非致命性次声武器及其研究进展
以个性为话题的作文-出纳员工作总结
第25卷第4期
2006年8月
声学技术
Technical
v01.25,No.4Pt.2
Aug.,2006
Acoustics
非致命性次
声武器及其研究进展
王炳和,吴俊,郑思仪
(武警工程学院通信工程系,陕西西安710086
)
(wbinghe@163.a
m)
摘要次声武器在军事方面,尤其是反恐、。处突
”等作战中具有诱人的运用前景,越来越受到军队和警察的
重视和青睐.本文首先分析了次声武器研究的
目的和重要意义;其次。介绍了次声武器的原理,种类及特点;最
后,综述了目前次声武器国内外研究的
现状,讨论了次声武器研究所存在的问题与困难.
关键词:非致命性武器;次声波;作用机理;研究进展
;
中图分类号:042
NonlethalInfrasonic
Weapon
andIts
Progress
of
Research
ZHENG
Si-yi
WANG
Bing-he
WUJun
(Engineering<
br>College
oftheChinese
People’s
ArmedPol
ice
Force,ShanxiXi’all
710086)
Abstract:I
nfi'asonic
weapon
hasbeen
paid
more
andmore
attention
inthe
many
and
t
he
police,especially
its
application
i
n
the
antiterrorismand
the
unexpected<
br>events.Inthis
paper,thesignificance
andth
e
purpose
of
studying
inliasonic
we
apon
are
analyzed.Then,the
principle,gene
ral
situationandclassification
of
infraso
nic
weapon
are
introduced.Atlast.its
c
urrent
statusathome
andabroadis
summarize
dand
thedi伍culties
and
problemsofresearch
ing
works
are
discussed.
nonlethai
weapon;infi'asonicwave;mechanismofaction;research<
br>progress;
Keywords
引言
自20世纪90年代以来,由于苏联
的解体和冷战的结束,“和平与发展”已成为当今世界发
展的主流,爆发大规模世界战争的可能性不大,
局部战争和地区冲突成为未来一个时期战争的主
要形式。高强度的战争减少了,诸如维和行动,对付恐怖
主义活动、制止暴乱、打击走私贩毒等
低强度的局部冲突和非军事行动增多了。如果在低强度战争或一些
准军事维和行动中,减少人员
伤亡和财产损失以及环境的破坏,将会博得国际社会的同情和支持。在国内
,非致命武器是武警
部队和公安部门的重要装备,它在“处突”、反恐,以及一般性群众静坐、非法聚集
、骚乱或在
重要任务中需要驱散围观群众等场合,具有非常广泛的运用前景。在这种背景下世界各国都在
积
极致力于非致命武器的研究。
非致命性武器是属于新概念武器一类,通常是相对传统武器而言
,不会直接产生致命性的人
员死亡、装备毁灭和生态环境的破坏,而是通过特定技术手段的“软杀伤、软
破坏”,使敌方作
战能力丧失和削弱的“人道性”武器。通过打击人体的易损部位和破坏装备而达到迫使
敌方就范
或阻止其行动的目的,同时又将人员的死亡及装备设施的破坏降到最低限度。非致命性武器通常
按作战目的分为两类,第一类是反人员的,通过非致命性武器的使用,使敌方人员心理和生理都
受到影响,失去或削弱战斗力;第二类是反物质的,可使武器装备、基础设施、电子侦察通信系
统等失效
和损坏。
次声波武器是一种非致命性武器,它是一种能发射频率低于20Hz的次声波,使其与人体器<
br>官发生共振,致使人头晕、恶心、神经错乱,或使共振的器官、部位发生位移、变形、甚至破裂,
从而造成损伤以至死亡的高技术武器。次声武器具有隐蔽性强、传播速度快、传播距离远、穿透
力强、不
污染环境、不破坏设施等特点,是世界各国军方争相研制的非致命性武器,并将成为未
来战争中非常重要
的新概念武器之一。
1.次声波杀伤原理及次声武器分类
丝兰
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堂
垫鲞
一.
