國(guó)外航空裝備的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)

趙群力

試驗(yàn)中，X-47B無(wú)人機(jī)成功由707加油機(jī)加油

伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)和科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)的經(jīng)驗(yàn)表明，航空裝備是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的決定性力量。一旦失去制空權(quán)，就會(huì)失去制海權(quán)、制陸權(quán)、制信息權(quán)和戰(zhàn)場(chǎng)主動(dòng)權(quán)，陷入被動(dòng)挨打的境地，戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗將難以避免。

為了謀求21世紀(jì)的軍事優(yōu)勢(shì)，美國(guó)、俄羅斯、歐盟等國(guó)家和地區(qū)都非常注重航空裝備的發(fā)展，相繼啟動(dòng)了B-21、PAK DA、FCAS等航空裝備研制項(xiàng)目，并提出了一些新的軍事理論和作戰(zhàn)思想。在這些新技術(shù)、新裝備和新理論的共同作用下，航空裝備的性能和作戰(zhàn)能力有望取得新的突破，其發(fā)展趨勢(shì)值得關(guān)注。

航空裝備的發(fā)展趨勢(shì)

在未來(lái)作戰(zhàn)需求和新技術(shù)的共同作用下，航空裝備將向著體系化、智能化、隱身化、高速化和遠(yuǎn)程化的方向發(fā)展。

體系化 體系也稱由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)（SOS），是由相互關(guān)聯(lián)、相互依賴的子系統(tǒng)組合而成的復(fù)雜大系統(tǒng)。體系能提供的能力遠(yuǎn)大于其子系統(tǒng)能力之和，并且可以涌現(xiàn)出一些新的作戰(zhàn)能力。2016年5月，美國(guó)空軍發(fā)布的《2030年空中優(yōu)勢(shì)飛行規(guī)劃》認(rèn)為，未來(lái)沒(méi)有任何一種戰(zhàn)斗機(jī)可以單獨(dú)地躲避和對(duì)抗敵方由地空武器、空空武器、反衛(wèi)星武器、電子戰(zhàn)武器和賽博武器構(gòu)成的裝備體系，只有依靠由戰(zhàn)斗機(jī)、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星、先進(jìn)機(jī)載武器等裝備組成的體系，才能有效地奪取制空權(quán)。2016年6月，空客防務(wù)與空間業(yè)務(wù)部公布了“未來(lái)作戰(zhàn)空中系統(tǒng)”（FCAS）的概念方案，其基本思想也是依靠由有人機(jī)和無(wú)人機(jī)組成的裝備體系來(lái)奪取制空權(quán)。航空裝備之所以能向體系化的方向發(fā)展，主要是得益于信息技術(shù)的進(jìn)步以及基于體系化作戰(zhàn)的軍事理論、戰(zhàn)術(shù)和支撐技術(shù)的快速發(fā)展。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，航空裝備之間的體系化協(xié)同作戰(zhàn)能力將不斷增強(qiáng)，單靠幾種先進(jìn)的航空裝備將很難與緊密協(xié)同的航空裝備體系進(jìn)行作戰(zhàn)。

智能化 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)正在從孕育期轉(zhuǎn)入爆發(fā)期。人工智能技術(shù)在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣。目前，人工智能技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)的全過(guò)程以及氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、航空動(dòng)力、飛控、航電、機(jī)電等專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到初步應(yīng)用，特別是在自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)、變體飛機(jī)、能量?jī)?yōu)化飛機(jī)、飛機(jī)自主保障等方面受到人們的重視，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。此外，人工智能技術(shù)在無(wú)人機(jī)自主編隊(duì)、自主起降、自主空中加油、自主后勤補(bǔ)給等方面的應(yīng)用也在不斷拓展。2015年4月22日，美國(guó)諾斯羅普·格魯曼公司研制的X-47B無(wú)人機(jī)成功進(jìn)行了自主空中加油試驗(yàn)。2016年6月，美國(guó)辛辛那提大學(xué)官方網(wǎng)站宣布，由該校博士生領(lǐng)銜開發(fā)的“阿爾法”（ALPHA）超視距空戰(zhàn)系統(tǒng)通過(guò)了專家評(píng)估，并在空戰(zhàn)模擬器環(huán)境下?lián)魯×擞兄S富經(jīng)驗(yàn)的美國(guó)空軍退役上校。

