电磁脉冲武器(以核爆或高能微波产生的电磁脉冲作战的武器)

电磁脉冲武器（英文：Electromagnetic Pulse weapon，简称：EMP）是依靠核弹爆炸、或人工技术产生的电磁脉冲，在特定地区或目标周围空间造成瞬间的破坏性电磁环境，致使敌方的电子设备遭到破坏或干扰，从而达成战役、战术目的的新概念武器。

电磁脉冲武器的相关理论早在1925年就由美国物理学家约翰·康普顿提出，又称为康普顿效应。但是这种武器并不是人类刻意研制的，而是在苏联和美国所进行的氢弹引爆试验中无意发现的。美苏冷战开始后，美苏相继集中力量发展核武器，在实验中，两国研究人员同时发现了一个奇怪的现象——核爆后，周围一定范围内的电磁元器件在不同程度上都遭受到损坏。受此现象启发，世界军事强国认识到电磁脉冲在军事上的巨大价值，从而逐步开始研发电磁脉冲武器。

电磁脉冲武器大致可以分为3类，分别是高空核爆电磁脉冲武器（HEMP）；超宽带( UWB) 电磁脉冲武器；高功率微波( HPM) 武器。由爆炸驱动的电磁脉冲武器，又分为核致电磁脉冲武器和非核致电磁脉冲武器，但核致电磁脉冲武器存在放射性污染、破坏力巨大等核武器固有的弊端。因此，没有核污染，又拥有威力巨大的电磁脉冲攻击能力的非核致电磁脉冲武器、得到重点发展，通常大家所说的电磁脉冲武器指的就是非核致电磁脉冲武器。20世纪80年代后期，美军研制出利用常规弹药爆炸产生高功率电磁脉冲的方法。随后，在战场可影响局部区域的非核致电磁脉冲武器也相继问世。

电磁脉冲武器作为一种在未来战争中可能改变战争规则的新概念武器之一，除了美国、俄罗斯在研究外，中国、英国、德国、日本国家也在发展。不过，世界主要国家都对电磁脉冲武器研制工作都高度保密。目前，俄罗斯的“克拉苏哈”系列和美国的“反电子系统高功率微波先进导弹”，已经投入战场使用。

发展沿革

研发背景

电磁脉冲炸弹（E—bomb）理论最早由美国物理学家亚瑟·康普顿于1925年提出。该理论起初主要是对原子进行研究，康普顿在试验中，利用一股带电荷的光子射击一堆低原子序数原子，导致原子释放电子。这些电子会受到磁场的作用，进一步产生瞬间电磁辐射。这个实验所产生的现象叫康普顿效应。后来，随着美俄相继进行核试验，证明了康普顿效应所产生的巨大的破坏力，电磁脉冲武器因此而诞生。

此后，美苏两国氢弹核试验又将这种武器的研制向前推进了一步。1961年10月30日，苏联在北极圈内的新地岛引爆了一颗当量达到5000万吨的氢弹——沙皇炸弹。核武引爆实验，导致新地岛周边数千公里的雷达系统和电子通讯线路全部瘫痪。

无独有偶，两年后，1963年7月9日，美国军队在太平洋的核试验场约翰斯顿岛空域做了一次氢弹核爆实验。核爆炸所造成的损伤，让远在几千公里外、夏威夷州首府火奴鲁鲁的上百个警报器全部失灵。夏威夷群岛中的瓦胡岛，照明变压器全部被烧坏。在夏威夷王国以西3700公里的威克岛，其跟檀香山之间的远距离短波通信也被迫中断。距离爆炸中心1300公里的夏威夷群岛上，当地人的生活用电被摧毁，美军搭建的电子通信监视指挥系统也全部失灵。除此之外，就连远在5000公里以外的澳大利亚也受到了此次核爆的影响。

对于苏联和美国在两次氢弹爆炸实验中，造成的大范围电子设备被摧毁的现象，当时，人们还搞不清楚原因。后来，经过数年的研究，人们发现造成这种现象的罪魁祸首，正是核试验产生的瞬时电磁脉冲。对于氢弹爆炸所产生的电磁脉冲效应，美国和苏联看到了其中巨大的军事价值。利用电磁脉冲效应制造武器正好符合现代战争“非接触、零伤亡”的作战理念。由此，军事大国开始了针对电磁脉冲武器的研究。

