激光推进.docx

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1、激光推进是利用远距离高能激光加热气体工质,使气体热膨胀产生推力,推动飞行器前进的新概念推进技术,具有比冲高、有效载荷比大、发射成本低等优点,可广泛用于微小卫星近地轨道发射、地球轨道碎片清除、微小卫星姿态和轨道控制等领域。应用于卫星近地轨道发射时,可使发射成本降低至每千克几百美元,远远低于目前化学火箭每千克上万美元的发射成本,因而受到各国广泛关注。 在用作推进动能方面,一旦改变火箭发射方式,变化学燃料推进为激光推进。笔者认为,中国传统火箭将逐步取消,因为这种激光推进技术,能够改变中国火箭一次性使用的问题,以后火箭不但可以重复利用,这样发射成本可以大大降低,一方面大规模使用。激光推进是新的推进方式

2、,而且发射速度很快,所以这项技术的运用,堪比美国航天飞机意义甚至更大。由于激光具有高功率的毁伤效果,清楚太空中的碎片都易如反掌,试问比太空垃圾大数十倍的太空卫星呢?当然也可以被瞬间摧毁。另外,中国可以利用激光武器对美国反导系统进行再反导,无论是美国的 TMD 还是 NMD 只要导弹敢升空,中国就可以点穴式对美导弹进行攻击。美国的中段反导和末端反导都将失去意义。所以说,中国一旦实战化部署这项研究成果,那么世界军事将会产生变革,中美之间的力量对比甚至会以此打破平衡。另外激光武器一旦小型化,可想而之,不但可以车载部署,还可以装备战机、舰艇等的使用,所以掌握了这一门技术可以多种方式对抗美国的反导系统。

3、那么到底中国的激光器研发已经到了什么地步呢?央视曝光中国神光 3 激光武器 据日本媒体在两年前报道称中国已经部署激光武器在天山,必要时可以摧毁外国过路的卫星。而且中国官方也通过不同场合暗示激光系统的存在。截止目前,中国能够公开这一重大项目,说明一个问题,那就是中国当前十分自信,军事科技领域的众多成功,让中国不再担心有些武器的泄密。另外去年美国抱怨称在上海上空,美国卫星被致盲,据称被中国激光武器致盲,目的是中国防止美国探测航母项目。 就中美两国对比来看:美国成熟的激光武器是化学激光武器,它是利用大量化学物质的原子受激辐射产生发光现像为原理研制的。美国空军目前研制的机载氧碘化学激光武器也重达 50

4、 吨。但化学激光武器体积庞大,不宜机动部署。有资料透露中国的超强功率的固态激光器是世界一流,用它发射的激光束可在 3 千公里的距离获得每平方厘米 35K 焦耳能量密度,此能量密度比攻击导弹所必需的破坏阈高出近 1 个数量级以上。以此粗略推算,中国的攻击激光雷达有效杀伤力超过 3 万公里。中国激光武器大泄密 米尔网 有位中国着名的战略军事专家在媒体上自豪地宣称:美国敢打中国吗?如果它的隐形飞机敢来中国轰炸,来一架打落一架,一个不剩大家如果注意收听一下美国之音,也许会知道美国似乎已经嗅到了中国新式武器的信息,他们有点不相信,他们更不敢相信!美国太张扬,中国太谦虚。如果说在传统的导弹技术方面中国落

5、后于美国不可否认,因为中国的起步较晚,基础工业较差,加之西方国家对中国军事工业的严格限制。但是在新兴激光的军事技术方面,由于我们与美国起步点相差不大,所以我们的研究处于世界领先地位,如果不是牵涉到军事机密,200x 年获诺贝尔奖的恐怕绝不会是俄罗斯人,在量子点激光器方面的理论研究中,中国早就处于世界最领先的地位,中国的超强功率的固态激光器是世界一流,用它发射的激光束可在 3 千公里的距离获得每平方厘米 35 K焦耳能量密度,此能量密度比攻击导弹所必需的破坏阈高出近 1 个数量级以上。以此粗略推算,中国的攻击激光雷达有效杀伤力超过 3 万公里。 中国的攻击激光雷达包含着世界最尖端的 5 大核心技