2016年4月，美海軍研究局與佐治亞理工學(xué)院聯(lián)合完成連續(xù)發(fā)射30架無(wú)人機(jī)并使之在空中自主編隊(duì)飛行的試驗(yàn)。8月，在美海軍年度新技術(shù)演習(xí)中，航空環(huán)境公司和洛馬公司演示了潛射無(wú)人機(jī)發(fā)射后自主執(zhí)行通信中繼任務(wù)。10月，美國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室完成了3架F/A-18F戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射共計(jì)103架“灰山鶉”小型無(wú)人機(jī)的演示，發(fā)射后的小型無(wú)人機(jī)自主編成集群，在地面控制站的指揮下自主完成了一系列任務(wù)。2017年4月，洛馬公司驗(yàn)證了可提升作戰(zhàn)效率和效能的有人/無(wú)人編隊(duì)技術(shù)，美海軍則在模擬空戰(zhàn)試驗(yàn)中驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)“僚機(jī)”技術(shù)。這些進(jìn)展表明，基于人工智能的集群作戰(zhàn)和協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)正在日趨成熟，并將對(duì)航空武器裝備的發(fā)展和作戰(zhàn)樣式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

隱身化 隱身技術(shù)可以大幅度削減敵方探測(cè)系統(tǒng)的感知能力，從而實(shí)現(xiàn)先敵發(fā)現(xiàn)，先敵開火。目前，F(xiàn)-22、F-35隱身戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)大量裝備部隊(duì)，B-21、PAK DA轟炸機(jī)也進(jìn)入到工程研制階段，英國(guó)、法國(guó)、日本、印度也都有意發(fā)展新的隱身戰(zhàn)斗機(jī)和隱身無(wú)人機(jī)。未來(lái)，不但戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)等主戰(zhàn)裝備要實(shí)現(xiàn)隱身，運(yùn)輸機(jī)、無(wú)人機(jī)、特種飛機(jī)等支援類裝備和機(jī)載武器也都將向隱身化的方向發(fā)展。

為了進(jìn)一步提高隱身能力，航空裝備將從窄頻段隱身向?qū)掝l段隱身、從單方位隱身向全方位隱身、從單一隱身措施向綜合隱身措施發(fā)展。除了繼續(xù)優(yōu)化隱身外形之外，超材料和納米材料有望成為提高飛機(jī)隱身性能的主要技術(shù)手段。

高速化 隨著對(duì)抗的加劇，未來(lái)空中作戰(zhàn)的節(jié)奏和速度將越來(lái)越快。為了捕捉稍縱即逝的戰(zhàn)機(jī)、防范敵人先發(fā)制人的突襲，航空裝備的快速反應(yīng)能力正變得越來(lái)越重要。2015年9月，美國(guó)空軍發(fā)布了《空軍未來(lái)作戰(zhàn)概念》，在這份文件中，將作戰(zhàn)敏捷性放到了非常高的重要位置，并且明確提出，美國(guó)空軍將利用其作戰(zhàn)敏捷性迅速適應(yīng)任何情況或任何敵人。無(wú)論是指揮控制、情報(bào)偵察、全球打擊、兵力機(jī)動(dòng)還是一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，美國(guó)空軍都將提高敏捷性作為一個(gè)重要的發(fā)展方向。為了適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)快節(jié)奏的需要，不但高超音速飛機(jī)、高速直升機(jī)、高速空空導(dǎo)彈、激光武器等將登上戰(zhàn)爭(zhēng)的舞臺(tái)，而且在高速通信、數(shù)據(jù)決策和人工智能等技術(shù)的支持下，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、任務(wù)規(guī)劃、作戰(zhàn)指揮、效果評(píng)估等各個(gè)作戰(zhàn)環(huán)節(jié)的速度都會(huì)顯著提高。