各国发展

美国

从20世纪80年代开始，美国军方、能源部门和一些研究机构和高校，就开始研制电磁脉冲武器。1983 年，桑迪亚国家实验室成功试验了一种炸药爆炸磁通量压缩器，能产生18焦兆的磁能脉冲。

1985年1月4日，美国政府立项开发“星球大战计划”，或者叫“战略防御倡议”。该计划就把包括电磁脉冲武器在内的新概念武器，作为武器发展的主攻项目。

1987年，美国国防部提出“平衡技术倡议”计划，高功率微波武器是其五大关键技术之一。

1991年海湾战争中，美国军队用BGM-109巡航导弹携带电磁脉冲弹头，打击伊拉克防空系统和指挥中心电子系统，导致伊拉克共和国卫队整个防空体系瘫痪。

1992年7月，美国国会总审计局向国会众议院军事委员会提交《国防基础技术、军用特殊技术依赖外国带来的风险》报告，报告提出未来美军发展尖端武器的几大关键技术，其中包括高功率微波武器。此外，美军方还制定了高功率微波武器发展计划。

1993年，美军进行了一项代号为“竖琴”的电磁脉冲武器试验，实验通过天线群向电离层发射电磁脉冲，成功阻断了通信并摧毁来袭的导弹。

1996年，美国研制出手提箱大小的高能电磁脉冲武器，以及可装备在巡航导弹上的电磁脉冲武器，有效作战半径达到10公里。

2008年，美空军“反电子系统高功率微波先进导弹”研究计划启动，2011年5月开展了首次飞行试验。

2012年12月3日，据英国《每日邮报》报道，美国军火商波音公司开发的一款“反电子设备高功率微波先进导弹”进行了测试无人机投放试验。该电磁脉冲导弹，在测试过程中瞬间摧毁了目标区域的电子设备，所有系统全部陷入瘫痪。

2016年，美国国会通过《关键基础设施保护法》，指示国土安全部制订计划，将电磁脉冲生存和恢复能力列为高优先级项目。同年，美军配装了AGM-86C／D常规空射巡航导弹的第2代电磁脉冲武器套件，实现多次、多目标打击能力。

2017年，美国陆军开始研制以大炮作为投掷系统的电磁脉冲炮攻击系统，旨在研发一种低功率武器，用来精确打击一小片区域，精确影响电磁频谱的某个特定部分。

2019年，美国军队至少部署了20枚“反电子系统高功率微波先进导弹”，并投入使用。

在美陆军开展的“网络空间探索2021”演习中，重点检验了网络空间电磁一体化理念，探索将电磁脉冲武器等电子战装备集成到整个军事作战体系中的应用战术研究。目前，美国海军已经成功研制搭载于GPS／INS航空制导炸弹的电磁脉冲战斗部，并计划将其移植至卫星辅助制导弹药、联合直接攻击弹药、敏捷滑翔武器、联合防区外发射武器等平台。

2021年10月25日，美国通用公司宣布与伊庇鲁斯公司合作，将后者的“列奥尼达”定向能系统集成到美国陆军“斯特瑞克”战车和其地面战车中，为陆军提供短程防空能力。据悉，这套系统采用高功率微波作战，能够对抗无人机蜂群和其他低空目标威胁。

苏联/俄罗斯

苏联时期已经在电磁脉冲武器研究方面取得进展，已经研制出近程战术电磁脉冲武器的样机并进行了外场试验。这种武器可辐射的功率超过1吉瓦（1GW），杀伤距离1～10千米，在 1千米处的功率密度为 400瓦/平方厘米，在100千米处的功率密度为 4瓦/平方厘米。另外，苏联还研制了高功率微波雷达，或可称为超级干扰机。这种超级干扰机工作于X波段，1吉瓦（1GW）级的峰值功率，5微秒（5μs）脉宽、100赫兹（100Hz）重复频率，对飞行器的探测距离为50千米，距离分辨力为10米，发射机的微波源为相对论返波管，能源由紧凑、高效率、可重复运行的Sinus-4脉冲功率发生器提供。

