根據(jù)中國(guó)學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)學(xué)報(bào)》(Acta Optica Sinica)的一篇論文，中國(guó)軍事專家聲稱開發(fā)出了一種新的冷卻機(jī)制，可以讓高能激光器“無(wú)限”地工作，而不會(huì)產(chǎn)生余熱。

　　新的冷卻技術(shù)完全抵消了高能激光操作產(chǎn)生的危險(xiǎn)余熱——這個(gè)問題已經(jīng)成為激光武器發(fā)展的一個(gè)重大技術(shù)障礙。研究人員還表示，這種系統(tǒng)有望通過延長(zhǎng)交戰(zhàn)時(shí)間、增加射程和傷害、減少后勤和成本來(lái)顯著改變戰(zhàn)斗的面貌。

　　他們還表示，由于采用了新技術(shù)，這些武器現(xiàn)在可以隨心所欲地產(chǎn)生激光束，而不會(huì)出現(xiàn)中斷或損耗性能。這也意味著，只要持續(xù)給它供電，就能夠無(wú)間隙地執(zhí)行任務(wù)，且能持續(xù)保證高能量的輸出?！暗侥壳盀橹梗袊?guó)在動(dòng)態(tài)吹風(fēng)熱管理方面的許多先進(jìn)設(shè)計(jì)和研究進(jìn)展尚未報(bào)道。這是首次將一些設(shè)計(jì)和測(cè)試結(jié)果公布于眾?！?/p>

　　據(jù)悉，由中國(guó)激光武器專家Yuan Shengfu領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在8月4日發(fā)表在《光學(xué)學(xué)報(bào)》(Acta Optica Sinica)上的一篇論文中表示：“這是提高高能激光系統(tǒng)性能的一個(gè)巨大突破。高質(zhì)量的光束不僅可以快速在第一秒內(nèi)產(chǎn)生，而且可以無(wú)限期地保持下去?！?/p>

　　報(bào)告提到，新的冷卻系統(tǒng)采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的氣流，以消除激光武器內(nèi)部的熱量，同時(shí)最大限度地減少湍流和振動(dòng)，并提高鏡面清潔度。

　　上述團(tuán)隊(duì)稱：“自從1960年發(fā)明第一臺(tái)紅寶石激光器以來(lái)，人們就熱衷于從動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榧す饽芰?，以便以光速快速投射能量，激光束成為可以瞬間殺死目標(biāo)的‘死亡射線’。不幸的是，60年過去了，雖然各種類型的激光器已經(jīng)開發(fā)出來(lái)，但高能激光系統(tǒng)的應(yīng)用還未獲得成功?！?/p>

　　而近年來(lái)，激光武器的發(fā)展不斷加速，它的出現(xiàn)可能對(duì)導(dǎo)彈傳感器構(gòu)成新的挑戰(zhàn)。例如在美國(guó)近年來(lái)已經(jīng)擁有了一些知名項(xiàng)目，包括使用氟化氘作為激光源的海軍先進(jìn)化學(xué)激光器(NACL)，以及中紅外先進(jìn)化學(xué)激光器(MIRACL)，戰(zhàn)術(shù)高能激光器(THEL)，使用氟化氫作為激光源的天基激光器(SBL)，以及使用化學(xué)氧碘激光器的機(jī)載激光器(ABL)。

　　這些項(xiàng)目都已經(jīng)在試驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)獲得了驗(yàn)證，其中中紅外先進(jìn)化學(xué)激光器(MIRACL)已經(jīng)擊落了超音速導(dǎo)彈，戰(zhàn)術(shù)高能激光器(THEL)已經(jīng)擊落了48個(gè)飛行目標(biāo)，而化學(xué)氧碘激光器的機(jī)載激光器(ABL)已經(jīng)成功攔截了液體燃料導(dǎo)彈。不過，它們之所以被取消，背后真正的原因是破壞力沒有達(dá)到預(yù)期——這些武器的最大有效射程只有幾公里，為了提高光束的破壞力，需要更長(zhǎng)的連續(xù)操作時(shí)間。

