آشنایی با تسلیحات غیر کشنده

آشنایی با تسلیحات غیر کشنده

اسلاید 1: 1

اسلاید 2: آشنايی با تسليحات غير کشندهارائه كننده : مصطفي مطاعيM_motaei@yahoo.com

اسلاید 3: 3و علمناه صنعه لبوس لكم لتحصنكم من باسكم فهل انتم شاكرون ( سوره مبارکه انبيا آيه 80 )و ما به او(حضرت داود عليه السلام ) ساخت زره را تعليم نموديم تا شما را از آسيب جنگ در امان بدارد ، پس آيا از شكر گزارانيد؟

اسلاید 4: فهرست مطالبEMP - معرفی منابع - تاثیرات - راه های محافظت------------------------------------بمب های گرافیتی - معرفی - تاثیرات - راه های محافظت

اسلاید 5: 5معرفی منابع EMP EMP ، تابش ناگهاني موج الکترمغناطيسي در زمان بسيار کوتاه است که طيف بزرگ فرکانسي را با دامنه زياد مي پوشاند.طرز عمل اين پالس شبيه يک صاعقه است اما به مراتب موثر تر و سريعتر

اسلاید 6: 6تقسيم بندي عملکرديالف: انفجارات هسته اي:پالس هاي ناشي از انفجارات هسته اي که از نوع باند پايه مي باشند. در صورت انفجار در ارتفاعات بالاتر از جو زمين، گستره تخريب بسيار وسيعی در حدود چند صد کيلومتر دارند.ب: بمب هاي الکترومغناطيسي انفجاري:در نوع انفجاري و يا اصطلاحا يکبار مصرف، دو نوع پالس در باند پايه و مايکرويو بر حسب تنوع سيستم ها وجود دارد که در هر صورت سيستم تنها يک پالس از خود صادر مي کند. بکار گيري اين نوع سلاح عمدتا بصورت بمب و راکت و يا پرتابه اي مي باشد.پ : توپ هاي الکترو مغناطيسي با تغذيه الکتريکي: توپ الکترومغناطيسي بعنوان يک سلاح چند بار مصرف است که پالس خروجي در اين سيستم مي تواند از هر دو نوع باند پايه و مايکرويو باشد ( فرکانس هاي مايکرويو اين سلاح از حدود GHZ 1 تا حدود GHZ 15 گزارش شده است ) .

اسلاید 7: 7بمب الکترو مغناطيسي اخلا گر الکترونيکي: امواج قدرتي منتشر شده با نفوذ به قسمت هاي مختلف سيستم مانند آنتن ها، محفظه ها و سيستم ها و کابل ها و مدارات چاپي و نيمه هادي ها مي توانند باعث تخريب قطعات و اختلال در سيستم هاي الکترونيکي شوند . در جنگ خليج فارس، از بمب هاي الکترمغناطيس EMP با توان حدود 16 مگاوات بر عليه تجهيزات الکترونيکي عراق استفاده شده است.ايالات متحده در سال 1999 از تاسيسات استراتژيک يوگسلاوي به عنوان يک ميدان آزمايش براي سلاح هاي الکترومغناطيسي تهاجمي استفاده نمود. در نقطه مقابل، روس ها نيز از بمب هاي الکترو مغناطيسي بر عليه ابررايانه هاي آمريکا استفاده کردند.

اسلاید 8: 8

اسلاید 9:

اسلاید 10: 10ویژگی ها: هر کشوري حتي با تکنولوژي در سطح دهه 1940، قادر به ساختن اين نوع بمب ها مي باشد.استفاده آنها در سطح کشور ها و حتي توسط تبهکاران با صرف مبلغ حدود 400 دلار يک مدل پايه از آن را مي توان ساخت. سه اثر حرارتي و بيولوژيکي و الکتريکي با سرعت نور حرکت مي کنند عموما به وضيعت آب و هوايي حساس نيستند دستگاه هاي الکترونيکي حتي هنگامي که خاموش هستند نيز ممکن است در برابر اين سلاح ها آسيب پذير باشند. با کوچک شدن اندازه دستگاه هاي الکترونيکي و فشرده تر شدن آنها ، حساسيت شان نسبت به HPM زيادترمي شود. بنابر اين سيستم هاي الکترونيکي پيشرفته، آسيب پذيرترين دستگاه ها هستند. احتمال زياد اصابت به هدف در مقايسه با سلاح هاي معمولي ( نيازي به هدف گيري دقيق نيست ).امکان حمله هم زمان به چند هدف