遠(yuǎn)程化 為了保障基地安全，交戰(zhàn)雙方通常需要把飛機(jī)部署在敵方飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑之外。在這種情況下，飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑越遠(yuǎn)，飛機(jī)的部署和使用就越靈活，對(duì)敵方的威脅也就越大。為了謀取遠(yuǎn)程作戰(zhàn)方面的不對(duì)稱優(yōu)勢(shì)，世界航空強(qiáng)國(guó)紛紛研制航程遠(yuǎn)、留空時(shí)間長(zhǎng)的新型航空裝備。目前，美軍已經(jīng)開始研究作戰(zhàn)半徑更大的第六代戰(zhàn)斗機(jī)、遠(yuǎn)程空空彈和遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈。此外，在采購(gòu)KC-46A加油機(jī)的同時(shí)，還打算研制無(wú)人加油機(jī)MQ-25，從而進(jìn)一步增加其航空裝備的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)能力。endprint

隨著遠(yuǎn)程作戰(zhàn)能力的不斷提高，未來(lái)飛機(jī)的留空時(shí)間也將不斷延長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)戰(zhàn)區(qū)的長(zhǎng)時(shí)間不間斷監(jiān)視和打擊。在這種情況下，失去制空權(quán)的一方將時(shí)刻面臨威脅，很難再組織起有效的反擊。

主要機(jī)種的發(fā)展方向分析

軍用飛機(jī)具有成本高、發(fā)展周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，為了滿足未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，人們通常需要提前10年甚至20年開展下一代飛機(jī)的技術(shù)研究和方案論證。根據(jù)目前所掌握的資料，未來(lái)軍用飛機(jī)的發(fā)展方向如下：

戰(zhàn)斗機(jī) 目前，美國(guó)、俄羅斯、歐盟、日本等都在研究論證新一代戰(zhàn)斗機(jī)。2016年5月，美國(guó)空軍發(fā)布了《2030年空中優(yōu)勢(shì)飛行規(guī)劃》，表示將依靠由多種裝備組成的體系來(lái)奪取制空權(quán)。在這個(gè)裝備體系中，穿透型制空（PCA）將處于重要地位，并計(jì)劃在2028年左右形成穿透型制空能力。2016年6月，空客公司防務(wù)部門在慕尼黑公布了“未來(lái)作戰(zhàn)航空系統(tǒng)”（FCAS）的概念方案。從已公布的信息看，F(xiàn)CAS是由多種平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)組成的復(fù)雜大系統(tǒng)，至少包括有人戰(zhàn)斗機(jī)、大型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)、小型無(wú)人機(jī)這三種平臺(tái)。其中新研制的雙發(fā)隱身戰(zhàn)斗機(jī)將扮演FCAS核心的角色，這種有人戰(zhàn)斗機(jī)可以指揮多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。為了分擔(dān)飛機(jī)駕駛和指揮的工作負(fù)擔(dān)，F(xiàn)CAS的戰(zhàn)斗機(jī)擬采用雙座戰(zhàn)斗機(jī)。通過(guò)有人/無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)，F(xiàn)CAS既可充當(dāng)執(zhí)行空戰(zhàn)任務(wù)，還可以承擔(dān)情報(bào)偵察、電子戰(zhàn)和對(duì)地攻擊任務(wù)。

2016年3月，俄羅斯蘇霍伊公司向俄國(guó)防部提交了發(fā)展六代機(jī)的初步報(bào)告。6月初，俄聯(lián)合飛機(jī)制造公司軍機(jī)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，其六代機(jī)可于2025年左右首飛。2016年6月，日本防衛(wèi)省發(fā)布F-2戰(zhàn)斗機(jī)后繼機(jī)信息征詢書。8月底，防衛(wèi)省在《未來(lái)無(wú)人裝備研發(fā)愿景》中提出發(fā)展協(xié)同空戰(zhàn)無(wú)人機(jī)與新一代戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。

