تست سامانه جنگ الکترونیک CHAMP ساخت شرکت بوئینگ با سر جنگی ساخت Raytheon-Ktech

بن مایه ها:
تارنماها:
http://www.boeing.co...p_10_22_12.html
http://phys.org/news...i-fi-style.html
http://www.army-tech...ammer-grenades/

http://www.aviationw...1b-02ecaf706506
کتابها:
High power Microwave second Edition
Electromagnetic Shielding and Corrosion Protection for Aerospace Vehicles
Explosively Driven Pulsed Power. Helical Magnetic Flux Compression Generators (Power Systems) by Andreas A. Neuber
گزارشها:
Electromagnetic Pulse Threats in 2010 by Colin R. Miller, Major, USAF, Center for Strategy and Technology, Air War College, Air University

متن خبر:
David.A.Fulghum از نویسندگان مشهورمجله AviationWeek میگوید: شرکت Raytheon سابق بر این در ساخت و تست سامانه ای جهت از کار انداختن موشکهای دوش پرتاب پرتاب شونده در اطراف فرودگاهها بطور موفق عمل کرده بود و این سامانه هم اکنون برای دفاع نقطه ای از ناوها در مقابل موشکلهای بالستیک برد کم و اعمال منطقه پرواز ممنوع در حال توسعه است.
در پی نیاز وزارت دفاع آمریکا، شرکت Raytheon برای ساخت تسلیحات برپایه انرژی هدایت شده ِDirected Energy Weapon یا DEW اقدام به خرید شرکت Ktech که دارای سابقه فراوان در تولید High-Power-Microwave در یک پارک فن آوری در ایالت نیومکزیکو بود (نزدیک Los Alamos National Laboratory ) کرده و به دلیل صرفه جویی تحمیل شده از طرف وزارت دفاع و اینرسی این وزارتخانه نسبت به محصولات جدید، Raytheon اقدام به تهیه سرهای جنگی تستی با قابلیت تولید انرژی جهت دار برای تمامی موشکها ی موچود در خط تولید خود نموده است. به گفته مدیر عامل Raytheon در مصاحبه ای با David.A.Fulghum، هسته اصلی این طرح جدولی از باطریها و خازنها با کارایی بالا، یک منبع تغذیه پالس قدرت و یک مگنترون با بازده بالا ساخت شرکت Ktech است.
دراکتبر سال 2012 شرکت بوئینگ و آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی آمریکا با استفاده از یکی از موشکهای ساخت بوئینگ و تکنولوژی تهیه شده در شرکت Raytheon-Ktech اقدام به تست سامانه ای جدید نموده است که
Counter-electronics High-powered Advanced Missile Project یا CHAMP نامیده شده است. در این تست، موشک از روی چندین هدف با ارتفاع پایین پرواز کرده و اهداف خود را با پرتاب امواج جهت دار پر انرژی مایکروویو مورد هدف قرار داده است و موفق شده است که کامپیوترهای موجود در داخل ساختمانهای دشمن فرضی را دچار تخریب سخت افزاری بکند و در انتهای عملیات در یک منطقه غیر مسکونی سقوط کرده و نابود شود.
ایده این موشک جدید از نارنجک EMP جمر نیروهای ویژه اسرائیل که 2.5 پوند وزن دارد و قادر است در یک شعاع محدود اقدام به از کار انداختن IED ها بکند گرفته شده است. جالب است که بدانید برای کاهش هزینه ها بعد از عملیات، این نارنجک قابل شارژ و استفاده مجدد است. Improvised Explosive Device (IED) تسلیحات ساده ای هستند که توسط سنسورهای مجاورت یا ریموت درب پارکینگ یا تلفن همراه و یا یک واکی تاکی ساده قابل انفجار از دورهستند و در طول جنگهای شهری در فلسطین و عراق و افغانستان و بخصوص در بمب های جاده ای بر علیه متفقین مورد استفاده موثر واقع شده و تلفات زیادی به آنها وارد کرده اند. تا قبل از ابداع این نارنجک کوچک نیروهای آمریکایی از یک خودرو مخصوص استفاده می کردند که تا شعاع زیادی کلیه ارتباطهای رادیویی را از کار می انداخت اما این خودروها با اینکه موفق به بی اثر کردن 90 درصد بمبهای جاده ای شدند اما مشکلات زیادی را هم ایجاد کردند از جمله این مشکلات ایجاد اختلال شدید در تجهیزات فرودگاههای خودی در عراق و اقغانستان بود. به همین ترتیب استفاده از بمبهای EMP چندان برای نیروهای آمریکایی مطلوب نبود زیرا علاوه بر از کار انداختن تجهیزات نیروهای خودی نزدیک به دشمن، ارتباط آنها را با ستون پنجم خود در داخل خاک دشمن نیز مختل می کرد که برای آنها بسیار ناگوار بود. بنابراین آمریکایی ها نیازمند بمب EMP ای بودند که به نیروهای خودی صدمه نزند و فقط دشمن را نابود بکند به همین دلیل اقدام به ساخت این سامانه جدید نموده اند.


