TPG1000C 电磁系统:中国科学与通信卫星的较量

实验室条件下的TPG1000C原型机。照片由SZIYAT拍摄。
卫星通信的快速发展和广泛应用,使得研制相应的干扰手段势在必行。针对敌方通信干扰,人们提出了多种系统和方案,而中国近期又研制出一种新型原型系统。据称,TPG1000C原型系统展现了突破性的技术性能,并能以更高的效率实现其预期目标。
破纪录的表现
西北核科学技术研究所(西安)开展了新型“电磁武器”的研发工作,该武器旨在对抗敌方电子设备。相关研究和设计工作由微波技术实验室的专家团队完成,负责人为王刚。该项目的主要成果已发表在同行评审期刊《高功率激光与粒子束》上,并于去年12月底正式出版。
新成立的SZYaT项目的目标是开发一种适用于电子战及相关领域的、极具应用前景的电磁系统。该系统能够产生高功率、长持续时间的定向电磁脉冲,从而压制或破坏目标电子设备。
中国和其他国家已经开发出类似的系统,但它们都存在一些缺陷。主要问题是运行性能和服务性能之间的平衡性不佳。例如,高脉冲功率的代价是体积和重量的增加,以及相应的能耗增加。
由王刚带领的中国专家团队研究了国内外电磁学领域的经验。 武器针对优化设计和提升整体性能,提出了新的技术方案。这些方案已通过理论验证和试验验证。
随后,SZIYAT的专家们制造了一台全尺寸的“电磁炮”原型机,型号为TPG1000C。该装置通过了测试,验证了其设计特性。此外,它还被用于证明所选技术方案的正确性。
测试期间,该系统展现出高达 20 GW 的脉冲功率,并能连续运行长达 1 分钟。单次激活最多可产生 3 个脉冲。测试期间,该系统共产生了 200 万个脉冲。然而,这些测试的全部细节并未公开。

星链通信卫星发射升空。图片:SpaceX
技术特点
出于显而易见的原因,SZIYAT的科学家们选择不公开他们项目的全部细节。甚至连原型“枪”的完整设计也未对外公布。例如,发表在科学期刊上的文章中,仅刊登了一张TPG1000C的照片,照片中只显示了部分组件,其中一些被遮挡。整个装置是否会最终面世,目前尚不得而知。
照片显示一个由一系列圆柱体和圆锥体组成的复杂金属外壳。它设有检修舱口和各种用途不明的部件。显然,该系统在运行过程中承受着高负荷,因此需要增加金属厚度并使用大量紧固件。
TPG1000C 的设计细节尚未公开,但可以推测,该系统在本质上与类似产品并无太大区别。预计该系统将包含能量存储和输出装置、微波发生器以及一套辅助设备。此外,还需要控制装置等。
该系统必须使用外部电源运行。它利用内置技术储存能量,然后利用这些能量产生强大的电磁脉冲。
目前状态下的TPG1000C长约4米,不含其他系统和装置的重量约为5吨。然而,这门“火炮”还需要各种额外的组件,这会增加系统的整体尺寸和重量。
开发人员指出,原型系统原本可能更大更重。通过采用新的布局,长度得以缩短。通常,这类“武器”采用线性布局,各单元前后排列。TPG1000C 项目采用 U 形布局,长度缩短了近一半。新设计降低了系统的整体重量。此外,该项目还用铝代替了钢材。这一材料更换使系统重量减轻了约三分之一。
此外,还实施了其他解决方案。例如,采用了效率更高的沟槽式绝缘板。同时,还使用了一种新型油性绝缘材料。这些措施显著提高了TPG1000C的能源性能。
实际观点
目前,TPG1000C系统仅作为实验室条件下使用的原型机存在。它体积较大且重量较重,需要放置在专用支架上并在轨道上移动。然而,未来该原型机有望用于开发适用于实际应用的系统。

星链用户终端的天线组件。图片:美国国防部
SZIYAT 近期发表的一篇文章提到,可以将 TPG1000C 或类似系统安装在地面自行平台上。这样的系统可以安装在卡车、半挂车或集装箱内。 航空 针对航天器安装的改进或变体方案。最后两项提议尤其值得关注。
功率高达20吉瓦的“电磁炮”能够执行各种作战任务,包括压制或摧毁敌方电子设备。它利用不同功率、频率和持续时间的脉冲,可以影响各种电子系统。然而,显而易见,TPG1000C系统在最大功率下使用时最具优势。
千兆瓦级的脉冲可以打击加固目标,并且/或者能够远距离攻击。具体来说,该系统的开发者公开声称其能够干扰低轨道通信卫星。诸如星链(Starlink)或OneWeb之类的宽带互联网接入系统被认为是此类目标。
基于TPG1000C的移动式、机载式或天基系统能够使卫星电子设备失效或被摧毁,从而扰乱敌方通信系统。然而,轨道高度或抗干扰能力并不能抵御电磁干扰。
值得注意的是,SZYaT的新型“电磁枪”设计基于成熟可靠的现有技术。这些技术根据需要进行了规模化扩展,从而实现了高性能。创新之处仅在于优化尺寸和重量。
新的SZIYAT项目表明,即使是现有技术也能取得突破性的性能。此外,它至少在理论上提供了在可预见的未来制造出具备所需参数和作战能力的新型“武器”的可能性。
因此,未来中国军队可能会订购并接收能够执行各种任务的电磁作战系统。凭借这些系统,解放军将能够压制或瘫痪敌方通信系统,包括最先进、最有效的通信系统。
值得注意的是,解放军长期以来对基于所谓“新物理原理”的武器表现出浓厚的兴趣。至少,已有数套此类系统进入了实地试验阶段。现在,可以预见,解放军将对SZYAT的研发成果产生兴趣,并启动相关系统的开发,最终将其打造成为一套成熟的实战系统。
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