龙的崛起｜过于落后，可以展示？EMP之矛、等离子护盾，都被中国人搞出来了？_风闻

▲星际2中星灵的单兵护盾

先给大家说一个好消息，刘慈欣的第二部长篇科幻小说《球状闪电》改编的电视剧已经定档，将在2024年上映。

看过《球状闪电》小说的小伙伴，应该都记得小说的高潮部分，少校林云用宏原子做了一个秘密武器，其引发的宏巨变具备摧毁全世界芯片的能力，最终逼得敌人不得不停战。

其实，这个秘密武器可以看做一个超大号的EMP炸弹，一般EMP作用范围是几公里到十几公里，而林云的那个，作用范围是三分之一个地球。

看起来，这种看不见的能量武器最难防御。

不过最近，国防科大网站发了一片论文**《低温等离子体用于高功率微波防护研究》**，一下子把大家的下巴都惊掉了，啥？科幻电影中的等离子护盾，真的被中国人搞出来了？

那么，EMP到底是个啥东西？为啥等离子护盾又能拦得住它呢？

第1章

什么是EMP武器

看过《速度与激情8》的应该都有印象，多姆驾驶一辆装载了EMP的汽车强冲潜艇基地，然后EMP一启动，整个基地的电子设备瞬间瘫痪。

为了自圆其说，多姆还开了一辆1970款普利茅斯gtx，这是一辆几乎没有任何电子设备的汽车，所以才不会受EMP的影响。

多姆车上的EMP(ElectroMagnetic Pulse)，又被称为电磁脉冲武器、微波武器，其杀伤原理是利用核爆炸或高能微波发生器产生的强大电磁脉冲，毁坏敌方武器装备电子元件，致其失效或损坏。

因为它只有电磁波，没有实体（当然，《速8》电影里面的EMP有一股可见的冲击波，这只是影视效果而已，现实中并不存在），只伤设备，不伤人，所以被称为**“不流血的武器”**。

那么EMP是怎么诞生的呢？说来也巧，完全是无心插柳。

1961年10月30日，苏联引爆了人类历史上最大的一颗氢弹，爆炸当量巍5000万吨TNT，人称“大伊万”。

大伊万的爆炸不仅产生了巨大的物理毁伤效果，而且波及了方圆2000公里以内的雷达系统和电子设备，出现了大量的通讯设备失灵事件，所有军队出现了长达一小时的无线电通讯失联。

无独有偶，1962年7月，美国在太平洋约翰斯顿环礁31公里的高度上引爆了一枚140万吨TNT当量的W49核弹头，同样导致1450公里外的夏威夷发生了混乱，防盗报警器响个不停，街灯熄灭，继电器一个个被烧毁，还让三枚低轨道民用卫星停止工作。

经过事后调查，人们终于知道这两起“神秘事件”的罪魁祸首正是核试验产生的瞬时电磁脉冲。

氢弹爆炸时，核爆产生的γ射线和X射线以光速由爆点向四周辐射，与空气中的氧和氮原子撞击产生电子，形成强大的电磁脉冲，以光速向四周传播。

电磁脉冲的破坏能力主要来自两方面：

1. 辐射能量：电磁脉冲携带很高能量的电磁波，能够迅速传播并穿透各种物质。这些辐射能量可以被导体和其他电子系统中的电子元件吸收。

2. 快速变化的电磁场：电磁脉冲的强烈电场和磁场的快速变化，会在电子系统中产生电压和电流的瞬态变化。这些变化可以使电子器件受到电压过电压和电流过电流的损害，导致系统的故障和损坏。

当电磁脉冲与电子系统相互作用时，其辐射和瞬态变化的能量引发电子系统中电压和电流的不稳定，让集成电路和传感器等受损或完全失效。

EMP的可怕之处在于，它的打击范围是无差别的，不仅军用的通讯设备和雷达会被打击，人们日常生活中的各种电子设备，甚至汽车发动机、电力系统、家用电器、手机都会受到伤害，造成社会瘫痪。

