剛剛，中國科學(xué)家成功研制出一款手槍大小的“超級能量炮”，性能直接碾壓西方，或?qū)氐赘膶懳磥砜諔?zhàn)游戲規(guī)則！這項研究發(fā)表在2025年第3期《真空電子技術(shù)》（雙月刊）上。

今天，我們不談芯片，不談光刻機，我們來聊一個更硬核、更底層的國之重器，它的名字叫——行波管（TWT）。

你可能沒聽過它，但它卻是所有尖端雷達、預(yù)警機、戰(zhàn)斗機和電子戰(zhàn)設(shè)備里，那個無可替代的“心臟”。它的作用只有一個，就是將微弱的微波信號，放大成一股毀天滅地的能量洪流，射向遠(yuǎn)方。

就在昨天，我們還在為這個小管子不夠“苗條”而發(fā)愁，今天，中國的科學(xué)家們直接把它做成了“魔鬼身材”，塞進了手槍大小的空間里！

◆ 01 巨人的煩惱：體積就是戰(zhàn)斗力！

我們知道，現(xiàn)代最先進的相控陣?yán)走_，就像一面由成千上萬只“小眼睛”組成的“天網(wǎng)”。每一只“小眼睛”背后，都需要一個行波管來提供能量。

問題來了，以前的行波管，又大又笨，像個傻大個兒。美國諾斯羅普·格魯曼公司搞出來的C波段小型化行波管，高度也有25毫米，功率僅170W。要把成百上千個這樣的“大塊頭”塞進寸土寸金的戰(zhàn)斗機或者預(yù)警機里，簡直是工程師的噩夢。

這不僅僅是重一點、大一點的問題。

在萬米高空的生死搏殺中，體積就是戰(zhàn)斗力，重量就是生命線！

更大的體積意味著更差的機動性，更臃腫的設(shè)計意味著雷達性能的妥協(xié)。我們受夠了這種“巨人煩惱”，我們必須把它變得更小、更強！

◆ 02 兩大“天塹”，中國科學(xué)家如何飛渡？

要把這個“能量心臟”極限壓縮，就像要把一座發(fā)電站塞進一個午餐盒，還要讓它穩(wěn)定運行，難度堪稱地獄級。主要有兩大“天塹”攔在面前：

第一道坎：萬伏高壓，蝸居求生。

行波管的工作電壓高達數(shù)千伏，陰極電壓達到了-6.8kV?？臻g一縮小，內(nèi)部各種零件臉貼臉，稍有不慎就是“高壓打火”，瞬間報廢。這就像讓一頭雄獅在瓷器店里跳舞，還不能打碎任何東西。

怎么辦？硬算！我們的科研團隊動用了“最強大腦”——超級計算機仿真，對電子槍和收集極內(nèi)部每一個角落的電場分布進行了毫米級、甚至微米級的精算和優(yōu)化。他們硬生生在狹小的空間里，為狂暴的電流規(guī)劃出了一條絕對安全的“高速公路”，確保萬無一失。

第二道坎：馴服狂暴的“電子子彈”。

行波管工作的原理，是發(fā)射一束高速的“電子子彈流”，并讓它與電磁波共舞，從而放大能量。管子變小了，用來約束這束“電子子彈”的磁場（PPM聚焦系統(tǒng)）也就變?nèi)趿恕?/p>

這束時速接近光速的電子流，一旦失去束縛，就會像脫韁的野馬，撞向管壁，導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

面對這道坎，中國科學(xué)家亮出了一個絕活——“復(fù)合管殼技術(shù)”。

這是一個天才般的想法！他們?nèi)拥袅藗鹘y(tǒng)設(shè)計中累贅的過渡結(jié)構(gòu)，通過一體化焊接，讓產(chǎn)生磁場的“永磁體”和“極靴”能夠更貼近電子束。

這波操作，就像是給高速飛行的子彈，穿上了一件量身定制的貼身電磁盔甲，讓它在管道里被安排得明明白白，指哪打哪，絕不跑偏！

◆ 03 性能怪獸誕生，這一次，我們定義標(biāo)準(zhǔn)！

攻克了這兩大天塹后，一個真正的“性能怪獸”誕生了。我們來看一組讓西方同行都不得不服氣的數(shù)據(jù)：

尺寸：185×30×20毫米。注意，高度只有20毫米！ 比西方同類產(chǎn)品還薄，我們做到了“超薄”。

功率：在8到18GHz的超寬頻帶內(nèi)，輸出功率全部超過500瓦，峰值甚至超過了600瓦，遠(yuǎn)超國內(nèi)外同行！

效率：整管效率超過36%，穩(wěn)定工作的“電子注流通率”更是高達97%以上。

這是什么概念？我們不僅把它做得更小了，還把它做得更強了！

這已經(jīng)不是在追趕，而是在一些關(guān)鍵領(lǐng)域，開始定義新的標(biāo)準(zhǔn)！

基于這款“掌上神炮”，我們的科學(xué)家已經(jīng)集成了厚度僅為22.1毫米的微波功率模塊。這意味著，我們的下一代預(yù)警機、戰(zhàn)斗機雷達和電子戰(zhàn)吊艙，將擁有更強大的“心臟”，看得更遠(yuǎn)、干擾得更強、打得更準(zhǔn)！

未來戰(zhàn)場，電磁權(quán)就是制勝權(quán)。這支小小的“手槍”，看似不起眼，卻是撐起國家電磁長城的一根關(guān)鍵支柱。今天，讓我們?yōu)檫@群沉默的英雄，點贊！

參考文獻：

[1] 史雪春, 崔瑤, 邱立, 等. X/Ku 波段大功率行波管小型化設(shè)計研究[J]. 真空電子技術(shù), 2025(03): 8-13.

[2] Mishra, P. R. (2025, August 15). Chinese lab’s pistol-sized vacuum tube could build game-changer electronic warfare device. Interesting Engineering.