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       據(jù)澎湃新聞9月16日?qǐng)?bào)道，2016年8月26日，美國(guó)《航空周刊與空間技術(shù)》選出了下一任美國(guó)總統(tǒng)必須關(guān)注的九大航空航天技術(shù)領(lǐng)域，指出美國(guó)在這9個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)必須領(lǐng)先于各個(gè)競(jìng)爭(zhēng)者，并確保航空飛行仍是經(jīng)濟(jì)上可承受且又能獲利的，工業(yè)界能繼續(xù)贏得出口并創(chuàng)造工作崗位。那么，這9個(gè)航空航天技術(shù)領(lǐng)域分別是什么呢？

一是高超聲速（Hypersonics）。隱身已經(jīng)使美國(guó)領(lǐng)先于其同等對(duì)手，而速度將使美國(guó)繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。美國(guó)已在高超聲速領(lǐng)域花費(fèi)了數(shù)十億美元，但卻讓中國(guó)和俄羅斯追上來(lái)了。因此，美國(guó)將啟動(dòng)作戰(zhàn)型吸氣式高超聲速導(dǎo)彈發(fā)展，并以一個(gè)穩(wěn)健的后續(xù)規(guī)劃，發(fā)展可重復(fù)使用的高超聲速（速度馬赫數(shù)5+）情監(jiān)偵與打擊飛機(jī)所需的技術(shù)。

二是自主性（Autonomy）。自主性事關(guān)人類在所有領(lǐng)域的能力的提升，從空域管理到空中主宰，航空會(huì)變得更加安全、經(jīng)濟(jì)上更為可承受，并且支撐新的使命和市場(chǎng)需求。

由下圖可見(jiàn)，美國(guó)空軍計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)機(jī)器輔助的作戰(zhàn)行動(dòng)，壓縮殺傷鏈時(shí)間，實(shí)現(xiàn)防御性系統(tǒng)管理員自主識(shí)別威脅并給出行動(dòng)建議，情報(bào)分析系統(tǒng)融合情報(bào)數(shù)據(jù)并向人類分析員提示威脅。2030年后，將實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)作戰(zhàn)行動(dòng)的優(yōu)化，確保其可在“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境中連續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

三是連通性（Connectivity）。無(wú)論是在商業(yè)領(lǐng)域還是戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域，任何有關(guān)有人和無(wú)人系統(tǒng)一起無(wú)縫工作的愿景，都需要可以與其他海量用戶安全、保密和高效分享頻譜的網(wǎng)絡(luò)。但是頻譜是有限且寶貴的資源，而且美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們也可競(jìng)爭(zhēng)并利用。因此，美國(guó)認(rèn)為需要開(kāi)發(fā)諸如激光通信或太赫茲等新頻譜的技術(shù)，以及能夠動(dòng)態(tài)地分享空中波譜的技術(shù)。

美軍正在實(shí)施多個(gè)與連通性相關(guān)的科研項(xiàng)目，其重點(diǎn)是在對(duì)抗環(huán)境下實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信及高速通信。以美國(guó)國(guó)防部國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的“100G”項(xiàng)目為例，它旨在利用對(duì)毫米波信號(hào)的高階調(diào)制和空間復(fù)用實(shí)現(xiàn)100吉比特每秒的傳輸速率。

四是推進(jìn)（Propulsion）。對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)持續(xù)的投資已使美國(guó)保持對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們的領(lǐng)先，新的高燃料效率商用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)正在投入使用，而軍用的通用自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)正在發(fā)展之中。但是，民用發(fā)動(dòng)機(jī)還需要更高的效率。軍用動(dòng)力裝置也需要更好的經(jīng)濟(jì)可承受性和更強(qiáng)的能力。發(fā)動(dòng)機(jī)為飛機(jī)賦能，但是它的技術(shù)發(fā)展需要數(shù)十年，因此要保持投資。