美国军事专家看到了这种由核爆炸产生的瞬时电磁脉冲的军事价值，开始不遗余力地加以研究，并把这种能产生强大电磁脉冲的武器称为EMP武器。

不过美国人面临的首要问题就是，电磁脉冲能量在核爆能量中的比例太小了，仅占核爆炸总能量的百万分之一。

于是美国人对核弹头进行了改装，在中子弹周围包一层材料，该材料的原子核与中子相互作用瞬间释放出高能γ射线，这样一来，可使爆后总能量的40%转换成电磁脉冲。

但是问题又来了，就算有再多的能量转化为电磁脉冲，它也是核武器，而很多时候，是不能使用核武器的。

于是美国人又研发了非核电磁脉冲弹。

非核电磁脉冲弹利用炸药爆炸、化学燃料燃烧或者电能产生的能量，通过微波器件转换成高功率微波辐射能，能发射峰值功率在几兆瓦以上、频率为1吉赫～300吉赫的脉冲微波束，通过敌方电子信息装备的天线直接馈入，亦或者是通过电磁感应和耦合从馈线、电缆、电源线、电话线等进入敌方电子信息装备中，形成较强的脉冲电压和脉冲电流，造成电子元器件击穿甚至烧毁，设备被物理破坏。

我们在抖音上看到的那些能击穿指纹锁的设备，就是这一种。

所以这种非核EMP对雷达、电台、导航设备、计算机、电子设备、武器控制和制导系统等等来说，可以说是绝杀，对整个作战体系的生存威胁极大。

美国研制出非核电磁脉武器后，很快就投入了战争。

1991年海湾战争中，美军用“战斧”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，直接导致伊拉克军队整个防空体系瘫痪。

伊拉克战争中，美军在E-8“联合星”飞机搭载EMP电磁脉冲武器，干扰伊拉克的电子信号，首都巴格达所有电子信号被覆盖，连萨哈夫的记者会电视转播信号都中断了。

近些年，美国已经实现了EMP的多平台化，美国海军已经成功研制搭载于AGM-86C／D常规空射巡航导弹的第2代EMP套件，并计划将其移植至卫星辅助制导弹药、JDAM、滑翔武器、联合防区外发射武器等平台。

而美国陆军在2017年研制出了以火炮作为投掷系统的EMP炮攻击系统，可以精确打击一小片区域，能够精确影响电磁频谱的某个特定部分。

甚至在伊拉克的治安战中，美军还大量使用EMP装置清扫街巷，破坏路边炸弹的电子系统，避免挨炸。

美国那边玩EMP用得不亦乐乎，俄罗斯这边也没闲着，推出了“克拉苏哈-2”系统和“克拉苏哈-4”系统。

这两种系统其实不算炸弹，只能说算是电磁脉冲定向发射车。

“克拉苏哈-2”重点是压制预警机，主要针对美军的E-3预警机和其他使用S波段的侦察系统。而“克拉苏哈-4”系统的用途更加广泛，它甚至能对抗间谍卫星。最新型号“克拉苏哈-4”系统可对E-8C侦察机、“捕食者”无人机、“全球鹰”无人机进行干扰。

两型装备在联合使用的情况下，可覆盖区域内多个无人机蜂群目标。在叙利亚战场，“克拉苏哈-4”系统在48小时内摧毁了9架TB-2无人机，同时也成功使大多数射向叙利亚军用机场的无人机蜂群因为飞控芯片被烧毁，而纷纷坠落。

除了美俄，瑞典、英国、德国等国家也大力开展相关研究。瑞典有了BAE公司的博福斯高功率微波系统，英国也研制出了可配装BQM-145A无人机平台的电磁脉冲武器。

德国人最有创意，他们研发了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1GW，工作频率为100MHz~1GHz，作用距离可达10~100m，它就像一颗针对电子系统的末敏弹一样，可精确攻击雷达系统、通信系统和区域防御系统等。

世界主要国家都研发了，中国自然也没闲着。

根据环球军事的报道，中国早在1996年就进行了电磁脉冲武器的研究，据说在2002年，中国一款大功率微波武器正式列装部队，外界普遍猜测这是类似于“克拉苏哈-2”的车载电磁脉冲武器，2014年，这款车载电磁脉冲武器以“WB-I”的型号亮相，官方命名为“防暴拒止系统”。

近些年，中国的EMP武器开始小型化和多用途化。

2018年的时候，官方媒体曝光了湖南云箭集团研发中心总体室主任卢俊的先进事迹，文中指出：卢俊提出了某新型号“新概念武器”的研发设想，并推动“该新概念武器从实验室样机向工程化产品转化迈出关键一步，在技术指标上全面超越了欧美同类装备，获得了兵器装备集团公司重大科技创新成果奖以及国防科学技术进步二等奖。”

从文中还可看出，该武器项目是国家高新二期工程，除了云箭集团外，参与单位的还包括高功率微波技术主题专家组、高功率微波技术重点实验室、电子科技大学、国防科技大学前沿交叉学科学院、国防科技大学高功率微波技术研究所等等。