總的來(lái)看，未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)的主要任務(wù)仍將以制空為主，適當(dāng)兼顧對(duì)地攻擊、空中偵察和電子戰(zhàn)。戰(zhàn)斗機(jī)的最大飛行速度預(yù)計(jì)在Ma3.0以內(nèi)，并且仍將是有人駕駛的飛機(jī)?？紤]到未來(lái)的作戰(zhàn)環(huán)境，第六代戰(zhàn)斗機(jī)將具有更高的隱身性能，更大的作戰(zhàn)半徑和更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)能力，并且有可能配裝激光武器，用以干擾或攔截來(lái)襲的空空導(dǎo)彈。此外，由于未來(lái)空戰(zhàn)將以體系化作戰(zhàn)為主，所以飛機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)能力將予以優(yōu)先考慮，飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性和近距格斗能力將放在次要的位置。預(yù)計(jì)第六代戰(zhàn)斗機(jī)將采用的新技術(shù)包括：全向?qū)掝l隱身、自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、能量綜合優(yōu)化和有人/無(wú)人可選駕駛技術(shù)等。

轟炸機(jī) 目前，輕型和中型轟炸機(jī)已經(jīng)基本上被戰(zhàn)斗機(jī)和攻擊機(jī)取代，未來(lái)轟炸機(jī)的發(fā)展重點(diǎn)是遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)。未來(lái)轟炸機(jī)不但要承擔(dān)遠(yuǎn)程戰(zhàn)略打擊的任務(wù)，還將承擔(dān)戰(zhàn)場(chǎng)遮斷、近距空中支援和時(shí)敏目標(biāo)打擊等任務(wù)。

2015年10月，美國(guó)空軍選定諾格公司作為主承包商，全面啟動(dòng)B-21轟炸機(jī)的研制工作。目前，B-21的總體技術(shù)指標(biāo)仍處于保密狀態(tài)，美國(guó)《航空周刊》估計(jì)，該機(jī)的最大起飛重量為68～80噸，內(nèi)埋載彈量為5.5～9.1噸，不進(jìn)行空中加油的作戰(zhàn)半徑為3900～4600千米。

俄羅斯PAK-DA（未來(lái)遠(yuǎn)程航空兵系統(tǒng)）的研制進(jìn)度與B-21大體相當(dāng)。根據(jù)目前掌握的資料，該機(jī)將采用亞音速飛翼式布局和內(nèi)埋彈倉(cāng)，在結(jié)構(gòu)中大量使用雷達(dá)吸收材料，從而減少雷達(dá)反射截面。PAK DA原計(jì)劃于2019年首飛，目前已經(jīng)推遲到2025年。

總的來(lái)看，未來(lái)轟炸機(jī)將采用全向?qū)掝l隱身、電子戰(zhàn)、有源/無(wú)源誘餌等多種技術(shù)手段，并可能配備空空導(dǎo)彈和激光武器以增強(qiáng)其戰(zhàn)場(chǎng)生存能力；為了能打擊各種不同的目標(biāo)，未來(lái)轟炸機(jī)將可以攜帶空地導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、制導(dǎo)炸彈、子母彈、核彈、巨型炸彈、魚雷、反艦導(dǎo)彈、深水炸彈等武器，甚至可以攜帶小型無(wú)人機(jī)完成偵察、干擾、電子戰(zhàn)和攻擊等任務(wù)；為了提高轟炸機(jī)的經(jīng)濟(jì)可承受能力，預(yù)計(jì)未來(lái)轟炸機(jī)的航程和起飛重量與現(xiàn)有戰(zhàn)略轟炸機(jī)基本相當(dāng)或略小。此外，由于超音速飛行會(huì)導(dǎo)致很高的油耗，并且不利于紅外隱身，預(yù)計(jì)未來(lái)的轟炸機(jī)仍將以亞音速隱身突防為主，待到高超音速技術(shù)成熟后，有可能會(huì)出現(xiàn)高超音速轟炸機(jī)。