اسلاید 11: 11 هسته اصلي بمب هاي الکترومغناطيسي :- مولد هاي شارژ فشرده ( FCG ) مولد هاي هيدروديناميکي مغناطيسي (MHD ) منابع مايکرويو توان بالا (HPM )مولد هاي FCG : ايده اصلي ساخت FCG ، استفاده از يک انفجار سريع براي فشرده سازي لحظه اي يک ميدان مغناطيسي همراه با انتقال انرژي زياد از انفجار به ميدان مغناطيسي مي باشد. FCG ، کامل ترين تکنولوژي قابل استفاده در طراحي بمب هاي الکترومغناطيسي مي باشد.

اسلاید 12: 12

اسلاید 13: 13 سلاح هاي HPM که به آنها سلاح هاي RF و سلاح هاي با پهناي طيف فوق العاده زياد نيز گفته مي شود، اغلب شامل يک منبع تغذيه اوليه انفجاري يا الکتريکي، يک مولد RF و يک آنتن مي باشند. محدوده فرکانسي اين سلاح ها 10 مگاهرتز تا 100 گيگا هرتز است و با تابش باند باريک و باند پهن چندين فرکانس هم زمان ايجاد کرده و سطح تواني در حدود 100 مگاوات تا 100 گيگا وات دارند .

اسلاید 14: 14

اسلاید 15: 15 آسيب هاي مقاومتي ناشي از جريان هاي پالسي سطح بالا به وسيله فشار بيش از حد حرارتي القاء شده توسط انرژي و شکست ولتاژ ايجاد مي شود.آستانه آسيب براي خازن هاي الکتروليتي در جهت مثبت آنها 3 الي 10 برابر نرخ ولتاژ DC آنها مي باشد. ترانسفورماتور ها در اثر داغ شدن يا ذوب عايق اطراف سيم، آسيب مي بينند. سوئيچ ها و رله ها نيز در اثر جرقه زني بين شکاف ها معيوب مي شوند. در بررسي ميزان نفوذپذيري محفظه ها، پديده تشديد بسيار حائز اهميت است. فرکانس هاي تشديد، فرکانس هايي هستند که در آنها ميزان نفوذ به محفظه ها به بيشترين مقدار ممکن مي رسد. خطوط نواري و مدار هاي چاپي به عنوان يکي از مهمترين بخش هاي يک سيستم الکتریکی، لزوم حفاظت از آنها در برابر امواج الکترومغناطيسي خارجي از مهمترين گام هاي طراحي مي باشد.اثر بر قطعات الكتريكي و الكترونيكي

اسلاید 16: 16قطعات ديجيتالي پيشرفته که در ساخت آنها از تکنو لوژي هایی مانند CMOS استفاده مي شود، اگر در معرض تابش مستقيم HPM قرار بگيرند، بسيار حساس و آسيب پذيرند. توان مايکروويوي مورد نياز براي ايجاد آشفتگي در قطعه ديجيتال بيشتر از توان مورد نياز براي ايجاد اغتشاش در يک قطعه آنالوگ است .کابلها از نفوذپذيرترين قسمتهاي يک سيستم در مقابل امواج الکترو مغناطيسي مي باشند. در يک دسته بندي کلان کابل ها به چهار دسته تک سيم و زوج سيم و چند رشته اي و کابل شيلد و کواکسيال تقسيم مي شوند. تقسيم بندي از جنبه ديگر : تغذيه اي و اطلاعاتي. عمدتا ميزان نفوذ در هاديها در فرکانس هاي پايين ، بيشتر است. در فركانس هاي بالا سيم هاي كوتاه هم مانند يك آنتن گيرنده خوب عمل مي كنند.