　　激光武器內(nèi)部通過一種稱為“受激發(fā)射”的過程產(chǎn)生高能光束，這包括激發(fā)增益介質(zhì)中的原子或分子(如晶體或氣體)，從而激光武器能夠達(dá)到更高的能量狀態(tài)。當(dāng)這些被激發(fā)的原子或分子回到它們的基態(tài)時(shí)，它們會(huì)發(fā)射光子，然后通過光反饋過程放大光子，從而產(chǎn)生高能激光束。

　　在這個(gè)過程中，光束控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)引導(dǎo)和控制激光束，通常通過使用反射鏡和透鏡。這個(gè)系統(tǒng)必須是高度精確和穩(wěn)定的，因?yàn)榧词故呛苄〉钠罨蛘駝?dòng)，也會(huì)導(dǎo)致光束偏離指定的路線。但當(dāng)激光束穿過空氣時(shí)，它會(huì)加熱中途的氣體，導(dǎo)致氣體膨脹并產(chǎn)生湍流。這種湍流會(huì)導(dǎo)致光束散射和扭曲，從而降低其有效性和準(zhǔn)確性。此外，加熱的氣體會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中的鏡子和鏡片受到污染，導(dǎo)致性能下降和壽命縮短。

　　研究人員稱，在某些情況下，較大的污染物顆粒在鏡子上燃燒甚至?xí)?dǎo)致鏡子破裂或損壞，從而大大降低了高能激光武器的實(shí)用性和可靠性。

　　上述團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種內(nèi)部光束路徑調(diào)節(jié)器，這是一種讓氣體吹過激光武器以消除廢熱并提高氣體清潔度的系統(tǒng)。它的設(shè)計(jì)是緊湊和高效的，其重點(diǎn)是優(yōu)化氣體流量，最大限度地減少尺寸和重量。

　　它由幾個(gè)關(guān)鍵部件組成，包括一個(gè)空氣源、一個(gè)熱交換器、一個(gè)氣體流量控制系統(tǒng)和一個(gè)氣體噴射/吸入系統(tǒng)：

　　- 空氣源為系統(tǒng)提供干凈、干燥的空氣，然后通過熱交換器將其冷卻到所需的溫度。

　　- 氣體流量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣體流量，確保在正確的溫度和停留時(shí)間下輸送，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)小像差。

　　- 氣體注入/吸入系統(tǒng)負(fù)責(zé)將氣體注入激光系統(tǒng)的內(nèi)部光束路徑，并在氣體通過后將其移除。

　　團(tuán)隊(duì)在建造和操作內(nèi)部光束路徑調(diào)節(jié)器時(shí)，必須仔細(xì)注意許多技術(shù)和實(shí)用要點(diǎn)：1)其中一個(gè)主要挑戰(zhàn)是確保氣體流動(dòng)達(dá)到預(yù)期的冷卻和清潔效果。這需要仔細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試氣體流動(dòng)控制系統(tǒng)，以及將氣體輸送到內(nèi)部光束路徑的注射/吸入系統(tǒng)。2)另一個(gè)挑戰(zhàn)是使其足夠緊湊和高效，以便在實(shí)際應(yīng)用程序中使用。需要?jiǎng)?chuàng)新的設(shè)計(jì)，如先進(jìn)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)、每個(gè)路徑的流量?jī)?yōu)化、注入/吸入與梁段的集成以及簡(jiǎn)化的管道。

　　根據(jù)研究人員的說(shuō)法，冷卻系統(tǒng)可能會(huì)帶來(lái)新的問題，如湍流和振動(dòng)，如果建造不當(dāng)，可能會(huì)影響光束質(zhì)量。例如，氣體吹過內(nèi)部光束路徑會(huì)產(chǎn)生湍流和振動(dòng)，從而影響激光束的穩(wěn)定性和質(zhì)量。上述團(tuán)隊(duì)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了廣泛的測(cè)試，以確保其符合軍方要求的性能規(guī)格。此外，據(jù)報(bào)道該裝置已經(jīng)在許多正在開發(fā)的激光武器中使用。