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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(shù)》選出了下一任美國總統(tǒng)必須關(guān)注的九大航空航天技術(shù)領(lǐng)域，指出美國在這9個領(lǐng)域的技術(shù)必須領(lǐng)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(shù)領(lǐng)域分別是什么呢？

一是高超聲速（Hypersonics）。隱身已經(jīng)使美國領(lǐng)先于其同等對手，而速度將使美國繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。美國已在高超聲速領(lǐng)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(dǎo)彈發(fā)展，并以一個穩(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(wù)。

三是連通性（Connectivity）。無論是在商業(yè)領(lǐng)域還是戰(zhàn)爭領(lǐng)域，任何有關(guān)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(luò)。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(shù)，以及能夠動態(tài)地分享空中波譜的技術(shù)。

美軍正在實施多個與連通性相關(guān)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(diào)制和空間復(fù)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(shù)持續(xù)的投資已使美國保持對競爭對手們的領(lǐng)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(yīng)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(shù)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(shù)計劃。第一個是1987年啟動的“綜合高性能渦輪發(fā)動機技術(shù)”（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(shù)計劃——“支撐經(jīng)濟可承受及任務(wù)能力的先進渦輪發(fā)動機技術(shù)”（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(lǐng)域?qū)μ嵘实囊蟛粫p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(lǐng)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(shè)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(shù)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(fēng)洞中進行了風(fēng)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(jié)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(shù)并不僅止于3D打印。從鋁到鈦，再到碳纖維，新材料已經(jīng)點燃了航空航天領(lǐng)域革命的火種。美國希望領(lǐng)導(dǎo)下一場革命，不管它是源自由納米增強的復(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)。通過推進計算和建模來支撐更快的新材料認證也是關(guān)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(shù)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(yīng)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(guān)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(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(shù)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(shù)和戰(zhàn)術(shù)飛機機載激光武器技術(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）項目成果配裝轟炸機和戰(zhàn)斗機，用于攔截導(dǎo)彈的想象圖。HELLADS發(fā)射功率為150千瓦，目標質(zhì)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(dǎo)彈試驗場進行試驗，但此后再未公布任何進展。

八是可復(fù)用性（Reusability）。美國的經(jīng)濟和安全高度依賴用于通信、導(dǎo)航與授時、監(jiān)視、廣播、氣象預(yù)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(guān)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)以快速響應(yīng)、完全可復(fù)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(fù)使用助推飛行器，目標是驗證可重復(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(fù)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(yù)測未來，但可以為未來做好準備。顛覆性技術(shù)和服務(wù)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