虽然文中没点出这种“新概念武器”到底是啥，但结合参与单位的研究范围，不难猜出这是拿来干嘛的了。

正因为如此，国外对中国电磁脉冲武器的研发十分焦虑。

比如2021年1月5日，印度空军一架米格-21战机发生坠机。这本来是印度的传统技能，没想到印度直接把锅甩给了巴基斯坦和中国，说坠机原因是中国向巴基斯坦提供了电磁脉冲武器。

所以，印度媒体纷纷以**《中国“打倒”了印度的米格-21战斗机，电磁脉冲（EMP）巴基斯坦边境附近的技术？》**为标题进行炒作，攻击中国“不讲武德”。

随后，印媒又转载了美国砖家彼得·文森特·普里的一篇文章，渲染**“中国或对美国发动EMP电磁脉冲武器攻击！”**，在文章中，这位砖家描绘了中国对美国EMP攻击之后的可怕景象，比如“在一年内杀死美国东海岸90%的人口”，比如“让大约99座核反应堆在没有电力冷却的情况下熔化，大约410万人将被迫从核电站周围地区转移”，比如“美国至少需要18个月来恢复电网和社会秩序”等等。

说白了，美国人这么说，其实和他们炒作的“中国黑客攻击美国”“中国间谍美国窃密”等等没啥区别，无非就是渲染中国威胁论而已。

其实中国压根没兴趣去攻击美国的民用目标，有了EMP干嘛要去炸电网？拿来反航母编队不香么？

我们都知道，美国航母编队具有非常强大的防空能力，那么我第一波攻击就可以使用EMP弹头，在防空导弹射程之外就爆炸，电磁脉冲就会以光速横扫敌人舰队，造成其雷达、通信、电子战天线、光电系统失灵，防空导弹也没法用了，舰载机也没法起飞了，让航母彻底瘫痪，然后第二波反舰导弹就可以轻易过来收割人头了。

除此之外，《电子信息对抗技术》杂志还报导，中国进行了一次对无人机的电磁攻击试验，目标无人机在1500米高度飞行，电磁攻击目标无人机坠落。

正因为EMP相比传统武器有着巨大的优越性，所以各国都把它列为下一代武器的重点，那么与此同时，对EMP的防护，也就提上了日程。

第2章

如何防御EMP

目前主要有三种方法。

第一是屏蔽。

19世纪，英国物理学家迈克尔·法拉第发现，在一个房间里铺上金属箔，然后用静电发生器让金属箔带电，然后验电器在房间内部，并没有发现电荷，这意味着电荷只是沿着铝箔表面移动，根本没有穿透房间，后来这种结构被命名为“法拉第笼”。

在外加电场的作用下，法拉第笼能够将电荷或辐射分布到笼子外部，形成与外加电场大小相等方向相反的电场，从而抵消了笼子外部产生的电荷或辐射，使得笼子内部形成一个等电势体。

也就是说，法拉第笼对来自外部的电磁攻击，有着非常良好的屏蔽作用。

我们可以自己做一个试验，把自己的手机装到一个金属饼干盒里面，然后再给手机打电话，手机就会无法接通，这其实就是一种最简单的“法拉第笼”。

所以第一代EMP防护装置，都是采用一个金属笼或者金属罩子，将关键设备罩起来，从而起到防护EMP的作用。

到后来，美国甚至在工事修建的时候，就提前布置好金属层或者金属网，并形成了一种制式防护标准。

但问题在于，这种法拉第笼也有缺陷。

比如，你的建筑，总要有人员进出通道、通风管道吧？这也就是意味着这个屏蔽不是百分百密封的。

与此同时，一些重点设备再防护，也要留个孔把电源线、传感器、天线通进去吧？

我们都学过电磁波的衍射效应，只要有个孔，半波长小于等于孔洞尺寸的电磁脉冲就能进去，对里面的设备产生杀伤，无非就是功率小一点而已，当波长远远小于孔洞时，那屏蔽也就没用了。