運(yùn)輸機(jī) 隨著作戰(zhàn)節(jié)奏的不斷加快，運(yùn)輸機(jī)在兵力機(jī)動(dòng)和物資保障方面的重要性不斷提高。為了滿足未來(lái)作戰(zhàn)需要，美國(guó)和俄羅斯都在考慮研制新型運(yùn)輸機(jī)。2016年9月，俄伊留申公司表示，將在2017年啟動(dòng)PAK TA系列運(yùn)輸機(jī)的研發(fā)工作，這種運(yùn)輸機(jī)將擁有從中型到超重型的多種型別，其中部分飛機(jī)將專門設(shè)計(jì)用于運(yùn)送在“阿瑪塔”平臺(tái)上改進(jìn)的坦克和裝甲車輛。PAK TA的批生產(chǎn)預(yù)計(jì)最早在2024年開始，2027年服役。美國(guó)空軍則透露了KC-Y和KC-Z加油機(jī)的研發(fā)構(gòu)想。其中，KC-Y是KC-46（即KC-X）的改型，將配裝先進(jìn)通信中繼系統(tǒng)和自衛(wèi)用激光武器等，2024年開始采辦；KC-Z將是全新加油機(jī)，具備隱身性和自主性，能伴隨F-35等作戰(zhàn)飛機(jī)突防，計(jì)劃2036年開始采辦。

隨著新技術(shù)的不斷成熟，預(yù)計(jì)未來(lái)運(yùn)輸機(jī)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。一是進(jìn)一步提高戰(zhàn)場(chǎng)適用性，從而更好、更快地把人員和物資運(yùn)到任何需要的地方；二是提高戰(zhàn)場(chǎng)生存能力，降低空中和地面武器對(duì)飛機(jī)構(gòu)成的威脅；三是進(jìn)一步提高飛機(jī)的飛行效率，降低飛機(jī)使用維護(hù)成本。預(yù)計(jì)未來(lái)運(yùn)輸機(jī)將采用的技術(shù)包括：隱身技術(shù)、自主保障技術(shù)、來(lái)襲導(dǎo)彈告警、激光武器及自衛(wèi)技術(shù)、翼身融合體技術(shù)等。此外，通過(guò)適當(dāng)?shù)母难b，運(yùn)輸機(jī)還具有承擔(dān)加油、特種作戰(zhàn)、空中發(fā)射航天器及發(fā)射和回收小型無(wú)人機(jī)等任務(wù)的能力。

預(yù)警機(jī) 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代預(yù)警機(jī)已經(jīng)可以承擔(dān)偵察、監(jiān)視、預(yù)警、指揮、通信中繼、電子戰(zhàn)等多種任務(wù)。隨著信息技術(shù)和航空技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)預(yù)警機(jī)的偵察、預(yù)警和指揮控制能力將會(huì)更強(qiáng)，除了指揮協(xié)調(diào)有人機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)之外，還將為無(wú)人機(jī)的偵察、攻擊和協(xié)同作戰(zhàn)提供有力的支撐，甚至成為無(wú)人機(jī)大機(jī)群作戰(zhàn)的空中中樞。

2016年2月，瑞典薩博公司推出“全球眼”多任務(wù)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用龐巴迪公司的“環(huán)球”6000公務(wù)機(jī)，搭載了全新的“愛(ài)立眼”雷達(dá)和任務(wù)系統(tǒng)，配裝采用氮化鎵集成電路的有源相控陣?yán)走_(dá)，實(shí)現(xiàn)了僅采用一個(gè)平臺(tái)，同時(shí)對(duì)空中、陸地和海上目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程探測(cè)、跟蹤和監(jiān)視警戒的能力，即使在雜波和干擾環(huán)境下，“全球眼”仍可跟蹤空中和海面的低可觀測(cè)目標(biāo)，包括隱身飛機(jī)、巡航彈或潛艇潛望鏡等。2016年12月，美國(guó)空軍發(fā)布了E-8替換機(jī)的工程與制造發(fā)展（EMD）階段招標(biāo)書，預(yù)計(jì)諾格、波音和洛馬公司將會(huì)參加這一項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)。按計(jì)劃，E-8替換機(jī)將在2018財(cái)年授出EMD階段合同，2024財(cái)年第四季度形成初始作戰(zhàn)能力。endprint

