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王孟源的部落格

事實與邏輯

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  • 2015-10-31 06:39

【空軍】即將出現的新裝備(一)

現代媒體多元化之後,民衆的有限時間被近乎無窮多的信息向各個方向拉扯,對每一個特定話題所能投注的注意力越發短暫,於是媒體生產的節目也就越來越膚淺,聲光特效替代了深刻的思考,漂亮臉蛋勝過真正的内涵,語出驚人不再受事實的節制。在這種背景下,有機會透過媒體散布專業消息的科研專家,也開始以自己行業的狹隘利益爲優先,學習藝人、商家和政客毫無顧忌地吹噓、誇大、編造自我成就,以騙取資金爲唯一的考慮。超弦是一個例子,核融合是另一個例子,丁肇中又是一個例子。

在軍工裝備上,因爲有忽悠敵對國家的需要,這類誇大成效的虛僞宣傳更爲普遍。雷根時期的整個Star Wars(星戰計劃,正式名稱是Strategic Defense Initiative)就是故意將極度昂貴困難的系統,假稱爲已獲得實用性技術突破,用以引誘蘇聯浪費資源試圖跟進,希望藉此加速蘇聯財政的惡化,最終獲得了完全成功。近年對電磁炮的各種宣傳似乎也是出於同樣的考慮,衹是中國工業規模已超過美國,要以低效的軍備競爭來消弱國力,其實美國自己的底子更不耐這類虛耗。

以上的種種虛僞宣傳,一直是這個部落格討論的主軸之一。今天我想轉180度角,來談談沒有被吹噓也沒有被生產,但是卻有高度實用性的新軍工裝備。或許正因它們是真正有用的,各國軍方才三緘其口,在默默地開發研究之中。總之至少我自己還沒有聽説共軍有這類的研發計劃,如果讀者有相關的消息,歡迎留言討論。

首先是《看不見的軍備競賽》裏討論過的戰術雷射,自前文發表後一年多來,美軍仍然沒有公開演示100KW的作戰系統。不過我覺得要將來襲的導彈準確可靠地迅速大量摧毀,本身就不是適合雷射的物理性質的一項任務:不但目標導彈可以針對雷射而加固,新一代的廉價制導飛行炸彈如美軍的JDAM原本就特別堅固,現有的近防炮和近防飛彈都不一定能有效摧毀,沒有質量的光子束先天不足,負擔起攔截任務來更是喫力。所以我懷疑美軍大幅投資在雷射作戰系統上(美軍近年在雷射上的花費沒有公開可靠的數據,但是絕對數十倍於對電磁炮的投資)的真正短期目的不是大張旗鼓宣傳、用來保衛戰艦的近防炮,而是極少公開提及、用來保護戰機的自衛系統。

自從F-22在2005年正式服役之後,人類進入了隱身戰機時代。目前美國的F-35已批量生產,共軍的J-20交付部隊也衹是一年多時間的事,西太平洋上隱身戰機間的對決成爲未來空戰的重要課題。這些新一代飛機的隱身技術主要是針對雷達而做的,能將被一般機載X-波段雷達發現的距離壓縮到40公里以下,大約是好天氣下的目視極限。軍事專家因而普遍預期超視距、中長程的雷達導引空對空飛彈不會是有效的武器,視距内的紅外綫制導格鬥彈才是隱身戰機互相獵殺的利器。結果是不但各國努力開發了具有全向攻擊(亦即無須看到敵機尾部的高溫噴氣口,從其前方也能鎖定)和大離軸角發射能力(亦即相對於母機,目標不須在正前方,可以在發射後繞彎攻擊)的新一代紅外綫陣列成像引導頭(對誘餌有很高的識別能力),而且這些格鬥彈都大型化,將射程延伸到40公里以上(例如美國海軍在2012年特別要求將AIM-9X發展爲Block III,以增加60%的射程)。

既然紅外綫導引飛彈的性能有了突破性的進展,爲了保護昂貴的隱身戰機,全新的反制手段是絕對必要的。而在目前可選的技術之中,我認爲衹有雷射能在5-10年内完成部署;這是因爲紅外綫導引飛彈的性能提升主要來自新一代的陣列成像引頭,它本身是比一般攝影頭還要脆弱的光電設備,必須在液氮冷卻下才能工作,而雷射天生就是光電攝影頭的剋星,不但無需100KW的功率,連10KW用來摧毀幾公里外的光電頭都綽綽有餘。其實連單價2-3百萬美元的99式坦克都早在10幾年前就已裝備了雷射自衛系統,比它貴上40倍的J-20實在沒有任何理由不裝。一旦技術成熟,還可以用來直接攻擊對方的戰機,摧毀其觀瞄設備,這些先進光電觀瞄設備正是F-35戰力的主要來源,對紅外綫雷射基本無法設防,有極大的軟肋;所以我對美軍和共軍在2025年前部署機載雷射自衛系統有很大的信心。

