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       據(jù)澎湃新聞9月16日報道，2016年8月26日，美國《航空周刊與空間技術》選出了下一任美國總統(tǒng)必須關注的九大航空航天技術領域，指出美國在這9個領域的技術必須領先于各個競爭者，并確保航空飛行仍是經(jīng)濟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個航空航天技術領域分別是什么呢？

一是高超聲速（Hypersonics）。隱身已經(jīng)使美國領先于其同等對手，而速度將使美國繼續(xù)保持領先地位。美國已在高超聲速領域花費了數(shù)十億美元，但卻讓中國和俄羅斯追上來了。因此，美國將啟動作戰(zhàn)型吸氣式高超聲速導彈發(fā)展，并以一個穩(wěn)健的后續(xù)規(guī)劃，發(fā)展可重復使用的高超聲速（速度馬赫數(shù)5+）情監(jiān)偵與打擊飛機所需的技術。

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

由下圖可見，美國空軍計劃在2020年實現(xiàn)機器輔助的作戰(zhàn)行動，壓縮殺傷鏈時間，實現(xiàn)防御性系統(tǒng)管理員自主識別威脅并給出行動建議，情報分析系統(tǒng)融合情報數(shù)據(jù)并向人類分析員提示威脅。2030年后，將實現(xiàn)對平臺作戰(zhàn)行動的優(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。

三是連通性（Connectivity）。無論是在商業(yè)領域還是戰(zhàn)爭領域，任何有關有人和無人系統(tǒng)一起無縫工作的愿景，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。但是頻譜是有限且寶貴的資源，而且美國的競爭對手們也可競爭并利用。因此，美國認為需要開發(fā)諸如激光通信或太赫茲等新頻譜的技術，以及能夠動態(tài)地分享空中波譜的技術。

美軍正在實施多個與連通性相關的科研項目，其重點是在對抗環(huán)境下實現(xiàn)組網(wǎng)通信及高速通信。以美國國防部國防高級研究計劃局（DARPA）的“100G”項目為例，它旨在利用對毫米波信號的高階調制和空間復用實現(xiàn)100吉比特每秒的傳輸速率。

四是推進（Propulsion）。對渦輪發(fā)動機技術持續(xù)的投資已使美國保持對競爭對手們的領先，新的高燃料效率商用渦扇發(fā)動機正在投入使用，而軍用的通用自適應循環(huán)發(fā)動機正在發(fā)展之中。但是，民用發(fā)動機還需要更高的效率。軍用動力裝置也需要更好的經(jīng)濟可承受性和更強的能力。發(fā)動機為飛機賦能，但是它的技術發(fā)展需要數(shù)十年，因此要保持投資。

美國已實施了兩個國家級推進技術計劃。第一個是1987年啟動的“綜合高性能渦輪發(fā)動機技術”（IHPTET）計劃，其目標是將推重比提升一倍，其成果支撐了F-22戰(zhàn)斗機的F119和F-35戰(zhàn)斗機的F135發(fā)動機。第二個是2005年啟動的“通用經(jīng)濟可承受先進渦輪發(fā)動機”（VAATE）計劃，計劃將發(fā)動機的經(jīng)濟可承受性提高10倍，將大型渦扇/渦噴發(fā)動機的推重比提高100%，燃料消耗降低25%，發(fā)動機的發(fā)展、采購和壽命周期維護費用降低60%，并計劃在2019年完成。

上圖為美國空軍研究實驗室對VAATE計劃的簡要說明，下圖為該實驗室準備在美國航空航天局（NASA）推進系統(tǒng)實驗室的高空臺上，利用一臺F110渦扇發(fā)動機進行強行抽取兆瓦級功率的試驗

現(xiàn)在，美國國防部正在制定第三個國家級推進技術計劃——“支撐經(jīng)濟可承受及任務能力的先進渦輪發(fā)動機技術”（ATTAM）計劃，該計劃的制定工作由美國空軍研究實驗室（AFRL）牽頭，已進行了一年時間，將首次包括徹底集成動力與熱管理系統(tǒng)的內(nèi)容，最早將在2017年啟動。

五是高效率（Efficiency）。為了降低油耗或排放，航空運輸領域對提升效率的要求不會減少，對發(fā)動機而言將是“沒有最好，只有更好”。美國航空航天局（NASA）會繼續(xù)投入資金，與工業(yè)界一起發(fā)展可使美國保持領先的X飛機。

洛馬公司在AFRL的“高能量效率的革命性布局”（RCEE）項目中發(fā)展了“混合翼身”（HWB）布局的戰(zhàn)略運輸機。按照該公司的設計，該機除采用具有很高空氣動力效率的布局之外，還擬配裝超高涵道比渦扇發(fā)動機，可運載美國空軍當前使用C-5戰(zhàn)略運輸機才能運送的超大型貨物，并且耗油率比C-17戰(zhàn)略戰(zhàn)術運輸機可降低多達70%。

