江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

晶用军事|激光武器怎样才能击落导弹和运载火箭？

引子
在120年前的1898年 ， 英格兰作家赫伯特·乔治·威尔斯（H.G.Wells）写了一部小说《世界大战》 ， 书中描述了一种叫“死光”的武器 ， 被它照射到的目标会立刻燃烧并被摧毁 。 后来 ， 爱因斯坦发现原子可以受激发射光子产生激光 ， 又之后 ， 科学家们造出了激光器 ， 这证明了威尔斯小说里的东西并不仅仅是幻想 。
自1960年代以来 ， 高能激光器在科学家和军火商的努力下一直在不断发展 ， 各种以瞬间摧毁目标为目的的定向能试验层出不穷 ， 由陆地到海洋到天空再到太空 ， 激光武器越做越小巧 ， 与此同时它的功率却在不断增大 。
2020年5月16日 ， 美国海军发布消息称 ， 他们利用一台安装在“波特兰”号两栖运输舰(LPD-27,USSPortland)上的固态激光武器摧毁了一架低空飞行的无人机 。
晶用军事|激光武器怎样才能击落导弹和运载火箭？
文章图片
激光武器击落无人机
由于“波特兰”号上的激光器光束功率达150kW ， 有朋友对此表示担忧 ， 询问当初长征7号运载火箭发射的过程中这艘美国军舰的位置 ， 运载火箭会不会被激光击伤 。 我们今天就来分析一下舰载激光武器击毁运载火箭的可能性 。
什么是激光？
大多数物质由原子组成 ， 原子核的外层包围着电子云 ， 每一个电子都有自己固定的能级（基态） 。 当原子接收到外界能量（光子或声子）时 ， 能量会将电子往更高的能级推 ， 这时候原子就处于高能量的激发态 。 处于激发态的原子是不稳定的 ， 它会趋向于回到原来的基态 ， 这时候跃迁到高能级的电子会向下衰减 ， 同时向外发射一个光子 。 我们看到的大部分光就是电子“自激发射”产生出来的光子 ， 这些光子的方向和相位都是随机的 ， 所以灯泡在点亮之后四面八方都有光 。
晶用军事|激光武器怎样才能击落导弹和运载火箭？
文章图片
电子自激发射产生光子
但是有些材料 ， 比如红宝石或一定比例的氦氖混合气体等等 ， 当它们受到一定频率光子照射时会激发出光子 ， 而这些光子会在材料内部反射的过程中去激发其它原子 ， 从而产生越来越多同样频率同样相位的光子 ， 给它的照射能量越大 ， 材料被激发产生的光子就越多 。 这些光子的频率相同、波形相同、相位也相同 ， 所以它们的能量会叠加而不是损耗 。 当这些光子在材料两端平行的反射镜之间来回反射后 ， 出来时就形成了颜色单一、并且能量与方向性都极强的激光 。
晶用军事|激光武器怎样才能击落导弹和运载火箭？
文章图片
激光的产生
激光的能量取决于你输入给材料的能量 ， 通常情况下这个能量的转化效率是10%（90%变成了热能） ， 也就是说你要想得到150kW功率的激光束 ， 需要的输入功率大约是1500kW ， 它就是一电老虎 。
激光的杀伤力
由于所有被激发出来的光子都沿着同一个方向发射出来 ， 它的能量非常集中 ， 也因此而获得杀伤力 。
激光的杀伤力与光束的能量相关 。 一般而言 ， 辐射功率不超过1毫瓦的II级激光可以使人眼感觉不舒服 ， 但不至于造成损伤；而辐射功率在1~5mW的IIIA级中等功率激光器 ， 类似于指示用的激光笔那种 ， 就能对人的视网膜造成永久性灼伤；而指星笔属于IIIB级 ， 它的光束可以点燃火柴或纸张；那些辐射功率大于500mW的就属于IV级大功率激光器了 ， 它能轻易烧焦你的皮肤 。
晶用军事|激光武器怎样才能击落导弹和运载火箭？
文章图片
指星笔能灼伤视网膜
如果光束的功率更高 ， 达到20~50W ， 我们可以利用它在30米开外截断手臂粗细的树枝 。 即便如此 ， 这样的激光器在军事上的用途仍然十分有限 ， 或许你能利用它击毁附近的大疆无人机 ， 更多的事情它就干不了了 。


推荐阅读


上一篇：图报|比俄罗斯更难缠，网友：称霸结束了？，美国强硬的对手或将出现

下一篇：利刃观察眼|澳媒替美国着急：我们和日本出钱重启生产线，能用的F22不多了