去年美國(guó)宣布核聚變點(diǎn)火成功,全網(wǎng)都在吹美國(guó)科技領(lǐng)跑,可絕大多數(shù)人都沒(méi)挖到新聞背后的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。美國(guó)花了二十五年、三十五億美元搞出的成果,實(shí)際上離真正能用還差著十萬(wàn)八千里,而咱們悶頭在另一條賽道跑了幾十年,進(jìn)度快到超出很多人想象。
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說(shuō)出來(lái)你可能不信,美國(guó)這次所謂的里程碑突破,一共就成功了寥寥幾次。打一發(fā)之后,要等好幾個(gè)小時(shí)甚至更久才能充能打下一發(fā),別說(shuō)拿來(lái)軍用發(fā)電,連高頻次做實(shí)驗(yàn)都做不到。說(shuō)白了就是實(shí)驗(yàn)室里的科學(xué)突破,離工程化應(yīng)用還遠(yuǎn)得很。
現(xiàn)在不少人盯著美國(guó)NIF的總能量說(shuō)咱們還差得遠(yuǎn),可很少有人知道,咱們走的壓根不是同一條技術(shù)路線。美國(guó)NIF走的是間接驅(qū)動(dòng)路線,激光先轉(zhuǎn)成X射線再壓縮燃料靶丸,好處是均勻性好,壞處是能量轉(zhuǎn)化率低到離譜,最后落到靶丸上的能量也就百分之一左右。咱們從2010年代開(kāi)始就重點(diǎn)推進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)方案,核心目標(biāo)就是提升激光到靶丸的耦合效率。這條路走通了,不用造得跟NIF一樣巨大,就能拿到不比它差甚至更好的結(jié)果。
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很少有人知道,這個(gè)超級(jí)工程的根,扎在上海嘉定一塊很少被提起的地方。中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所,是咱們中國(guó)激光科學(xué)的發(fā)源地,說(shuō)它是中國(guó)激光的搖籃一點(diǎn)都不夸張。1986年863計(jì)劃啟動(dòng),激光技術(shù)被列為七大重點(diǎn)領(lǐng)域,承擔(dān)任務(wù)的就是上海光機(jī)所,從那時(shí)候起咱們的高功率激光研究就是成體系的沖鋒。
很多人只知道四川綿陽(yáng)的神光裝置,不知道上海光機(jī)所2016年就建成了上海超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置,峰值功率突破10拍瓦,還一度創(chuàng)下了世界紀(jì)錄。10拍瓦是什么概念呢,全球所有發(fā)電站加起來(lái)同一時(shí)刻的總輸出功率,也就2拍瓦多一點(diǎn)。也就是說(shuō)這一束激光在飛秒級(jí)的瞬間,釋放出的功率頂?shù)蒙衔鍌€(gè)全人類(lèi)的總發(fā)電能力,說(shuō)出來(lái)是不是挺震撼。
SULF搞的是超強(qiáng)超短路線,神光搞的是高能長(zhǎng)脈沖路線,兩者方向不一樣,可底層的關(guān)鍵材料和核心器件高度通用。比如說(shuō)大口徑釹玻璃,這是高功率激光器的心臟,得在極端均勻的條件下澆鑄成型,哪怕一點(diǎn)點(diǎn)微小的折射率波動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致光束畸變沒(méi)法用。
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放在十五年前,咱們根本做不了合格的大口徑量產(chǎn)元件,當(dāng)年建神光II的時(shí)候,一塊大口徑KDP晶體要生長(zhǎng)好幾個(gè)月,稍有差池就全部報(bào)廢,合格率低得讓人絕望。現(xiàn)在咱們不僅掌握了KDP晶體的快速生長(zhǎng)技術(shù),還把晶體尺寸做到了國(guó)際一流水平,大口徑釹玻璃也完全實(shí)現(xiàn)了自主可控。沒(méi)有這些看不見(jiàn)的突破,神光III根本不可能建成。
很多人只知道激光武器厲害,可到底能怎么改變戰(zhàn)場(chǎng),很少有人說(shuō)透,今天講兩個(gè)實(shí)打?qū)嵉倪壿嫛n^一個(gè)就是成本不對(duì)稱(chēng)直接掀桌子,美國(guó)一枚標(biāo)準(zhǔn)-3型防空導(dǎo)彈,造價(jià)都在一千萬(wàn)到一千五百萬(wàn)美元之間。美國(guó)海軍伯克級(jí)驅(qū)逐艦滿(mǎn)載也就96枚各型導(dǎo)彈,看著數(shù)量不少,可真遇上對(duì)手用廉價(jià)無(wú)人機(jī)或者反艦導(dǎo)彈搞飽和攻擊,幾輪齊射打出去就空了,之后一千多名船員就只能干瞪眼。
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要是裝上百千瓦級(jí)的艦載高能激光武器,情況完全反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。一次發(fā)射的邊際成本不到幾美元,說(shuō)白了就是一點(diǎn)電費(fèi)而已。只要艦上的發(fā)電機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn),激光就能一直打。對(duì)手拿十萬(wàn)塊錢(qián)一架的無(wú)人機(jī)來(lái)消耗你,你用幾塊錢(qián)一發(fā)的激光攔,這筆賬誰(shuí)都算得明白。美國(guó)早就開(kāi)始測(cè)試艦載激光武器系統(tǒng),咱們這邊雖然低調(diào)得多,可多個(gè)可靠消息都顯示,解放軍相關(guān)項(xiàng)目的進(jìn)度一點(diǎn)都不比美國(guó)差。
再一個(gè)就是響應(yīng)速度碾壓對(duì)手,這一點(diǎn)在反高超音速武器的時(shí)候尤其好用。一枚十馬赫飛行的高超音速滑翔體,一秒鐘就能移動(dòng)大概3.4公里,而且高超音速目標(biāo)的彈道是不規(guī)則的打水漂式滑翔,能提前預(yù)測(cè)的窗口極短,傳統(tǒng)攔截方式的成功率被壓得很低。
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激光是光速,一秒鐘三十萬(wàn)公里,從決策到命中,根本不存在飛行時(shí)間的說(shuō)法。只要探測(cè)系統(tǒng)鎖定了目標(biāo),火控系統(tǒng)完成指向,打擊就是瞬間完成的,根本不給目標(biāo)變軌逃逸的機(jī)會(huì)。也難怪美國(guó)五角大樓這幾年瘋了一樣往定向能武器上砸錢(qián),他們自己造出了高超音速武器,也明白能對(duì)抗這玩意兒的,大概率只有激光。這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)放到戰(zhàn)場(chǎng)上,真的能直接改寫(xiě)規(guī)則。
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還有一個(gè)很多人都忽略的維度,就是神光工程對(duì)咱們國(guó)家核威懾體系的支撐作用,這個(gè)作用真的少有人提,但至關(guān)重要。1996年聯(lián)合國(guó)《全面禁止核試驗(yàn)條約》簽署之后,所有核大國(guó)都遇到了同一個(gè)難題,不能再進(jìn)行實(shí)爆試驗(yàn)了,可核武器本身是有保質(zhì)期的。彈頭里的钚核心會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生物理和化學(xué)變化,還能不能正常起爆,當(dāng)量有沒(méi)有衰減,這些問(wèn)題都需要極高精度的物理模擬才能回答,而神光裝置就是干這個(gè)的核心平臺(tái)。
參考資料:人民日?qǐng)?bào) 《我國(guó)高功率激光領(lǐng)域取得重要進(jìn)展》
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