1998年，俄罗斯研发了一种重约8公斤的小型强电流电子加速器。该型强电流电子加速器在爆炸的时候，可发出X射线、高功率微波，能够破坏电子电器设备。

2001年，在马来西亚武器展上，俄罗斯研发的电磁脉冲武器原型首次公开亮相。该款武器是“背囊-E”系统的出口版，它使用重约5吨的MAZ-543汽车底盘，能够确保摧毁40公里以内的电子设备。

经过几十年研究，俄罗斯的电磁脉冲武器已经积攒了很多经验。在2020年春天的测试中，最新的电磁脉冲炮已能将试验范围内的无人机摧毁，俄罗斯计划于2025年将电磁脉冲炮装备在第六代战机上。

中国

大陆地区

2021年8月29日，美国《国家利益》网站引用香港《南华早报》的报道称，中国公开发表的一篇论文显示，中国工程师使用一种新型电磁脉冲武器，将强大的电磁能量束集中对准在1500米高度飞行的无人机，将其击落。美国媒体推测，这可能是中国首次公开的对电磁脉冲武器的实际测试。

台湾地区

2007年10月份，台媒《中国时报》报道，台军辟谣重新研制核武器的计划。据台“立委”转述，盛传台军研制核武器的消息，可能与台“中科院”进行的“高能电磁脉冲武器”有关。由于早期电磁脉冲武器主要指的是核致电磁脉冲武器，但是现在发展的趋势都是非核致电磁脉冲武器，相关核武的研发的消息可能因此遭到误解。据台“立委”转述，台“中科院”在陆续完成“雄风二E”、“雄风三型”和“天弓三型”等导弹的设计研发后，已经开始着手研发代号为“玄天计划”的电磁脉冲武器。

日本

从2014年开始，隶属于日本防卫省防卫装备厅的研究机构电子装备研究所，开始进行高功率微波技术武器的基础研究。

2018年12月，日本政府批准《中期防卫力量整备计划》，该计划宣告日本提高电磁脉冲武器、高功率微波武器等装备的研究速度。

2022年，日本防卫省计划2022财年全面启动高功率微波武器的研发工作，并计划投入72亿日元，用于高功率微波武器原型的设计及制造。

其他

2005年4月，美国媒体报道称，伊朗研发的弹道导弹将装备电磁脉冲武器。一旦美伊战事爆发，伊朗很可能会使用这种电磁脉冲武器来摧毁美国的技术设施。德国研究的一种降落伞型电磁脉冲战斗部，通过降落伞共形天线辐射高功率电磁脉冲，辐射功率达1吉瓦（1GW），工作频率为100兆赫兹~1吉赫兹，作用距离可达10~100米，可攻击雷达系统、通信系统和区域防御系统等。瑞典的电磁脉冲外场试验已经拓展到GPS、计算机系统及无线局域网等研究领域。英国正在研制可配装BQM-145A无人机平台的电磁脉冲武器，并在未来可拓展为小型化、可重复使用的武器。

原理与分类

工作原理

电磁脉冲武器是依靠人工技术产生的电磁脉冲，在特定地区或目标周围空间造成瞬间的破坏性电磁环境，致使敌方的电子设备遭到破坏或干扰，从而达成战役、战术目的的新概念武器。其基本工作原理是，当战斗部到达预定起爆位置后，由引信启动第一个同步开关，初级电源放电，脉冲电流通过爆炸磁压缩发生器的线圈，然后启动第二个同步开关，起爆炸药，将部分炸药的能量转换为电能，形成强大的脉冲电流，再通过功率调制系统和高功率微波源，将脉冲电流的能量转换为高功率微波，经微波天线发射出去后对由前门或后门耦合至敌方电子信息系统实施干扰、破坏。而强大电磁脉冲的产生有两种方式，分别是核致电磁脉冲和非核致电磁脉冲。

核致电磁脉冲武器指的是核武器，核武器爆炸时，由于产生的α射线和γ射线会从大气中电离出大量高速运动的电子，从而导致爆炸发生的空域会产生强大的电场。而在爆炸中心到附近几公里的地方，电场强度甚至可以达到数万伏/米。同时，不断变化的电场又会产生磁场，瞬间产生的电磁场会以光速传播并产生强大的电磁脉冲，从而导致周围的电子仪器产生感应电磁场，继而将电子仪器给烧毁。

