“用光打仗”是瞎想吗?请看激光武器的“三板斧”!
我们看科幻片时,总羡慕那些“抬手一道光,敌人就报废”的超级武器。以前总觉得“用光打仗”是未来的事,但今天要告诉你——这不是科幻,现实中真的有一款武器,不用子弹、不用炮弹,就靠一束光,就能悄无声息地把目标打下来!它就是咱们今天的主角:激光武器。这束“能打架的光”,到底是怎么做到“无弹胜有弹”的?咱们今天就说个明白!
其实所有的武器都是靠“能量”来造成破坏,但传递能量的方式各不相同。比如炮弹、炸弹、核武器等传统武器爆炸,能量像泼出去的水,以爆炸点为中心向四面八方扩散,靠冲击波毁伤目标。

而激光武器是一种定向能武器,能量像一束“精准的光束”,指哪打哪,不会误伤周围。就像拿手电筒照路,光只走一个方向,这就是它精准打击的关键。

激光武器是利用激光束的能量攻击目标,直接杀伤破坏目标,或使之丧失作战效能。它既可以直接令作战人员致盲或致死,也可以干扰或摧毁敌人的武器装备。由于激光武器杀伤破坏目标的能量是激光束,人们也把激光武器称为“死光武器”。
那激光和我们平时见到的太阳光有什么不同?总结起来是“两高两好”:高亮度、高方向性、单色性好、相干性好。简单说,就是能量特集中、方向特笔直、颜色特纯、相位特齐。这些特点在军事上有广泛的应用价值,如激光测距、激光探测、激光全息照相、激光制导、激光通信、激光武器等。

其中最关键的是高亮度。激光比太阳光,起码要亮100亿倍;只有氢弹爆炸瞬间产生的闪光,才能勉强与激光相比。把激光聚焦在碳块上,不用1秒钟就能将碳块加热至8000℃;打到钢刀片上,瞬间就冒白光,几毫秒就能穿个洞。
那激光为什么这么亮呢?一是激光的产生原理特殊,二是激光的发光角小,发光时间还高度集中。试验表明,将发光角减小10倍,光的亮度可以增加100倍。另外,激光还可以把1秒钟内所发射出的能量,集中在1微秒甚至1纳秒的瞬间内发射出去,功率自然惊人。
正是这股“浓缩的能量”,让激光武器有了三招“破坏技巧”,我们称之为“三板斧”:
第一招是烧蚀效应,就像激光打孔。
大家小时候都玩过放大镜烧树叶吧?阳光聚在一点,树叶很快冒烟、烧洞——激光的烧蚀效应,就是“超级加强版”!一束强激光照在目标上,瞬间让目标表面汽化,强大的蒸汽高速向外膨胀,同时可将一部分液滴甚至固态颗粒带出,形成一个坑或者洞。这种烧蚀作用是激光对目标的基本破坏形式。如果激光参数选择得合适,激光束在使目标汽化的同时,还能使目标的深部温度高于表面温度,这时内部的过热材料由于高温而迅速产生高压,引发热爆炸,使穿孔的效率更高,破坏力更强。

不过,激光也不是越强越好。如果能量太高,反而会在目标表面形成一片“等离子体云”,在目标与激光束之间形成一道屏障,把后续的激光挡在外面。但在使用激光武器对付空中飞行目标时,目标四周翻滚的气流又会成为激光的得力助手,迅速吹散靶材上面的蒸汽,致使“光到靶穿”。

第二招是激波效应,也就是内外夹击。
激波是指气流中的强压缩波。超声速运动的物体会压缩其前方的气流,进而形成一个压力、温度和密度突然升高、流速突然减慢的波面,这个波面就称为激波。当激光让目标表面汽化喷射时,会产生一股反冲力,就像在你手心突然炸开一个鞭炮,手掌会感到一震。这股力量在目标内部形成“激波”,传到背面再反射回来。这样一来,外表面的激光与内表面的激波同时对目标内外夹击,外面是激光烧,里面是激波震,目标很容易就被“撕裂”。

第三招是辐射效应。
激光烧目标时,表面会冒“高温雾”——这是等离子体云,像冰棍冒的白气,但温度有几千℃!等离子体大量地吞噬激光能量,一方面对激光起到屏蔽作用,另一方面又能够辐射出紫外线甚至X射线,造成目标的结构及其内部电子、光电元器件损伤。实验表明,这种紫外线或X射线比激光还刁钻,能钻进目标内部,把电路板、传感器烧坏,它们可以为激光武器的杀伤起到推波助澜的作用。

正是靠着这厉害的“三板斧”,激光武器能在战场上守护安全,而且,它的精准控能的本事,还走进了我们的生活。医疗中,激光能做近视手术;工厂里,激光切割厚钢板又快还没粉尘……这束“既能保家卫国,又能服务生活”的光,未来还会带来哪些惊喜?咱们一起期待!
本文为科普中国-创作培育计划扶持作品
作者:葛立德,国防大学教授 军事专家
审核:瞿雁冰 中国兵工学会编审
出品:中国科协科普部
联合出品:中国兵工学会
监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司
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