыто и честно? Как она исправит вред, нанесенный сообществу? Какими будут ее следующие шаги? Почему ее адвокат предлагает ей подать в суд на других? Это способ снять вину?

Традиционное судебное преследование вряд ли могло превратить Купер в лучшую версию себя. Также маловероятно, что это может удержать каких-либо будущих злоумышленников от подобного поведения. Если наша цель — реальные позитивные изменения в Купере, то лучше не использовать наказательный подход с упором на подотчетность.

Была ли программа утечки, которую она выполнила, опциона такого типа? Вроде нет. Но опять же, наш ответ не может заключаться в том, чтобы настаивать на судебном преследовании и наказании. Мы должны спросить: почему эта программа недостаточно эффективна? Как мы можем сделать это лучше? Как мы можем помочь Купер взять на себя ответственность?

Связанные

В других критических замечаниях упоминаются привилегии белых, которые вполне могут сыграть роль в исходе дела Купера. Не потому, что ей предложили безнаказанный исход, а потому, что кому не предложили такой исход.Нам нужно спросить: кому выгодны эти некарательные варианты? Была ли у Эми Купер такая возможность только потому, что Кристиан Купер отказался сотрудничать с обвинением? В той мере, в какой выбор жертвы определяет решение, мы должны задаться вопросом, есть ли в системе предвзятость, отражающая собственные предубеждения жертвы. Доступны ли эти варианты без наказания за другие виды преступлений?

Вот вопросы, которые нам следует задать.

Связано:

Обвинение снято с белой женщины, которая вызвала полицию на Чернокожего орнитолога

Уголовное дело против белой женщины, записанное на видеозвонок в полицию, чтобы утверждать, что темнокожий орнитолог угрожал ей в Центральном парке Нью-Йорка был сброшен во вторник.

Прокуроры Верховного суда Манхэттена, главного суда первой инстанции, объявили, что они больше не преследуют обвинение в правонарушении против женщины, Эми Купер, которая обвинялась в ложном сообщении об инциденте третьей степени.

Она завершила пять сеансов «психообразования и терапии», которые помогли ей «понять, что расовая идентичность формирует нашу жизнь» и что «мы не можем использовать их для причинения вреда себе или другим», — сказала помощник окружного прокурора Джоан Иллуцци.

«г-жаТерапевт Купера сообщил, что это был трогательный опыт, и что мисс Купер многому научилась на их совместных сессиях, — сказал Иллуцци. — Завершив программу восстановительного правосудия к нашему удовлетворению, мы переходим к увольнению ».

Адвокат Купера нанес удар. более вызывающий тон в заявлении, сделанном после суда. Поблагодарив прокуроров «за их порядочность», адвокат Роберт Барнс набросился на Twitter.

«Другие поспешили к неправильному выводу, основанному на неадекватном расследовании, и им еще может грозить судебное преследование. последствия «, написал в Твиттере Барнс.

Дело Купер попало в заголовки национальных газет в конце мая, когда она наткнулась на орнитолога Кристиана Купера, выгуливающего собаку без поводка в Центральном парке.

Кристиан Купер, не имеющий отношения к Эми Купер, попросил ее привязать собаку и угостить собаку лакомством, прежде чем она позвонила в полицию. Кристиан Купер записал эту встречу. Видео разошлось в социальных сетях и вызвало всеобщее возмущение как пример того, как полиция вызывается к афроамериканцу, который не совершал никакого преступления.

По теме

«Я фотографирую и вызываю полицию», — говорила Эми Купер в вирусном видео. «Я скажу им, что мне угрожает афроамериканец».

Кристиан Купер отказался от комментариев во вторник.

Иллуцци сказал: «Г-н Купер не хотел участвовать в процессе уголовного правосудия, но мы определили, что преступление обвиняемого было совершено не только против одного человека, но и представляло угрозу для общества, если его не пресекать.

«Простой принцип заключается в том, что нельзя использовать полицию для угроз другому, и в данном случае в расово оскорбительной и обвиняемой манере. Учитывая существующие проблемы и отсутствие у г-жи Купер криминального прошлого, мы предложили ей, в соответствии с наша позиция по многим делам о проступках, включающих первый арест, альтернативное решение восстановительного правосудия, предназначенное не только для наказания, но и для просвещения и содействия исцелению сообщества ».

Позднее во вторник Кристиан Купер опубликовал заявление в Facebook, снова отказавшись обсуждать это дело, но на этот раз упомянув Эми Купер, выступая за Вашингтон, округ Колумбия.С., государственность.

«Я гораздо больше возмущен Конгрессом США, который продолжает отказывать преимущественно черным и коричневым людям округа Колумбия в государственности и представлении, которого заслуживает каждый американец, чем чем-либо, что сделала Эми Купер», — говорится в его заявлении.

«Эта грубая расовая несправедливость может быть исправлена ​​Конгрессом сейчас, сегодня, и это то, на чем люди должны быть сосредоточены, а не на прошлогодних событиях в Центральном парке».

