طرز کار بمبهای الکترومغناطیسی
مقدمه
[External Link Removed for Guests]
در دورانی که بافت و ساخت تمامی جوامع تا حدود بسیار زیادی به دستاوردهای علمی از نوع الکترونیکی وابسته است و همه امور از تجهیزات بیمارستانها تا شبکههای مخابراتی و از رایانههای بانکها و مؤسسات بزرگ مالی یا نظامی تا دستگاههای نظارت و مراقبت ، نحوه کار ماشینها و ادوات صنعتی همگی متکی به ساختارهای الکترونیک هستند، کاربرد بمبهای الکترومغناطیسی میتواند سبب فلج شدن روند زندگی در مناطق بزرگ مسکونی شود.
انفجار یک میدان مغناطیسی بسیار نیرومند میتواند در کسری از ثانیه آن چنان قدرت الکتریکی بالایی را در کلیه مواد هادی پیرامون خود القا نماید، که به راستی تمام آنها را مختل نموده و از کار بیاندازد. هر چند این میدان مغناطیسی بر روی جسم انسان به عنوان یک هادی الکتریکی نیز موثر میباشد. ولی این تأثیر بسیار محدود و مقطعی بوده و بدن جز در موارد خاصی قدرت مقاومت در برابر آن را دارد. در جنگ افزارهای نسل الکترونیک استفاده از سلاح مغناطیسی و امواج الکترومغناطیسی جایگاه ویژهای داشته و مورد توجه سازندگان این قبیل سلاحها بوده است.
این نوع بمبها می توانند خطری جدی برای جوامع امروزه محسوب شوند، زیرا تقریباً با تجهیزات ارزان قیمت و با تکنولوژی نه چندان بالایی قابل ساخت هستند و می توانند شعاعی در حدود 500-2000 متر را در برگیرند.
انواع بمبهای الکترومغناطیسی :
بهمبهای الکترومغناطیسی به 2 دسته هسته ای و غیر هسته ای تقسیم می شوند.
چندین راه مختلف برای تولید پالسهای الکترومغناطیسی وجود دارد که یکی از این روشها انفجاری است که از طریق سلاحهای هسته ای رخ می دهد و براساس پدیده کامپتون می باشد.
[External Link Removed for Guests]
هنگامیکه سلاح هسته ای منفجر می شود انرژی قوی الکترومغناطیسی آزاد می شود و در حین برهم کنشهایی با اتمهای موجود در اتمسفر زمین ، آنها را یونیزه می کند. سپس الکترونهای ناشی از این پدیده یونیزاسیون توسط میدان مغناطیسی قوی زمین گرفتار می شوند ، بنابراین جریان الکتریکی نوسانی ایجاد می گردد که باعث تشکیل میدان مغناطیسی و در نتیجه پالسهای الکترومغناطیسی می شود.
می توانیم از روشهای غیرهسته ای نیز برای تولید پالسهای الکترومغناطیسی بهره بگیریم که به آنها اشاره ی کوچکی می نماییم.
پایه و اساس فناوری بمب های الکترومغناطیسی:
[External Link Removed for Guests]
هسته اصلی بمب های الکترومغناطیسی در واقع همان منابع تولید پالس الکترومغناطیسی توان بالا و فناوری مایکروویو نیرومند می باشد.از این رو پایه فناوری برای طراحی بمب های الکترومغناطیسی متنوع بوده که در بعضی موارد تکمیل و به تولید رسیده است.
بمب های الکترومغناطیسی غیر اتمی به جای مواد منفجره از یک منبع تغذیه جهت تامین انرژی لازم برای تولید میدان الکترو مغناطیسی بسیار قوی استفاده می کنند. به طوری که این میدان قادر است چندین هزار ولت برق را به تجهیزات و مدارات داخلی اهداف مورد نظر القا کند و بدین وسیله موجب تخریب انها شود.