http://gallery.military.ir/albums/us...ine-jammer.jpg
عکس 1: نارنجک نیروهای ویژه اسرائیلی
اهمیت آزمایش سامانه CHAMP آنجا است که این سامانه از درون یک موشک کوچک با محدودیت انرژی و تحمل حرارتی فراوان شلیکهای متعدد و موثری را بر روی دشمن اجرا کرده است بنابراین با استفاده از تعدادی باطری خاص و ابرخازن، هواپیماهای شکاری و پهپادهایی نظیر x-47 نیز قادر به استفاده از این تکنولوژی هستند و بنابراین می توانند فیوزهای مجاورت موشکهای هوابه هوا و زمین به هوای دشمن و سیستم هدایت آنها را نیز از کار بیاندازند و در نهایت، از آن در حمله مستقیم به هواپیماهای دیگر در یک درگیری نزدیک استفاده بکنند.

شرح مترجم بر خبر:
برای درک بهتر این خبر بهتر است که EMP را به زبان ساده بدون فرمولهای پیچیده الکترومغناطیس بشناسیم و انواع تسلیحاتی را که تا به حال بر پایه آن ساخته شده است را مرور کنیم. تا حالت رازگونه این تکنولوژی شکسته شود و راه کارهای مقابله با آن و استفاده از آن قابل لمس شود. در تاپیک های گذشته بمبهای EMP که در تمام جهات به خشک و تر صدمه می زدند بررسی شده اند و در این تاپیک بنا نداریم که بحث تکراری داشته باشیم.
EMP هم مانند دیگر امواج الکترومغناطیسی دارای خواصی است که دانستن آنها را لازم می دانم. این خواص عبارتند از

• rise-time که به معنی زمان رسیدن سیگنال از صفر به حداکثر دامنه خود است که بر حسب ولت بر ثانیه محاسبه می شود که هرچه این زمان کمتر باشد عملکرد فیلترهای محافظتی سخت تر شده و باید از فیلترهای بهتری استفاده کرد.
• قدرت میدان آن که بر حسب ولت بر متر بیان می شود که بستگی به توان تولید موج آن و فاصله آن تا هدف دارد و شدت تخریب احتمالی را مشخص می کند
• فرکانس آن که بر حسب هرتز بیان می شود و هر چه این فرکانس بیشتر باشد، نفوذپذیری بیشتری داشته و نیازمند انرژی بیشتری است

EMP به دو صورت به هدف خود نفوذ کرده و ضربه میزند یا با ورود از طریق آنتن دستگاه (راه اصلی) یا از طریق نفوذ از طریق ایرادات موجود در جعبه دستگاه و شیلد ناقص آن (یا شیلد کاملی که توسط تکنسینها حین تعمیرات یا بازبینیها یا نصب صدمه دیده) یا با استفاده از القا شدن بر روی کابلهای ورودی دستگاه (نقطه ضعف)
معمولا هواپیما ها برای برخورد با صاعقه و منابع تولید EMP طبیعی حفاظت می شوند اما بسیاری از هواپیماها به خاطر برخورد صاعقه و ... از بین رفته اند و می روند. بنابراین حتی در صورت وجود یک شیلد خوب، خوب باقی ماندن آن در طول عمر کاری هواپیما امر دیگری است و در صورت ورود سیگنال EMP تضعیف نشده به درون سامانه های حساس بدون شک باعث تخریب خواهد شد به ویژه که هواپیماها مرتب از قطعات کامپوزیتی بیشتری هم استفاده می کنند.
( در طبیعت منابع تولید EMP مانند آتشفشانها، زلزله های شدید و طوفانهای خورشیدی وجود دارد (که در سال 1989 در کبک کانادا به شبکه انتقال برق صدمه جدی زد) )
امواج میکروویو با فرکانس کم بیشتر بر روی خطوط انتقال نیرو ایجاد خسارت می کنند و امواج مایکروویو با فرکانس زیاد بیشتر بر روی مدارات میکروالکترونیک که طیف وسیع تری از خسارات را شامل می شود.
به هر طریقی که امواج پر قدرت مایکروویو بتوانند به درون سیستم ما راه پیدا بکنند قطعا باعث تخریب خواهند شد و این تبلیغ نیست بلکه فیزیک است.. برای مثال یک موج 10kV/m انرژی یک میلیون بار بیش از تحمل یک ترانزیستور به آن وارد می کند و در بسیاری از موارد نه تنها آنها را می سوزاند بلکه باعث ذوب شدن آنها نیز می گردد.
انواع روشهای تولید موج مایکروویو پر قدرت جهت صدمه زدن به مدارهای الکترونیکی وجود دارد که عبارتند از:

• تولید از طریق ایجاد یک انفجار اتمی در ارتفاع بالا که در ید قدرت دارندگان تسلیحات اتمی است و خسارات وسیعی را به نیروهای خودی همجوار با دشمن و ستون پنجم وارد می کند.
• تولید از طریق آنتن که در جنگ دوم جهانی آلمانها بر روی آن کار می کردند و در حال حاضر ظاهرا کسی از این روش استفاده نمی کند
• تولید از طریق explosively pumped coaxial flux compression generator (FCG)
• تولید از طریق virtual cathode oscillator (vircator)

شرح عملکرد FCG و Vircator را در کتابهای ارائه شده در بن مایه می توانید بیابید اما بطور ساده FCG با استفاده از یک ساختار مارپیج و شبکه ای زنبوری از هادی مخصوص که به منبع پالس قدرت متصل است و قرار دادن مواد منفجره به طوری که از درون به بیرون انفجار را بر روی هسته مارپیچ انجام بدهد، بیش از یک میلیون آمپر جریان الکتریکی تولید می کنند که اگر در ارتفاع 175 متری بر فراز هدف منفجر شود میدانی برابر 10kV/m بر روی آن و به میزان 1kV/m در شعاع 300 تا 1000 متری تولید می کند.
فرکانس تولید شده توسط این روش چندان زیاد نیست و کمتر از 2 مگاهرتز است و rise-time آن بیش از 10 میکروثانیه است که فرصت خوبی به فیلترها در مدارهای هدف میدهد تا با آن مقابله کنند و با توجه به این حقیقت که اکثر مدارهای الکترونیک حساسیت کمی نسبت به فرکانسهای کمتر از 200 مگاهرتز دارند، معمولا از راه آنتن سیستمها خسارت زیادی نمی زند بلکه نقاط ضعف سیستمها است که ممکن است منجر به ورود امواج این سامانه به درون آنها بشود. هندوستان و پاکستان از دارندگان این سلاح هستند و آمریکا و شوروی از دهه 50 میلادی بر روی آن کار کرده اند.
سلاح FCG را با 400 دلار نیز ممکن است بتوان تهیه کرد و از این رو ممکن است درجهان سوم سهل الوصول باشد.
اما vircator ها از تکنولوژی پیچیده تری برخوردار هستند و تا 40گیگاوات توان و فرکانسی بین 1 تا 10 گیگاهرتز، قادر به تولید پالسهایی با قدرت میدان 900V/m در شعاع 1500 متر و 10kV/m در شعاع 150 متری هستند و طیف وسیعی از تجهیزات را مورد حمله قرار می دهند. این امواج هم از راه اصلی (آنتنها و ورودیهای دیگر) و هم از نقاط ضعف سیستم قادر به ضربه زدن به آن هستند.
http://gallery.military.ir/albums/us...4/2_ranets.jpg
عکس 2: پیشنهاد شوروی برای سامانه پدافند هوایی HPM