非核致电磁脉冲，运用电源供应器将电池能量充入同轴电容器内, 以产生高压。再将这一高压瞬间与流量产生器内的螺旋状导线导通，并且在导通电流最大时的瞬间,，起爆在螺旋状导线内的炸药，以压缩磁通量的方式提升螺旋状导线上的电流。接着将此电流导入虚阴极管，以谐振方式产生高频电波，最后由微波天线对着指定方向发射出电磁脉冲波。非核致电磁脉冲炸弹的作战影响范围约在数百米之间，它相较于核致电磁脉冲炸弹而言，是一种战术性电磁脉冲武器。

武器分类

电磁脉冲武器大致可以分为3类，分别是利用低当量核弹在高空引爆产生的高空核爆电磁脉冲武器（HEMP）；利用高爆炸药及相关装置产生频率高达108-1012赫兹的超宽带( UWB) 电磁脉冲武器；利用磁控管、虚阴极振荡器等高功率微波器件产生的微波峰值功率超过100兆瓦的高功率微波( HPM) 武器。

高空核爆电磁脉冲武器（HEMP）

高空核爆电磁脉冲(英文：High-altitude electromagnetic pulse 简称：HEMP) ，是距离地面30千米以上（70-100千米）的核爆炸产生的各类加速粒子与大气相互作用产生的电磁脉冲。核电磁脉冲产生过程可以分为三个阶段，其中早期( 0≤t≤1微秒）产生的电磁脉冲对通信装备系统的攻击和破坏最为严重。在理论研究工作中，高空核爆电磁脉冲辐射环境可以近似地表示成双指数函数的形式: E( t) = kE0 ( e-αt-e-βt ) 。

超宽带电磁脉冲武器( UWB）

超宽带电磁脉冲武器（英文：ultra-wideband 简称：UWB），是指频带宽度范围在108-1012赫兹之间，利用高频率的电磁脉冲功率源或爆炸，产生纳秒级脉冲，从而获得超宽带电磁辐射输出，峰值功率可达1-20吉瓦，覆盖频带100兆赫兹-50吉赫兹，对通信电子装备构成了严重威胁，被认为是一种专门采用超宽带和短脉冲技术的微波武器。超宽带电磁脉冲武器是以炸药式爆炸为主体的电磁脉冲弹头，被装置在导弹、炸弹或炮弹中，投射到目标区域附近引爆，爆炸瞬间可以将机械能转化为电磁能，对固定范围内的通信电子设备产生电磁脉冲损伤效应。

高功率微波武器( HPM）

高功率微波武器（英文：High Power 微波简称：HPM），是指微波源的峰值功率为100兆瓦-100吉瓦，工作频率为 1-300吉赫兹的无线电电磁波，具有频率高、脉冲上升时间短、辐射功率强等特点。这种电磁脉冲发射装置和作战平台不需要经由弹药爆炸，而是由系统的平台设施直接催生电磁脉冲，它的主体是一般利用一台能重复产生高功率微波的高增益定向天线或其它设备，装置在战车、战术飞机或无人机上，以极高的频率和辐射强度照射目标，利用大功率微波束干扰、毁坏敌方信息系统和通信链路中的敏感电子部件。直接生发电磁脉冲的平台和装置比较多，如微波炮、电磁脉冲拒止系统、高功率微波干扰机等。

武器特点

武器优势

电磁脉冲武器有着“隐形食脑者”之称，一般隐形武器实现隐身效果主要依靠的是吸波材料吸收雷达探测波。而电磁脉冲瞬时可以产生大量电磁波，正好可以将有限的吸波材料给“喂饱”，直到隐身武器被电磁脉冲武器“蚕食尽”。

电磁脉冲武器利用发射到空中的强电磁波来杀伤和破坏目标，在大气中这种高功率电磁波不存在严重的传输衰减问题，不受大气、云雾等影响，能量损失少，因此具有全天候作战能力。电磁脉冲武器的作用目标是其有效空间内的所有电子设备，其对于精确定位技术的依赖性不高，因此远比以往电子战中的精确制导炸弹、反辐射导弹或者常规炸弹有优势。

