据“中关村丰台园”官方头条号报道,3月20日, 在2024慕尼黑上海光博会上,凯普林正式发布全球首台150kW工业级光纤激光器,刷新全球工业切割领域高功率纪录,并支持200kW超高功率激光产生与传输的超高功率输出头。
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另据《界面新闻》报道,4月11日,大族激光全资子公司大族激光智能装备集团有限公司(智能装备集团)首台150kW超高功率超大幅面激光切割机签约大族激光“铁杆老粉”——东进自动化设备有限公司,开启全球超高功率激光切割工业应用全新时代!此外,双方还达成共识,将持续开展200kW超高功率设备的合作,以应对超厚板高效加工的需求。
这两则新闻的共同点就是,两家中国企业都能供应全球领先的150kW级超高功率工业激光器。说明我国的激光泵浦技术至少达到世界最先进水平,而且很有可能领先世界!
据了解,此前连续光纤激光器行业的最高平均功率为120kW,我国企业估计是采用创新技术方案突破了这个理论上限。
那么这种超高功率激光器能不能作为激光炮使用呢?
答案是不能作为激光炮直接使用,但可以作为激光炮关键零部件。
![重磅!我国推出全球领先的150kW激光器!福建舰有望装备激光炮 第2张 重磅!我国推出全球领先的150kW激光器!福建舰有望装备激光炮 第2张](https://www.yuneu.com/zb_users/upload/2024/06/20240625203213171931873365497.jpg)
这是因为激光炮主要由激光器、反射镜、棱棱、光速扩散器和焦距调节器组成。只有激光器会导致激光炮瞄不准,毁伤效果差。
这次突破突破行业最高120kW平均功率的意义在于,激光炮将具备大规模普及到各式武器平台的技术潜力!
未来,500kW级舰载激光炮或将成为我国大型水面舰艇的标配,不止能打无人机。
在此之前,制约激光炮有效射程、威力的主要因素是激光器功率和储能系统小型化,目前我国都已解决。
一是世界领先的超级电容技术完美解决电磁炮储能系统难题。
激光炮对储能系统的输出功率、能量密度、充放电速度等指标要求较高,目前比较理想的储能产品是超级电容。而我国在这方面恰恰是世界领先水平。据报道,2022年奥威科技研制的超级电容器单体能量密度就已经达到120Wh/kg,处于世界领先水平。
二是光纤激光器功率大,体积小,可用于发展舰载激光炮。
我国企业研制的光纤激光器输出功率已经高达150kW,而且有潜力做到200千瓦,一台激光炮集成三台150kW激光器,输出功率就能达到450千瓦~600千瓦。根据曝光的图片来看,其体积只有办公桌那么大,甚至都不用提高集成度就能军用。
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德国莱茵金属公司研制的集束激光炮
输出功率越大,有效射程越远、威力越大,能够摧毁的运动目标速度上限越高。
2022年,我国出口沙特的“沉默猎手”车载激光炮连续击落13架无人机,通过实战证明30千瓦级激光炮就能击落无人机。那么功率达到450kW以上的激光炮别说无人机,连飞机、导弹都能击落,甚至还能直接攻击敌方水面舰艇!哪怕是单台,输出功率都达到150kW~200kW,已经能够部分替代短程防空导弹和舰炮。
![重磅!我国推出全球领先的150kW激光器!福建舰有望装备激光炮 第4张 重磅!我国推出全球领先的150kW激光器!福建舰有望装备激光炮 第4张](https://www.yuneu.com/zb_users/upload/2024/06/20240625203214171931873462579.jpg)
此外,我国领先的“中压直流综合电力系统”能够轻松满足激光炮储能系统供电。
据了解,目前多模连续光纤激光器的光电转换效率可达35%以上。用这种激光器集成激光炮,总体效率按照30%计算,假设舰载激光炮功率达到600kW,那么输入平均电功率就要达到2MW。护卫舰的动力系统总功率一般都能达到20MW以上,驱逐舰的动力系统总功率则可以达到40MW以上。例如052D型驱逐舰输出功率已经达到56MW。
如果安装综合电力系统,采用电机驱动,发电效率按照85%计算,那么052D型驱逐舰级别的大型水面舰艇的发电功率可达47.6MW,用来给激光炮储能系统提供电能非常简单。
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052D型驱逐舰
考虑到福建舰强劲的动力系统,有足够的功率富余用于给舰载激光炮提供电能,未来福建舰很可能会加装激光炮。
民用光纤激光器都做到这个水平,那么军用光纤激光器只会更强。
综上所述,我国企业推出150kW超高功率多模连续激光器意味着我国已经有能力研制出输出功率超过450kW级别的舰载激光炮,攻击无人机、飞机、导弹甚至水面舰艇都不是问题。今后激光炮很可能将成为我国海军水面舰艇的标配。
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