http://gallery.military.ir/albums/us...0084/3_FCG.jpg
عکس 3: بلوک دیاگرام یک FCG که درون پلتفرم MK.84 جاسازی شده است
آنچه از عملکرد سامانه CHAMP نمایان است نشان میدهد که از مداری تا حدی شبیه شکل زیر بهره می برد و برای تولید EMP جهت داراز انفجار استفاده نمیکند ولی نحوه عمل آن تا این لحظه اطلاع رسانی نشده است.
http://gallery.military.ir/albums/us...84/4_EMP-2.jpg
عکس 4: بلوک دیاگرام یک مولد ساده EMP
علاوه بر استفاده از HPM برای ضربه زدن به مدارهای الکترونیکی از این تکنولوژی جهت ایجاد میدان درد و ازکار انداختن تله های انفجاری کنترل از راه دورImprovised Explosive Device یا IED و تخریب یا وادار کردن فیوزهای مجاورت به عمل کردن زود هنگام نیز استفاده می شود
روش کار در ایجاد میدان درد به این گونه است که فرکانسی حدود 94 تا 95 گیگاهرتز به سمت افراد دشمن تابیده می شود این فرکانس در هوا تضعیف کمی دارد و در انتهای اعصاب آنجا که به سطح پوست بدن منتهی می شوند، در عمق 0.4 میلیمتری پوست جذب شده و بدون اینکه به فرد مورد نظر خسارت بزنند درد شدیدی مانند تماس پوست با شعله آتش ایجاد می کند که بیش از 3 ثانیه قابل تحمل نیست از این فناوری در دزدگیرها و سامانه های ایجاد منطقه ممنوع از ورود افراد استفاده می شود.

http://gallery.military.ir/albums/us..._painField.jpg
عکس 5: سامانه تولید کننده میدان درد
برای مقابله با IEDها هم سامانه HPM ضمن تخریب مدارهای گیرنده IED ها، باعث جمینگ بر روی فرستنده های مدار فرمان شده و ارتباط بین IED و مدار فرمان آن را قطع می کنند. همچنین در دوران شوروی سابق با استفاده از فرکانس خاصی (که برای من نامعلوم است) از این تکنولوژی استفاده می کردند تا چاشنی و یا مواد منفجره موجود در مینها را فاسد بکنند و به این ترتیب میدان مین را با سرعت خنثی می کردند.

http://gallery.military.ir/albums/us...lant_eagle.jpg
عکس 6: سیستم حفاظت از حریم فرودگاه با استفاده از HPM ساخت Raytheon
اثر EMP بر روی هواپیماهای مختلف:
هواپیمایی که در معرض یک میدان ناشی از EMP طبیعی یا مصنوعی قرار بگیرد مانند یک آنتن گیرنده عمل میکند. برای مثال یک F-14 که با توجه به اندازه آن در مقابل فرکانس نزدیک 8 مگاهرتز بیشترین نفوذ پذیری را دارد، در مقابل یک B-52 ولتاژ کمتری را از میدان ناشی از همان EMP دریافت میکند.
فرمول محاسبه سر انگشتی ولتاژی که بر روی یک هواپیما می افتد (که باعث اصلی اختلال است )مطابق زیر است

• (بزرگترین بعد هواپیما) * V_EMP = 8.1_v/ft
• V_EMP = (SQRT(30 * P_w))/ r_m برحسب ولت بر متر و P توان منبع انتشار است. (با این فرمول حداکثر میدان موجود در محل تعیین میشود)

http://gallery.military.ir/albums/us...ttenuation.jpg
عکس 7: مطابق این شکل طیف EMP در بالای یک مگاهرتز شروع به کاهش می کند.
هنگام طراحی مدارهای الکترونیکی برای هواپیما باید به جدول زیر توجه داشته باشید تا بدانید که برای چه فرکانسی باید مراقب در معرض EMP قرار گرفتن هواپیما باشید و فیلترها و شیلدها و حفاظتهای مناسب را طراحی بکنید تا آن فرکانس را بیش از 75db تضعیف بکنند.
http://gallery.military.ir/albums/us...8_tableEMP.jpg
عکس 8: جدول تاثیر پذیری هواپیماها از EMP
به هر حال بالاترین تست مطابق استاندارد، تست 7200 ولت بر متر است که در 90% آزمایشگاهها تجهیزات تست تا 3200 ولت بیشتر در دسترس نیست.

بابت مشکل پیش آمده در سایت نگهدارنده عکسها عذر خواهی می کنم و از جناب ALI خواهش می کنم که عکسها رادر صورت امکان در گالری بگذارند تا قابل استفاده باشد.



miitary.ir