天罗
《天罗----天际全效能控制罗》。能源无穷--随着中国多年来的经济高速发而展导至的能源消费剧增。这几年能源问题一直是困扰中国安全发展的最热门话题,中国近年陷入能源困境;04年原油进口突破1亿吨,创下历史最高记录,2005年需求总量成倍增至2.9亿吨超过日本成为仅次于美国的全球第二大石油消费国。日本经济评论家还认为中国石油进口量到2020年将达到3亿吨比现在还翻一倍多。中国统计部门公部的数椐表明2003年全年,中国全年石油进口突破8000万吨,连续10年成为石油净进口国,其中进口石油消费比例已上生到32%。而进口油当中,从中东和非洲地区进口约占70%,其运输都必需经过世界上最繁忙的水道之一的马六甲海峡。因此马六甲困局是是我国国家能源安全的极为重要环节,针对中国能源瓶颈限制的解决方案多种多样,对此的学术论文不下千百篇但在我看来这一切所谓的问题都是无关紧要的。现在能源发展的绝大多数问题都是国人一手造成的,能源浪费造成的能源紧张才是最大的问题之所在。城市亮化造成的电力透支,低效能的私家车泛烂成灾造成的尾气排放灾害,低温空调引起的供电紧张及低能高耗的生产技术才是罪魁祸首,而经济发展造成的能源消耗增涨反在其次。还有一点就是现在的人们却泛创新意识一味停留在使用成熟低效的煤,石化产物,及所谓安全的核能上,而在环保无污染的太阳能,海洋能源技术(盐差,温差,海流,潮夕发电)生物发电方面却是止步不前。缺泛危机感才是能源危机的直接成因,浪废则是其直接产生手段。说远了也没有用笔者在此提出几点关于能源问题的解决方案纯属个人看法,还请各位指教;一;开源节流,节俭是永远的灵丹妙药之一。在目前情况下更是如此,在笔者看来城市亮化造成的电力浪费是完全没有必要的,只要有路灯能提供基本的照明就行了,那些广告灯厢,亮化灯都是不可容忍的浪费。无节制低效能的私家车也是一项罪孽。在危机时代优先保障的应该是高效的城市公交出租车及物流运输系统。私家车只能是点缀。应该指出的是这一观点虽然与现有的大规模汽车发展理论有抵触,但出于提高利用效率的角度来看,笔者还是赞成废止私家车这种浮肿经济的(靠私家车工业来推动经济发展对能源利永来说完全是浮肿经济而不是正常的发胖--虽然我也是汽车行业的),另外提高能源的利用效率也是一种有效手段,如果采用半导体照明技术,那么照明的能源消耗将降到现有照明的能源消耗的10%。如果做到上述几点那么中国的能源消耗最少将减少30%左右。二;新技术的开发。利用太阳能是目前最为现实的徒径。比起遥遥无期的可控核聚变,反物质能及深层能源(可燃冰,地心地热能)而言太阳能是离我们最近的,现在广广泛应用的太阳能热水器就让人们受溢非浅。太阳能电池板从60年代开始利用在航天工业上,到现在为止已被全世界广泛应用。发电效能也有极大提高现在已达到10-14%--理论上纳米太阳能电池板发电效率达到75%!如果将太阳能电池板发电技术当做一项国家重点工程来抓;比如建立一个超大规模的太阳能电池板生产厂,年产量达到5000兆瓦,使之生产成本因为巨大生产规模降到最低。从而能在全国所有城市的屋顶上广泛应用。果真如此的话,中国对石油的依赖将降到最低限度。外层空间的太阳能电应用比起地面的太阳能电发电来,具有更大的优势;无烟雾云雨干扰,全天候高强度阳光照射---每平方米能量达到1400w以上。因此在早在20世纪60年代太阳能电池板发明不久就就有美国人提出在外层空间建造超大规模太阳能电池板发电阵站的设想。他们设想中的太阳能电池板发电站有500兆瓦的发电功率,全重达5万多吨。由微波发生器将电能转化成微波后对地面进行能量传输。这种设想在当时,现在及将来都是行不通的,原因很简单--系统重量太大,在其发电有效期内航天发射成本无法回收,笔者在此提出另一种方案可以在相同的发电功率情况将系统重量降到原来的千分之一--即50多吨!太阳帆推进的航天技术诸位听说过吧?这可是近年来最热门的航天话题之一。其实在20世纪初几位科幻小说家曾写过有关反射镜推动宇宙飞船的故事,但直到1924年前苏联航天事业先驱康斯坦丁.齐奥尔科夫斯基和其同事弗里德里西.灿德尔才明却提出‘用照射到巨大反射镜上的阳光产长生的推力来获取宇宙速度’。正是灿德尔首现提出了太阳帆--一种包在硬质塑料上的超薄金属帆的设想因而成为今天建造太阳帆的基础。就目前的建造技术而言,专家认为可以建造出边长100米密度为5--10克每平方米的超薄帆。在未来还可以建造出仅有100原子厚的超薄巨型帆。
[[太阳帆面积为100平方米时受压力为100毫牛的压力光在每平方米面积上产生的压力只有9*10的负6次方牛顿还不到一只蚂蚁的重量。2005年俄罗斯拉沃奇进金科学生产联合体设计生产了世界上第一个太阳帆航天器‘宇宙一号’宇宙一号’的核心装置为总面积为600平方米的8块三角形太阳帆,
