独家揭秘激光武器！“光箭”出击，精准锁定，极速毁杀无人机

科技日报记者 于紫月 胡定坤

西北戈壁滩上，多方向、多批次自杀式无人机集群低空掠过，高速冲向目标。在即将靠近目标时，它们却仿佛撞上了一座“无形之盾”，接连起火、失稳、坠落。

这是近期某次实战化测试的真实场景。打造这座“无形之盾”的，是中国航空制造技术研究院（以下简称“制造院”）研制的“光箭”系列激光反无系统。

击毁无人机​

“我们聚焦制约激光反无装备性能的关键技术，持续多年开展攻关，先后破解光纤拉制、散热控温、精准打击等难题。” 制造院定向能技术航空科技重点实验室主任周水亮告诉科技日报记者，“光箭”射出的每一束光，都凝聚着研发团队在自主创新之路上的执着与坚韧。

智控“拉纤”

走进制造院光纤实验室，十几米高的拉丝塔正稳定运转，将光纤预制棒拉制成直径仅数百微米的新型特种光纤。

这种光纤负责激光能量传输和放大，是决定“光箭”作战能力的关键部件。

“这种光纤掺杂特殊稀土元素，具有独特的几何结构，对拉制工艺要求极高，传统自动化拉丝系统无法适用。”周水亮介绍，拉丝塔加热温度、拉丝速度等数十项参数相互耦合，任何参数的微小波动都可能对光纤性能造成极大影响。

此前，操作人员只能凭借经验手动调控拉丝过程，生产效率低、光纤性能一致性不足等问题层出不穷。

“我们一盯就是数个钟头。参数稍微偏一点，整批光纤就得报废。”团队成员谭光回忆道，那时工作强度高、丝毫不敢松懈，大家疲惫不堪。

“能否用算法代替人工，控制光纤生产？”谭光一直在思考如何解决上述问题。

这个想法一提出，团队里立即炸开了锅：“这么多参数耦合在一起，控制算法能搞得定？”

面对质疑，谭光心里有底。作为既懂激光物理又懂算法的“跨界”人才，他深知， 拉丝过程的参数调控虽然复杂，但本质上是一个多变量动态优化问题，算法控制绝非没可能。

说干就干，谭光先是拉上博士洪剑一起研究。洪剑立足激光物理专业，重点分析拉制结构变化对光纤性能的影响，明确参数调控边界；谭光则负责算法搭建与控制逻辑的优化，将复杂的物理过程转化为控制模型。

后来，他们发现算法要用在生产一线，还需优化改造拉丝塔的机械装置。于是，谭光又拉上团队里的高级技工， 建立起一个“多学科专家+金牌工匠”的攻关小组。

随后的数月里，大家一遍遍优化控制逻辑、调整参数设置、改造设备装置，一套多变量协同的智能控制系统逐渐成形。它像一位不知疲倦的“数字工匠”，24小时精准调控拉丝塔各项参数。

“有一次，系统通过模型参数优化把温度提升了两度，我们吓了一跳，以为要出事故。结果拉出的光纤质量反而比以前更好。”谭光笑道， 原来算法发现，在特定工况下，提高温度可减少微缺陷，这即便是经验丰富的老师傅也不敢轻易尝试。

如今，“数字工匠”拉制光纤的效率和良品率大幅提升。更重要的是，研发人员得以从生产一线抽身，专注于更前沿的研究。

相变控温

用新型特种光纤制成的激光器体积更小、重量更轻，功率远超传统产品。但这也意味着激光器单位体积内聚集的能量更大，散热就成了“幸福的烦恼”。

“就像把高性能芯片塞进超薄笔记本机身里，运算速度是快了，但热量瞬间积聚，机身烫得根本无法持续工作。”团队成员白真形象地解释，传统风冷、水冷等冷却方案，要么体积太大，要么效率太低，都难以满足激光器散热需求。

团队先后尝试了多种散热介质或结构，效果都不理想。直到白真在查阅文献时，偶然看到“相变材料”这个概念。

“相变材料其实就是生活中常见的石蜡，固态蜡受热熔化时，会吸收大量热量。” 白真当时心头一动——让石蜡以固态“待命”，激光器启动后，热量不就被相变吸热过程悄然带走了吗？

这个灵感让团队眼前一亮。他们立即着手以石蜡为基础原料，研制更适合激光器散热的材料。

言之易，行之难。石蜡作为烷烃混合物，熔点会随着碳原子数的增加而升高，且存在导热率低和相变膨胀等问题。团队先是仔细调整烷烃混合比例，获得熔点可调控的相变材料；接着又尝试掺入一定比例的高导热填料及多孔载体，解决导热与膨胀难题，并通过预处理让这些组分之间更好地协同工作。

散热材料有了，如何封装又成为新的难题。

“我们反复调整封装方案，力求让材料在有限空间内充分发挥作用。”白真告诉记者， 没有先例可循，只能通过大量试验去验证。

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