اسلاید 17: 17 اقدامات موثر در کاهش اثرات HPM در سيستمهاي الکترونيکي:1) حفاظ سازي زير سيستم ها، کابل ها و سيم ها.2) فيلترينگ مناسب در کابل هاي اطلاعاتي و تغذيه.3) ارتباط دادن زير سيستم ها بوسيله کابل هاي فيبر نوري.4) استفاده از محدود كننده هاي ولتاژ و جريان زياد 5) جايگزين کردن قطعات حساس مثل تراشه هاي منطقي MOS با معادلهاي مقاوم شده آنها.6) کم کردن Duty cycle فرستنده ها و گيرنده هاي حساس. 7) بهينه سازي و اصلاح کردن مدارهاي بزرگ و کم کردن تعداد عناصر آنها.8) استفاده ازسيستم هاي تطبيق و محافظ براي ورودي تغذيه برق سيستم .9) باندينگ مناسب در محل اتصالات (کانکتورها ...)

اسلاید 18: 18استفاده تور هاي فلزي se در حدود 20db افزايش مي يابد. محفظه ها امواج مخرب فرکانس بالا را تا حد زيادي حذف مي کنند اما در فرکانس هاي پايين اين عمل به سادگي قابل انجام نمي باشد و براي حذف اين امواج مي توان روش هاي برش و لتاژ، انحراف سيگنال به زمين،انتخاب محل بهينه روزنه ها در حد امکان و همچنين از مواد مغناطيسي براي تغيير نحوه توزيع ميدان داخل محفظه و ... استفاده کرد . استفاده از خم هاي ربع دايره بجاي خم قائم و پوشش عايقي جهت حفاظت خطوط نواري و مدار هاي چاپي قرار دادن کل تجهيزات در داخل يک محفظه، که به قفس فارادي معروف مي باشد. در تکنولوژي مدرن براي انتقال اطلاعات به داخل و خارج محفظه از فيبرهاي نوري استفاده می کنند.

اسلاید 19: 19

اسلاید 20: 20

اسلاید 21: 21 اصل زمين کردن (Grounding) اصل پوشش (Shielding) اصل جداسازي زيرسيستم ها (Segregation) طراحي اتاق هاي پوشش مناسب براي کاربرد‏هاي مختلف پوشش براي کابل‏ها استفاده از درزگيرها (Gasket) متوقف کردن ولتاژها و جريان‏هاي بزرگ گذرااصول اساسي در مقابله : فيلترهاي EMC انواع ادوات محدود کننده جريان يا ولتاژ کانکتورهاي متوقف کننده ولتاژها و جريان‏هاي بزرگ گذرا استفاده توأم از فيلترينگ و پوشش طراحي مناسب بردهاي مدار چاپي براساس اصول EMC

اسلاید 22: 22 زمين کردن(Grounding) در سيستم‏ها با دو هدف صورت مي‏پذيرد:- يکي تضمين امنيت پرسنل - حفاظت از سيستم‏ها و دستگاه‏هاي مختلفزمين کردن براي امنيت پرسنل بيشتر در مقابله با صاعقه و نقص‏هاي سيستم توان مي‏باشد که حتي گاهي باعث جاري شدن جريان‏هاي دهها کيلوآمپري به زمين مي‏شوند.

اسلاید 23: 23طراحي اتاق هاي پوشش:درهاي ورود و خروجنصب هواکش با موج بر و جداسازموج بر براي ورود و خروج هواورود خروج هوا با جدا سازسيستم ورود و خروج براي مايعات (لوله هادي با عايق)سيستم ورود و خروج براي مايعات (لوله غيرهادي)ورودي سيگنال، سيستم ورود و خروج براي کابل داراي پوشش و سيستم ورود و خروج براي کابل ها غير هادي

اسلاید 24: 24درهاي ورود و خروج: شرايطي که يک در اتاق پوشش، بايد برآورده سازد:از آلياژ مناسب ساخته شده باشد با ديواره‏هاي اتاق اتصال مناسب داشته باشداز درزگيرهای مناسب استفاده شده باشددر برابر نفوذ هواي آلوده و گازهاي سمي مقاوم باشدعايق صوتي باشدقابليت تحمل فشار بسيار بالا را داشته باشددر مقابل آتش مقاومت باشدعايق حرارتي باشدشمايي از يک در تک لنگه‏ايانواع درهاي اتاق پوشش:درهاي يک لنگه‏ايدرهاي دو لنگه‏ايدرهاي کشويي

اسلاید 25: 25نمونه‏اي از هواکش براي اتاق پوشش :مناسب‏ترين نوع هواکش‏ها، هواکش هاي موج بري مي باشند. ابعاد سطح مقطعي چنين موج بري کوچک است، لذا فرکانس قطع هر کدام از اين موج برها بسيار بالاست و امواج EMP در آن فرکانس ها احتمالاً دامنه کوچکي دارند.

