人防工程防核電磁脈沖設(shè)計(jì)的思考

俞玥洋　胡瀚中

人防工程分類(lèi)中有一類(lèi)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)。現(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?chē)姆肿印⒃酉嗷プ饔卯a(chǎn)生大量高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，在爆炸中心周?chē)纬珊軓?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(lèi)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)的處理，形成導(dǎo)電性能良好的鋼筋網(wǎng)，并與專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(lèi)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(zhuān)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(lèi)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)的防爆波活門(mén)，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(lèi)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(mén)、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(lèi)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(lèi)管道耦合進(jìn)入任何房間，所以，這類(lèi)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(lèi)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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)。