軍事強國全面提速新一代武器裝備研制

□ 鄭杰光

軍事強國全面提速新一代武器裝備研制

□ 鄭杰光

隨著具有變革性、顛覆性作用的前沿技術不斷突破，新概念、新機理武器實戰(zhàn)化步伐加快，微系統(tǒng)、生物、3D打印技術廣泛應用，軍事理論以及戰(zhàn)爭樣式和形態(tài)將發(fā)生根本性改變。主要國家圍繞高新武器創(chuàng)新及全疆域爭奪的角逐日益激烈

隨著高技術武器不斷更新?lián)Q代、軍事技術前沿突破加速，未來戰(zhàn)爭將呈現(xiàn)體系對抗、信息對抗、太空對抗、網絡空間對抗和非接觸對抗等特征，主要軍事強國對網絡空間、太空、深海等全疆域爭奪以及電磁、生物、微系統(tǒng)、高超聲速、遠程精確打擊等領域的競爭更加激烈。

重視確保顛覆性、壓倒性、非對稱技術優(yōu)勢

今年2月6日，美國發(fā)布新《國家安全戰(zhàn)略》，提出確保“共享空間”安全使用能力，包括網絡空間、外層空間、空氣空間和海洋空間，重申“亞太再平衡”，根據(jù)形勢變化調整安全戰(zhàn)略和優(yōu)先事項，以確保主導地位。美軍正在制定第三次“抵消戰(zhàn)略”，2014年底提出的《國防創(chuàng)新倡議》旨在尋求“有助于提升美軍優(yōu)勢的突破性技術和新型作戰(zhàn)概念”。國防部最近啟動“長期研究發(fā)展規(guī)劃”（LRRDP），針對高端對手“反介入”、“區(qū)域拒止”能力，重點聚焦太空、水下、空中主宰打擊、防空反導、其他由技術驅動的概念五大關鍵能力，旨在謀求“顛覆性”、“突破性”、“壓倒性”技術優(yōu)勢和新的“非對稱”軍事優(yōu)勢。2月20日，美國防部負責系統(tǒng)工程的國防部助理部長幫辦斯蒂芬·韋爾比稱，計劃已收到來自企業(yè)界300多份回應，其中許多來自“非傳統(tǒng)”私營企業(yè)。美國防高級研究計劃局正在推進將產生比互聯(lián)網影響更大的四個項目，即原子級全球定位系統(tǒng)（GPS）、太赫茲頻率電子與超材料太赫茲頻率范圍、物聯(lián)網病毒防護和快速威脅評估（RTA）研究病毒和生化武器等威脅物質如何對人體造成破壞。斯蒂芬·韋爾比表示，將繼續(xù)推進顛覆性創(chuàng)新，確保差異化優(yōu)勢。今年2月，美國空軍宣布新制空權倡議，以識別和發(fā)展可維持2030年空中主宰的下一代技術，空軍已經組織團隊開展實驗和技術演示驗證，對能引導美國空軍及其軍機創(chuàng)新的，包括高超聲速、隱身、先進傳感器、賽博技術、無人機、空間系統(tǒng)和定向能武器等技術的評估。

2014年12月，俄羅斯總統(tǒng)普京首次提出“非核遏制”概念，將保證俄太空防御能力、確保在北極地區(qū)國家利益、建立和發(fā)展軍事基礎設施等作為俄軍優(yōu)先任務，要求“開展突破性、變革性研究”。俄羅斯先期研究基金會主席安德烈·格里戈耶夫表示“未來武器裝備具有針對性、高精度和遠程特性”，“開發(fā)基于新原理系統(tǒng)，可保障高速度和隱蔽性”。俄羅斯出臺的《2030年前武器裝備與軍事技術主要發(fā)展方向》表明，將優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略武器、空天防御武器和高超聲速武器。法國和日本加大隱形武器、高超音速武器、偵察預警和網絡攻防武器研發(fā)。法國國防部長勒德·里昂稱“今后將探索居于技術發(fā)展前沿的大膽理念，例如隱形和高超音速技術”，這是突破敵人封鎖的關鍵所在，對國內工業(yè)和技術基礎具有重要意義。

