俞玥洋 胡瀚中
人防工程分類中有一類指揮通信工程,在戰(zhàn)時(shí)擔(dān)負(fù)著重要的指揮通信任務(wù)?,F(xiàn)代化的高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng),指揮通信更是舉足輕重。在戰(zhàn)爭(zhēng)中,我方要運(yùn)用大量的電子電力設(shè)備,而對(duì)方也要通過(guò)各種武器和手段來(lái)進(jìn)行干擾甚至破壞。那么,目前最先進(jìn)的武器和手段就是使用核武器,這是現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)的重要標(biāo)志。
核武器爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種脈沖電磁波,爆炸瞬間釋放的γ和χ射線與其周圍的分子、原子相互作用產(chǎn)生大量高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,在爆炸中心周圍形成很強(qiáng)的瞬時(shí)電磁場(chǎng),并以波的形式向四周擴(kuò)散傳播,形成核電磁脈沖。這種脈沖對(duì)地面工程產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,就是對(duì)地下工程也會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,尤其會(huì)干擾甚至摧毀工程內(nèi)的電子信息和電力系統(tǒng),使工程喪失指揮通信功能。在進(jìn)行這類工程的設(shè)計(jì)時(shí),要思考設(shè)計(jì)它的防核電磁脈沖功能。
在這里,我們僅從工程設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的角度,以掘開(kāi)式工程為例,對(duì)涉及到的防核電磁脈沖設(shè)計(jì)做一個(gè)思考,進(jìn)行一下簡(jiǎn)單的疏理和歸納,理清設(shè)計(jì)思路。
掘開(kāi)式工程一般深埋于地下,整個(gè)工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)形成一個(gè)自然的屏蔽層,對(duì)電磁能量具有一定的衰減作用。所以,一般對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋作一下專業(yè)的處理,形成導(dǎo)電性能良好的鋼筋網(wǎng),并與專業(yè)設(shè)計(jì)的接地極聯(lián)結(jié),就形成了對(duì)核電磁脈沖的第一道屏障,整體Ⅲ級(jí)屏蔽。通過(guò)有關(guān)專業(yè)測(cè)試,通過(guò)Ⅲ級(jí)屏蔽衰減的電磁能量不會(huì)對(duì)一般的電力系統(tǒng)和通信設(shè)備構(gòu)成威脅。但整體Ⅲ級(jí)屏蔽對(duì)電磁脈沖的衰減有限,透過(guò)的電磁能量仍會(huì)進(jìn)入工程作用于靈敏的設(shè)備和儀器,干擾甚至破壞電子信息系統(tǒng)。所以,對(duì)各種重要的具有靈敏儀器和設(shè)備的通信房間,應(yīng)做進(jìn)一步的屏蔽處理。目前采用的就是用金屬板設(shè)置屏蔽層,屏蔽層與接地極聯(lián)結(jié)對(duì)電磁能量進(jìn)行導(dǎo)流進(jìn)一步衰減,以保證房間內(nèi)系統(tǒng)不被干擾和破壞。根據(jù)房間的重要程度,屏蔽板設(shè)置的方式和材料會(huì)有所不同,可以達(dá)到不同的衰減程度,就形成了Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)屏蔽房間。所以,暖通空調(diào)、給排水、電氣等設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)人員,要針對(duì)這三種不同級(jí)別的屏蔽要求來(lái)進(jìn)行考慮和設(shè)計(jì)。
