在美国上空爆炸的核武器发出的电磁脉冲,或称EMP,可能会使许多对军事防御和现代生活至关重要的设备的电子电路失效。
这些可能包括复杂的武器系统,以及电话、笔记本电脑、信用卡和汽车电脑。同样陷入困境的可能还有家用电器、加油站水泵和银行账户。
幸运的是,军事设备被设计成对各种程度的电磁脉冲免疫,其设计的有效性——以及一些民用设计的有效性——已经通过安装在桑迪亚国家实验室最近翻修的设施中的“友好”电磁脉冲发生器进行了测试和改进。
电磁环境模拟器(EMES)由一个河马大小的马克思发生器单独放置在一个小实验室中组成。大型电容器组储存电能,并在命令时释放它。由此产生的能量,以电磁脉冲的形式,可以每15分钟聚焦一个目标。在测试室的另一端的吸收器吞噬被测试物体没有吸收的能量。
桑迪亚公司负责计时和发射控制系统的研究员伦纳德·马丁内斯(Leonard Martinez)说,“对手产生的EMP脉冲将试图破坏我们的通信或其他设备。”“最近的技术进步使我们能够在一微秒内提供设备定时要求的脉冲。”
这个想法是通过测试一件物品在加工过程中的关键时刻来探索能量脉冲的影响。了解故障发生的时间和地点,工程师可以设计更好的EMP屏蔽来防止这种故障。
Sandia的EMES测试过程包括将组件推入目标区域,使其受到快速峰值EMP的影响,然后将其移除,为下一个测试项目让路。马丁内斯说,初步结果将立即提供,随后将发表一份包含更广泛分析的更长的报告。
马丁内斯说:“当涉及到额外的屏蔽设计时,建筑商或业主通常会向我的团队寻求帮助。”设计重点可以从保护微型电子部件到屏蔽军事设备的大型子系统。
马丁内斯说:“我们的客户可能会决定在测试间隙为他们的设备添加额外的屏蔽,甚至把设备带回实验室设计并添加额外的屏蔽。”“然后他们会把它带回来重新测试。”
如果设备在正常能量要求下通过规格级测试,其所有者可以要求测试设施逐步增加EMP电场振幅,以确定设备在更高威胁级别下的能力。马丁内斯说:“这让顾客对他们的产品有了更好的信心。”
这种脉冲发生器的早期版本从1978年到1994年首次运行。该测试设施一直处于闲置状态,直到9/11袭击后才重新启用,以测试在美国境内或附近发生的敌手产生EMP脉冲的情况下,全国范围内的通信。“我们还能沟通吗?”问题是,我们的收音机、电视机、微波炉和冰箱在这样的脉冲到来后还能用吗?”
改造后的设施旨在支持国家核安全局的任务,但随着时间的推移,开始满足军事任务和民用需求。它继续这样做。桑迪亚的研究人员正致力于将EMES集成到一个国家EMP测试中心,该中心的重点是提高国家电网的抗冲击能力。
桑迪亚国家实验室是一个多任务实验室,由桑迪亚有限责任公司的国家技术和工程解决方案公司运营,该公司是霍尼韦尔国际公司的全资子公司,为美国能源部的国家核安全局服务。桑迪亚实验室在核威慑、全球安全、国防、能源技术和经济竞争力方面承担着主要的研发责任,主要设施位于新墨西哥州的阿尔伯克基和加利福尼亚州的利弗莫尔。
了下:家电工程+家居自动化,M2M(机对机)