برخی فناوری های عمده که به عنوان تولید کننده انرژی لازم در این نوع بمب به کار می روند،به شرح زیر می باشد:
الف:مولد های متراکم کننده شار (FCG Generators)
وسیله ای است که در یک بسته نسبتا فشرده قادر به تولید انرژی الکتریکی به میزان ده ها مگا ژول در مدت زمان 10-100 میلی ثانیه است . در این حالت بمب شامل یک سیلندر فلزي است که به عنوان آرمیچر است . سیلندر آرمیچر، با مواد منفجره ي قوي و یک پوشش قوي بیرونی که تمامی دستگاه را پوشانده است احاطه شده است.
[External Link Removed for Guests]
انفجار به صورت موج از وسط سیلندر آرمیچر عبور می کند، این موج انفجار از وسط سیلندر در تماس با سیم پیچ ساکن قرار می گیرد. چرخش کوتاه استاتور باعث ایجاد میدان مغناطیسی فشرده می شود که در نتیجه یک انفجار الکترومغناطیسی قوي را به وجود می آورد.بیشتر این اسلحه ها می توانند تا اندازه ي کوچکی منطقه اي را تحت تأثیر خود قرار دهند البته نه به اندازه حمله ي بمب هاي الکترومغناطیسی اتمی ولی می تواند خسارات جدي وارد کند.
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
در این دستگاه از انفجار اولیه یک ماده منفجره متعارف برای فشرده کردن یک جریان الکتریکی و میدان الکترومغناطیسی تولید شده بوسیله آن استفاده میشود. زمانی که این جریان فشرده شد، به درون یک آنتن فرستاده میشود و یک موج الکترومغناطیسی بسیار قدرتمند از آنتن بیرون میآید. طرح تکمیل دستگاههای متراکم کننده شار از سوی نیروی هوایی آمریکا در ایالت نیو مکزیکو در دست تکمیل است. از جمله طرحهایی که برای کاربرد این دستگاه در نظر گرفته شده ، جای دادن آنها در بمبهایی است که از هواپیما به پایین پرتاب میشود و نصب آنها در موشکهای هوا به هواست.
ب:مولدهای هیدرو دینامیکی مغناطیسی یا مگنتو هیدرودینامیک (MHD Generators)
این مولد ها می توانند به عنوان مولد جریان استارت برای وسیله مولدهای شارژ فشرده استفاده شوند.. اصول کلی ژنراتورهای MHD بر این اساس است که جریان گاز پلاسما از میان میدان مغناطیسی قوی عبور داده میشود و یونهای مثبت و منفی بر روی الکترود که در بالا و پایین جریان گاز پلاسما قرار دارند، تجمع مینمایند و در حقیقت یک ژنراتور جریان مستقیم را بوجود میآورند، قدرت الکتریکی این ژنراتور جریان مستقیم را با اینورترهای الکترونیک قدرت ، بصورت برق جریان متناوب ، مناسب با شبکه در میآورند.
[External Link Removed for Guests]
دلیل طراحی این مولد به صورتی که در شکل می بینید به این خاطر است که گاز پلاسما پس از عبور از کانال تنگ طراحی شده در سمت چپ محفظه ، سرعت و در نتیجه انرژی بیشتری پیدا خواهد کرد و با فشار بیشتری وارد محفظه خواهد شد.( درست مانند حالتی که همه ما برای افزایش فشار آب خارج شده از شلنگ آب توسط قرار دادن انگشت دستمان بر روی نیمی از دهانه شلنگ انجام می دهیم).
پ:منابع مایکروویو نیرومند
هرچند مولد های شارژ فشرده به طور بالقوه و موثر به عنوان یک نوع فناوری اساسی جهت تولید پالس های قوی الکترو مغناطیسی به کار می روندولی باند فرکانسی کاری انها غالبا از یک مگاهرتز کمتر است. بنابراین بسیاری از هدف ها را با چنین محدوده فرکانسی نمی توان به اسانی مورد حمله قرار دادزیرا حوزه عملکرد فرکانس انها به مراتب بالاتر و در فرکانس های نزدیک ماکروویو می باشد. مناسبترین امواج الکترومغناطیسی برای ساخت بمبهای الکترومغناطیسی ، امواج با فرکانس در حدود گیگا هرتز است. این نوع امواج قادرند به درون انواع دستگاههای الکترونیک نفوذ کنند و آنها را از کار بیندازند. برای تولید امواج با فرکانس گیگاهرتز نیاز به تولید پالسهای الکترونیکی بود یک شیوه تولید این نوع پالسها استفاده از دستگاهی به نام «مولد ژنراتور مارکس» بود. این دستگاه عمدتا متشکل است از مجموعه بزرگی از خازنها که یکی پس از دیگری تخلیه میشوند و نوعی جریان الکتریکی موجی شکل بوجود میآورند.
