人防工程防核电磁脉冲设计的思考

俞玥洋　胡瀚中

人防工程分类中有一类指挥通信工程，在战时担负着重要的指挥通信任务。现代化的高科技局部战争，指挥通信更是举足轻重。在战争中，我方要运用大量的电子电力设备，而对方也要通过各种武器和手段来进行干扰甚至破坏。那么，目前最先进的武器和手段就是使用核武器，这是现代高科技战争的重要标志。

核武器爆炸时会产生一种脉冲电磁波，爆炸瞬间释放的γ和χ射线与其周围的分子、原子相互作用产生大量高速运动的带电粒子，在爆炸中心周围形成很强的瞬时电磁场，并以波的形式向四周扩散传播，形成核电磁脉冲。这种脉冲对地面工程产生严重破坏，就是对地下工程也会构成严重威胁，尤其会干扰甚至摧毁工程内的电子信息和电力系统，使工程丧失指挥通信功能。在进行这类工程的设计时，要思考设计它的防核电磁脉冲功能。

在这里，我们仅从工程设计相关专业的角度，以掘开式工程为例，对涉及到的防核电磁脉冲设计做一个思考，进行一下简单的疏理和归纳，理清设計思路。

掘开式工程一般深埋于地下，整个工程的围护结构会形成一个自然的屏蔽层，对电磁能量具有一定的衰减作用。所以，一般对围护结构内的钢筋作一下专业的处理，形成导电性能良好的钢筋网，并与专业设计的接地极联结，就形成了对核电磁脉冲的第一道屏障，整体Ⅲ级屏蔽。通过有关专业测试，通过Ⅲ级屏蔽衰减的电磁能量不会对一般的电力系统和通信设备构成威胁。但整体Ⅲ级屏蔽对电磁脉冲的衰减有限，透过的电磁能量仍会进入工程作用于灵敏的设备和仪器，干扰甚至破坏电子信息系统。所以，对各种重要的具有灵敏仪器和设备的通信房间，应做进一步的屏蔽处理。目前采用的就是用金属板设置屏蔽层，屏蔽层与接地极联结对电磁能量进行导流进一步衰减，以保证房间内系统不被干扰和破坏。根据房间的重要程度，屏蔽板设置的方式和材料会有所不同，可以达到不同的衰减程度，就形成了Ⅰ级和Ⅱ级屏蔽房间。所以，暖通空调、给排水、电气等设备专业设计人员，要针对这三种不同级别的屏蔽要求来进行考虑和设计。

首先，我们要明确各设备专业系统对防核电磁脉冲系统的影响部位。工程内有通风空调系统、给排水系统和电气系统，这是保障工程使用的必要组成系统。它有各类孔口与外界相通，电磁能量会通过这些孔口耦合进入工程内，也会通过相连通的设备管道耦合由非屏蔽房间进入屏蔽房间，或由低级别屏蔽房间进入高级别屏蔽房间，都破坏了屏蔽的完整性。所以，明确了影响部位，就要处理好这些矛盾，才既能保证本专业系统的合理完整，也不会破坏各级屏蔽的完整性，保证屏蔽效应，才能保证战时指挥通信工作的完成。

同时，我们要明确解决影响防核电磁脉冲系统问题的设计思路。由前述可知，电磁能量会穿透自然防护层，也会通过工程的各类必要孔口、管线等耦合途径进入工程并扩散，或通过金属管线等导电性能好的途径继续传播。我们各专业的设计思路就是要控制传播扩散途径，通过切实可行的措施和方法引导耦合进来的电磁能量尽可能通过接地极导入大地而不作用于工程内的电子电力系统。

我们知道，通风空调、给排水、电气等工程保障系统口部的一些孔口，如通风专业的防爆波活门，只是提供了孔口的耦合途径，没有连续的传导途径，这类部位的处理方式就可以采取把金属部件与屏蔽网焊接，孔口内设置波导装置，形成特定的防核电磁脉冲设备产品，如防核电磁脉冲防爆波活门、防核电磁脉冲防爆地漏、防核电磁脉冲桥架等，以保证工程的整体Ⅲ级屏蔽。还有，各类管道尽可能采用非金属管材制作，以尽可能切断传导途径，阻止带电粒子通过金属导体连续传播。但因为管道是连续的，如果穿过Ⅰ级和Ⅱ级屏蔽房间屏蔽层造成的内部孔口不做任何处理，那么电磁能量也会通过各类管道耦合进入任何房间，所以，这类部位也要通过接地极进行导流，处理方式就是穿墙处和进入房间的管线要采用金属管并预埋，管线与墙内的钢筋网和房间的屏蔽钢板都要焊接连结，使传播过来的电磁能量尽可能由钢筋网和屏蔽板通过接地极导入大地;同时，管线内要设置波导装置，这样，电磁波带入的电磁能量会被屏蔽掉，达到各级屏蔽房间所要求的参数标准。在设计时还要注意，由于波导功能的设置，会降低各类管线的有效截面，应通过计算适当加大管线截面，以保证需要。

综上所述，所谓防核电磁脉冲系统设计，主要是接地极，这要由专业的防核电磁脉冲设计人员设计，这是系统的灵魂，是传导中枢。我们工程设计各专业人员则需把握屏蔽导流这个理念进行思考和设计，应用方法和形成的专业产品通过实际测试来检验效果和合理性。通过不断提高防核电磁脉冲设计水平，进一步完善人防指挥通信工程的防核电磁脉冲系统，保证工程的使用功能，为战争胜利奠定基础。