科技成果

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成果名称: 远距离激光热驱散装备及其关键技术研究

成果登记号: 9612023Y2031

第一完成单位: 中国人民武装警察部队工程大学

联 系 人: 刘璐

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新装备

技术领域: 电子信息

应用行业: 公共管理、社会保障和社会组织

学科分类: 军事技术(830.65)

应用状态: 小批量或小范围应用

完成人: 刘加凯,刘霞,单宁,林少锋,冯建伟,周波,于云龙,艾喜红

成果简介:

本成果属于非致命激光武器技术领域,成果主要针对武警部队遂行多样化任务缺乏远距离、隐蔽高效处置装备的(军事)需求,解决了“激光热驱散装备设计缺乏激光对皮肤组织热损伤程度计算方法,无 法分析生物组织临界损伤程度随温度大小及持续时间变化规律,缺乏激光辐照皮肤组织的光热效应模型,不同光源类型、激光参数和皮肤特征对组织温度场的影响不清晰;现有激光热驱散装备结构复杂、功率低、体积重量大、作战效果不理想,缺少模块化结构优化设计方法;激光热驱散装备性能试验中缺乏生物组织温度传感器、温度场实时测量系统和模拟复杂天气环境激光武器热效应的实验系统”等问题。

(一)主要创新点

1.根据生物组织的热损伤机理建立了热损伤模型,分析了生物组织临界损伤程度随温度大小及持续时间的变化规律;研究了激光辐照人体皮肤的光热作用机理,建立了人体手模多层生物组织三维有限元模型,仿真分析了光源类型、激光参数、皮肤特征对组织温度场的影响规律,为激光热驱散装备打击剂量的确定和设计定型提供了依据。

2.创新性地采用光谱波束合成、柔性光纤、安全控制和模块化设计 四项技术,用小功率激光器设计了大功率驱散装备,既降低了装备的成本又提高了输出功率和作用效果,增强了系统的安全性。模块化设计了驱散装备的整体结构,有力地克服了传统激光武器体积重量大、启动能量需求高、人机工效差、难于冷却等缺点。

3.设计了一低细度光纤F-P温度传感器,搭建了微创型激光辐照生物组织温度场实时测量系统,创新性地设计了模拟人体皮肤特征和血液循环系统的皮肤组织温度场测试假人系统,构建了非致命激光武器热效应实验系统,为激光热驱散装备致热损伤机理研究、复杂天气环境下致热效果试验研究提供了技术支撑。 

(二)主要特点

1.能量密度高:通过连续光纤激光技术形成较高功率输出,1秒内可在目标皮肤表面产生无法忍受的高温;

2.攻击隐蔽性好:采用人眼不可见波段激光,易于伪装,实现隐蔽攻击; 

3.攻击准确度高:利用激光的准直传播特性实现精确瞄准射击; 

4.便携性好:采用超轻宇航材料设计制造的光路系统,有效解决了大功率激光器散热问题,系统重量降低至同等功率装备1/3,便于单兵携带和使用;

5.威慑力大:在劫持对峙情况下,进行隐蔽瞄准与射击,能给恐怖分子造成有效攻击和强大心理震慑; 

6.使用范围广:对可疑目标、闹事人员进行驱散,对恐怖分子进行安全制服,也可以用于瘫痪敌方光电观瞄、探测器材以及重要场所驱离 鸟类和其它动物等。 

(三)主要成果形式 

本成果产生了3项知识产权,其中发明专利1项、实用新型专利2项,发表SCI、EI等代表性论文11篇,出版代表性著作1部,完成 博士学位论文1篇、硕士学位论文2篇,完成非致命激光武器作用机理与 效能测试实验室建设项目1个。