全面提速新一代武器裝備研制

2014年11月，美國防高級研究計劃局開始征求空中機載平臺方案，計劃建造“空中航母”，用于空中發(fā)射和回收其他飛機，無人機可從平臺上起飛，執(zhí)行轟炸、導彈襲擊、偵察等任務。該局于6月推出替代GPS的“競爭環(huán)境下空間、時間及定位信息”（STOIC）項目，為競爭性環(huán)境下全球定位系統(tǒng)（GPS）尋求替代方案，研發(fā)具備GPS性能、但不依賴GPS系統(tǒng)的軍用定位、導航與授時技術。2015年1月，美國導彈防御局推出兩種新型大氣層外攔截器（EKV）采購的方案，用于陸基導彈防御系統(tǒng)。美空軍和海軍計劃通過F-X、F/A-XX項目研發(fā)替代F-22和F/ A-18E/F的新型戰(zhàn)機，預計2030年形成初始戰(zhàn)斗力。

2014年10月，俄羅斯先期研究基金會總經理安德烈·格里戈耶夫宣布開始研發(fā)采用復合材料的六代戰(zhàn)斗機，計劃2020年下半年開始研制。日本計劃在ATD-X“心神”隱身戰(zhàn)機基礎上發(fā)展六代戰(zhàn)機F-3，2035年服役。2014年，俄羅斯金剛石-安泰公司宣布，正在制造類似美國THAAD和GMD的反導系統(tǒng)。俄先期研究基金會和俄無線電電子技術公司簽署協(xié)議，開展“基于無線電-光子學的有源相控陣發(fā)展”科研專項，發(fā)展下一代航電系統(tǒng)核心技術。法國國防部開始研制新一代高超音速導彈ASN4G，以替代“阿斯姆普”改進型中程空地巡航導彈，ASN4G即“阿斯姆普”第四代，能有效突破2035年前的防空系統(tǒng)，速度達7-8馬赫。英法兩國簽訂協(xié)議，聯(lián)合研制新一代無人戰(zhàn)斗機，采用新型低探測技術、高可靠性渦輪風扇發(fā)動機和多用途雷達。印度航天局計劃今年3月試飛配裝高超聲速吸氣式動力的可重復使用航天運載飛行器技術驗證機（RLV-TD），飛行速度達5馬赫。

美國防高級研究計劃局今年1月宣布，將發(fā)展自主無人機系統(tǒng)，提出“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”（CODE）項目，建立“通信約束、分布式、高自主協(xié)同系統(tǒng)”，自主發(fā)現(xiàn)和依據(jù)既定規(guī)則打擊目標，并適應各種環(huán)境變化或突發(fā)威脅，提高軍用無人機自主、協(xié)同作戰(zhàn)能力。美國《國防》雜志2014年第11期報道，美國正在大力研發(fā)能快速擊敗敵方的自主性武器系統(tǒng)，如能夠自主擔任護航任務的無人小船，帶有“大腦”感知系統(tǒng)而不只是計算機芯片的無人機。美海軍已經通過13艘無人駕駛小型護衛(wèi)船在弗吉尼亞州詹姆士河上進行了試驗。預計未來5年，自主式無人潛航器和無人機系統(tǒng)將獲得快速發(fā)展。此外，美國在研發(fā)新型自主攻擊遠程反艦導彈，能在無人控制情況下自主避開雷達自行搜索目標實施攻擊。英國研發(fā)的“硫磺石”導彈具有自行區(qū)別裝甲車，以及交換數(shù)據(jù)“分工”攻擊的能力。以色列反雷達導彈能在空中盤旋伺機，一旦敵方開啟雷達便自行發(fā)動攻擊。挪威計劃為戰(zhàn)機安裝能自主搜尋并辨識目標的導彈。TenCate美國先進裝甲公司最近推出智能防彈衣，可實現(xiàn)各種嚴酷環(huán)境下的人員防護。

新概念、新機理武器實戰(zhàn)化步伐加快

美國國防部導彈防御局加速推進高空無人機以激光探測和攔截助推段彈道導彈研究，今年2月在2016財年預算中，為“定向能研究”（DER）項目中“高空無人機以激光探測和攔截助推段彈道導彈研究”工作加大投資力度，2016-2020財年總的計劃預算是2.57718億美元。該項目旨在將高效緊湊的激光武器集成到高空長航時無人機上，最終用于攔截處于助推段的彈道導彈。