隨著技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)的預(yù)警機(jī)將重點(diǎn)提高以下三方面的性能，一是進(jìn)一步提高偵察探測(cè)能力，特別是提高探測(cè)隱身目標(biāo)、導(dǎo)彈、小型無(wú)人機(jī)和電磁信號(hào)的能力；二是進(jìn)一步提高自身安全性，除了提高電子對(duì)抗和干擾誘餌技術(shù)水平，預(yù)警機(jī)將不斷增強(qiáng)與無(wú)人機(jī)的協(xié)同工作能力，利用無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處、危險(xiǎn)地區(qū)的目標(biāo)；三是進(jìn)一步提高飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，主要措施包括：選用噸位較小的通用航空平臺(tái)、采用開放式架構(gòu)和商用貨架產(chǎn)品、提高機(jī)載設(shè)備和系統(tǒng)的通用性等。

無(wú)人機(jī) 隨著智能化程度的不斷提高，無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)能力越來(lái)越強(qiáng)，并且呈現(xiàn)出顛覆未來(lái)作戰(zhàn)樣式的發(fā)展?jié)摿?。目前，美?guó)已經(jīng)啟動(dòng)了多個(gè)無(wú)人機(jī)研制項(xiàng)目，其中具有代表性的項(xiàng)目包括：（1）諾格公司的“戰(zhàn)術(shù)偵察節(jié)點(diǎn)”（TERN）無(wú)人機(jī)。該機(jī)具備長(zhǎng)航時(shí)飛行能力，并可攜帶450千克任務(wù)載荷，在距艦船1700千米的范圍內(nèi)執(zhí)行偵察監(jiān)視和打擊任務(wù)，其最重要的特點(diǎn)是不依賴航母，可在驅(qū)逐艦或護(hù)衛(wèi)艦上起降，從而使美軍數(shù)百艘水面艦艇具備使用長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)的能力，大幅提升美海軍作能力。（2）MQ-25艦載無(wú)人加油機(jī)。該機(jī)不但能執(zhí)行空中加油任務(wù)，而且具有情報(bào)偵察和攻擊能力。（3）“小精靈”無(wú)人機(jī)。該機(jī)作戰(zhàn)半徑926千米，巡航時(shí)間3小時(shí)，載荷54.5千克，最大航速不小于0.8馬赫，可用運(yùn)輸機(jī)或轟炸機(jī)發(fā)射和回收，并可攜帶多種偵察、攻擊、電子戰(zhàn)載荷實(shí)施集群作戰(zhàn)。（4）“可重構(gòu)嵌入式航空系統(tǒng)”（ARES）。該項(xiàng)目旨在發(fā)展具備模塊化運(yùn)輸和垂直起降能力的無(wú)人運(yùn)輸機(jī)。這種無(wú)人機(jī)重1.8噸，可吊掛1.4噸的功能模塊，最大速度370千米/時(shí)，可執(zhí)行多種任務(wù)，預(yù)計(jì)2017年秋季首飛。

總的來(lái)看，未來(lái)無(wú)人機(jī)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：一是型譜系列將更加完善，全面覆蓋有人飛機(jī)的空域、速域，并且在更小、更快、更持久等方面超越有人機(jī)；二是執(zhí)行任務(wù)的能力不斷增強(qiáng)，將具備執(zhí)行偵察、攻擊、電子戰(zhàn)、運(yùn)輸補(bǔ)給、對(duì)空作戰(zhàn)等任務(wù)的能力；三是將形成一些新的作戰(zhàn)使用模式，例如：有人無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)、子母機(jī)、無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)等。為了滿足這些無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)的需要，可能會(huì)采用的新技術(shù)包括：新型氣動(dòng)布局、新概念航空動(dòng)力、自主控制、集群組網(wǎng)、智能航電等。

