次声波武器及其物理基础

COLLEGE PHYSICS

1999年 第18卷　第5期　Vol.18 No.5 1999

　

次声波武器及其物理基础

王秀敏

摘要　分析了两种次声波武器的工作原理，并在此基础上对其主要特征加以简要分析.概述了次声波武器的发展现状.

关键词　次声波；次声波发生器；共振；次声波武器

分类号　O 429

INFRASONIC WEAPONS AND THEIR

PHYSICAL FOUNDATIONS

Wang Xiumin

(Teaching and Research of Physics,Dalian Military Academy,Dalian ,116100,Chna)

Abstract　The working principles of two infradonic weapons is analysed their main features discussed and the developing present situation of infrasonic weapons summarized

Key words　infrasonic wave ;infrasonic wave generator;resonance;infrasonic weapon

　　次声波武器是本世纪70年代开始研制并发展起来的新型武器.1972年法国人发明了第一台次声波发生器，它产生的次声波能伤害到5?000?m以外的人员，同时他们验证了频率为7 Hz的次声波对人体能造成致命的伤害，这使得他们意识到次声波武器具有巨大的潜能，于是加紧了研制的步伐.1986年4月，法国马赛附近的一个20口人的家庭和另一个正在田间劳动的10口之家，共30人几乎同时莫名其妙地失去了知觉，短短的几秒钟后，他们的躯体又变成了血肉模糊的尸块，验尸发现这些人的死因全部是脑血管严重破裂.后来才知道，原来是当时16?km以外的法国国防部次声波试验所正在进行次声波实验，由于技术上的疏忽，使次声波冲出实验室，造成泄漏，人脑固有频率与该次声波频率接近的这些人便死于非命.

　　法国人发明次声波武器的消息不胫而走，其它国家都竞相开始研制.紧随法国人之后的便是美国.据透漏，有一个叫伍德的美国次声波研制人员，曾做过这样一次实验，把一台小型的次声波发生器带到一个大剧院，当时剧院内观众都在看节目，台上舞女蹁跹，台下观众喝彩，一派快乐激动的场景.但打开次声波发生器后不久，剧院内一改前面的情形，而被一种恐慌不安的气氛笼罩着，10?min后，甚至出现了演员殴打乐队人员等无法控制的场面，关掉次声波发生器后数分钟剧院内的情况又恢复了正常，但人们茫然不知刚才所发生的事情.几年后，美国人便把次声波武器小规模的应用于战场.据报

道，在波黑战争中，美军就曾使用次声波武器向敌方阵地发射次声波，几秒钟后，敌方阵地就陷入一片混乱和恐慌状态，有人昏倒在地，有人呕吐不止，在短时间内致使敌人

丧失了战斗力，收到了显著的效果.

　　次声波武器的基本原理其实很简单，那就是共振.我们知道，声波是由物体振动在媒质中传播而形成的，人耳能感觉到的声波频率范围是20～20?000?Hz，频率高于20?000?Hz的是超声波，频率低于20?Hz的便为次声波.超声波和次声波都不能引起人耳的听觉.在本世纪30年代，生理学研究表明，人体各器官都有一个固定的振动频率，称为人体器官的固有频率，这些频率通常在3～17?Hz之间，例如，腹部内脏的固有频率为4～8?Hz，其中心脏的固有频率是5?Hz，头部的固有频率为7～12 Hz，均处于次声波范围之内.因而，次声波对人体的生理过程有着严重的影响，当次声波作用于人体时，固有频率和次声波频率相近的器官就在次声波的作用下发生共振，造成不可抗拒的损伤，次声波武器就是利用频率与人体各主要器官的固有频率相当的高强次声波作用于人体，使人体产生共振，从而起到杀伤破坏作用.其实，次声波武器就是满足一定频率和功率要求的次声波发生器.由于人耳听不到次声波，因而也有人把次声波武器称为“哑巴武器”. 　　次声波武器按照其发射的频率不同，作用于人体的部位不同，可分为两大类，即“神经型”次声波武器和“器官型”次声波武器.“神经型”次声波武器发射的次声波频率和人脑的固有频率极其相近，这样频率的次声波作用于人体时，会刺激人的大脑，使之产生共振，在人的意识和心理上产生一定的影响，从而达到伤害作用.比如使人的注意力无法集中，难以进行一些复杂细致的工作，在一定程度上丧失作战能力，严重时还会引起头疼、恶心、神经错乱、癫狂，甚至休克昏厥，完全丧失战斗力；“器官型”次声波武器发射的次声波频率和人体内脏器官的固有频率接近，当这样的次声波作用于人体时，人体的内脏器官便会产生强烈的共振，致使人员呼吸困难，肌肉痉挛，甚至使血管破裂，内脏遭受损伤，严重时就会如同前面举的例子那样，人员死亡，尸体破裂.