美海軍于2014年在艦船上裝備首臺激光武器，并與雷聲公司簽約，將其作為海軍陸基防空定向能在研項目的一部分。將該激光武器改裝為車載型，以對抗小型無人機等低空飛行器威脅并計劃于2016年組織30千瓦級激光武器系統(tǒng)外場試驗。2014年7月，美國海軍研究實驗室宣布，美國氟化氪激光器突破世界紀錄，速度高達1000公里/秒，相當于每小時225萬英里（約362萬公里）。同時，海軍宣布將激光武器部署到直升機上，包括光束定向器、控制子系統(tǒng)、原動力子系統(tǒng)等，以推進定向能武器發(fā)展。

過去5年，美空軍一直在推進高功率微波武器，旨在研發(fā)可用于壓制電子目標的非致命性武器，于2012年10月成功完成高功率微波武器首次作戰(zhàn)飛行試驗，并計劃2016年試驗高功率微波電子戰(zhàn)導彈。美空軍特種作戰(zhàn)司令部計劃2017年采購定向能武器，計劃裝備在AC-130飛機上。2014年6月，美國陸軍開發(fā)出世界首個自適應相位光纖激光相干陣列系統(tǒng)，使士兵在戰(zhàn)場上使用的定向能武器和激光通信系統(tǒng)更加有效；9月，美陸軍“高能激光機動演示驗證機”項目成功完成海上環(huán)境試驗，采用安裝在“奧什科什”戰(zhàn)術軍車上的10千瓦高能激光器，成功命中150多個空中目標，后續(xù)將組織50、60乃至100千瓦級激光器試驗，以驗證其對抗火箭、火炮、迫擊炮及無人機的能力；10月，美國Daylight公司和Thorlabs公司結成戰(zhàn)略伙伴關系，合作開發(fā)中紅外量子級聯(lián)激光器，滿足國防和安全市場需求。

2014年8月，英國國防部宣布大幅增加對激光武器投資力度，啟動高能激光武器研制，并公布定向能武器（DEW）發(fā)展計劃，旨在開發(fā)可進行外場試驗性發(fā)射的高能激光武器系統(tǒng)。

重點加強前沿性、基礎性、變革性技術突破

今年2月2日，奧巴馬總統(tǒng)批準的美國防部2016財年預算高度重視技術優(yōu)勢和國防創(chuàng)新倡議，將對一系列“聚焦技術”優(yōu)先投資，包括賽博、導彈防御、核威懾、空間、精確打擊、情報監(jiān)視與偵察（ISR）以及航空和海洋能力，以加強在拒止環(huán)境中投送力量和進行作戰(zhàn)。國防部的采購和研究、發(fā)展、試驗與鑒定（RDT&E）預算以及國家核安全局投資1900億美元，比2015財年實際預算增長13%（220億美元）。其中國防部RDT&E預算超過800億美元。在先進技術上的投資體現(xiàn)在基礎研究、應用研究和先期技術發(fā)展科目上，超過115億美元，包括國防高級研究計劃局（DARPA）的30億美元；IT總支出約373億美元，比2015年增長10億美元。美國空軍發(fā)布《技術前沿》報告稱，未來20年，武器系統(tǒng)將從“有人走向無人、大型走向小型、人工控制走向自動化、精專走向兼容”，并明確110項重點攻關的關鍵技術，如核遏制、全球機動、空中和空間優(yōu)勢、全球情報監(jiān)視和偵察等。美海軍稱：“到2030年將以光速般的速度作戰(zhàn)，全力支持定向能武器發(fā)展?！苯衲?月4日，美國海軍研究署發(fā)布2015年《海軍科技戰(zhàn)略》，強調加強基礎技術投入，促進未來技術創(chuàng)新，提出海軍科技發(fā)展三大目標是：減少對火藥的依賴；研制“持久性更強”的無人水下航行器推進系統(tǒng)；高度重視網絡安全。重點關注9個領域：確保海戰(zhàn)場介入、自主和無人系統(tǒng)、電磁機動作戰(zhàn)、非常規(guī)和不對稱戰(zhàn)爭、制信息——賽博、平臺設計及生命力、動力與能源、力量投送與綜合防御、作戰(zhàn)人員能力。