直升機(jī) 直升機(jī)不受機(jī)場(chǎng)的限制，使用靈活，但是飛行速度較慢，運(yùn)載能力較低。為了更好地滿足未來(lái)需要，軍用直升機(jī)將向以下三個(gè)方向發(fā)展。一是直升機(jī)的產(chǎn)品系列將進(jìn)一步完善，除了目前已經(jīng)服役的輕型、中型和重型直升機(jī)之外，微型直升機(jī)、單兵直升機(jī)、超重型直升機(jī)都有希望得到發(fā)展。此外，無(wú)人直升機(jī)的機(jī)型也將更多。二是直升機(jī)的飛行速度將大幅提高。目前，美國(guó)、歐盟、俄羅斯都已經(jīng)開始研制高速直升機(jī)，預(yù)計(jì)未來(lái)直升機(jī)的最大速度可以達(dá)到700千米/時(shí)以上，巡航速度達(dá)到400千米以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)役的直升機(jī)。三是直升機(jī)的飛行效率將大幅提升。根據(jù)美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的VTOL-X研究計(jì)劃，未來(lái)直升機(jī)的巡航升阻比將從目前的5～6提高到10，這將使未來(lái)直升機(jī)的飛行效率和運(yùn)載效率大幅高于現(xiàn)役直升機(jī)。

值得關(guān)注的航空關(guān)鍵技術(shù)

隨著新世紀(jì)的到來(lái)，技術(shù)發(fā)展的速度不斷加快，一批具有顛覆性潛力的航空關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)初露端倪。這些技術(shù)一旦成熟，將會(huì)對(duì)未來(lái)航空裝備的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

高超音速技術(shù) 高超音速是指5馬赫以上的飛行速度。由于飛行速度快，高超音速飛機(jī)可以有效突破現(xiàn)有的防空系統(tǒng)，執(zhí)行偵察、打擊和運(yùn)輸任務(wù)。此外，借助于極高的飛行速度，高超聲速飛機(jī)還可以作為航天發(fā)射的第一級(jí)，執(zhí)行航天發(fā)射任務(wù)。由于在動(dòng)力、熱結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)布局和飛控等方面技術(shù)難度極大，所以該技術(shù)發(fā)展比較緩慢。近年來(lái)，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和投入力度的不斷增大，制約高超音速技術(shù)發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)正在逐步被攻克。根據(jù)美國(guó)空軍制定的高超音速技術(shù)發(fā)展路線圖，2020年高超音速武器能夠形成裝備，2030年的時(shí)候使用數(shù)量和頻次相對(duì)低的高超音速飛機(jī)可以交付使用，2040年可以長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)使用的高超音速飛機(jī)有望裝備部隊(duì)。高超音速飛機(jī)一旦取得成功，將使現(xiàn)有的防空系統(tǒng)基本失效，并將對(duì)航空偵察、運(yùn)輸和作戰(zhàn)產(chǎn)生革命性的影響。

智能無(wú)人機(jī)技術(shù) 隨著信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的智能化程度不斷提高。通過(guò)X-47技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，美軍已經(jīng)掌握了無(wú)人機(jī)自主起飛、自主著艦和自主空中加油技術(shù)。此外，美國(guó)還開展了目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)和智能化電子對(duì)抗技術(shù)研究。2016年6月，美國(guó)辛辛那提大學(xué)開發(fā)的一種名為“阿爾法”的人工智能機(jī)器人在模擬空戰(zhàn)中擊敗了有豐富經(jīng)驗(yàn)的飛行員。美國(guó)前國(guó)防部長(zhǎng)羅伯特·蓋茨認(rèn)為，現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)就像當(dāng)初萊特兄弟發(fā)明的“飛行者”號(hào)飛機(jī)一樣，具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著智能化程度的不斷提升，無(wú)人機(jī)將在偵察、通信、電子戰(zhàn)、攻擊、運(yùn)輸、空中加油和制空作戰(zhàn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，并將對(duì)未來(lái)的空中作戰(zhàn)產(chǎn)生顛覆性的影響。