电磁脉冲武器中的非核致电磁脉冲武器并不直接伤害人体，也不会破坏环境，是一种非致命武器。却又能给敌人各种电子设备以“致命”的打击，让部队的指挥和通讯系统瘫痪。在核武器拥有巨大弊端的情况下，非核致电磁脉冲武器在世界各国军事发展中，其拥有的非致命技术成为最具竞争力的一项。未来，很可能成为信息化战争中使用最广、最具威力而又不伤害民众的新一代武器，发展前景一片大好。当然，如果人在电磁脉冲发生时接近受影响的电子设备，可依然因为瞬间产生的超高电压而灼伤、休克，甚至死亡。这里所说的不直接伤害人体，指的是该武器的用途主要不是针对人而是针对电子器件。

此外，电磁脉冲发射装置和作战平台的优点是攻击速度为光速，从发射到击中目标所需要的时间极短、命中率高、无质量故障、基本不存在弹道等问题。电磁脉冲武器还具有频谱覆盖广、辐射场强高、脉冲持续时间短、耦合途径多、杀伤半径大等优势。

技术难点

电磁脉冲武器的工作要消耗大量电能为激发高能磁通量提供初始能源，其组成中的电源、电磁脉冲发生源以及冷却设备庞大，导致电磁脉冲武器重量重、体积大，不便装在各种轻型运输工具上。同时，由于不具备敌我识别功能，电磁脉冲武器与其他信息化武器配合使用时存在相互干扰，甚至达不到“1+1=2”的效果。

武器性能

电磁脉冲发射装置和作战平台是将电磁频谱能量集中投射的一种武器系统，其特点是能量集中，使投向敌方目标物的能量密度特别高，可由直接照射及耦合侵入的热能累积效应造成敌方目标物损坏，并造成微波同频段的严重干扰。美军研究报告显示，按照照射目标的功率密度来分，电磁脉冲武器的破坏程度大概可以分为四个等级：分别是：干扰、降能、损伤、损毁。

干扰，即暂时性造成敌方装备不能正常工作，干扰源消失后，系统恢复正常；降能，意味着己方电磁脉冲武器造成敌方电子系统进入死锁，或保护状态而关机，必须重新开机或进行维修；损伤，造成敌方的武器系统、或次系统中等程度的伤害，产生的损伤可能是永久性的；损毁，就是对敌方电子作战系统造成致命性破坏，需要全面更换系统设备、硬件。

防护措施

屏蔽：是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能的传输，达到电磁防护的一种重要手段。有效的加固方法是使设备完全置于一个导电的法拉第笼内，这种箱体不让电磁场到达被保护的设备。但是，所有的电子设备都要获得电力,也都要与外界通信，这些进入点为高能电磁武器的电气瞬态过程的进入提供了机会。可以改用光纤通信以满足传送数据的要求,还必须对所有进入箱体的导电通路加装电磁抑制器件。

多层防护：美国在研发电磁脉冲武器之初，就考虑到了防护的问题。1979年，时任美国总统吉米·卡特发布命令，要求开发的每一种武器，都必须考虑其电磁脉冲防护能力。但是，要防护含各种电磁波的电磁脉冲，一般的屏蔽显然是不够的。电磁脉冲可以通过天线、雷达等部位直接进入电器设备进行破坏。要保证设备的安全稳定的运行，需要采取多层屏蔽保护，还要在天线、通讯线路和电缆等部位加装滤波器，以抑制和过滤突然出现的强电磁波，使电磁脉冲难以从天线和电缆进入电器内部。

代表型号

“克拉苏哈”系列

“克拉苏哈”系列是俄罗斯无线电电子技术公司研制的电磁脉冲武器。“克拉苏哈”系列的代表型号有“克拉苏哈-2”系统和“克拉苏哈-4”系统。“克拉苏哈-2”系统是一种车载高功率微波系统，其研制的重点是压制空基观测雷达，主要针对美国军队的E-3预警机和其他使用S波段的侦察系统。

2013年，俄罗斯无线电电子技术公司推出“克拉苏哈-4”系统。该系统是一种陆基电子压制和防护系统，可压制敌方间谍卫星、地面雷达、预警机、无人机等空、天、地基探测系统。同时，“克拉苏哈-4”系统作为广谱强噪声干扰平台，它能够对抗美国E-8C类预警机、“捕食者”无人侦察攻击机、“全球鹰”无人战略侦察机，以及“长曲棍球”系列侦察卫星。