1月，俄羅斯總統(tǒng)普京要求先期研究基金會加強前沿技術研究，稱“基金會應成為國防創(chuàng)新的技術直梯”，“以最快速度促進新研究成果實際應用”，“2015年基金會要加速先期工業(yè)技術發(fā)展，滿足第六代裝備發(fā)展需要，這些技術將決定國防工業(yè)的未來面貌”?；饡雅鷾?9個項目，其中26項已經落實。俄羅斯先期研究基金會主席安德烈·格里戈耶夫稱，未來武器裝備發(fā)展重點包括第6代殲擊機、高超音速技術等，高超聲速武器最大速度將提升到5-7馬赫。2015-2016年，基金會將投入約45億盧布，比2014年增加12億盧布，2018年基金會預算將大幅增加。俄國防部長紹伊古宣布，將于今年制定俄羅斯《國家軍備計劃（2016～2025年）》（GPV），其中近80%用于精確制導武器，優(yōu)先項目包括戰(zhàn)略核力量、太空設備和C4I設備。今年2月，歐洲防務局發(fā)布2014年年度報告稱，已經在確定的空中加油、遙控飛機系統(tǒng)（RPAS）、衛(wèi)星通信以及網絡等四個關鍵能力項目上取得顯著進展，明確了實施方案和工作程序。

美國正在大力研發(fā)能快速擊敗敵方的自主性武器系統(tǒng)，如能夠自主擔任護航任務的無人小船，帶有“大腦”感知系統(tǒng)而不只是計算機芯片的無人機

大力推進微系統(tǒng)、生物、3D打印技術應用

美國防高級研究計劃局微系統(tǒng)技術辦公室（MTO）大力開發(fā)新一代微系統(tǒng)技術，已經在微處理器、微機電系統(tǒng)和光子元器件等微電子產品研制以及寬帶隙材料、相控陣雷達、高能激光器和紅外成像等技術領域取得積極成果，將把工作重心放到電子、光子、計算和MEMS等微系統(tǒng)領域。該局于2014年設立生物技術辦公室（BTO），啟動一系列生物學和工程學交叉領域項目，包括“可靠神經接口技術”“血液透析治療”以及“活體內納米裝置”等項目。陸軍研究實驗室重點研究神經科學技術，提高士兵的理解能力及決策能力。

2014年9月，美國海軍、能源部和農業(yè)部宣布，將投資三家生產軍用生物燃料公司，包括翡翠生物燃料公司、支點生物燃料公司和紅石生物燃料公司，滿足軍隊和商業(yè)的運輸燃料要求，減少對化石燃料的依賴。美國防部成立陸軍再生醫(yī)學研究所（AFIRM），由維克森林大學再生醫(yī)學研究所領導的約30所大學、醫(yī)院聯(lián)合組成，負責研發(fā)修復受損細胞、組織和器官的新方法，通過3D生物打印，將健康細胞精確用于受損部位，促進皮膚再生。該所正在研究血管的生物打印，可用于器官、肌肉組織乃至四肢的打印。美軍通過3D打印技術使海軍受損的AV-8B“鷂”式飛機快速恢復工作。美海軍戰(zhàn)場開發(fā)司令部概念與創(chuàng)新部主管吉姆·洛佩爾表示，后勤的未來就是3D打印技術，如果在艦上可以使用3D打印技術打印所需產品，將顯著減少后勤供應船只。

2014年7-10月，GE公司宣布首次將3D打印技術用于GE9X渦輪發(fā)動機葉片生產，美國擠壓研磨公司和航空噴氣發(fā)動機-洛克達因公司計劃用3D打印技術制造火箭發(fā)動機，以替代俄制發(fā)動機RD-180；美國弗吉尼亞大學采用3D打印技術制成1.8磅重的名為“剃刀”的無人機機體部件，使用的馬達、伺服系統(tǒng)、自動駕駛儀、電池等電子設備均為貨架產品，用一臺安卓智能手機充當計算機就可飛行。美國專家預測，3D打印技術可使部隊現(xiàn)場按需制作小型無人機。

（作者單位：中國保利國防研究中心）