所以EMP防护必须进一步迭代，于是就出了第二种方法“泄放”法。

泄放就是利用接地、滤波、二级管限幅和火花隙短路等电路设计，来对设备上被电磁感应出的电压泄掉，从而达到一个保护设备的作用。

这些写装置的作用就是一旦感应到大电流，电路就会短路泄压，起到保护设备的作用。

但问题在于，这种电路设计，很容易干扰到正常工作的电路，而且其能泄放的电压是有限的，如果电磁脉冲的能量足够大，照样能把电子设备损坏。

第三种是安装滤波器。

我们都知道，现在有一种插座，叫做防电涌插座，主要是防止因雷击等原因造成的瞬变脉冲电压、瞬态过电、突波等电压波动对插座上的设备造成伤害。

防护的原理，就是使用扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等等，在异常脉冲电压出现时，对其进行滤波、消减，借此保护设备。

既然如此，在面对EMP攻击时，同样也可以利用这些滤波器，过滤掉EMP攻击带来的电流、电压紊乱，借此避免半导体器件、印刷版线路接触点被击穿。

当然，这种方式也有缺陷，滤波器的最大滤波能力是有限的，一旦超出了一定阈值，也就没用了。

所以一直到现在， 并没有完美的EMP防护技术应用，哪怕强如美国，也不过是把这三种手段都用上了而已。

可是谁能想到，中国竟然搞出了一种新的防护方法：等离子护盾！

第3章

中国的等离子护盾

说起护盾，大部分人的印象，可能是《太空堡垒》中，能抵御太空激光炮击的“无形护盾”，或者是《星球大战》中能够防御反抗军轰炸的“能量护盾”。这种护盾的最明显特征是无形，只有被命中时才会出现，以损失能量的方式，抵御敌人的攻击。

目前科幻电影里面的护盾，主要有三种。

第一种是磁力护盾，简单来说就是创造一个强磁场，敌人的金属弹头飞近后会受到斥力，减弱弹头威力或者迫使弹头偏转。

第二种是粒子护盾，用一层高能粒子覆盖在载具或者防御工事外面，如果遭遇攻击，通过高能粒子抵消。

第三种是等离子盾，和粒子盾类似，不过把高能粒子改成了等离子体。

等离子是对一种能级高而不稳定的物质聚集的称谓。通过能量的输入，物质完成从固态，液态到气态的转化。通过放电作用额外的能量注入到气态物质中，就产生了等离子态。所以等离子体被视为除去固·液·气外，物质存在的第四态。

那么科幻电影中等离子体怎么起到防护作用呢？靠温度。

通常情况下,等离子体的温度范围可以从几万度到几十万度,甚至更高。具体的温度范围取决于等离子体的种类和形成方式。

在科幻电影中，等离子体的高温，可以直接把攻击弹头直接溶解蒸发。

可是EMP攻击是无形的，高温对它没用，怎么能用等离子体防EMP呢？这就必须要说到等离子体的另一个特性了：雪崩效应。

▲这篇论文的第一作者，和等离子护盾的作者是同一个

当物质从气态变成等离子态的时候，输入的能量使电子能够脱离他们的原子轨道，并且能使化学键断裂，从而形成了自由电子，离子和分子碎片。

那么当EMP的电磁脉冲触碰到这一团等离子体的时候，带电粒子在电场的作用下被加速，通过与其它中性粒子碰撞，获得更多的带电粒子，这些带电粒子同样会受电场的加速获得能量与更多的中性粒子碰撞，产生大量的的带电粒子，这些带电粒子的数量以指数方式增长，这个过程就是雪崩效应。

雪崩击穿后,通常伴随着气体中激发的原子或分子的光发射,当产生可见光时,用肉眼也可以间接观察到 等离子体的产生。

因为这一团等离子体也是导体，所以电磁脉冲产生的能量，就会完全进入等离子体，无法进入等离子体内部，也就能够保护等离子体层内的设备了。

说白了，它的原理和金属屏蔽层原理是一样的，无非就是金属屏蔽层是有形的，等离子体是无形的罢了。

相比金属屏蔽层，等离子体屏蔽优势更大。

一方面，它不像金属屏蔽层那样有孔洞，它是一个全包围的屏蔽层，让电磁脉冲无空隙可钻。

另一方面，电磁攻击对等离子体屏蔽层来说，相当于一种能量输入，只会引发更大的雪崩效应，让等离子体更厚更大，这样一来，这就不是一种攻击，更像是一种充能了。说白了就是攻击的力量越大，防护盾越厚！