目前，“克拉苏哈-4”系统已经被俄罗斯联邦武装力量部署到了叙利亚境内，主要用于监控北大西洋公约组织军机的侦查。该系统通过获取情报，能够知道北约军机的频率和信号特征。在充分搜集情报的基础上，“克拉苏哈-4”系统可以通过发出电磁脉冲干扰，从而破坏敌方的情报搜集。在叙利亚战场，“克拉苏哈-4”系统曾经在48小时内摧毁9架拜卡“旗手”TB2无人机，同时也使美国军队打向叙利亚机场的BGM-109巡航导弹的位置发生了偏移。

Ranets-E微波武器

Ranets-E高功率微波武器系统，可打击约9.66公里以外的目标。该系统又被称作‘射频炮’，使用一个X波段、500兆瓦的脉冲大功率微波源，生成500赫兹、10-20纳秒的脉冲，平均输出功率为2.5-5千瓦，作用距离7-12公里。

CHAMP微波武器

CHAMP是反电子系统高功率微波先进导弹的简称，是由美国空军研究实验室与波音公司联合研发的一种，基于巡航导弹的高功率微波武器。该型电磁脉冲武器2011年5月开展了首次飞行试验。反电子系统高功率微波先进导弹，是将电磁脉冲武器系统与导弹相结合，借助导弹飞抵敌方目标区域后，释放电磁脉冲能量，对敌目标区域内的无线电通信、导航、雷达、电子对抗和光电系统实施电子干扰，使其失灵或被烧毁。

2012年10月，美国空军研究实验室与波音公司就“反电子系统高功率微波先进导弹”进行再度合作测试。测试过程中，由携带这一电子战系统的导弹，按照既定路线飞行1小时，共造成沿途7个电子系统失灵或瘫痪，同时对目标以外的设备未造成损害。在前期测试成功的基础上，2016年，美国军队完成第二代高功率微波武器的设计开发，并验证了多炮、多目标打击能力。2019年，美军至少部署了20枚“反电子系统高功率微波先进导弹”，并投入使用。

“列奥尼达斯”微波武器系统

“列奥尼达斯”高功率微波武器系统（英文："Leonidas" high-power 微波 weapon system），是美国伊庇鲁斯公司开发的一款的定向能系统。2021年，该公司与美国通用公司合作，将这套系统集成到了美国陆军现役的“斯崔克”（斯特瑞克）战车和其地面战车中，为陆军提供短程防空能力。2022年，该系统在美国陆军协会（英文：Association of the United States Army 简称：AUSA）举办的年会上亮相，采用“斯崔克”装甲车作为底盘，搭载伊庇鲁斯公司研制的高功率微波武器系统，在底盘上有一部高功率微波相控阵天线。

2022年2月，美国伊庇鲁斯公司还推出了一款“列奥尼达斯”高功率微波吊舱。该吊舱为模块化、固态、多脉冲高功率微波系统，可搭载于无人机等多种平台上应对无人机蜂群的威胁。

实战应用

美国曾对其他国家警告，不要研发使用电磁脉冲武器。但是，美国是较早在实战中使用电磁脉冲武器的国家之一。1991年，美国军队在海湾战争中，使用BGM-109巡航导弹携带的电磁脉冲弹头，对伊拉克的指挥中心电子系统和防空系统进行了打击。结果造成伊拉克的防空体系瘫痪，战斗机、导弹等装备无法进入作战状态，伊军的高射炮只能在空中盲射。

1999年3月24日，以美国为首的北约组织对南斯拉夫联盟共和国进行狂轰滥炸。在轰炸行动中，北大西洋公约组织向地面投下电磁脉冲武器—微波炸弹，导致贝尔格莱德的供电系统被摧毁，南联盟部分地区的通讯系统也瘫痪了3个多小时。2003年，在伊拉克战争中，美军使用电磁脉冲炸弹轰炸伊拉克。轰炸造成伊拉克首都巴格达大范围地区停电，伊拉克国家电视台的接收信号也被中断。另外，一些地区的雷达、媒体通信也陷入瘫痪。

在叙利亚战场，“克拉苏哈-4”系统在48小时内摧毁了9架拜卡“旗手”TB2无人机，同时也成功使大多数射向叙利亚军用机场的美国BGM-109巡航导弹偏离了目标。