Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany Elektromagnetické zbraně, mýtus nebo fungující.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany Elektromagnetické zbraně, mýtus nebo fungující."— Transkript prezentace:

1 1 Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany Elektromagnetické zbraně, mýtus nebo fungující realita PERSPEKTIVY ELEKTRONIKY 2011

2 2 Obsah přednášky 1.Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní 3.Způsoby ochrany elektronických obvodů před účinky elektromagnetických zbraní

3 3 Elektromagnetické zbraně zbraně se směrovanou energií (DEW – Directed Energy Weapons) využívají k transformaci energie určené k destrukci vybraného cíle subatomové částice nebo elektromagnetické vlny. 1.Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní Zbraně s paprsky částic Laserové zbraně Zdroje výkonového vyzařování v pásmu rádiových vln ( kmitočtové pásmo – stovky kHz až 1 GHz) Zdroje výkonového vyzařování v pásmu mikrovln ( kmitočtové pásmo – 1GHz až 300 GHz )

4 4 Laserové zbraně 1.Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní CO 2 dynamický plynový laser na podvozku MAZ-7930

5 5 Laserové zbraně 1.Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní YAL-1A ABL US Army Tactical High Energy Laser (THEL) MIRACL deuterium fluoride laser

6 6 Mechanismus působení elektromagnetických zbraní Generování elektromagnetického impulsu (EMP) velké intenzity ( bez nutnosti použití jaderného výbuchu ) Vliv EMP na citlivé elektronické obvody ( zejména polovodičové) Dočasné nebo trvalé poškození elektronických obvodů Důsledkem jsou výpadky činnosti celých systémů Elektromagnetické zbraně patří do kategorie neletálních zbraní – snížené smrtící účinky 1.Mechanismus působení a základní princip činnosti elektromagnetických zbraní

7 7 Obecné funkční schéma elektromagnetické zbraně Primární zdroj Zdroj VN impulsů Generátor rádiových vln nebo mikrovln Anténa Spouštěcí obvody

8 8 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Bojové použití elektromagnetických zbraní Závisí na Způsobu akumulace energie Šířce pásma generovaného signálu Výkonu generovaného signálu Režimu činnosti zbraně Charakteru nosiče Charakteru cíle

9 9 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Kapacitní Induktivní Magnetokumulativní generátor

10 10 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Kapacitní akumulace energie Marxův rázový generátor

11 11 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Kapacitní akumulace energie

12 12 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Induktivní akumulace energie Spínač LCLC Zdroj Zátěž Vypínač

13 13 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Magnetokumulativní generátor

14 14 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Magnetokumulativní generátor - malý výkon

15 15 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Magnetokumulativní generátor – střední výkon

16 16 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle způsobu akumulace energie Magnetokumulativní generátor – střední výkon

17 17 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Úzkopásmové ( impulsy na nosném kmitočtu ) Širokopásmové ( videoimpulsy B -10dB > 500 MHz ) Tlumené kmity (tlumené sinusové kmity v pásmu do 1 GHz )

18 18 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu

19 19 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Úzkopásmové Primární zdroj Zdroj VN impulsů Tvarovací obvody Výkonová elektronka Spouštěcí obvody Anténa

20 20 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Úzkopásmové HPM generátory MILO (Magnetically Izolated Line Oscillator) Kónický MILO (Tapered Magnetically Izolated Line Oscillator) Relativistický magnetron Relativistický klystronový zesilovač (Relativistic Klystron Amplifier – RKA) Relativistický klystronový oscilátor (Relativistic Klystron Oscillator – RKO) Reltron Gyrotron Elektronka s postupnou vlnou (Traveling Wave Tube – TWT) Oscilátor se zpětnou vlnou (Back Wave Oscilator – BWO) Vircator (Virtual Cathode Oscillator)

21 21 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Širokopásmové Primární zdroj Zdroj VN impulsů Rychlý spínací prvek Širokopásmová anténa Spouštěcí obvody

22 22 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Širokopásmové – podstatné prvky systému Spínače Plynová jiskřiště Kapalinová jiskřiště Polovodičové spínače Antény Speciální reflektorové antény (např. IRA) Trychtýře s TEM vlnou Spirálové antény Anténní monopól Bikónická anténa

23 23 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Širokopásmové – podstatné prvky systému IRA: Pásmo vyzařování - 40 MHz až 4 GHz Intenzita el. pole ~ 5 kV/m ve vzdálenosti 300m

24 24 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Širokopásmové – podstatné prvky systému Fotovodivé polovodičové spínače (Photoconductive Semiconductor Switch - PCSS)

25 25 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Tlumené kmity Primární zdroj Zdroj VN impulsů Rychlý spínací prvek Širokopásmová anténa Spouštěcí obvody

26 26 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle šířky pásma generovaného signálu Tlumené kmity

27 27 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Výkon generovaného signálu Maximální dosahované hodnoty generovaného výkonu Maximální hodnota výkonu přenesená prostředím

28 28 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Výkon generovaného signálu Maximální dosahované hodnoty generovaného výkonu Úzkopásmové generátory – maximálně 20 GW, – běžně jednotky GW Širokopásmové generátory – maximálně 100 GW,

29 29 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Výkon generovaného signálu Maximální hodnota výkonu přenesená prostředím Omezující faktor – elektrická pevnost vzduchu E max < 1 MV/mS = 2,65 GW/m 2 Minimální plocha apertury antény Příklad: Přechod mezi vakuem a vzduchem Obdélníkový vlnovod (12,4 cm x 24,8 cm) – P max = 81,5 MW

30 30 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle režimu činnosti Jednorázová činnost Opakovaná činnost – opakovací kmitočet až imp/s

