4、激光武器入选最佳发明

　　每年，美国《大众科学》网站都会找到能刷新我们未来生活的近百项发明，以飨读者，今年也不例外。从纯电动汽车到机器人医生；从惊险刺激令人疯狂的过山车到速度快得令人崩溃的网络……一切都证明，人类的探索历程永无止境。而且，所有这些探索的终极目的或许都是为了让人们的生活变得更加安全、便利。在2013年最佳发明中，美国激光武器系统位列其中。

　　美国克雷多斯国防和安全解决方案公司的激光武器系统

　　今年4月初，美国海军用这套固态激光武器击落了一架无人机，海军认为这代表了未来战争的形态。

　　这套激光武器系统配备了激光测距仪，能朝无人机上的传感器发射定向能量武器，从而瓦解机上的电子设备。与导弹不同，这种武器几乎可以实现实时打击。而且，该系统供运行只靠电力，因此只要有电就可以一直射击，且每次射击成本不足1美元。该激光武器样机花费3100—3200万美元，今年10月后将安装在海军“庞塞”号两栖船坞运输舰上。该系统的缺点包括：它可能意外击落卫星或飞机；会受天气的影响——在雨中或雾中，激光可能无法正常工作或完全无法工作。

　　美国陆军激光武器专家正在对工业界进行调查，寻找能够为未来车载50-100kW高能激光器设计光束控制器的公司。这一激光武器可击落敌方无人机(UAVs)、火箭、大炮和迫击炮。美国陆军空间与导弹防御司令部为高能激光移动演示(HEL MD)项目的光束控制子系统(BCS)发布一信息请求(W9113M-07-C-0177)。

　　波音公司定向能系统部与陆军共同参与HEL MD项目，将激光武器装载在8轮重型军车上以射击UAV、火箭、大炮和迫击炮。

　　2012年10月，波音公司获得为期3年第二阶段的 HEL MD合同，开发和测试10kW UAV 杀伤激光武器。计划今年进行测试以验证激光器捕获、跟踪和摧毁范围广泛威胁目标的能力。2011年6月，波音公司完成了HEL MD低功率测试。目前，陆军正在寻找公司参与项目，使激光武器的功率增加5-10倍。为此，陆军需要能够设计可靠光束控制系统的公司，其设计的光束的控制系统可使激光武器按照HEL MD指挥与控制系统的命令执行。

　　详情：激光武器入选《大众科学》年度最佳发明

　　5、国产五轴联动激光加工系统

　　激光加工技术是先进制造技术的重要组成部分，在加工技术的进步、传统产业的改造、国防现代化等方面发挥着重要作用。在国外，激光加工技术被誉为“万能的加工工具”、“未来制造系统的共同加工手段”。在激光加工中经常需要针对复杂曲面进行切割、打孔、冲击强化等加工，而要在复杂空间曲面上高精度地实现这些加工工艺则必需五轴联动系统的帮助才可完成。目前，高精度的五轴激光加工系统国外对我国实行了严格的出口限制，防止用于国防项目。这里的难点在于实现五轴的联动以及机械运动系统与激光触发的同步控制。

　　宁波材料所所属二级所先进制造所的激光与智能能量场制造工程团队自主研发了开放式五轴联动数控系统，并在此基础上完成了五轴联动激光加工系统样机的研发工作，该系统重复定位精度达到了0.002mm，整体精度为0.03mm，运动范围为：X轴：0-300mm，Y轴：0-300mm，Z轴：0-250mm，A轴：-180°- +180°，B轴：-360°- +360°，整机功率最大1.2kW，平动轴的运动速度最大为0.5m/s，转动轴速度最大为12rad/s。该项研发是以普通PC为基础，利用Linux操作系统的开放性，结合RTAI实时扩展，开发了高精度的五轴联动数控系统；此外，系统采用了实时总线结构，将EtherCAT实时网络通讯协议引入，替代了国内传统开放式数控系统以运动控制卡做插补和运动规划的控制方案，提高了系统的可扩展性和稳定性。

　　此外，团队将高功率皮秒激光引入扫描振镜，实现0-12米每秒的激光加工速度。大于5米每秒的扫描速度是高频率激光加工所必须的，但扫描振境的工作范围有限，与大范围工作台结合后，实现了大范围的精密五轴联动与高速精密激光加工的结合。该技术平台的建成，为团队承担复杂难加工材料的加工任务奠定了基础。