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在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年这场盛大的阅兵式上,我们见到了很多先进的武器,其中有一款新型舰载激光武器首次出现在人们的视野中.这款武器外形科幻,能通过激光攻击数十千米外的目标,是未来战场上的神兵利器.舰载激光武器已经横空出世,相信不久的将来也能装备在新型战斗机上,到时必将改变人类的空战模式.
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随着高能激光武器技术的迅速发展,天基系统在轨安全面临日益严峻的激光威胁,研究其抗激光干扰与毁伤防护技术具有重要意义.本文系统综述了基于线性光学原理、热致相变原理以及非线性光学原理的3类主流激光防护技术研究进展,重点分析了其作用机制、性能特点与局限性.在线性光学防护技术中,吸收型、反射型与复合型材料已实现对特定波段的高效防护,但存在无法区分同波段信号光与威胁激光等问题.热致相变材料具有弱光高透过、强光高衰减的自适应特性,在宽波段防护方面展现出潜力,但其响应速度、损伤阈值及空间热管理仍是其应用瓶颈.非线性光学激光防护技术凭借超快响应和光强自适应等优势,成为应对超短脉冲、高功率激光威胁的主要技术方向,基于非线性吸收、非线性散射与非线性折射的新型激光防护材料在限幅性能、损伤耐受性等方面不断取得突破.在此基础上,本文进一步探讨了激光防护技术在天基系统中的适用场景面临的挑战,指出当前防护技术仍存在宽波段覆盖不足、空间环境适应性差、工程化制备难度大等问题.未来研究应聚焦多机制融合、新材料开发、器件小型化与集成化,并结合空间环境验证,推动天基激光防护技术从实验室走向工程应用,为保障航天器在轨安全提供关键技术支撑.
高能激光防护线性光学相变材料非线性光学
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针对末端防空反无人机连续交战中异构火力资源协同困难、静态分配方案难以适应态势变化的问题,提出滚动时域异构火力协同决策方法.建立弹炮结合武器与高能激光武器的统一资源描述和毁伤效能模型,构建兼顾毁伤效益、弹目适配和资源成本的阶段决策模型;引入目标时间紧迫度与协同负载迁移机制,实现火力资源阶段重规划.仿真结果表明,该方法能够根据态势变化滚动调整火力分配方案,实现目标处置、资源消耗与阶段决策时效的协调.
反无人机火力协同滚动时域异构火力动态重规划武器目标分配
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依据现代战争对电子战武器系统的迫切需求,对电子战的组成和威胁分类简单论述中重点对伴随战略车队,起要地防御作用的车载电子攻击光电反导技术进行介绍.针对弹道导弹及无人机的"硬杀伤",介绍了美国高能激光武器技术的发展状况,针对飞机驾驶员、激光寻的导弹、红外制导导弹,论述了对人眼、电视导引头、激光导引头、红外导引头进行"软杀伤"的激光诱偏和激光压制反导技术,给出导引头常用传感器的致盲功率密度,计算出典型导引头的致盲功率密度参数,并给出激光致盲作用距离计算公式,针对不同导引头和作用距离,给出相应激光压制的重要参数,为工程设计提供参考.
电子战高能激光武器光电对抗激光寻的导引头红外导引头
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本文针对基于金凸点倒装互连的异构融合先进封装在天线阵列微系统中的应用需求,聚焦芯片封装、微组装和电装3个层级,开展金凸点倒装键合、焊料球互连及BGA阵列集成工艺优化与可靠性研究.采用等离子清洗、金凸点制备、轮廓仪检测和超声热压键合,在金凸点阵列共面度小于10 μm的情况下,实现Si与GaAs芯片的异质集成.经温度循环和剪切力试验,键合强度超过Si本体强度,表明其具备优异的可靠性.采用专用植球工装与激光开孔技术,提升植球精度,结合回流工艺优化,有效抑制桥连与冷焊缺陷.基于有限元仿真,提出八边形金属围框结构,减少应力集中,显著降低热失配应力.研究结果为高可靠、轻小型化天线阵列微系统提供关键技术支撑,推动先进封装在航天与武器装备中的工程化应用.