با گذراندن این جریان از درون مجموعهای از کلیدهای بسیار سریع میتوان پالسهایی با دوره زمانی ۳۰۰ پیکوثانیه تولید کرد. با عبور دادن این پالسها از درون یک آنتن ، امواج الکترومغناطیسی بسیار قوی تولید میشود. مولدهای مارکس سنگین هستند اما میتوانند پشت سرهم روشن شوند تا یک سلسله پالسهای قدرتمند را به صورت متوالی تولید کنند.
ماهیت بمب الکترومغناطیسی
بمب الکترومغناطیسی در واقع چیزی نیست جز یک شار مغناطیسی فوق العادهای نیرومند که با گسیل امواج پر قدرت (SHF) سوپر فرکانسهای با طول موج بالاتر از ده گیگا هرتز موسوم به امواج میکرو ویو پر قدرت (High Power Microwave) میتواند هر گونه دستگاههای الکتریکی یا الکترونیکی واقع در محدوده عمل خود را در یک باند فوق گسترده (uWb) که مخفف عبارت ultra Wide band میباشد، فلج نماید.
روزی را تصور کنید که در یک شهر معمولی و در یک زمان تمام دستگاههای الکتریکی روشن و در حال کار ناگهانی سوخته و از کار بیافتد و تمام دستگاههای خاموش نیز در آن واحد روشن شده و پس از چند لحظه آنها نیز بسوزند. در چنین شهری پس از انفجار بمب الکترومغناطیسی بر فراز شهر ، در کسری از ثانیه یک تا دو میلیارد وات انرژی الکتریکی کلیه سیستمهای مخابراتی و رادیویی و تلویزیونی را از کار بیاندازد.
برق شهر قطع میگردد، مدار الکتریکی همه رایانهها میسوزد. تمام باتریها و خازنها منفجر میشوند. لامپ تصویر همه تلویزیونها و مانیتورهای خاموش یا روشن نورانی شده و میسوزد. همه موتور الکتریکی با آخرین دور ، همه و همه از کار میافتند و ناگهان شهر در قهقرا فرو میرود. سیستمهای گرمازایی و سرمازایی ، پمپهای آب و حتی ساعتهای مچی نیز از کار میافتند.
شهر بدون الکتریسیته ، موتور ، باتری ، مخابرات و حرکت کاملا فلج میشود. همه این اتفاقات با سرعت نور یعنی کسری از ثانیه پس از انفجار یک بمب الکترومغناطیسی در حوزه میدان مغناطیسی آن اتفاق میافتد. با این حال سلاح مغناطیسی را میتوان یک اسلحه انسانی نیز به حساب آورد. چرا که به ساختمانها و انسانها کمترین آسیب را میرساند. البته این در صورتی است که اثرات غیر مستقیم این بمب بر سلامت انسان، مانند از کار افتادن تجهیزات بیمارستانی و ... را در نظر نگیریم.
بمب الکترومغناطیسی چگونه عمل می کند؟
برای شناخت E - Bomb باید ابتدا با یک تانک LC آشنا شویم:
تانک LC چیزی نیست جز یک مدار ساده نوسان ساز که از یک سلف یا سیم پیچ و یک خازن و یک باتری تشکیل شده است. در تانک LC یک فرکانس میرا تولید میگردد که اگر یک کلید قطع و وصل الکترونیکی به آن اضافه نماییم، بسته به قدرت فرکانس سازی یک فرکانس رادیویی کریر یا حامل خواهیم داشت. هر چند مدار الکترونیکی قابلیت تولید فرکانس در محدودههای مختلف را داراست، لیکن نیاز به یک مدار طبقه تقویت نیز دارد تا قدرت فرستندگی آن افزایش یابد.