.兰窒塑釜
频率为20~20000Hz之间的声波称为可骣声
,超过20000Hz为超声,低予20Hz为次声。次
声波武器可杀伤敌人的有生力量,那么它的杀伤
原理是什么呢?这涉及到物理学的~个重要概
念一一共振。原来,次声武器是利用和入体器官固有频率耜
近的次声波与人体器官发生共振,导
致器官变形、移位、甚至破裂,以达到杀伤目的的。次声武器大体可
分为两类:(1)“神经型”
次声武器。次声频率和入脑阿尔法节律(8-12Hz)很接近,所以次声
波作用于人体时会刺激人的大
脑,弓|起共振,对人的心理纛意识产生一定影响:轻者感觉不适,注意力
下降,情绪不安,导致
头昏、恶心;严熏时使入神缀错乱,癫狂不止,休克昏厥,丧失思维能力。(2)
“器官型’’次声
武器。当次声波频率和人体内蕴器雷的固有频率(争l躐z)耱近对,会零l起人豹纛
脏六髓产生强烈
共振;轻者肌肉痉挛,全身颤抖,呼吸困难;重者血管破裂,内脏损伤,甚至迅速死亡。
由于次声波主要对入体产生神经性和器官健两种效应,所以按箕效应可分为神经型次声武器
和器
官型次声武器。
神经型次声武器主簧是产生与人类神经器官固有频率相同的次声波,对人的心理和意识方
面
产生较大的影嚷,出现头晕露眩、疲倦无力、恶心呕吐、焦躁不安、注意力分数、恐惧不安等,
难以进行一些复杂细致的工作。严重时还会使人出现神经错乱,休克昏迷,丧失思维能力,甚至
丧失控
制自己盼隧力。憨之,利用这些效疲去影响撰挥员或操缴复杂设备豹入贯,将会产生一些
重大的或微妙的
结果。
器官型次声武器主要是产生与人体内脏器官固有频率褶闻的次声波,使入的五脏六腑发生
强烈的振动,导致肌肉痉挛,癫狂不止,以至器官破裂、丧失功能,甚至身体分解等。利用这些
效应可以
直接杀伤有生力量或加速人员的死亡。
以次声波产生的方式分类,次声武器大致可分为以下几种:
(1)气爆式次声武器
将歪缩空气、高压蒸汽或高压燃气有控翱地跣咏冲式突然放出,裂曩l高速排出
豹气体激发周
围媒质的低频振动,形成所需的次声波。这种次声装置因体积小、频率低、易控制,近年发
展较
快。但其次声波强度较低,近距离使用才有效。
(2)爆弹式次声武器
利用爆炸产
生强次声波,’也可称为次声弹。爆炸所释放的能量约有50%形成冲击波,冲击波
衰减后又产生次声波
。嚣蓠的薪型次声弹是将已骞熬燃料空气弹加以改进,使原来只能形成一个
云雾团变成可以形成若千云雾
团,并能连续多次引爆。只要控制好云雾团数量和引爆时间间隔,
就襞获得所需频率鳇次声波。
(3)管式次声武器
其构造和工作原理穰像乐器中的笛子,当管子中空气柱的振动与管予本身固有频率相
黼时,
就可产生较强的次声波。在管子一端装上~个活塞,用电动机驱动或用气流激励,当振动频率的<
br>1/4波长与管子长度相等时,可获得最强的次声波a但要产生次声波,管子必须足够长。
(4)
扬声器式次声武器
其工作原理与扬声器相似。采用特殊的振动膜片,膜片振动可产生一定频率的次声波。
但要
产生一定强度鲶次声波,除要求较嵩的振幅井;还必须使振动膜面积足够大,其周长大致要与次声波波长相当。
(秘频率差拍式次声武器
采用两个不同频率的声波发生器同时工作,剥用它
们频差来获{!导需要的低频次声波。其中有
一种方法是利用鹾电晶体产生两束频率稍有差异的超声波,
两者作用产生高频和低频声波,高频
声波是嚣者频率之和,低频声波是鼹者频率之差,高频声波在空气孛
很快衰减,低频声波(次声
波)则直达目标。这种方式能量转换率高,并可制成小型武器。
2.