Дэвид К. Ли

Дэвид К. Ли — репортер новостей NBC News.

Келси Хендерсон и Джанель Гриффит внесли свой вклад.

Обновление Эми Купер: обвинения сняты с белой женщины, которая вызвала копов на черного орнитолога Кристиана Купера

МАНХАТТАН, Нью-Йорк (WABC) — Обвинения против белой женщины, которая вызвала копов на черного орнитолога в Центральном парке, были сняты во вторник после она прошла программу восстановительного правосудия.

Программа сообщила в окружную прокуратуру Манхэттена, что Эми Купер посетила пять сессий.

По словам прокурора Джоан Иллуцци, программа была «трогательным опытом», как сообщила программа в офис окружного прокурора.

Он должен был научить Купера, что «расовая идентичность формирует нашу жизнь, но мы не можем использовать их, чтобы причинить вред себе и другим», — сказал Иллуцци во время краткого выступления в виртуальном суде, на котором Купер появился по видеоконференции.

Рекорд Купера будет запечатан «в соответствии с любым другим увольнением».

Адвокат Купера Роберт Барнс опубликовал заявление по снятым обвинениям.

«После тщательного и честного расследования офис окружного прокурора Нью-Йорка отклонил все обвинения против Эми Купер. Мы благодарим их за честность и соглашаемся с результатом. правовые последствия «.

Группа чернокожих, латиноамериканцев и азиатских стран также выпустила заявление, в котором говорится, что они в ярости:

«Мы в гневе в окружной прокуратуре Манхэттена за прекращение судебного преследования Эми Купер, что подтверждает мнение о том, что привилегия белых защищает правонарушителей. как и она, в противном случае причастные к правосудию цветные лица подвергались бы наказанию.Это не поддается пониманию того, что окружной прокурор предъявил г-же Купер уголовное обвинение в злонамеренном использовании системы 9-1-1 для использования в качестве оружия черноты другого посетителя парка только для того, чтобы в конечном итоге проявить к ней снисхождение во имя «восстановительного правосудия». Это решение оскорбительно, оскорбительно и приводит в ярость бесчисленное количество чернокожих мужчин, которые подвергаются сомнительным, расово фанатичным заявлениям, подобным заявлениям г-жи Купер, и еще раз демонстрирует, что закон не предлагает помощи пострадавшим черным людям в Америке.Мы требуем, чтобы городская комиссия по правам человека незамедлительно завершила расследование в отношении Эми Купер и вынесла заключение, в результате которого к ней будут применены гражданские санкции в качестве средства сдерживания любого, кто осмелится подать ложные заявления о происшествиях, мотивированных расовыми мотивами. » где они думали, что г.Купер пытался напасть на обвиняемого ».

ТРЕНДИНГ: Снежная сова заметила нападение на добычу в Центральном парке

———-
* Получите новости очевидцев
* Другие новости Манхэттена
* Отправьте нам новостной совет
* Загрузите приложение abc7NY для оповещений о последних новостях
* Следуйте за нами на YouTube

Авторские права © 2021 WABC-TV. Все права защищены.

Обвинения Эми Купер сняты после сеансов терапии за ложное полицейское сообщение

Все обвинения против Эми Купер — собачьей прогулки, запечатленной на видео, когда она заполняла ложный отчет о черном человеке в Центральном парке — были сняты после того, как она завершила сеансы терапии.

В мае прошлого года Кристиан Купер наблюдал за птицами в Рамблс, районе, где собаки должны быть на поводке. Встретив Эми Купер (не родственницу), он попросил ее привязать собаку.

Эми Купер дважды звонила в службу экстренной помощи в тот день, сначала утверждая, что Кристиан Купер угрожал ей, а затем, что он напал на нее. Ни одно из утверждений не соответствовало действительности. В результате она потеряла работу и временно сдала собаку, а позже ей было предъявлено обвинение в ложном сообщении об инциденте третьей степени.Обвинение в проступке наказывалось бы тюремным заключением на срок до одного года.

Согласно CBS News, обвинения были сняты после того, как Эми Купер завершила пять сеансов терапии с Manhattan Justice Opportunities, сосредоточив внимание на расовом равенстве.

Кристиан Купер отказался участвовать в процессе предъявления ей обвинения, сказав New York Times, когда видео стало вирусным, что ему «неуютно» из-за безумной негативной реакции на ситуацию. Он просто хотел, чтобы видео говорило само за себя.

Во время выступления на CNN он сказал: «Мне кажется странным, что люди, которые были расстроены тем… что она пыталась вызвать смерть с помощью полицейского на мою голову, затем поворачивались и пытались угрожать смертью ее голове. Где в этом логика? »

Адвокат Эми Купер выступил с заявлением о решении снять обвинения, похвалил окружного прокурора за «тщательное и честное» расследование.