6、术: 1.激光材料研究的突破 2.激光辐射材料物理机理及成像图谱研究的突破 3.一次性快速跟踪定位控制技术的突破4.高密度能量可逆转换载体材料的突破5.激光成像技术的突破 目前中国的攻击激光雷达体积仍然十分庞大,达 10 吨,缺少强大的瞬时超强能源电池,容易受天气限制,空气中的微粒和水汽会严重干扰其能量和射程,只能陆基和海基。如何把攻击激光雷达装载于卫星,是我国目前正在全力研究攻关的目标,如果探月成功,如果我们的激光武器能量再提高一个数量级,会把攻击激光雷达装载于月球! 笔者曾经参与试验。在 1999 年, 演示现场,一位高官开玩笑说日 本的低轨卫星正在飞临中国北方,看能不能试一下。结果是日

7、本在 2 周后宣布其一颗卫星失踪。 中国研制成功的新一代激光武器是国际上最先进的激光武器之一,可有效对付频频闯入中国领空侦察的“曙光女神“号超高速战略侦察机;中国的电子干扰机,能使 F117隐形飞机的激光制导、红外导弹完全失灵。随着美国星战计划重新登台,中国也在 1990 年悄悄地把激光武器重新上马。 中国在激光器的研究陆续进行了 CO2 激光(电激励、气动激励) 、化学激光、自由电子激光和 X 射线激光等探索,其中 CO2 激光和化学器的输出功率达万瓦级以上,有广阔的开发前景。而在强光激光破坏研究方面,中国对激光的热和力学效应进行了广泛的实验研究和理论分析,取得了令人满意的成果,提高了对激光

8、破坏目标的认识。 1996 年,中国新一代飞秒超强激光装置研制成功(中国工程物理研究院) 。这标志着中国的强激光技术又踏上一个新台阶。这个设备是中国第一台用于超短超强激光研究的精密装置,专家认为它的研制成功为中国强场中的物质及行为研究开拓了道路,是国际上重大研究项目之一。 激光武器具有攻击目标速度快、转换火力快、杀伤效率高等优点,势将成为资讯战时代的重武器。虽有国际法禁止使用低功率的激光致盲武器,但一些国家却秘密发展这种武器,其中又以美国表现露骨。 中国对此亦有准备。1995 年在第三届国际防务展览会上(IDEX95 ) ,中国展出的ZM 87 激光器,有效作用距离 3 公里,加上一个放大器后

9、更增至 5 公里,性能并不比美军的差。所以,中国有能力对付在中国海岸频频活动的美国“曙光女神“ 号超高速战略侦察机。据最新消息:中国军用固体激光武器已经取得巨大突破。大型激光武器空基化海基化全面开始 我军军用超远距攻击固体激光武器,已经实现 2.2 兆瓦级的输出功率。已经解决超远距激光瞄准的环控问题。这两个都是激光武器实用化核心问题。 PS,美国的 ABL 是气体激光武器,设计功率才 3 兆瓦。 军情第一站 中国已经具备真正实用的 ABL 武器的研制能力。下面是来自东北某着名高校(哈尔滨工业大学)网站上的一则新闻: “神光 III 原型装置靶场光电及控制系统项目通过验收“:2008 年 1

10、月 26 号,我校承担的“神光 III 原型装置“关键系统之一 -“靶场光电及控制系统“顺利通过由中国工程物理研究院激光聚变研究中心在四川绵阳组织的验收。 验收专家组一致认为,我校项目组通过采用“基于高分辨率共轭式靶面传感器的靶定位与多光束弹着点精确引导与任意调控技术、基于先进机器人的自动换靶技术以及以打靶流程为牵引的靶场光机电集中控制等一系列先进的靶场综合控制技术“,实现了光束引导闭环化,打靶流程程序化,数据管理自动化,具备了开展物理实验的能力。通过原型装置两年试运行以及两轮物理实验考核,其主要性能和技术指标达到外协任务书和合同书要求,一致同意项目通过验收。该项目集合了航天学院、机电学院、电

11、气学院等多家单位形成了跨学科、交叉学科的研究团队,是我校参加国家中长期科技发展规划的十六个重大项目之一。伴随着“神光 III原型装置靶场光电及控制系统“的验收,“神光 III 主机装置靶场光电与控制系统 “也顺利通过了预评审,为下一步的工作打下了良好的基础。 看来中国的激光技术又有了很大的进步!虽然老美现在在进行“导弹打间谍卫星的实验“ ,借此炫耀其军事实力。但如果老美真正知道了中国激光技术的强悍,恐怕也会心里发毛吧!神光-激光装置建设项目取得重大阶段进展 在建的神光-激光装置是一台输出 48 束、三倍频激光能量达到 60kJ/1ns 与180kJ/3ns 的巨型高功率固体激光驱动器,建成后其