  • 人氣:14,532
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  • 迴響:14
  • 作者:王孟源

引用

迴響(14)

# re: 【空军】即将出现的新装备(一)
多谢楼主撰文。

“现代媒体多元化之后,民众的有限时间被近乎无穷多的信息向各个方向拉扯,对每一个特定话题所能投注的注意力越发短暂,于是媒体生產的节目也就越来越肤浅,声光特效替代了深刻的思考,漂亮脸蛋胜过真正的内涵,语出惊人不再受事实的节制。”

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这就是把人类智能往两个极端带去的时代。

极大部分的人每天在这个时代放弃了思考,笑看互联网每天呈现出来“令人喜悦”和“惊讶”的事。这些人从来没有思考过一个简单的问题:为什么有人要给他们看面前的玩意?

而一部分的人大量用其进行专业搜索,这种人就是楼主,具备了“自我苏醒和进化”的能力。话说互联网的创造本来就是用来科研人员,而现在最为真真正正有能力的还是科研领域,大部分的人会越来越笨。

现在第二种人对第一种人只要进行大量的重复,就能把自己的意志轻而易举的灌输进入,而第一种人就会像机器人一样自动为第二种再进行大规模扩散,这是多么可悲的事。比如政治领域内的“民主”,全人类为了一种失败的制度重复多次就能让几亿人为其奋斗终身。好吧,已经半个世纪了。
你説的沒錯,在互聯網之前,再怎麽出類拔萃的聰明才智也不可能像我現在這樣做如此廣汎的閲讀和研究,所以這個部落格本身也是新時代的產物,衹是它的影響顯然仍是極度小衆的。真正能影響大衆的,不在内涵而在包裝,剛好是黎智英這類的煽動家最擅長的。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
以前曾在大陆军事网站上,看见有人介绍中科院李志远教授的团队在从事这方面的研究并取得突破,后来我搜索了一下中科院的网站,找到这么一篇对李志远团队研究项目的介绍文,不过我是读数学系出身的,物理相关知识看不大明白,全篇只看懂了一个傅立叶变换,汗,请先生过目一下看看是不是这回事:
www.iop.cas.cn/.../t20150902_4419956.html
這是有關非綫性光學的基礎科研,沒有立即的工程應用。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
上期 Time 雜誌以 Fusion 為中心報導,封面標題還有 “IT MIGHT ACTUALLY WORK THIS TIME” 這行字。記憶所及,好像每隔幾年就有類似的報導,而文中所說目前的幾種方法,以我這個外行人看,都覺得不確定及無法準確控制的因素太多,好像又在賣蛇油,不知道先生的看法如何?
這個問題應該發在《永遠的未來技術》。前幾天已經有人問過了,但是他發在《再談中國的核電發展》,以下是我給他的回答。

ITER是一個超大型的Tokamak,本身就很昂貴,又被人謀不臧,現在已經超支3倍到150億美元。所以有很多其他的電漿專家(我知道有將近10個公司)說我們有不同的設計,衹要1-5億美元就可以達成核融合。

他們之中或許有幾個可以做到核融合,但是最終如何把中子的動能轉換成熱能還是無解。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
mp.weixin.qq.com/s

王先生一定要看看这个。吉林一号星公布了他的卫星拍摄实时视频能力。
謝謝,我自己也已經關注到了。

中國的衛星成像能力超越了0.5米的層次,而且可以大批量部署,雖然仍比美國稍遜,但在實用性上已基本沒有差別。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
習主席上台以來,航天技術有明顯轉向,優先發展實用(商用)技術,軍民融合,開放原本軍事事項。
其實這很好。空間站和登月都是耗資不菲的形象工程,基本沒有科學和實業上的用途;習近平一貫脚踏實地,在航天上也務實我是很樂見的。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
吉林一号的0.5米分辨率还只是民用的水准,军用卫星的分辨率应该超过这个,估计0.25米或更好。
美國也是軍用優於民用。