اسلاید 26: 26سيستم ورود لوله‏ها و کابل‏هاي پوشش دار :براي اين منظور از ادواتي با نام بوشينگ استفاده مي‏شود.بوشينگ براي لوله آب :بوشينگ براي کابل‏هاي پوشش‏دار :

اسلاید 27: 27سيستم ورود کابل‏هاي غيرهادي:کابل‏هاي غيرهادي نظير فيبرهاي نوري اگرچه خود کمتر حامل امواج EMP مي‏شوند و آنها را با خود داخل پوشش نمي‏برند، ليکن چنانچه با مکانيزم درستي وارد اتاق نشوند، از فواصل ايجاد شده در ديواره اتاق پوشش، اين امواج وارد اتاق مي‏شوند. این وسيله تعدادي سوراخ روي خود دارد که به ابعاد استاندارد خطوط غيرهادي نظير فيبرهاي نوري در آن تعبيه شده‏اند، تعداد سوراخ ها معمولاً بيش از حد نياز مي‏باشد، براي مسدود کردن سوراخ هاي اضافي از پيچ‏هاي ويژه اين سوراخ‏ها استفاده مي‏شود.

اسلاید 28: 28استفاده از درزگيرها :(Gasket-Fingerstock)

اسلاید 29: 29پوشش براي کابل‏ها:از آنجا که امواج حاصل از يک حمله EMP در مجاورت محل وقوع حمله بسيار پرتوان مي‏باشند، به راحتي مي‏توانند از پوشش روي کابل عبور کرده، سيگنال عبوري از آن را تحت تأثير قرار داده و همراه با آن وارد سيستم شوند، براي جلوگيري از اين پيشامدها با استفاده از پوشش‏هاي اضافي، از کابل در برابر EMP حفاظت مي‏شود.پوشش‏هاي زيپي براي تقويت پوشش کابل‏ها

اسلاید 30: 30انواع ادوات محدودکننده جريان يا ولتاژ:1- محدود کننده‏هاي ولتاژ (موازي با سيستم حفاظت شده) :لامپ‏هاي تخليه گازي (ظرفيت انتقال جريان بسيار بالا، ولتاژهاي برش بزرگ و سرعت پايين)محدود کننده‏هاي پلاسما (ظرفيت انتقال جريان بالا، ولتاژهاي برش متوسط و سرعت متوسط)ادوات سراميکي (وريستورهاي اکسيد فلزي)(سرعت بسيار بالا، ظرفيت انتقال جريان بالا)ادوات حالت جامد (ديودهاي زنر، Sidactorها و ...) (سرعت هاي عکس‏العمل بسيار بالا) 2- محدود کننده‏هاي جريان (سري با سيستم حفاظت شده) :فيوزهاي هوشمند يا PTCها (عکس‏العمل بالاتر)فيوزهاي شيشه اي (تحمل جريان بزرگتر)

اسلاید 31: 31 وريستورها به طور گسترده‏اي در حفاظت در برابر ولتاژهاي گذرا استفاده شده‏اند و در ساختارهاي بسته‏بندي شده تجاري مختلف در دسترس هستند - ضخامت متناسب با ولتاژ است.- سطح متناسب با جريان - حجم متناسب با انرژي است محدود کننده‏هاي توان

اسلاید 32: 32کانکتورهاي مقاوم در برابر EMP:امروزه استفاده از ادوات حفاظت در برابر Surge به قدري توسعه يافته‏اند که در بعضي موارد، ديگر نيازي نيست که از آن‏ها به صورت مجزا استفاده شود، بلکه کانکتورهايي ساخته شده‏اند که از محدود کننده‏هاي ولتاژ و جريان در يک بسته‏بندي کامل سود مي‏برند، به علاوه در اين بسته بندي‏ها معمولاً از هيت‏سينک نيز استفاده مي‏شود.هرگاه الماني در اين کانکتور خراب شود، مي‏توان با المان گسسته آن را جايگزين کرد.کانکتوري که از مدارات متعدد موازي براي حفاظت در برابر Surge بهره مي‏برد،

اسلاید 33: 33کانکتوري که از مدارات متعدد موازي براي حفاظت در برابر Surge بهره مي‏برد و فيلتر EMI ساده‏اي نيز دارد. در فرکانسهاي بالاي 100MHz کار مي‏کنند، مي‏تواند به خوبي عمل فيلترينگ و حفاظت در برابر EMP را همزمان انجام دهد و قابليت مهم اين وسيله آنست که مي‏توان آنرا بلافاصله باز کرده و درصورت خرابي ديودها انها را تعويض کرد.

