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50年前中国就在研究激光武器

2020-9-8 04:28| 发布者: 龙翔五洲| 查看: 3783| 评论: 0|原作者: 军武次位面|来自: 军武次位面

摘要: 黑科技扎堆的神秘工程如果你开车从北京市区出发,离开北环,行驶大约160公里左右,就到达了河北宣化。这里东临京津,西接晋蒙,离中苏边界仅2000公里,地处北京西北大门,自古便为京城锁钥。



黑科技扎堆的神秘工程

如果你开车从北京市区出发,离开北环,行驶大约160公里左右,就到达了河北宣化。

这里东临京津,西接晋蒙,离中苏边界仅2000公里,地处北京西北大门,自古便为京城锁钥。宣化城内镇朔楼,有清乾隆皇帝御书“神京屏翰”一匾,言称宣化是首都北京的屏障,军事地位十分重要。

事实上,宣化不仅是北京的屏障,在很长一段时间里,这里可以说是整个中国的一道屏障——宣化的黄羊山上,曾经有中国第一代超远程陆基战略预警雷达:7010大型相控阵雷达,同时也是当时“亚洲最大的相控阵雷达基地”。

早在20世纪60年代末70年代初,宣化人就能看到远处的黄羊山在开山,并可隐约听见隆隆的爆破声。

不久,黄羊山主峰西北侧的上部便被削去,露出白色的石壁,他们听说部队在岩壁上凿出了巨大的平台,安装了一面奇怪的“墙”,重型卡车满载各种设备、仪器、人员忙碌地往返,周围也开始戒备森严。

这面奇怪的“墙”就是7010相控阵预警雷达,雷达正面宽40米,高20米,说是一面高墙一点也不过分。

这面雷达的造型充满了巨大的机械与科技美感,所以很多人认为它是科幻小说《三体》中,红岸基地里那面巨大雷达的原型,尽管它并不能转动。

雷达峰是一个神秘的地方,那座陡峭的奇峰本没有名字,只是因为它的峰顶有一面巨大的抛物面天线才得此名。其实,稍有常识的人都知道那不是雷达天线,虽然它的方向每天都会变化,但从未连续转动过《三体》

当然,这座相控阵预警雷达显然不是为了好看,才修建在这里的。
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上个世纪五六十年代,美国苏联两个超级大国的冲突开始加剧,“北约”和“华约”两大军事政治集团,相互挥舞着核大棒,整个世界笼罩在“核讹诈”的阴影下。

中苏关系恶化之后,中国的危机感更加紧迫。

从1964年10月15日至1969年3月15日,苏联挑起边境事件4189起之多。1969年中苏发生珍宝岛冲突,苏联国防部长格列奇科公开叫嚣对华进行所谓“外科手术式核打击”,中国开始全民进入准战争状态。

除了加紧对原子弹和氢弹的研究之外,对于来自敌人的远程攻击也必须要能够防御。

7010相控阵雷达的一个重要作用,就是要监控来自敌人的导弹攻击。要实现这个目的,监控整个中国的辽阔天空,普通的雷达显然力不从心。

传统的雷达是通过自身的旋转,来进行扫描,寻找敌人的踪迹,很多电影中为了营造紧张的气氛,一般都会展现这样不断旋转的雷达。



但是相控阵雷达的能力,要大大超过传统的雷达。

首先,因为省去了整个天线的机械驱动系统,所以它的可靠性非常高,平均无故障时间远远高于传统雷达。

而相控阵雷达是否强大,跟构成雷达的“阵元”(辐射单元)是否先进和阵元数量的多少有很大的关系。雷达就如同很多昆虫的复眼,辐射单元少则有几百,多则数千,甚至上万。

由于阵元很多,在面对敌方导弹的饱和攻击时,可以把所有阵元分成若干组,每一组分别跟踪和对付一个目标,实现同时跟踪多个目标的效果。

因为雷达是固定的,所以相控阵雷达调整扫描方向的办法也跟传统雷达不同。

它是通过控制每个阵元产生电磁波的相位与幅度,以此强化电磁波在指定方向上的强度,并压抑其他方向的强度,从而实现让电磁波束的方向发生改变。



▲相控阵雷达扫描不同方向动画示意图

虽然现在已经有很多军舰、预警机乃至战斗机装载了相控阵雷达,但是直到上世纪50年代末,美苏才开始研制并在装备相控阵雷达,属于实实在在的“黑科技”。

负责7010项目的“雷达院士”张光义,清楚地记得当时的情景:“那是1969年的12月27日,我们永远都不会忘记。遵照上级指示,要求我们用半个月时间提交一份当时在国际上都堪称‘绝活’的雷达研制方案。”