美國(guó)已實(shí)施了兩個(gè)國(guó)家級(jí)推進(jìn)技術(shù)計(jì)劃。第一個(gè)是1987年啟動(dòng)的“綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”（IHPTET）計(jì)劃，其目標(biāo)是將推重比提升一倍，其成果支撐了F-22戰(zhàn)斗機(jī)的F119和F-35戰(zhàn)斗機(jī)的F135發(fā)動(dòng)機(jī)。第二個(gè)是2005年啟動(dòng)的“通用經(jīng)濟(jì)可承受先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)”（VAATE）計(jì)劃，計(jì)劃將發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)可承受性提高10倍，將大型渦扇/渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比提高100%，燃料消耗降低25%，發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展、采購(gòu)和壽命周期維護(hù)費(fèi)用降低60%，并計(jì)劃在2019年完成。

上圖為美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室對(duì)VAATE計(jì)劃的簡(jiǎn)要說(shuō)明，下圖為該實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備在美國(guó)航空航天局（NASA）推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的高空臺(tái)上，利用一臺(tái)F110渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)行抽取兆瓦級(jí)功率的試驗(yàn)

現(xiàn)在，美國(guó)國(guó)防部正在制定第三個(gè)國(guó)家級(jí)推進(jìn)技術(shù)計(jì)劃——“支撐經(jīng)濟(jì)可承受及任務(wù)能力的先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”（ATTAM）計(jì)劃，該計(jì)劃的制定工作由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）牽頭，已進(jìn)行了一年時(shí)間，將首次包括徹底集成動(dòng)力與熱管理系統(tǒng)的內(nèi)容，最早將在2017年啟動(dòng)。

五是高效率（Efficiency）。為了降低油耗或排放，航空運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)μ嵘实囊蟛粫?huì)減少，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)而言將是“沒(méi)有最好，只有更好”。美國(guó)航空航天局（NASA）會(huì)繼續(xù)投入資金，與工業(yè)界一起發(fā)展可使美國(guó)保持領(lǐng)先的X飛機(jī)。

洛馬公司在AFRL的“高能量效率的革命性布局”（RCEE）項(xiàng)目中發(fā)展了“混合翼身”（HWB）布局的戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)。按照該公司的設(shè)計(jì)，該機(jī)除采用具有很高空氣動(dòng)力效率的布局之外，還擬配裝超高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，可運(yùn)載美國(guó)空軍當(dāng)前使用C-5戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)才能運(yùn)送的超大型貨物，并且耗油率比C-17戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)可降低多達(dá)70%。

美國(guó)洛馬公司“混合翼身”（HWB）布局戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)想象圖（上圖）及該機(jī)采用空中加油配置、利用翼下吊艙實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)伸縮套管（硬式）加油的想象圖（下圖）

2016年2月，該布局4%的縮比模型在美國(guó)航空航天局蘭利研究中心的國(guó)家跨聲速風(fēng)洞中進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)。按計(jì)劃，2016年秋季，該公司將完成有人駕駛的HWB演示驗(yàn)證機(jī)的研究與分析工作。RCEE項(xiàng)目將在2017年結(jié)束，但美國(guó)航空航天局已將HWB布局驗(yàn)證機(jī)與波音公司的“翼身融合體”（BWB）布局驗(yàn)證機(jī)視為其下一個(gè)X飛機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)方案

六是材料（Materials）。先進(jìn)制造技術(shù)并不僅止于3D打印。從鋁到鈦，再到碳纖維，新材料已經(jīng)點(diǎn)燃了航空航天領(lǐng)域革命的火種。美國(guó)希望領(lǐng)導(dǎo)下一場(chǎng)革命，不管它是源自由納米增強(qiáng)的復(fù)合材料、在原子尺度裝配的新合金、生物工程學(xué)材料還是生物啟發(fā)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)推進(jìn)計(jì)算和建模來(lái)支撐更快的新材料認(rèn)證也是關(guān)鍵。

DARPA正在實(shí)施“從原子到產(chǎn)品”（A2P）項(xiàng)目，其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)裝配尺寸接近原子的納米級(jí)工件的技術(shù)和工藝，裝配形成至少毫米級(jí)尺寸的系統(tǒng)、零件或材料。DARPA認(rèn)為，許多常見(jiàn)材料在納米級(jí)制造時(shí)會(huì)展示出獨(dú)特和很不尋常物理性能，這些原子級(jí)性能具有重要的國(guó)防應(yīng)用潛能，包括量子化的電流－電壓特性、極大降低熔點(diǎn)并具有極高的比熱?，F(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是，如何在較大尺寸的產(chǎn)品級(jí)（一般幾厘米）器件和系統(tǒng)上保持這種原子級(jí)材料的特性。