首先,我們要明確各設(shè)備專業(yè)系統(tǒng)對(duì)防核電磁脈沖系統(tǒng)的影響部位。工程內(nèi)有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng),這是保障工程使用的必要組成系統(tǒng)。它有各類孔口與外界相通,電磁能量會(huì)通過(guò)這些孔口耦合進(jìn)入工程內(nèi),也會(huì)通過(guò)相連通的設(shè)備管道耦合由非屏蔽房間進(jìn)入屏蔽房間,或由低級(jí)別屏蔽房間進(jìn)入高級(jí)別屏蔽房間,都破壞了屏蔽的完整性。所以,明確了影響部位,就要處理好這些矛盾,才既能保證本專業(yè)系統(tǒng)的合理完整,也不會(huì)破壞各級(jí)屏蔽的完整性,保證屏蔽效應(yīng),才能保證戰(zhàn)時(shí)指揮通信工作的完成。
同時(shí),我們要明確解決影響防核電磁脈沖系統(tǒng)問(wèn)題的設(shè)計(jì)思路。由前述可知,電磁能量會(huì)穿透自然防護(hù)層,也會(huì)通過(guò)工程的各類必要孔口、管線等耦合途徑進(jìn)入工程并擴(kuò)散,或通過(guò)金屬管線等導(dǎo)電性能好的途徑繼續(xù)傳播。我們各專業(yè)的設(shè)計(jì)思路就是要控制傳播擴(kuò)散途徑,通過(guò)切實(shí)可行的措施和方法引導(dǎo)耦合進(jìn)來(lái)的電磁能量盡可能通過(guò)接地極導(dǎo)入大地而不作用于工程內(nèi)的電子電力系統(tǒng)。
我們知道,通風(fēng)空調(diào)、給排水、電氣等工程保障系統(tǒng)口部的一些孔口,如通風(fēng)專業(yè)的防爆波活門,只是提供了孔口的耦合途徑,沒(méi)有連續(xù)的傳導(dǎo)途徑,這類部位的處理方式就可以采取把金屬部件與屏蔽網(wǎng)焊接,孔口內(nèi)設(shè)置波導(dǎo)裝置,形成特定的防核電磁脈沖設(shè)備產(chǎn)品,如防核電磁脈沖防爆波活門、防核電磁脈沖防爆地漏、防核電磁脈沖橋架等,以保證工程的整體Ⅲ級(jí)屏蔽。還有,各類管道盡可能采用非金屬管材制作,以盡可能切斷傳導(dǎo)途徑,阻止帶電粒子通過(guò)金屬導(dǎo)體連續(xù)傳播。但因?yàn)楣艿朗沁B續(xù)的,如果穿過(guò)Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)屏蔽房間屏蔽層造成的內(nèi)部孔口不做任何處理,那么電磁能量也會(huì)通過(guò)各類管道耦合進(jìn)入任何房間,所以,這類部位也要通過(guò)接地極進(jìn)行導(dǎo)流,處理方式就是穿墻處和進(jìn)入房間的管線要采用金屬管并預(yù)埋,管線與墻內(nèi)的鋼筋網(wǎng)和房間的屏蔽鋼板都要焊接連結(jié),使傳播過(guò)來(lái)的電磁能量盡可能由鋼筋網(wǎng)和屏蔽板通過(guò)接地極導(dǎo)入大地;同時(shí),管線內(nèi)要設(shè)置波導(dǎo)裝置,這樣,電磁波帶入的電磁能量會(huì)被屏蔽掉,達(dá)到各級(jí)屏蔽房間所要求的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)時(shí)還要注意,由于波導(dǎo)功能的設(shè)置,會(huì)降低各類管線的有效截面,應(yīng)通過(guò)計(jì)算適當(dāng)加大管線截面,以保證需要。
綜上所述,所謂防核電磁脈沖系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要是接地極,這要由專業(yè)的防核電磁脈沖設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì),這是系統(tǒng)的靈魂,是傳導(dǎo)中樞。我們工程設(shè)計(jì)各專業(yè)人員則需把握屏蔽導(dǎo)流這個(gè)理念進(jìn)行思考和設(shè)計(jì),應(yīng)用方法和形成的專業(yè)產(chǎn)品通過(guò)實(shí)際測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)效果和合理性。通過(guò)不斷提高防核電磁脈沖設(shè)計(jì)水平,進(jìn)一步完善人防指揮通信工程的防核電磁脈沖系統(tǒng),保證工程的使用功能,為戰(zhàn)爭(zhēng)勝利奠定基礎(chǔ)。