金凸点倒装键合焊料球BGA
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[目的]光学陀螺仪在惯性导航、武器装备和航空航天等领域发挥着巨大作用,为满足目前无人机等小型化导航和控制应用对陀螺仪成本、尺寸、重量和功耗(C-SWaP)以及大规模制造能力要求的逐渐提高,文章面向干涉式集成光学陀螺方案设计并制造了米量级无波导交叉的氮化硅传感光波导芯片.[方法]通过多模波导的优化设计降低波导侧壁粗糙度对传输损耗的影响,通过多模欧拉弯曲优化将每个弯曲半径仅为 150 μm 的 90°弯曲波导的模式串扰由-11.8 降低到-40.0 dB,额外损耗由 0.300 0 降低到 0.002 5 dB,利用垂直耦合和端面耦合避免了波导交叉.[结果]最终在 4.30 mm×1.73 mm 的氮化硅芯片面积下集成了 1.01 m 长度的传感波导,最低损耗为 1.63 dB/m,散粒噪声受限条件下该器件可支持干涉式集成光学陀螺实现0.21 °/s 探测灵敏度.[结论]文章展示了所提设计在干涉式集成光学陀螺应用中的光明前景.
氮化硅光子集成集成光学陀螺
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激光校靶系统作为飞机火炮冷校靶核心设备,其校准精度直接决定武器打击效能.本文针对其校准指标模糊、操作不统一、偏差较大等问题,提出一种关键参数校准方法,并采用GUM法开展不确定度分析.结果表明,该方法光斑直径测量误差≤0.2mm,轴夹角扩展不确定度为0.07mrad,满足校靶精度要求,不仅能填补现有校准规范空白,为该系统标准化校准提供科学依据,而且能提升不同设备校准一致性.
激光校靶系统参数校准不确定度分析最小二乘拟合
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中高能激光武器已经逐步实战化应用于反无人作战,其毁伤机理和作战效能的研究愈发重要.根据激光武器的特性和毁伤机理,建立了郊狼无人机仿真计算模型,对激光热烧蚀毁伤郊狼无人机的碳纤维壳体进行了深入研究分析,给出了毁伤阈值;并结合反无人试验相关数据对试验结果和仿真结果进行了对比,验证了激光武器毁伤郊狼无人机热烧蚀模型的准确性;最后构建了反无人激光武器试验适用性评估指标体系,利用云评估模型对激光武器体系适用性进行了评估分析;为后续激光武器装备的实战化考核、打击方法以及激光防护提供了重要参考,也为评估激光武器体系适用性提供了参考方法.
反无人技术激光武器激光烧蚀毁伤适用性
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从核武器到强激光,从强激光到能源战略,从能源战略到垃圾治理,他一辈子改了3次行.每一次,都是国家需要.他就是被称为"跨界院士"的杜祥琬.
"绝对服从祖国的需要"
1938年,杜祥琬出生于河南南阳一个书香门第.他的父亲杜孟模是北京大学数学系毕业的知识分子.少时,他对天文学产生了浓厚兴趣.1956年,他报考了当时全国高校唯一的天文系——南京大学天文系.
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在低空经济快速发展的背景下,无人机技术的广泛扩散带来了日益严峻的低空安防挑战.文中系统梳理与评述了低空无人机监视与反制方法的研究现状与发展趋势.在低空无人机监视方面,重点关注雷达、射频、光电、声学等非协作式监视方法,调研并分析了各非协作式监视方法的研究现状与瓶颈;进而阐述了信息融合的必要性,分别从同构、异构融合方案与特征级、决策级、规则级融合方法等角度,综述了信息融合领域的研究现状.在低空无人机反制方面,从信息物理系统视角出发,将针对无人机的反制方法划分为物理层与信息层2 类,综述了毁伤、捕获、干扰、诱骗等反制方法.在物理层面,除了激光与微波武器外重点综述了基于导航制导、强化学习与追逃博弈理论的拦截方法,以及网捕与编队合围等捕获策略的研究进展;在信息层面,评述了通信链路阻断与劫持、导航信号干扰与诱骗,以及新兴的声波传感器干扰等方法的研究现状.基于文献调研指出当前研究方法在环境适应性、智能性及协同性方面的局限,并展望了融合感知、自主决策反制、平台开发、跨平台协同等研究方向.
反无人机无人机监视无人机反制低空无人机