次声波武器的特点
第4期7壬炳和等:非致命性次声武器及其研究进鼹
245<
br>次声武器具有如下4个特点:
一、隐蔽快速,便于突然袭击。大家常听说的无声手枪,其实只是在
有声手枪的枪口处加了
—令溃声器。严格瓣讲,这种无声手枪只麓算是一静“徽声捧手稳。籁次声波枪帮
是一种宠全意
义上的冤声枪,发射出来的撼入耳听不见的次声波。可见,次声波枪真正具备了隐蔽射击的
特点。
同时,・次声武器按音速传播,比一般的枪弹速度快的多,具有突然袭击的效果。因此,次声武器
霹翳隐藏在程对安全戆逸方,突然寓教方特定羁标发怒攻鑫,楚敌方措手不及,造壤人员侮亡,
于无声处隐藏杀机。
羔、传播距离远,不翁衰减。幽予空气或水等对声波的吸收和衰减与声波频率的平方
成正
毙,两次声波凝率低、波长长,所默佟播距离缀远。魄懿,炮弹爆炸时产生豹声波在死乎米班舞就昕不见了,但它所产生的次声波,却可传到80公里以外;氢弹爆炸时产生的次声波可达十几
万公
里,能绕地球好几圈。军事上还可以用次声波的远距离传播来探测并识别火锛的发射等。显
嚣荔冤,可翡
声传不远,两次声波却可以转搔烈较远翦逸方,显畿爨衰减缀小t
兰、穿墙入缝,不易防护。声膏的频率
越低,它的穿透能力也就越强。例如,7000Hz的声
波,用一张普通的厚纸就耐以阻隔;但对于7H
z的次声波来说,一般的墙壁也能穿过。即使是普
逶熬隔音材瓣,对于次声波瞧不超圣}么暖牧箨瘸。所
蒌,次声波既麓穿透空气、海求、土壤,童
能穿透飞机机体、舰艇壳体、坦克装甲和坚固的钢筋混凝土工
事。可见,即使作战人员躲藏在一
般麴掩蔽所里,或者乘坐在坦克、装甲率和正在潜航的潜艇等钢铁装备
孛,也难以逃脱次声波武
器麓竣击。勇卦,声波豹频率越低,邋过魏漏臻过去熬髓基也就越大。只要虢护
设施主存在缀奎
的孔洞,次声波就会乘隙而入。难怪有人形容次声波所到之处,将摧毁那里的一切有生力
量。
豳、不污染癸境,不破坏设施,也不会破坏鑫然物矮。
3.国内外研究现状及难点
霪。l嚣鸯疆变璁拔
。
我豳的次声武器研究鬣箭在几个方谣进行,并取得~定豹进麟:
第一、次声定向传播。次声武器的一个难题怒次声的定向传播,我国对次声传播迸行了大量
瞬究芰捧。<
br>、
第二、次声大功率发射。我国毁声发射研究的名义避行研究。
第三、次声的杀伤机瑗和
损伤救治。我国入民解放军第二、三军医大学普遍开展了榴关研究,
稼秀搿次声造戏妻辫效盎熬臻窕”。
据说,我国的多种次声武器已进入]二程实验阶段,其母,以燃辩空气弹药(俗称兹爆弹)形
成
爆弹戏次声武器的研究曾经遇到了难题,主要是分段爆炸控制不稳定。而以次声发生器方式产
生凌声瓣矫
究取褥决定矬黔遴震,主簧燕实现了菠枣薅积撬器发生夫功率次声。t
强藏该实验概还不畿装载剿有入驾
驶豹撵战平台上,两楚主要凝载萎l无人驾驶的飞机上<歼
六改装的无人攻击机)。实验表明,在载有次
声发生器的无入机盘旋的3一公擞半径内,枣先放
置蕊实验旗餐瓣有不瓣程度瓣垒瑾、病理反藏,在十蔻
暴瀑凝±瑟遮蒎下靛褰验裁耪也惠骥了狂
躁、反鼹甚至昏麟、麻痹嚣现象。
下一步工作,一是实
现长时间大功率,目前的大功举持续发生时间还比较短;二是实现定向
蒙蒸发射,这是美穗翡一步,一量
藏臻,鄂么我溪攀获在各魏捧藏平螽上装蚕凌声遽鹣器予藏苓
远了。另外,撰称鹭嚣我阉垂开发如携带次
声弹头的超誊速反规搏弹。
由于次声武器对人、自然生物作用的强度糍剂量还求搞潞楚一熙此该武器是否
作为一种非致
命性武器投入窦蔽,还寄褥鸯壤。
3。2毽羚研究现状
次声波这种精不见
嘴誉到的裤费威力,晕融引起匿外军誊科学家们的兴趣,从20世纪60
246
声学技术
2006年
年代,他们就竞楱研究次声武器,两且成果显著。
二战期间,德国
人开始秘密研制次声武器。试图利用其产生的“大气效成打摧毁整个城市,
消灭敌军士兵或者使其丧失战
斗力。1940年,德军计划向英阑人投掷有著名音乐家签名的留声
橇唱片。这些曝片将经过专门录剖,
如进次声,以萼|起听者出现巍魏、恐臻感及其它精神失常现
象,从而造成骚乱。当然,这一计划并没有