12、总体规模与综合性能将大于美国 NOVA和 OMEGA 装置,位居世界第三,亚洲第一,使我国在这一领域进入世界先进行列。作为一台超高精密的大型科学实验装置,神光-激光装置建设项目集成了众多的行业先进技术,是我国综合国力不断提高的具体体现。 神光-激光装置建设项目自 2007 年 2 月 4 日开始破土动工建设以来,建设单位按照项目建设全周期计划先后完成了项目初步设计、工程设计、外协研制与加工制造、部分束组安装集成调试等相关方面任务。 2011 年 7 月 14 日,在激光聚变研究中心全体人员的共同努力下,神光-激光装置建设项目在光束口径为 360mm360mm、脉冲宽度为 3ns 条件下,获得了

13、单束输出激光波长为 1053nm、脉冲调制度 1.5:1、激光能量为 7988 焦耳的实验结果,这一重大进展也是继神光-激光装置建设项目 2009 年 12 月 29 日实现“真空靶室吊装就位 ”、2011 年 1 月17 日实现“首束出光”之后,又一个具有里程碑意义的节点目标。这一重要进展不仅标志着神光-主机装置首束全系统联调圆满成功,也首次验证了主机装置基频光设计输出能力。同时创造了我国激光驱动器单束输出激光束通量的新纪录,具有划时代的意义。 中国激光武器事业能有如此重大的突破乃至领先世界的前景,我们都要感谢一位共和国的工程他是一位已去的老人“马祖光”2004 年 9 月 9 日 CCTV

14、19: 38 分的焦点访谈中专题报道了哈工大教授、院士马祖光在激光研究领域的成就(科研成果、人才培养、个人精神风范等) 。其中有几点引起了我的注意: 1、我国在激光科研与军工领域处于世界前沿; 爱国交流理性平台 2、我国有一批这个领域优秀的专家队伍,已经形成梯队; 3、他们有极高的工作热情和奉献精神(评论中提到具有“两弹一星”精神) 。中国神光号激光器研制成功 2002 年 4 月 4 日中科院上海光学精密机械研究所联合全国近百名科研人员,经多年攻关,对“神光”装置进行升级重造,建成了一台规模更大、技术更先进的激光聚变实验装置“神光” 。 该设备可在十亿分之一秒内发射出相当于全球电网数倍的强

15、大能量,从而释放出极端压力和高温,引发聚变反应。类似物理条件在自然界中只有在核爆炸中心、恒星内部或是黑洞边缘才能找到。 “神光二号”可用作科学实验,其释放的巨大能量在实验中产生的极端物理条件,对基础科学研究、高技术应用和确保国家安全的新技术的推出,均有重大意义。 这种激光器的未来前景也十分诱人。专家介绍说,核聚变是未来清洁能源的希望所在,估计到本世纪中叶,科学家可利用激光聚变技术,把海水中丰富的同位素氘、氚转化为巨大的、取之不尽的能源。 军情第一站 另据专家介绍,激光炮攻击速度快、射程远、转移火力快、每次发射成本低,是解放军实现全方位、超低空拦截的理想武器,比防空导弹更有效。“神光二号”的问

16、世标志中国高功率激光科研和激光核聚变研究已进入世界先进行列。目前,只有美国、日本等少数国家能建造如此精密的巨型激光器。 “神光二号”的总体技术性能已进入世界前五位。 2003 年 1 月“神光二号 巨型激光器研制成功”被 568 名中国科学院院士和中国工程院院士投票评选为“2002 年中国十大科技进展” 。 军情第一站 我国首个激光推进及其应用国家重点实验室成立 国防部网北京 2012 年 5 月 8 日电 据中国军网记者频道(特约记者高原 记者张晓祺)航天发射不依赖化学火箭,也许不是梦想!我国首个激光推进及其应用国家重点实验室 7 日在北京装备学院正式成立。这标志着我国已迈出探索新型高效航

17、空航天推进技术研究的坚实步伐。 www.“激光推进及其应用国家重点实验室由科技部立项建设,依托单位为装备学院和中国航天科工集团公司三十一研究所,是我国首个激光与航空航天交叉领域的实验室。 ”装备学院院长邹鹏介绍, “实验室建设了具有国际先进水平的激光推进发射验证系统和国内惟一的全系统全过程激光推进研究平台,在国际上率先提出了激光推进能量转化的重大机理,并实现了部分研究成果的转化应用。 ” 据介绍,目前实验室已拥有由中国科学院院士、科技领军人才和中青年学术专家组成的 3 个科技创新团队,主要开展激光推进应用基础、等离子体流动控制与推进技术、飞行器与动力装置的流场诊断和状态监测等方面的研究。 米尔