لذا باید سر راه آن یک تقویت کننده ترانزیستوری قدرت نیز بهره جست که باز بسته به توان خروجی ترانزیستور طبقه تقویت قدرت فرستنده افزایش مییابد. قدرت یک فرستنده بستگی به توان خروجی آن دارد. معمولا فرستندههای ۵ وات یا بالاتر از آن فرستندههای نیرومند به حساب میآیند، به نحوی که اگر انسان در کنار آنها قرار گیرد برای سلامتی وی مضر خواهد بود.
حال آنکه میتوان با افزایش طبقات تقویت قدرت فرستندگی امواج را بسیار بالا برد. اما این تنها بخش الکترومغناطیسی بمب الکتریکی نیست، این بمب مثل هر بمب دیگری دارای واحد بخش انفجاری نیز میباشد. این قسمت یک بمب کاملا کلاسیک و عادی است. در واقع بخش اصلی بمب الکترومغناطیسی یک لوله تو خالی رسانا است، که حکم هسته سیم پیچ بمب را نیز دارد و در داخل این هسته مواد منفجره و چاشنی الکتریکی قراردارد که درست در لحظه انفجار بمب مدار الکتریکی نیز بکار میافتد و میدان مغناطیسی حاصل از کارکرد مدار الکترونیکی در یک میدان انفجاری قرار گرفته و انفجار میدان الکترومغناطیسی رخ میدهد.
همزمانی انفجار بمب و بکار افتادن مدار نوسان ساز بسیار مهم میباشد. زیرا آنچه موجب تقویت امواج الکترومغناطیسی باور نکردنی و ارسال امواج الکترومغناطیسی در همه جهات میگردد وقوع انفجار در مرکز میدان مغناطیسی میباشد. همچنین از دیگر نکات حائز اهمیت در E - Bomb جهت سیم پیچ است که با عنایت با قانون دست راست فلمینگ میتوان جهت شار مغناطیسی را متناسب با شکل سیم پیچ ، تعیین نمود.
ساختمان ها در مقابل امواج الکترومغناطیسی مقاوم نبوده یا کم مقاومت هستند و فلزات مقاوم ساز مورد استفاده در بتون ساختمان ها نیز با یکدیگر فاصله داشته و سدی در برابر امواج الکترومغناطیس ایجاد نمی کنند.امواج الکترومغناطیس از سیم های برق و تلفن و در وپنجره های چوبی و حتی دیوارها به راحتی عبور می کنند.
[External Link Removed for Guests]
میدان مغناطیسی قوي نوسان دار می تواند جریان برق بسیار بزرگی را در هر جسم رساناي دیگر ایجاد نماید. هر وسیله الکتریکی می تواند به یک آنتن تبدیل شده، جریان برق را به تمامی وسایل برقی در ارتباط با خود انتقال دهد.مثلا یک شبکه ي کامپیوتري عظیم را در نظر بگیرید که توسط خطوط تلفن با یکدیگر در ارتباط هستند.در این صورت با به وجود آمدن جریان عظیمی درخطوط تلفن،تمامی شبکه نابود خواهد شد.یک موج بلند خیلی بزرگ می تواند وسایل نیمه رسانا را بسوزاند،سیم کشی ها راذوب کند،باتري ها را از بین برده وحتی ترانسفورماتورها را منفجر نماید.
محافظت از وسایل الکتریکی:
موثر ترین روش محافظت از وسایل الکتریکی قرار دادن تجهیزات در قفس فارادي می باشد که از ورود میدان مغناطیسی به داخل تجهیزات جلوگیري می کند و در عین حال تجهیزات باید با دنیاي بیرون ارتباط داشته باشند .
[External Link Removed for Guests]
این شکل نمونه مناسبی برای محافظت از تجهیزات کامپیوتری می باشد.