美國洛馬公司“混合翼身”（HWB）布局戰(zhàn)略運輸機想象圖（上圖）及該機采用空中加油配置、利用翼下吊艙實現(xiàn)雙點伸縮套管（硬式）加油的想象圖（下圖）

2016年2月，該布局4%的縮比模型在美國航空航天局蘭利研究中心的國家跨聲速風洞中進行了風洞試驗。按計劃，2016年秋季，該公司將完成有人駕駛的HWB演示驗證機的研究與分析工作。RCEE項目將在2017年結束，但美國航空航天局已將HWB布局驗證機與波音公司的“翼身融合體”（BWB）布局驗證機視為其下一個X飛機的競爭方案

六是材料（Materials）。先進制造技術并不僅止于3D打印。從鋁到鈦，再到碳纖維，新材料已經(jīng)點燃了航空航天領域革命的火種。美國希望領導下一場革命，不管它是源自由納米增強的復合材料、在原子尺度裝配的新合金、生物工程學材料還是生物啟發(fā)的結構。通過推進計算和建模來支撐更快的新材料認證也是關鍵。

DARPA正在實施“從原子到產(chǎn)品”（A2P）項目，其目標是開發(fā)裝配尺寸接近原子的納米級工件的技術和工藝，裝配形成至少毫米級尺寸的系統(tǒng)、零件或材料。DARPA認為，許多常見材料在納米級制造時會展示出獨特和很不尋常物理性能，這些原子級性能具有重要的國防應用潛能，包括量子化的電流－電壓特性、極大降低熔點并具有極高的比熱。現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是，如何在較大尺寸的產(chǎn)品級（一般幾厘米）器件和系統(tǒng)上保持這種原子級材料的特性。

A2P項目重點關注裝配，其次是納米級獨特性的開發(fā)。通過A2P項目形成的系統(tǒng)、零件或材料將通過納米級裝配實現(xiàn)獨特的材料性能、小型化、3D結構和異質（材料和幾何形狀）

七是定向能（Directed Energy）。精確制導武器曾在冷戰(zhàn)時期賦予美國抵消蘇聯(lián)數(shù)量優(yōu)勢的能力，并使美軍能夠在反恐戰(zhàn)爭中實施外科手術式的打擊。但是，它們已變成了普遍事物。現(xiàn)在，在美國看來，其潛在對手不僅數(shù)量龐大，而且裝備精良。美國需要定向能武器的精確性和近乎無限的“儲彈量”，這種武器正在走出實驗室，進行作戰(zhàn)評估和早期部署。

目前，美國的彈載高功率微波戰(zhàn)斗部技術和戰(zhàn)術飛機機載激光武器技術正在取得突破。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空射巡航導彈正在被裝入B-52H轟炸機內(nèi)埋彈艙中的“通用戰(zhàn)略武器旋轉發(fā)射裝置”。下圖為DARPA的“高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)”（HELLADS）項目成果配裝轟炸機和戰(zhàn)斗機，用于攔截導彈的想象圖。HELLADS發(fā)射功率為150千瓦，目標質量為758千克，功率密度達到5千克/千瓦的極高水平。該樣機已從2015年夏季開始在新墨西哥州的白沙導彈試驗場進行試驗，但此后再未公布任何進展。

八是可復用性（Reusability）。美國的經(jīng)濟和安全高度依賴用于通信、導航與授時、監(jiān)視、廣播、氣象預報、資源監(jiān)測的衛(wèi)星，但建造并發(fā)射航天器仍是漫長且昂貴的過程，并且在軌的衛(wèi)星也是潛在的脆弱資產(chǎn)。美國必須推動相關技術的發(fā)展，實現(xiàn)以快速響應、完全可復用性的方式日常化地進入空間。

DARPA正在通過“實驗性太空飛機”（XS-1）項目發(fā)展可重復使用助推飛行器，目標是驗證可重復使用助推飛行器能夠在10天內(nèi)完成10次飛行，同時將一個重900磅（約400千克）的試驗載荷送入軌道。DARPA還期望未來可以通過換裝更大型的一次性上面級來發(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500萬美元（包括可重復使用助推飛行器和一次性上面級的費用）。

九是顛覆（Disruption）。在美國人看來，人類雖不能預測未來，但可以為未來做好準備。顛覆性技術和服務是一個威脅，對于現(xiàn)存的行業(yè)如航空是如此，對于固定的用戶們和規(guī)則制定方（如聯(lián)邦航空局和國防部）也是如此。如果美國的航空航天能力要繼續(xù)茁壯成長，就必須在企業(yè)和政府的官僚體系之間建立橋梁