当然，等离子体防护的理论是可行的，那为啥中国先搞出来了呢？

因为中国解决了三个问题。

第一是温度。

等离子体有时候高达几万度甚至几十万度，那被等离子体包裹住的设备，不就相当于身处一个烤箱之中？还没等敌人打过来，可能自己先烤熟了。

所以，等离子体屏蔽如果要实用化，温度必须降到室温，也就是低温等离子体(Low temperature plasma，LTP)。

低温等离子体主要靠不产生热效应的短脉冲放电模式即电晕放电或电弧滑动喷射式放电来生成，低温等离子体电离率较低(10E-4~10%)，其放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子部分的温度很低，整个体系呈现低温状态，其表观温度可接近于室温，所以被称为低温等离子体。

在国防科大发布的《低温等离子体用于高功率微波防护研究》中，实验人员使用高频辉光放电的方式，成功形成了低温等离子体。

第二是供电。

等离子体的产生，要消耗大量电能为激发高能磁通提供能源，虽然在接收电磁脉冲后会起到一个借力打力的作用，但初始能源还是很必要的。

因为需要的瞬间电流非常大，这就要求有一个超级电容。

巧了，中国的超级电容世界领先，中国航母上的超级电容技术已经独步全球，相比美国的电容更稳定，更可靠，它完全可以移植到等离子护盾上作为初始能源，在极短时间内为护盾提供足够的电力，而且还可以减少电网的负荷，提高电力的利用率。

第三就是小型化。

等离子护盾，如果是试验设备，可以不考虑体积，其组成中的电源、等离子发生器以及冷却设备庞大，导致整个系统重量重、体积大，不便装在各种轻型运输工具和载具上。

但问题在于，如果这项技术未来要普及的话，肯定不能只部署在固定阵地，而是要随着车辆、飞机乃至导弹行动的，这就决定了其体积不能太大。

而根据中国团队的实验结果，这款等离子护盾非常小，能够在距离仅为3米的范围内，有效保证敏感电路免遭高达170千瓦的高功率微波攻击，已经完全符合小型化的要求了。

更有意思的是，这篇论文是2021年发表的，但在2024年才公布，也就是说，这一研究可能已经完成了，等离子护盾已经完全实用化了，说不定，它已经装在了大型军舰、预警机之上，就算美国发起电磁攻击，中国也有足够的应对手段了。（过于落后，可以展示？）

第4章

意义何在

我们可以看到，无论是EMP之矛，还是等离子之盾，中国都已经紧紧握在了手中。

那么，这两种武器，对中国到底有什么现实意义呢？

意义很大。

从俄乌战争中双方的行动来看，现代战争的模式和逻辑已经变了，以往我们印象中的大炮轰鸣和坦克冲锋的场面可能看不见了，反而是无数体积小但杀伤力一点也不小的无人机、巡飞弹会成为战场的主角。

如果是打无人机战争，要论无人机资源，中国绝不会怕，毕竟中国是世界头号无人机大国，从迷你四轴无人机到大型查打一体无人机，要多少有多少。

但是，如何让无人机的使用更有效，是我们需要研究的问题。

一方面，台军已经开始重视对EMP的防范，比如台军在新北市兴建了首座能够防备HEMP攻击的高标准基地，它将在战时负责指挥台军的岸基反舰导弹“封锁台湾海峡”。

像这种基地，一定还做了防钻地弹的加固，那么要想压制它，最好的办法就是使用大型无人机搭载EMP发射装置（比如车载的那种）进行不间断电磁攻击，台军的防HEMP标准沿袭美军，针对的是核爆等瞬发的EMP攻击，需要临时把舱门、通风口关闭，天线等设备折叠或收起，发射车驶入屏蔽室内，借此达到防电磁攻击的目的。

但是如果有一架大型无人机时刻不断地发射EMP脉冲，那么这个基地就无法正常工作，这也和摧毁这个基地也就没啥区别了。

另一方面，无人机需要一个中继端来控制，无论是通讯基站，还是卫星，都意味着无人机与中继站有大量的无线信号收发，敌人可能无法击落无人机，但只要向天上发射EMP脉冲或者直接射一枚覆盖几十公里范围的EMP炸弹，恐怕无人机蜂群就会遭遇灭顶之灾。

事实上别说无人机了，就算四代隐身机，面对这种攻击也讨不了好，毕竟四代机有大量裸楼在外的传感器，EMP产生的强大电磁脉冲信号，可以轻易摧毁这些外部传感器。

而一旦中国的无人机安装了这种等离子护盾，就能无视台军的EMP攻击，让台军真正认识到什么叫做无人机战争。

所以，在这场剑与盾的斗争中，中国不能只有剑，也不能只有盾，而应该剑盾双修，这样才能在未来的战争中，立于不败之地。

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