而参与项目研发的贲德院士,同样对当年的艰难起步记忆犹新:“上级让我搞世界上最新的相控阵雷达,也就是防御弹道导弹突然袭击的雷达。之所以要搞这种雷达,目的就是,保卫党中央、保卫毛主席、保卫首都北京!可是,相控阵雷达是60年代初世界上才出现的,一般的书本上不可能了解到。我在大学读书的时候,还没有这种雷达。”

但是条件艰苦、技术落后不是退缩的理由,没有资料就自己从头搞起。

研究人员从雷达的基本原理开始研究,找到关键技术之后马上进行攻关,全体人员三班倒,日夜不停。

除了技术上的难题,他们还要克服艰苦的生活和研究环境。夏天山洞中潮湿闷热,冬天又变得寒冷刺骨;砖头垒砌的简陋宿舍里,连洗澡都成了奢望;更重要的是,还要忍受和家人的长期分离,直到女儿出生前六天,张光义才从基地经过两天多舟车劳顿赶回南京家中,两周后又匆匆返回。

1976年,雷达进行全面阵天线的安装、调试,并投入运转,1977年正式投入使用。

雷达的电扫描天线阵面规格为20×40米,馈电单元8976个,探测距离3000公里,可连续跟踪10批以上目标,在方位120度和仰角2-80度空域内进行边搜索边跟踪,配备了大中小型计算机对全站实时控制,处理和计算。



中国成了美苏之后,世界上第三个掌握相控阵雷达技术的国家。

7010成果1978年获全国科学大会奖,1985年获电子部科技成果特等奖。

1979年,7010雷达观测到了美国“天空实验室”再入大气层的轨迹,并准确计算出了弹道和坠落时间,与美国公布的数据对比,时间仅差4分钟,地点仅差经度2.9°和纬度1.3°。

1980年4月,国际第二次雷达会议在美国召开,这次观测结果让美国人吃惊不小——他们原本以为,中国的雷达技术很落后。


可以说,7010相控阵雷达,让中国的国防有了一双锐利无比的眼睛。

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事实上,7010相控阵预警雷达,只是当时中国秘密反导工程的一小部分。

早在1957年10月,毛泽东应邀参加苏联十月革命40周年庆典。在观看苏联研制原子弹、氢弹等尖端武器的纪录片时,毛泽东对坐在身旁的彭德怀说:“我看,矛和盾总是同时产生的,有矛就会有盾。”

彭德怀马上心领神会:“是的,一种新武器的出现,总会有对付它的新的办法。”

1963年12月16日晚,毛泽东在听取聂荣臻汇报十年科学技术规划时,第一次提出研制反导弹武器的想法。1964年1月7日毛泽东看到罗瑞卿送来的《新闻天地》上刊载的《“反飞弹”时代到来!》一文时,又批示“是否送聂荣臻同志一阅”。

基本理念就是,我们不仅要有反击敌人的矛,还要有保护自己的盾:“要组织一批人,让他们不干别的,专搞这个事。搞不成不要紧,搞成了用不上也不要紧,秦始皇的万里长城,也没有什么用处嘛。”



由于毛泽东的这些指示大都是1964年年初集中提出来的,所以被称为“640指示”。而随后开始的我国反导系统研究,也被称为“640工程”。

而640工程,又分成了五个子系统,这几个子系统不仅有相控阵雷达,还包括了反导导弹、超级大炮、激光武器等,个个都充满了”黑科技“的味道:

1.640-1,反导弹导弹系统,也称反击系统。 

2.640-2,超级大炮反导弹项目。  

3.640-3,激光武器。  

4.640-4,预警雷达系统。(7010雷达属于此系统)  

5.640-5,导弹再入物理现象研究。

3

拦截导弹,最直接的思路就是同样利用导弹进行拦截。

反弹道导弹工程系统包括低空拦截和高空拦截反导系统。其中低空拦截系统包括了“反击一号”和“反击二号”导弹系统的总体方案的论证及单项预研工作;而高空拦截系统,主要围绕着“反击三号”导弹系统展开。

