天下武功唯快不破!中国空中版激光炮:激光战机,拦截美国核导弹
天下武功,唯快不破。上次我们介绍了中国在地面上的激光武器:《中国激光炮,谁与争锋? 》。文章中介绍的是一款移动式,车载激光武器(以下称之为激光炮)。可以打击低空飞行的无人机。
由于激光炮需要强大的电功率,但是,又不能把激光炮接在电力厂附近,激光炮需要能够移动,才能有效作为武器之用。
中国车载激光炮是利用车子本身的发电系统+ 储能电池。因此,这不是随随便便就能够开发的技术,并非是任何国家都具备的能力。
也因此,想要把激光炮搬上天空,搬到战机上,那更是难上加难。
可是,中国研发团队解决了这方面的难题。还记得上次杨风说,凡是碰到电力的研发,中国就是第一名?这包括高压电、电磁弹射、全电驱动的军舰等。
巧了,真是巧了,这回中国真把激光炮给搬上天了,这是空中版的激光炮。
车载激光炮方面,中美处于竞争的局面,但是在战机上的激光炮,中国领先。
1 美国机载激光炮
美国曾经于1996 年启动机载激光炮 YAL-1(Airborne Laser Testbed),2002 年首飞,2010 年完成试射。
开启了全球空基激光武器的先河,领先全球。
这项研发计划总计耗费50 亿美元,当时也只有美国具备这样的科技实力和研发资金。
YAL-1的设计目标是,在敌方弹道导弹发射阶段,用高能化学激光烧毁弹道导弹的燃料舱,在其进入大气层外之前将其摧毁。也就是说,YAL-1是作为初段反导系统(Boost-Phase Intercept)。
这是将近30年前的事,那时候是什么样的时代背景?那是苏联垮台,美国独霸全球的时候(从比尔.克林顿到小布什)。大家还记得2001年小布什上台后,“重启”美国里根总统提出的星球大战计划吗?
里根时代的星球大战计划失败了,其中一个原因是因缺乏稳定的天基激光和粒子束。
等到小布什上台,他环顾四周竟然没有一个对手,正是发展空基激光武器的时候,小布什想要在军事上彻底领先全球,彻底压制所有对手。
果然也不负众望,2010 年成功试射,击毁一枚短程弹道导弹。
但这项计划于第二年停止了。为什么停止呢?
原因一,射程有限。其有效打击距离只有几百公里,而不是理想中的上千公里。
原因二,激光在大气层传播会衰减,遇到云层或雨雾会严重失效。
第三个原因,成本高昂。每一次使用化学激光都需更换昂贵的化学燃料。
第四个原因,平台的生存能力弱,YAL-1 要 747 飞机作为载体,目标大、飞行速度慢,容易被击落。
既然缺乏成本效益,也难以达成理想中的作战效果,计划下马是自然的事。
YAL-1计划终止,严重打击了全球对空基激光武器的信心,认为这是不可行的。是一条绝路。
2 中国激光炮放异彩
然而,美国人办不到的事情并不意味中国人也办不到。
2025年8月10日,中国苏州工业园区激光产业创业联盟协会的官方头条号——长三角G60激光联盟,发表一篇文章。
文章中指出,中国航空业计划打造200级的战略激光飞机。
该计划代号是“红鹰的战略”,利用现有的运-20运输机为机载平台。
文章中指出,中国攻克了美国未能解决的技术瓶颈:
第一,其重量轻,体积小。这点对机载机关炮来说非常重要。
第二,效率高,功率大。这里指的是电能输出功率大。
第三,散热性能好,稳定性高。
其中突破的技术层面主要是,采用了全球最大的,直径为60 毫米的钡镓硒晶体(BaGa₄Se₇,简称BGSe)。
钡镓硒晶体的好处是,能够承受高功率输出时所带来的自我损伤。简单说,就是不会自己被自己烧坏了。
依照一个月前《南华早报》的报道,合肥物质科学研究院吴海鑫教授领导的团队,首次展示直径达60毫米的合成晶体,能够承受高达550兆瓦每平方厘米的激光强度。比目前所知的军事级晶体强度高出一个量级。
3 机载激光炮的优势
机载激光炮的好处是,如果在1万1000 米以上的高空传输,将能够在极大程度上避免大气的影响,这个高度是属于平流层,这里的云、雨、雪、雷暴很少,很少。也就是说,在这个高度发射激光不受什么干扰。
因此,不论是弹道导弹在初段飞行,还是在中段和末端飞行,机载激光炮都能够有效打击。
而且,就算敌方的弹道导弹具备高速变轨能力,也没用。激光炮是以光速行进,就算是在大气层内,速度也没慢多少。以这样的速度打击弹道导弹,那是轻而易举。
第二个好处是,成本低。
激光炮的单次发射成本和反导导弹相比,几乎可以略去不计。
4 美国机载激光炮没得比
可能有人会说。美国YAL-1 计划所遇到的问题,中国也同样会遇到。
我们用一个比较的方式。美国YAL-1 计划所是使用化学激光(Chemical Oxygen Iodine Laser, COIL),这是化学氧和碘激光(COIL),不是电能激光。
这差别就大了,中国使用钡镓硒晶体,是电能激光,体积小、重量轻、输出功率高。
体积小、重量轻就可以带到天上去,而且可以带更多,不像化学激光,用过一次就要更换化学燃料,“打一炮”就不行了。
钡镓硒晶体是固体激光晶体,由电能驱动,只要晶体本身不烧坏,可以重复使用,多次使用。
这样说来,中美之间的差距是不是很大?