31 31 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Stacionární Převozné Mobilní Přenosné Elektromagnetická munice

32 32 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Stacionární

33 33 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Převozný R = 1 km, S = 40 kW/m 2, E = 3,8 kV/m

34 34 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Mobilní

35 35 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Mobilní – RANETS E (Rusko) P imp = 500 MW, T i = 10 až 20 ns, T op = 500 Hz, P stř = 2,5 až 5 kW G = 45 až 50 dB v pásmu X

36 36 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Mobilní – RANETS E (Rusko)

37 37 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Přenosný DS110 Suitcase DS110T DS110D

38 38 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Elektromagnetická munice Optimalizace z hlediska hmotnosti a rozměrů Zdroj impulsů vysokého napětí magnetokumulativní generátor Úzkopásmová elektromagnetická munice - mikrovlnné generátory pracující bez externího magnetického pole - trychtýřové antény, víceramenné spirálové antény - pro zvýšení zisku padákový reflektor Širokopásmová elektromagnetická munice - skládací širokopásmové antény ( např. CIRA) Tlumené kmity - bikónická anténa

39 39 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Elektromagnetická munice DS110C Příklad realizace generátoru – tlumené kmity

40 40 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Elektromagnetická munice Způsoby dopravy k cíli Střely s plochou dráhou letu Rakety země-země, země-vzduch, vzduch-země Konvenční letecké pumy Klouzavé letecké pumy – dosah až 140 km při odhozu z velké výšky Dělostřelecká munice Miny Odpálení bojové nálože Konvenčními způsoby Přijímač GPS při dosažení požadované polohy

41 41 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Klasifikace podle charakteru nosiče Elektromagnetická munice Napájecí zdroj Primární zdroj Dvoustupňový magnetokumulativní generátor 1.stupeň2.stupeň Tvarovací obvody vircator Anténa

42 42 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Charakter cíle Způsob průniku destrukční energie do cíle Odolnost cíle proti účinkům elektromagnetických zbraní

43 43 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Charakter cíle Způsob průniku destrukční energie do cíle Předními dveřmi – průnik přes anténní vstupy a čidla senzorických systémů Zadními dveřmi – průnik přes elektrické spoje a kabely, napájecí kabely, datové sběrnice, konektory Pásma cm a mm vln – průnik přes ventilační otvory a štěrbiny způsobené chybným konstrukčním návrhem nebo provedením

44 44 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Charakter cíle Odolnost cíle proti účinkům elektromagnetických zbraní Koeficient stínění [dB] Účinnost stínění

45 45 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Charakter cíle Odolnost cíle proti účinkům elektromagnetických zbraní Účinnost stínění [dB] Kategorie - hodnocení 0 ÷ 10 Nedostatečné stínění. 10 ÷ 30 Stínění pro minimální požadavky. 30 ÷ 60 Stínění dostačující pro většinu běžných požadavků. 60 ÷ 90 Velmi dobré stínění. 90 ÷ 120 Vysoce kvalitní stínění.

46 46 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Dosah působení elektromagnetických zbraní Stacionární, převozné, mobilní, přenosné Elektromagnetická munice Závisí zejména na druhu použitého nosiče a kategorii zbraně Maximální vzdálenost, na které je schopna elektromagnetická zbraň způsobit vyřazení elektroniky cíle z činnosti

47 47 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Dosah působení elektromagnetických zbraní Stacionární, převozné, mobilní, přenosné Šikmá dálka Intenzita pole v místě cíle Odolnost cíle Vyzařovací charakteristika Šířka vyzařovací charakteristiky Jednotky stupňů a méně

48 48 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Dosah působení elektromagnetických zbraní Elektromagnetická munice Dosah nosiče Dosah zbraně desítky až stovky metrů šířka vyzařovací charakteristiky do 40 o

49 49 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní Ochrana objektů proti elektronicky naváděným zbraním Ochrana konvojů Policejní aplikace Likvidace min Výběr cílů pro elektromagnetické zbraně

50 50 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní Ochrana objektů proti naváděným zbraním

51 51 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní Ochrana objektů proti naváděným zbraním Vigilant Eagle Raytheon

52 52 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní Ochrana konvojů Bomba ve vozidle ovládaná rádiem UWB rušič Ovládací vodič Mina s přibližovacím zapalovačem Nepřátelský pozorovatel DS generátor pro neutralizaci min IED

53 53 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní Policejní aplikace

54 54 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Příklady konkrétních aplikací elektromagnetických zbraní Likvidace min

55 55 2.Možnosti bojového použití elektromagnetických zbraní Výběr cílů pro elektromagnetické zbraně Vojenské síly v poli obyvatelstvo Přepravní a spojovací infrastruktura Ekonomická infrastruktura Vedení řízení Finance, banky podniky Cestovní a traťová signalizace zapalovací systémy Radio a TV přijímače, počítače mobilní telefony Zabudované počítače, podpůrné prostředky, polní C 3

56 56 3.Možnosti ochrany elektronických zařízení proti účinkům elektromagnetických zbraní Průnik předními dveřmi speciální polovodičové ochrany s reakční dobou několika pikosekund Průnik zadními dveřmi Napájecí a datová vedení – bleskojistky, varistory, Zenerovy diody a supresorové diody. Větrací a technologické otvory v šasi – elektrické a magnetické stínění pro předpokládané pásmo kmitočtů Ochrana před účinky elektromagnetických zbraní

57 57 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "1 Libor DRAŽAN Katedra radiolokace Fakulta vojenských technologií Univerzita obrany Elektromagnetické zbraně, mýtus nebo fungující."

Podobné prezentace


Reklamy Google