美國的民用衛星在15年前就到了0.5米的水平,所以他們應該還是領先中國的。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
我長年關注中國大陸軍事,所以收集了一些這方面的新聞,下面是2009年西安光機所的激光毀傷實驗:我所KW全光纤激光器强激光金属损伤实验获得成功www.opt.ac.cn/.../t20091217_2710088.html
光纖雷射是美國的强項,十幾年前就有民用的10KW裝置。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
中国造出万瓦光纤激光器 激光高端产品出口德日韩

news.ifeng.com/.../34489488_0.shtml
有了民用的光纖雷射,要軍用化還有好幾步路:連續改爲脈衝,小型化、散熱、聚焦、瞄準,不過至少離美國的技術水準沒有太遠。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
勇者无畏 光电先锋
www.wokeji.com/.../t20150728_1478506.shtml
“注入相干合成”就是把幾個光纖發出的雷射合成爲一的技術;顯然共軍也在研究光纖雷射的實用裝備。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
長春光機所:新产业光电“工业用准连续全固态激光器关键技术开发及产业化”项目荣获吉林省科学技术奖
www.ciomp.ac.cn/.../t20150109_4296237.html
這是純民用的。和軍用設備沒有關係。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
珠海航展展示国内自主研发的固体激光晶体
m.laser.ofweek.com/...
固態銣玻璃雷射散熱困難,也不易保持脈衝到脈衝的聚焦,美國人已經放棄了。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
航天载荷这块恰巧了解点,军用的0.2米是有了,0.1米还处在研制阶段。

发现百度百科里居然有,那我也就放心了,叫尖兵系列,有兴趣的可以自己看看。
十幾年前就有傳聞說美國的軍用間諜衛星已達0.1米的解析度。不過這些消息都不一定可靠。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
博主您好:

如果有無人預警機常態性巡航,就可提早發現隱形無人戰機,那PL-15長距離的空對空導彈,是不是就能在超視距狀態先發制人?
可以,但是届時導彈上小小的雷達導引頭能否可靠地鎖定目標,又是一個問題。

這種研究衹有在自己也有隱身戰機的時候,才能進行。
# re: 【空軍】即將出現的新裝備(一)
105/6/23讀到一篇有關飛機發動機的文章,轉載如下,並請王兄點評該項科研發展對於追趕美、俄現有軍用發動機的意義。
「中國大陸航空發動機材料研發於近期獲得重大突破,南京理工大學所研製的「PST TiAl」合金,其最小蠕變速率和持久壽命均優於美國奇異(GE)公司使用在波音787航空發動機的Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下簡稱4822)合金1至2個量級,是世界航空發動機材料界的一大突破。
新華報業網22日報導,南京理工大學材料評價與設計教育部工程研究中心陳光教授團隊在大陸「973計畫」的資助下,經長期研究後在新型航空航太材料鈦鋁合金方面取得重大跨越性突破,其成果「高溫PST鈦鋁單晶」 已發表在《自然材料》學術期刊上。

發動機葉片 核心材料
報導指出,航空發動機是飛機的心臟,發動機葉片則是航空發動機中最關鍵的核心部件,其材料的承溫能力直接決定著發動機的性能,尤其是推重比。如美國奇異公司採用「4822」合金替代鎳基高溫合金所製造的GEnx發動機最後2級低壓渦輪葉片,使單台發動機減重約200磅(90公斤)、節油20%、氮化物排放量減少80%,且噪音顯著降低,用於波音787飛機後於2007年試飛成功,2009年正式投入商業運營,成為當時航空與材料領域的轟動性進展。
而陳光教授團隊所製備的「PST TiAl」的室溫拉伸塑性和屈服強度分別高達6.9%和708MPa,抗拉強度高達978MPa,實現高強、高塑特性的優異結合,並具有優異的抗蠕變性能,其最小蠕變速率和持久壽命均優於已經成功應用在GEnx發動機的「4822」合金1至2個量級。
PST TiAl合金 耐高溫
報導稱,「PST TiAl」合金還有望將其使用溫度從650至750℃提高到900℃以上,目前該合金在900℃時的拉伸屈服強度為637MPa。北京航空材料研究院曹春曉院士指出,通常鎳基單晶高溫合金的承溫能力每提高25至30℃,即為新一代合金。而「PST TiAl」單晶合金,一下就將承溫能力提高了150至250℃以上,絕對是材料界的重大突破,屬世界引領性成果。
這是一個有意義的突破,但是合金材料衹是渦扇發動機諸多技術難關之一,而且這個新的低壓渦輪合金的好處主要在於減重,還遠比不上高壓渦輪合金基本主宰了發動機總體效率的決定性。

現代渦扇發動機是21世紀機械工業的終極產品,中國還有很長的路要走。

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