18、军事论坛 bbs.激光聚变“潜伏”在重山中 四川绵阳,一片名为科学城的寂静山岭上,中国工程物理研究院坐落其中。 穿越研究院内连绵山坡,激光聚变研究中心在山林中闪现。这里拥有我国在该领域一流的科研团队、一流的科学设备,目标是探索人类获取能源终极梦想“激光惯性约束聚变” 。 转自米尔军情网 http:/ 12 月 8 日,科技日报记者走进这片神秘的科研世界。 微尘是激光的克星,它们会损害光学元器件。尽管记者进入实验室之前已穿戴了发套、工作服,甚至用粘尘垫粘掉鞋底的灰尘、穿过呼啸的风淋设备,但仍吃到了“闭门羹” 。“在这里等一等,里面正在打靶 。 ”中心三部书记郑奎兴,挥挥手示意。纯白色的房间内,红

19、色警报器闪烁着刺眼光芒,也许是察觉记者略显紧张,他补充道:“这是正常实验,目前一天要 3、4 次, 打靶时人员不能进入。 ” “打靶”是激光实验的俗称,通过高功率激光瞬间聚集,穿过以微米计算的注入孔,射向目标物质,以收集工作数据、监测物质变化。其精密度要求,如同从绵阳打高尔夫球到重庆“一杆进洞” 。 5 分钟后实验结束,记者走进空气洁净度为一万级的实验室,传说中的“神光原型装置” ,如同一组列车展现在记者眼前。 作为我国自主研发、全球第二台已用于实验运行的新一代高功率激光驱动器,它的“车头”是“种子”光源;“车身”是放大系统;“车尾”是如同载人太空舱般的“靶球” ,能量在此聚集并射向球中心的物

20、质。据介绍,它能在 109 秒内实现 1 万焦耳的激光能量输出。“它是为在建的神光做技术积累,当然其自身也用于很多实验。 ”听着介绍,连记者也不免要醉心于这一设备所代表的无限未来:物理学家们憧憬了半个多世纪的终极能源,将通过它找到实现路径使用强大的脉冲激光束照射微型靶丸,在瞬间产生极高温度和极大的压力,并维持一定约束时间,实现聚变反应,释放出如同“人造太阳”般的大量聚变能。 就在这台“原型装置”实验室不远处,一个有 6 层楼高,占地面积超过 2 万平方米的大型装置正在施工,这就是 2007 年开工的“神光” 主机工程,它拥有国内无与伦比的技术与规模,是我国迈向世界最先进激光聚变研究的“神器”

21、。 在宛如巨型飞机制造工厂般的“神光”工程现场,数十名科研人员正在上下忙碌,安装调试控制系统和主要部件。记者在这里发现,设备旁紧张工作的科研人员大多为70、 80 后的年轻人,一打听才知道,激光聚变研究中心研究团队平均年龄仅 30 岁。在现场为记者介绍情况的张鑫,今年 28 岁,2008 年硕士毕业后加入研究团队,她告诉记者,作为一名年轻科研人员,能有机会亲身参加这样伟大工程的建设“很自豪、很荣幸” ,每一份努力都使我们更接近成功。作为规模大、程序复杂、技术精度要求高的前沿领域, “神光”研制中为国人“争气”的故事很多:如设备必须的直径 1 米方形件光学元件,美国在研期间曾委托欧洲公司生产,制

22、造完成后不仅禁止再销售,甚至要求对方连生产线也必须拆除、销毁,而通过国内大协作、自主攻关,很快就突破了技术瓶颈。 “都是自主创新,也只有自主创新。 ”郑奎兴说,国家的巨大支持、稳定的核心团队、多领域的协同攻关是重大科技攻关的关键。而新老科学家们孜孜奉献的精神,也在这里得到传承,在高洁净度工作环境中不能喝水,每逢午餐时间一群教授、硕博聚在大门口吃盒饭,成为一道亮丽景观。 多年来,通过科研人员们在塔尖上“跳舞” ,一些看似神奇的创新,在这里则是“信手拈来”:为清洗设备中的价格不菲的珍贵光学器件,中心发明了通过高频率、低能量激光将灰尘炸落而不损害原件的设备。一次偶然的机会,国家文物部门找到研究所,尝试将其用于清洗文物,几番改进,效果良好,就这样国内首台激光文物清洗装置在此诞生。“未来我们还将建设更高功率的激光装置,为人类提供清洁的聚变能。 ”肩负神圣使命、低调研究探索,这里已代表我国在世界科技最尖端领域“潜伏”多年。 (记者 盛利)科技日报 (2011-12-18 三版)

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