第二,中国的计划是使用运-20,跟美国YAL-1 使用波音747类似。虽说运-20的体积比 747 小一些,但也是大型飞机,容易被敌方侦测,摧毁。
这方面不是问题,由于中国机载激光炮体积小、重量轻、输出功率高、可重复使用,不仅仅可以打击弹道导弹,也可以摧毁来袭的空空导弹,以为自卫。
所以,中美的差别很大。中国的钡镓硒晶体模式实用化高,如果在2030年开始部署,将在极大程度上改变中美的战略态势。怎么说呢?
5 完整的核防护网
前面提到的,可以对弹道导弹的初段(上升段)、中段、末端进行拦截,反导。这是其一。
如果把激光炮部署在舰艇上,这就建构了海基拦截。
还有呢?还可以部署在太空站,或大型卫星上。
这就成了海基、陆基、空基,以及太空四个维度的反导体系,形成一个完整的核防护伞。
这样又有什么作用呢?
美国不是号称有5,177 枚核弹头,远比中国多吗?
也因此,过去20年,美国往往会以核弹头的数量优势,屡屡在中国周边海域进行自由航行,军事演习,抵近侦察等。
如果美国的核导弹威胁不了中国,有那么多核弹头何用?还能够威慑中国吗?
中国肯定会持续增加核弹头的数量,看看中国有这么多的核弹头载体,就知道中国核弹头数量绝对不会只有西方之前估计的3、400枚。
最新的估计是(仍然是西方的估计),目前中国约600 枚核弹头。
中国核弹头数量持续增加,而拦截弹道导弹的技术和部署也在不断增进,这是矛和盾同时增长。
1983年,美国里根总统提出星球大战计划。但是由于技术不成熟,以及成本的问题,这项计划没能实现。
1996 年启动的YAL-1 机载激光炮,再到小布什时期的NMD(国家导弹防御)和 TMD(区域导弹防御)系统,
虽然在反导导弹方面美国获得一定的成就,但是在天基激光炮方面却失败了。
美国实现不了的计划,总要有人接续吧?于是,中国研究者接续美国起始的星球大战计划,为人类科技开展新的里程碑,伟大计划的完成,不必在“美”,“中”也可以。
6 结论
中国在钡镓硒晶体方面的成就,是在材料领域的成功。
在本世纪前,所谓的材料科技一直都是美西方国家,或日本所盘踞。材料科技,例如金属、非金属、高分子、复合材料、纳米、半导体化学材料等,被视为高端科技和工业的代表,也是科技强国方能具备的要件之一。
2010年,中国首次将“新材料”列为国家战略性产业。当年,国务院发布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,明确将新材料列为七大战略性新兴产业之一 。
2015年发布的《中国制造2025》中,新材料被进一步强调为关键领域,特别是特种金属、功能高分子、先进复合材料等被视为战略性前沿材料。
正是有了对材料科技核工业的重视,才会有如今井喷式的发展,包括飞机引擎叶片、轮机(涡轮)引擎,以及各类的稀土元素、稀有金属和钡镓硒晶体。
以日本全球第一的半导体化学材料而言,中国也差不多跟上了。只是在精度(纯度)上还有落后。
假以时日,真的是假以时日,这句话不是空话,中国在各个材料科技上不存在落后的问题,而且还会领先,不论是民用还是军用方面。
这也成就了,中国是世界第一工业大国的称号。
最后一个预测。刚刚提到的是拦截导弹,是自我防御。难道空基和天基激光炮不能作为攻击用吗?
当技术成熟了,当然可以。
再强调一次,凡是有关电能技术,无论是军用还是民用,中国现在领先,将来也会继续领先。
杨风