瀚海狼山：全球第一種1000千瓦級戰略激光！|2020-07-12
人人都知道高能激光武器是未來新式武器系統的發展大方向。但是目前已經知道的或者公開的強激光武器并不多。除了少數“激光槍”等輕型激光武器，真正具備戰略戰術價值的強激光武器曝光得可謂鳳毛麟角。如果說有的方面是藏著掖著，相反就算是超級大國在這方面進展卻不大。即使展示了一些較為大型的激光系統，也是以實驗性質為主。現階段仍然很難真正作為實戰武器。這里面主要有3大因素的制約：第一就是大氣條件對激光武器的干擾。第二則是激光武器功率的上限問題。第三則是連續激光高能能源的來源問題。先說大氣干擾問題。很多人憑直覺認為只要不是大晴天，有低云或者雨雪霧霾天氣，激光武器就立即不能用了。其實這是一種誤解。對低功率激光來說，霧霾低云確實可以嚴重的干擾激光器的使用， 但是到了百千瓦級以上的大型武器級激光并不是太大的問題，因為有紅外大氣窗口和自適應光波，除非是雷暴云那種厚度在十公里以上的濃云，一般的云層和霧霾并不能徹底的擋住高能激光束。因此凡是到了高能武器級的激光，大氣干擾反倒是最容易克服的一個因素。第二則是重點，就是高能激光武器的瞬間發射功率問題。激光之所以作為普通的光源還是武器，最重大的差別就是其瞬間功率。普通的激光束只能晃晃眼，而想在幾公里之外還可以有殺傷性，那么這種激光束的瞬間功率必須在十來個千瓦級以上。這種功率的激光只能遠距離點燃橡膠、木材等易燃物質。而想當即硬燒穿復合材料、鋁材甚至鋼材。則激光束的瞬間功率必須在50千瓦級以上。50到100千瓦級也是激光硬殺傷武器的基本門檻。如果連100千瓦級的激光器這個門檻都不能越過，那么最多也就是打打民用小型無人機一類。 想在十幾到幾十公里之外，直接燒穿正宗的戰機、導彈和軍艦，顯然都是功率不夠的。而且激光束瞬間功率越低，則需要在同一目標上讓光斑停留的時間就越長。比如50千瓦級別的激光，燒壞一枚來襲火箭彈的外殼需要4到5秒；而100千瓦級的激光束則需要1秒左右。而到200千瓦級的激光束，則只需要毫米級別就夠了。激光燒穿目標需要的時間越短，則瞄準跟蹤系統越簡單，多目標能力就更強。因此不論海陸空，可以作為遠程殺傷的激光器，發射功率最好都要在150千瓦以上級別。如果能做到200千瓦以上則最好。能做到300千瓦到1000千瓦級別，則可以達到世界領先水平。而超級大國的大型武器級激光，就是每次做到200千瓦的級別，都會栽跟頭停滯不前。要實現200千瓦以上的高強威力激光，海陸空的實現方式并不相同。比如超級大國空軍搞的747激光機，走的是層疊薄片激光器技術路線，要整個泡在液體里散熱。說白了就是化學激勵激光。最終的實踐證明，這種激光器重量大污染也大，并不適合當武器。最終747激光機打過一次讓人懷疑的實靶之后就拆毀了。說明此路不通。
而又經過接近20年的發展。基本確定光纖激光相控陣技術和板條激光器才是200千瓦級和以上更高功率的激光武器的可靠方式。光纖激光器可以做的比較輕巧，因此可以安裝在戰術飛機上，對來襲導彈進行硬燒穿或者直接當機炮打數公里之外的敵機。光纖激光器多用摻稀土元素的玻璃光纖作為增益介質，可在光纖放大器的基礎上開發出來：在泵浦光的作用下光纖內極易形成高功率密度。不過光纖激光器的最大瞬間功率很難超過300千瓦級。在萬米以上高空，殺傷十幾公里之內的目標已經功率足夠。由于整體比較輕巧，安裝在地面車輛上，殺傷5公里之內的目標也足夠。而固定在地面上可以打衛星、打遠程導彈的戰略激光，以及可以安裝在軍艦上，打上百公里外反艦導彈和空中飛機的強激光。則多用板條激光器。板條激光這個名稱，瀚海狼山（匈奴狼山）認為大多數人可能是第一次聽說。板條激光器，是第一種可以做到兆瓦級，也就是1000千瓦級的高能激光器，是大功率激光器的一種。
激光工作物質為板條形狀，普通固體激光器工作物質的幾何形狀為圓棒狀，溫度梯度的方向與光傳播方向垂直，在熱負荷條件下運轉時，將產生嚴重的熱透鏡效應和熱光畸變效應，使得光束質量降低，并限制了激光功率的進一步提高。而在板條激光器中，溫度梯度發生在板條厚度方向上。光傳播方向近似與溫度梯度方向平行，可基本避免熱透鏡效應和熱光畸變效應，大幅度提高了激光輸出功率。1兆瓦級別的激光，已經足夠遠距離瞬間燒穿絕大部分厚金屬；在高原的晴朗夜空中已經可以硬殺傷2000公里高度以下軌道的衛星。具備了戰略激光武器的初步性能。當然板條固體激光體積重量都較大，只能部署在大型軍艦上和地面固定基地中。雖然板條激光這個路子主要大國都明白。怎奈又遇到了第3大門檻，就是如何連續提供高功率電能的問題。如果用普通的電網供電。不但機構龐大設備超重，而且最多發射個位數的大功率脈沖就電能不足了。這也是至今超級大國的海基和陸基實戰激光仍然沒有任何一種，實現300千瓦級別的主要原因。而且即使300千瓦以下，也連續打幾個脈沖就沒電了。全球只有一家徹底解決了兆瓦級戰略激光和電磁炮的連續發射的電能來源。可以連續打上萬個脈沖都沒問題。就像電磁炮在全球可以最早上艦一樣，1000千瓦級激光炮也會快速上艦。關鍵就在于超級電容組技術已經徹底成熟。 |
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