A2P項(xiàng)目重點(diǎn)關(guān)注裝配，其次是納米級(jí)獨(dú)特性的開(kāi)發(fā)。通過(guò)A2P項(xiàng)目形成的系統(tǒng)、零件或材料將通過(guò)納米級(jí)裝配實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的材料性能、小型化、3D結(jié)構(gòu)和異質(zhì)（材料和幾何形狀）

七是定向能（Directed Energy）。精確制導(dǎo)武器曾在冷戰(zhàn)時(shí)期賦予美國(guó)抵消蘇聯(lián)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)的能力，并使美軍能夠在反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中實(shí)施外科手術(shù)式的打擊。但是，它們已變成了普遍事物?，F(xiàn)在，在美國(guó)看來(lái)，其潛在對(duì)手不僅數(shù)量龐大，而且裝備精良。美國(guó)需要定向能武器的精確性和近乎無(wú)限的“儲(chǔ)彈量”，這種武器正在走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行作戰(zhàn)評(píng)估和早期部署。

目前，美國(guó)的彈載高功率微波戰(zhàn)斗部技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)機(jī)載激光武器技術(shù)正在取得突破。以下面的兩張圖為例，上圖為2012年10月，采用高功率微波戰(zhàn)斗部的AGM-86C空射巡航導(dǎo)彈正在被裝入B-52H轟炸機(jī)內(nèi)埋彈艙中的“通用戰(zhàn)略武器旋轉(zhuǎn)發(fā)射裝置”。下圖為DARPA的“高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)”（HELLADS）項(xiàng)目成果配裝轟炸機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)，用于攔截導(dǎo)彈的想象圖。HELLADS發(fā)射功率為150千瓦，目標(biāo)質(zhì)量為758千克，功率密度達(dá)到5千克/千瓦的極高水平。該樣機(jī)已從2015年夏季開(kāi)始在新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，但此后再未公布任何進(jìn)展。

八是可復(fù)用性（Reusability）。美國(guó)的經(jīng)濟(jì)和安全高度依賴用于通信、導(dǎo)航與授時(shí)、監(jiān)視、廣播、氣象預(yù)報(bào)、資源監(jiān)測(cè)的衛(wèi)星，但建造并發(fā)射航天器仍是漫長(zhǎng)且昂貴的過(guò)程，并且在軌的衛(wèi)星也是潛在的脆弱資產(chǎn)。美國(guó)必須推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)以快速響應(yīng)、完全可復(fù)用性的方式日?；剡M(jìn)入空間。

DARPA正在通過(guò)“實(shí)驗(yàn)性太空飛機(jī)”（XS-1）項(xiàng)目發(fā)展可重復(fù)使用助推飛行器，目標(biāo)是驗(yàn)證可重復(fù)使用助推飛行器能夠在10天內(nèi)完成10次飛行，同時(shí)將一個(gè)重900磅（約400千克）的試驗(yàn)載荷送入軌道。DARPA還期望未來(lái)可以通過(guò)換裝更大型的一次性上面級(jí)來(lái)發(fā)射3000磅左右（約1400千克左右）的軌道載荷，并將這種載荷的單次發(fā)射成本控制在500萬(wàn)美元（包括可重復(fù)使用助推飛行器和一次性上面級(jí)的費(fèi)用）。

九是顛覆（Disruption）。在美國(guó)人看來(lái)，人類雖不能預(yù)測(cè)未來(lái)，但可以為未來(lái)做好準(zhǔn)備。顛覆性技術(shù)和服務(wù)是一個(gè)威脅，對(duì)于現(xiàn)存的行業(yè)如航空是如此，對(duì)于固定的用戶們和規(guī)則制定方（如聯(lián)邦航空局和國(guó)防部）也是如此。如果美國(guó)的航空航天能力要繼續(xù)茁壯成長(zhǎng)，就必須在企業(yè)和政府的官僚體系之間建立橋梁