　　次声波武器与常规武器相比有两个突出的优点，这使得次声波武器在作战时起到独特的作用.其一是次声波武器隐蔽性好，传播速度快，容易使敌人在不知不觉中遭到袭击，适合任何隐蔽性的突然袭击行动.这一优点是由该武器的杀伤破坏机理决定的，它是利用人耳听不到、人眼看不着、也摸不到的次声波产生杀伤破坏作用，因而不易被敌人发觉.另外，我们知道声波在空气中传播速度高达340?m/s，若在水中则由于介质的特性使得声波的传播速度高达1?500?m/s 以上，比常规武器的飞行速度高出数倍，因而作用于敌方时，敌方反应的时间极其有限，使得突然袭击的效果更加明显；其二是次声波武器的穿透能力强，作用距离远，即使敌人躲在掩蔽所里，或乘坐在坦克、装甲车中，甚至是躲在深海的潜艇中这些常规武器无能为力的地方，也难以逃脱次声波武器的攻击.这一优点来源于声波的传播特性.声波在介质中传播，强度按I=I0e-2αx衰减，式中x表示声波的传播距离，α是介质的吸收系数，空气的吸收系数α=2×10-11ν2(ν表示声波的频率)，与声波频率的平方成正比，次声波频率低，空气对它的衰减慢，因而它的作用距离远，比常规武器高出数倍.固体对声波也有很强的衰减作用，但固体对声波的吸收系数与波的频率成正比关系，例如频率为7?000?Hz的声波可以用一张纸将它挡住，但7?Hz的次声波可以穿透10?m多厚的钢筋混凝土.液体中也有类似的规律，因而固体和液体对频率很低的次声波吸收很小，次声波的穿透能力就强，即使是隔音墙也很难挡住它的去路，次声波武器可以说是一种比较彻底的武器.次声波穿过孔洞的能力也比较强，只要防护设施中有缝隙和孔洞，它就会乘隙而入，具有见缝插针的本领，这是由于次声波频率低，因而穿过孔洞的能量大.任何防护设施都不能说是天衣无缝，所以有人说次声波所到之处，将荡涤那里的一切有生力量，任何防护设施在次声波武器面前都将无能为力.另外，由于次声波武器的杀伤机理是用声波作用于人体，人体器官由于共振而受

到伤害，而敌方的武器、弹药以及其它设施在次声波作用下不会发生共振，因而都将被保存下来，可以挪为己用.次声波武器的机动性也较好，既可用于单兵作战，也可车载、机载.

　　正是由于上述的优点，次声波武器近年来越来越受到各国军方人士的青睐，许多国家竞相研制和试用这种武器，如美、法、日等都已研制出了次声枪和次声炸弹等.虽然次声波武器不具备炮弹、炸弹那般巨大的能量，但是，它可以造成比炮弹、炸弹还要严重、复杂的人体机体损伤.为此，有人设想使用次声波武器去攻击水下潜艇、水下蛙人和战斗海豚，以保护港口和水下设施，还有人设想小功率的次声波武器可以用于防暴、防劫机等行动之中，专家们也预测次声波武器将成为未来战场上的超级“无声杀手”，甚至预言，次声波武器还具有洲际作战的潜能.可见，次声波武器的发展前景是很广阔的，随着各国的大力研制和开发，次声波武器将越来越多地显示出它的潜能.

　　当然，次声波武器与其它武器一样自身也有不足之处，次声波的方向不易控制，不能识别敌我，因而实战时容易误伤己方人员，这是次声波武器的研制人员需要攻克的一个难点.

作者单位：大连陆军学院数理教研室，辽宁大连　116100

参考文献

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　[2]　田纯华等.军事高技术基础教材.西安： 解放军出版社，1994.261～264

　[3]　总参军训部.大学物理教材　上册.长沙： 国防科技大学出版社，1995.199～203

收稿日期：1998-07-06

次声波武器及其物理基础

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引用次数：王秀敏， Wang Xiumin大连陆军学院数理教研室,辽宁大连,116100大学物理COLLEGE PHYSICS1999，18(5)2次

1.张令孔.覃文魁 大学物理 1992

2.田纯华 军事高技术基础教材 1994

3.总参军训部 大学物理教材 1995

1.会议论文 张训文.方继明.欧阳黎明 次声波压力测量与校正 2001

次声波压力技术的研究在许多国家已进行了多年,已生产出次声武器投入战场,实现软杀伤武器的作用.研制成的超低频动态标定设备,用于低压传感器的动态性能的标定及航空仪表的动态性能的检测.本文介绍一种电动机械式次声压力发生器,在腔内可产生次声皮正弦压力频率:0.1Hz~20Hz,次声波压力0.01MPa~0.3MPa.并可向外发射次声频正弦压力波,用于外流场校测.文中重点介绍了该系统的工作原理,次声波压力测量方法,实验结果分析,为应用提供参考.

2.会议论文 张殿印 静电除尘器声波清灰原理与工程应用 2000

介绍了静电除尘器声波清灰技术产生的背景，声波清灰原理以及次声波发生器清灰技术在电厂静电除尘器的工程应用概况，声波清灰是静电除尘器清灰技术的新思路新方法。

1.韩冲芳.刘保江 次声波在临床医学及麻醉中的作用[期刊论文]-中国医药指南 2006(01)

2.姜根山.黄元生 声学与信息科学[期刊论文]-华北电力大学学报 2001(04)

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