اسلاید 34: 34فيلترهاي EMI:فيلترها براي اتلاف و تضعيف سيگنال‏هاي موجود در روي هادي‏ها در فرکانس‏هاي ناخواسته طراحي مي‏شوند، در حاليکه فرکانس‏هاي سيگنال‏هاي اصلي را از خود عبور مي‏دهند. انواع فيلترهاي EMI:فيلترهاي مد مشترک (چوک‏هاي مد مشترک و هسته‏هاي فريتي)فيلترهاي خطوط توان فيلترهاي خطوط سيگنال يا مد تفاضلي(انواع فيلترهاي ديجيتال و آنالوگ)استفاده توأم از فيلترينگ و پوشش: استفاده از پوشش بدون استفاده از فيلترهاي ويژه، کامل نمي‏شود. براي انتقال خطوط سيگنال و توان به داخل يک محفظه پوشش، حتماً بايد از فيلترها استفاده کنيم.

اسلاید 35: 35نکته مهم حين استفاده از فيلترها براي اتاق پوشش اينست که فيلتر حتماً بايد روي ديوار خارجي اتاق پوشش نصب شده و بدنه فيلتر، حتماً بايد زمين شود.

اسلاید 36: 36استفاده از پوشش روي PCBها:استفاده از پوشش در روي PCBها براي قطعات حساس و گاهي نيز براي تمام PCB بکار مي‏رود، استفاده از پوشش در روي PCBها نيز احتياج به فيلترينگ دارد.

اسلاید 37: 37فيلترهاي خط توانفيلترهاي مد مشترک

اسلاید 38: 38 منابع و ماخذ: 1] ا.چلداوي، م. فكركن، م. مطاعي، م. دانايي، اصول تجهيز پرتابه هاي نظامي به سرجنگي الكترومغناطيسي ، اولين همايش. سيستمهاي نظامي هوشمند 13812] م. فكركن، ا. چلداوي، تحليل و شبيه سازي مولدهاي پالسي شار فشرده با در نظر گرفتن اثرات پوستي و همسايگي، پايان نامه، دانشكده برق ، دانشگاه علم و صنعت 1382[3] Thomas holt Explosively-Driven Helical Magneto-Cumulative Generators Thesis, TTU 2002.[4] م. مطاعي، ا.چلداوي،مولدهاي توان بالاي پالسي فركانسي، پايان نامه، دانشكده برق، دانشگاه علم و صنعت 1382 5]MagnetocumulativeGenerators, NewYork:Springer-VerlagNewYorkInc.,2000.L. Altgilbers, M. Brown, I. Grishnaev, B. Novac, I. Smith, I. Tkach, and Y. Tkach,[6] سمينار جنگ الکترو نيک ، دانشگاه صنعتي شريف ، مهر ماه 82 [7] گزينه هايي از مقالات دکتر دانايي محمد مهدي ، زمستان 80 8- A. A. smith “coupling of external electromagnetic fields to transmission lines” new york : wiley 1977 9- C.D. talor.R.S.satterwhile and c. w harrison the response of a terminated two – wire transmission line exited by anon – unifrom electromagnetic feld : ieee trans . Antennas propagate . Vol 13 pp 987-989 nov 1965 . 10- E.F. vance . Coupling to shielded cables . New york wiley interscience 1987 11- S.A. Schelkunoff electromagnetic wave . New york : van nostrand , 1945 12- High power microwave sources and technologies robert j.brker . 13- v. dwyer , a. franklhn and d. campbell , thermal failure in semiconductor devices solid state electronics , vol 33 , no , 5 , pp , 553 – 560 , 1990 . 14- The electromagnetic bomb – a weapon of electrical mass destruction http ://www . Cs . Monash . Au / carlo.

اسلاید 39: 39صلوات بر محمد و آل محمد