استفاده از فیبر نوري به جاي کابل براي ارسال و دریافت اطلاعات که در مقابل امواج الکترو مغناطیسی آسیب پذیر هستند، راه موثر و مهمی است.
این نوع قفس به دو شکل طراحی میشود :
1) ) قفس فارادی براي تجهیزات الکترونیک :
[External Link Removed for Guests]
این قفس از شبکه هاي فلزي تشکیل شده که در چهار نقطه زمین میشوند .در آزمایشکاههاي فشار قوي و تستینگ از این قفس بسیار استفاده میشود.
2) )قفس فارادی براي انسان :
[External Link Removed for Guests]
این قفس معمولا از جنس فایبرگلاس و یا حتی فلز ساخته میشود که بدنه آن نسبت به زمین ایزوله میباشد ، در نتیجه فردي که در این قفس قرار میگیرد هیچ گونه اختلاف پتانسیلی با زمین نخواهد داشت در نتیجه از برق گرفتگی مصون خواهد ماند .
اطلاعاتی راجع به لباس هايی براي مقابله با امواج الکترو مغناطیسی:
[External Link Removed for Guests]
زمانی که شما این لباسها را به تن می کنید در راحتی کامل به سر خواهید برد .این لباس ها شما را تا سطح 50 فوتی زیر آب نیز محافظت می کنند. این لباس از دو قسمت تشکیل شده است و در مقابل امواجی تا فرکانس 3.2 گیگا هرتز از شما محافظت می کند.
چگونه می توانیم یک بمب EMP بسازیم؟
تجهیزات مورد نیاز :
- حدود 1.5 کیلومتر سیم مسی خالص روکش دار
- منبع تغذیه و خازن
- محفظه نارسانا
- یک تایمر متصل به سوئیچ تایرزیزتور
- یک هسته برزگ از جنس آهن خالص ( که البته تا جایی که من شنیدم در ایران پیدا نمیشه)
هیچ نوع ماده منفجره ای لازم نیست.
طرز ساخت :
[External Link Removed for Guests]
سیم را به دور محفظه نارسانا بپیچید و هسته آهنی را درون آن جای دهید. می توانید از داخل تلویزیونهای قدیمی یک خازن پیدا کنید فقط مراقب باشید قطبهای + و – آن را لمس نکنید زیرا موجب شوک الکتریکی می گردد. اگر 2 خازن داشته باشید می توانید آنها را سری کنید تا ظرفیت بیشتری داشته باشید.
مدار تایمر شامل یک سوئیچ تایرزیزتور بسازید یا تهیه کنید. ( طرز کار این سوئیچ به این صورت است که با دادن جریان الکتریکی کمی به آن ، تایمر فعال خواهد شد.)
حالا خازن را به ورودی سوئیچ متصل کنید و بعد آن را به سیم پیچ ساخته شده وصل کنید.
خازن را توسط منبع تغذیه شارژ کنید و برای تایمر زمان مناسبی تعیین کنید سپس وسیله الکترونیکی یا یک نوار کاست حاوی صوت را نزدیک بمب خود قرار داده ، بمب را فعال کنید.
انتظار اتفاق خاص و جالب توجهی نداشته باشید چون این یک انفجار به صورتی که همه ما در ذهن داریم نیست.
پس از عمل کردن بمب ، وسیله مورد نظر دیگر کار نخواهد کرد و اگر نوار کاست را در ضبط صوت قرار دهیم از محتویات آن خبری نیست!
از این بمب می توانید برای از کار انداختن دوربینهای مدار بسته امنیتی نیز استفاده کنید!
در اینجا باید از استاد خوبم جناب دکتر یاسریان به خاطر راهنماییهاشون تشکر ویژه داشته باشم.
منابع فارسی :
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
منابع انگلیسی :
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
سلام خیلی عالی بود فقط خیلی خلاصه بود من خیلی دوست دارم یکی از این هارو درست کنم اگه مشه ساختار این emp رو به صورت شکل هم توضیح دهید و چطور مشه این emp رو قوی تر کردممنون میشم 