三角形帆的厚度仅为5微米的渡铝聚酯薄膜mylar制成(厚度仅为超市购物塑料袋的1/4)在大家看来太阳帆是一种很环保极有前途的航天推进手段。而在笔者看来太阳帆的另一项妙用就是用来发电;即然太阳帆能用来反射阳光产生推力为什么不能用它来反射阳光汇聚到一个点上产生高温来发电?(就像太阳灶那样,地面上的太阳灶焦点温度可达到2000多度,近地外层空间中阳光直射温度为127度。用太阳灶汇聚的焦点温度完全可以可达到4000度以上)我们可以用太阳帆造出一个巨大的太阳灶。让它在外层空间进行发电。即使面积达到1平方公里的话重净量也仅有10多吨,有人要问将反射后的阳光汇聚到一个点上产生高温来发电,用的是那种手段?像地面电站上的涡轮机组那样的发电机?笑话,果真如此的话只怕比太阳能电池板发电阵站的重量还要高上10倍了。我的设想是用重量极轻的等离子发电机在焦聚处发电。等离子发电机是将高温气(3000度以上)体等离子化后射出,再将其引入超导磁场中后由正负电极上导出电能。等离子发电机比起常规发电机而言重量极轻效率也很高。是目前正在研究中的一种先进的新型发电机。我们可以设计出这样一个太阳帆发电站;用面积10000平方米的太阳帆做成一个反射灶,太阳帆密度为每平方米10克,那么帆重为100kg。再假设等离子发电机的重量为1000kg那么整套太阳帆发电站的重量不过1100kg而已。它的发电功率是多大呢?以太阳帆的反射率为90%计,在10000平方米的太阳帆可反射14000*0.9千瓦的太阳光热功率,再以30%的等离子发电机效率计,这样一个太阳帆发电站的发电功率可以达到3700千瓦!这么大的发电比重用在空间站上是极为惊人的,如果用常规太阳能电池板来发出同样大的电能其电池班面积将达到37000平方米,重量不低于26000kg。如果还要将电能传回地面的话,这里用用的不是微波传输系统。而是激光发射装置---太阳能激光器。激光器的激励原理有多种多样可以分为光泵激励激光器,电激励激光器,化学激励激光器,热激励激光器,核能激励激光器。这其中的光泵激励激光器几乎全部的固体激光器和液体激光器都可以采用这种方式激励还有少数气体和半导体激光器也可以采用光泵激励方式。热激励激光器则是用高温加热方式使工作介质处于高能级的粒子数增多,然后突然降低系通的温度(如采用绝热膨涨过程)由于工作粒子在高低能级上的热驰豫时间不同,这样就可以形成粒子数反转和产生激光发射。气动二氧化碳激光器就是基于这种激励方式的点型热激励激激光器,其工作气体加热可以通过电弧放电,燃烧,压缩或爆炸方式进行。热膨涨过程则是通过高速气动喷管进行。还是同样道理,太阳帆汇聚焦点的高温与强光完全可以用用来作为热激励激光器的工作能源,如果我们在这个焦点上装上一部热激励激光器--最好是气体二氧化碳激光器,因为它的工作波长为10.6微米在所有激光器中大气传输性能较好的而且其转换效率很高超过10%。其应用也较为成熟,最近功率超过100kw的激光器也已经用在钢铁制造生产线上。以最低10%的转化效率计算每平方米阳光照射在的太阳帆上反射产生的激光能量可以达到120瓦,在真空的长距离传输中激光的能量几乎没有什么损失,在进入大气层后激光能量的损失将由大气层的具体状况而定--如云雨雪雾等等。被传入大气层的激光能量将被导入等离子发电机中进行发电。为了减少从太空中进入大气层后激光能量的损失,最好将等离子发电机部置在极高的大山上(如8800多米的珠峰之上)或者将等离子发电机安在30000米高空中的的同温层的巨型飞艇上,由凯夫拉材料缠绕的电缆将作为飞艇系留绳的同时将电力传回地面。与美国人提出的太阳能电池发电站上所用的微波传输系统相比太阳能激光器不但简节轻便,而且对大气层的污染也最小,它还有一个军民两用的好处,这也是我将其起名为天际全效能控制罗的原因。在民用上它可以用来发电,产生环保的无污染能源,在军用上它可以从太空中与天基雷达/红外监视系统相陪合,随时攻击地面与空中目标。如果像GPS卫星系统那样在近地太空规道分部,达到24颗甚至更多的话那么太阳能电激光器的控制泛围就能实时到达全球。对处于大气气层上的空中等离子发电站进行激光照射的同时对有威胁的多种海上空中地面目标进行攻攻击。从目标发现到目标被攻击的过程完成,在全球泛围内只需要不到2秒钟!如果这样的太阳返/激光--等离子发电系统能够部属完成的话,那样它的军用效能将远远超过人类历史上的所有军事武器系统--包括核武器系统,因为核武器系统完全不能够穿透由天际全效能控制罗(太阳帆/太阳能激光器--等离子发电机)组成的防御网。而且该系统对环境的破坏也将降到最低,这一点完全不同于核武器造成的持久的长达数百年的放射性污染。天际全效能控制罗虽然也可以产生类似核武器的辐射效应(如辐射紫外线甚至X射线)但这种效应产仅生在目标表面因为受激光能量照射时产生,还因为天际全效能控制罗可以控制投射到目标的能量的强度,从而决定对目标的杀伤程度。所以其杀伤可控制性也很好。总之天际全效能控制罗比起现在中国各界炒的沸沸扬扬的航母而言要强的多了,因为它是以光速在数秒内对全球目标进行进行打击的。
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