在1979年8月至9月,“反击一号”在昆明基地成功地进行了两发模型遥测弹的飞行试验。“反击二号”拦截弹的开发进度后来居上,它在1971年10月到1972年初进行了6次缩微模型飞行试验,其中5次取得成功,但因作战范围与“反击一号”重叠,在1973年终止发展。

“反击三号”则是一种能在上百公里的高度的外层空间和大气层内拦截敌方来袭弹头的反导拦截系统。

除了反击系列导弹,利用火炮拦截敌方火箭,而研制出来的先锋大炮,更加充满了机械与暴力美学。

中国的火炮反导项目被命名为640-2工程,由钱学森领衔,七机部二院201所主研。201所给出的方案为“炮射次口径拦截弹”,1966-1968年,在140炮毫米口径的滑膛炮上进行了11次48发试验,发射18公斤重的弹头初速达到了1600米/秒,射高达到了74公里,射程130公里,达到了当时国际水平。

科研人员确定的最终方案,口径为420mm,长26米,重达155吨的“先锋”号超级大炮,它能将160千克的次口径火箭弹以900 m/s的初速发射出去。

此外,210所还对回收弹丸做了大量的成功研究,包括:140毫米口径炮射高过载开伞回收弹试验;从3000到15000个G的高过载环境里开伞回收试验;弹丸速度达到3-4倍音速时开伞的试验等,直接推动了我国空间飞行器再入开伞回收技术的进展。

但是,利用超级大炮来反导效率不高,中国的经济和工业也承受不了建造众多超级大炮,所以,640-2工程于1980年下马。

与先锋号超级大炮的粗犷画风不同,640-3工程研究的激光武器,从诞生起就带着一丝科幻色彩。

1964年上海光机所接获激光武器研发任务后以高功率固体激光器为研发目标,启动钕玻璃激光系统研制。

到1970年代中期640-3工程的激光远距离打靶和激光反响尾蛇导弹研究取得重要成果,获国防科委重大科研成果奖。

上海光机所研制的大口径(120毫米)振荡—放大型激光系统,最大输出能量达32万焦耳;改善光束质量后达3万焦耳,成功地进行了打靶实验,室内10米处击穿80毫米铝靶,室外2公里距离击穿0.2毫米铝靶。

但是激光反导的思路在当时实在太超前了,最终因为技术限制下马,不过激光武器的研制并没有中断,于1980年代初期重新启动,最终纳入863计划。

而640-5导弹再入物理现象研究,也同样取得了重要成果。

640工程“高、大、精、尖”,研究技术难度大,我国当时的技术水平、生产条件和经济都很落后,全面展开这样庞大复杂、工程浩大的研制工作,面临的困难相当大。

1972年美国和苏联签订了限制反弹道导弹导弹条约,1976年,美国宣布关闭“卫兵”导弹防御系统,640工程的研发也不再紧迫。

1980年3月19日,时任国务院副总理的邓小平下令,取消了整个“640工程”的研发。1982年,国家航天部又召开会议,正式作出了“640工程”下马的决定。除保留下激光破坏原理和核电磁脉冲技术两项课题外,其余有关“640工程”的研究全部停止进行。

但是前辈们付出的心血并没有白费。

640工程为中国培养了大量的人才,以及众多技术积累,比如当时为反击系列导弹建造的0.5米高超音速常规风洞以及相关设施,后来就用于东风导弹的研制。

之后,我国“863计划”中的反导项目研究得以重新启动,并对后来我国航空航天技术和反导、反卫星武器发展,都产生了深远影响。

2010年1月11日,我国成功进行了第一次陆基中段反导拦截技术试验;2013年1月27日,我国再次成功地进行了陆基中段反导拦截技术试验;2014年7月23日,我国成功进行了第三次陆基反导技术试验;2018年2月5日,我国又成功进行了第四次陆基中段反导拦截技术试验。

历经几十年铸造的反导系统,终于成为保护中国的大国之盾。

当然,640工程之所以特殊,除了为国防科技留下诸多宝贵遗产外,还因为640工程的画风实在太过独特。

无论是反导导弹、超级大炮,还是激光武器,都属于相当激进的方案,而激进在很多时候不一定是思路不对,而是太过超前。

现在网上很多人都在调侃中国的武器装备造型“土气”,完全没有美国装备看起来高端大气,但是640工程的这些项目,就算放到现在看,也依然充满了科幻气息。

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