实现。但是,纳粹科学家成功进行了可作用于物体的
次声武器的实验。奥地利科学家齐珀梅耶制造出一种
能制造旋风的“旋风加农炮”,它利用特殊
喷嘴,通过炮弹爆破,截造出旋风,发射攻击波,丽击落飞橇
。
法国人在次声武器研究方蕊也走在了前列。法因工程师坦第曾使用18。9Hz的次声,使在自
融家中做客的同事产生了身在实验室的幻觉。煅第认为,次声不仅会使人们产生幻觉,还可使皮
肤上的
毛孔颤抖,从褥俸用于心理,蒂l造寒冷的感觉。据报道,1968年4月,法匾马赛附近农
座20多人
在几十秒之忐突然全郝神秘死亡,罪魁祸酋就是从附近次声武器研究所扩散出来的强
大的次声波。196
8年2月,英国《观察家报》首先对法国在马赛附近的某研究所秘密研究“声
枪”作了报道。1972年
,法国国家实验中心的加里亚斯教授研制成一台强次声波发生器,首次
试验就使周围51m以内的人员受
到伤害,他{}】的胃、心脏等内脏器官发生异常剧烈麴振动,头脑
发胀甚至神志不清。80年代,法国
的科学家加弗罗制出了一种“大哨笛”次声发生器,声压级
为160dB,能对入体器官产生一定程度损
伤。警时法国报纸称它为“次声枪’’。
在这个有巨大潜在威力靛领域蠹,美匿更楚不甘落后。20世纪
60年代,美国航天局多次进
行强次声对人体作用的试验,试图查证火箭发动机的低频轰鸣声是如何影响
宇航员的。结果显示,
秘l∞Hz/155dB的低频声音,能使入的胸膜壁颤动、呼吸困难、头痛、咳
嗽、视力衰弱;19Hz
的次声戆弓|起鼹球共振,造成视觉紊蘸,甚至产生幻觉。70年代,美国警方
霹麓研铡穗了健入
“僵化”或失去战斗力的次声枪。80年代初,德莱维斯研制出一种由高能次声发生系
统、频率
选择与相位控制系统、聚焦声波的声透镜系统组成的次声武器样品。1986年,美军在索马里
战
争麓闻,瞥经使掰过次声裁器试验样品。90年代,美军专门研制离功率微型次声发生器,荠进
行了战场模拟试验。1995年底,美曝曾对波黑塞军阵地秘密进行次声波攻击,几秒钟就使塞军
士兵
昏倒、呕吐、陷入混乱。据报道,1998年美国开始研制~种作用距离可达到200米的手持
式次声稔
。
此外,美国已经进行了多次秘密试验,并在理论上证明,以摆控阵的形式可以制造出车载机
动
型或单兵手持型次声武器,从而在战场上灵活机动的使用。
70年代,前苏联在西部地区的銎加和戈麦尔
附近,用两台大功率的次声波装置进行了秘密
试验,曾导致附近驻军受害。1979年苏联又秘密进行过
次声炸弹酶原理性试验,囊予当时对其
威力估计不足,又缺芝良好的防护,造成数名现场人员死亡。近年
来俄罗斯正在加大人力、物力
积极开展次声武器方面的研究。
4.结束语
从原理上看,
次声武器无疑是可行的而且舆有诱入的前景,然而,科技史上常常是这祥的,
技术原理的可行到工程化的
实瑰可能需要~个漫长的阶段。次声武器研铡所垂临的关键迥题,或
者说研究的难点是定向聚束传播(把
次声波发射到所需要区域)、提高强度(达到一定距离内的杀
伤效果)、仪器小型化(利予使用)。另外
,作为一种非致命性武器,次声武器的强度剂量、安全
阚值仍在研究孛。国内=卦关于次声安全或撰伤阙
值的标准缀少,铁俺种主溪感觉进行评价淹存在
争议。从目前研究来看,次声武器研制上的这些技术难点
仍未彻底解决。因此,真正实用的次声
武器的成功研制和应用还需要声学、能源科学、材料科学、电子信
息、甚至纳米技术等工程技术
人员,在一段时闯褶互协作,不断努力。
第4期<
br>壬炳和等:非致命{生次声武器及其研究进展
247
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arm[J].International
Defense
Review,1993
,4:
非致命性次声武器及其研究进展
作者:
作者单位:
王炳
和, 吴俊, 郑思仪
武警工程学院通信工程系,陕西,西安,710086
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