變體飛機(jī)技術(shù) 變體飛機(jī)能根據(jù)飛行任務(wù)的不同改變飛機(jī)的形狀，從而提高飛行效率。其技術(shù)難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)變形。常用的壓電材料，響應(yīng)速度快，但是變形量不夠；而記憶合金變形量較大，但是響應(yīng)速度太慢。美國(guó)和歐盟都已經(jīng)對(duì)變形飛機(jī)技術(shù)開展了多年的研究，目前已經(jīng)取得突破性進(jìn)展。2015年，美國(guó)柔性系統(tǒng)公司研制的分布式變形機(jī)翼在“灣流”Ⅲ飛機(jī)上完成了飛行實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了30?偏轉(zhuǎn)角的變形量。飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的估算結(jié)果表明，變形機(jī)翼可以使飛機(jī)的巡航阻力降低3%，燃油效率提高3%～12%，噪聲減小40%。隨著變形飛機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步成熟，未來(lái)飛機(jī)的功能和飛行效率有望取得大幅提升。

分布式電推進(jìn)技術(shù) 分布式電推進(jìn)系統(tǒng)是指利用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或電池為分布在機(jī)翼和機(jī)身上的多個(gè)電機(jī)提供電力，并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇提供飛機(jī)所需的絕大部分或全部推力（燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可部分提供或不提供推力）的一種新型推進(jìn)系統(tǒng)方案。這種動(dòng)力裝置能夠大幅提升飛機(jī)的氣動(dòng)和推進(jìn)效率，降低噪聲和能耗，但是對(duì)電機(jī)的效率和電池的儲(chǔ)能密度有比較高的要求。目前，美國(guó)和歐洲已經(jīng)制定了多個(gè)分布式電推進(jìn)技術(shù)的研究計(jì)劃。endprint

空客公司的“E-Airbus”100座級(jí)支線客機(jī)采用6臺(tái)電動(dòng)風(fēng)扇，其推進(jìn)系統(tǒng)的等效涵道比預(yù)計(jì)將超過(guò)20。NASA則打算把意大利的Tecnam P2006T雙發(fā)輕型飛機(jī)改裝成X-57分布式電推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。該機(jī)重新設(shè)計(jì)了機(jī)翼和動(dòng)力系統(tǒng)，采用了大展弦比機(jī)翼，并布置了14臺(tái)電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)，其中12臺(tái)用于在起降時(shí)提供拉力，翼尖布置的2臺(tái)更大的推進(jìn)槳，用于在巡航飛行時(shí)提供拉力。按計(jì)劃，首次飛行測(cè)試將在2018年春季開始。

機(jī)載激光武器 激光武器具有反應(yīng)速度快、成本低的特點(diǎn)。人們對(duì)激光武器的研究已經(jīng)持續(xù)多年，但是都沒(méi)有成功。上世紀(jì)90年代，美國(guó)空軍啟動(dòng)了基于氧碘激光器的ABL機(jī)載激光武器研究計(jì)劃。2010年，由于試驗(yàn)未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，以及使用維護(hù)上的諸多困難，空軍停止了這項(xiàng)計(jì)劃。盡管如此，美國(guó)在目標(biāo)搜索與跟蹤、激光大氣傳輸補(bǔ)償、抖動(dòng)控制和高能激光束管理等方面取得了重要進(jìn)展。目前，美國(guó)已經(jīng)把激光武器的重點(diǎn)放在電激光器上，并且不斷取得進(jìn)展。根據(jù)美國(guó)空軍機(jī)載激光武器的發(fā)展路線圖，2016年將完成機(jī)載激光武器殺傷效果驗(yàn)證和激光武器系統(tǒng)模型驗(yàn)證；2022年，將用F-15開展功率數(shù)十千瓦的激光武器演示驗(yàn)證；2029年后，將為六代機(jī)研制功率在100千瓦級(jí)的機(jī)載激光武器。此外，美國(guó)導(dǎo)彈防御局還資助新型高能激光器的研究，并打算把它裝在無(wú)人機(jī)上，用于攔截助推段的彈道導(dǎo)彈。

自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù) 自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)不同的飛行任務(wù)特點(diǎn)，通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的熱力循環(huán)參數(shù)，滿足不同飛行任務(wù)的工作需要，達(dá)成增加推力、降低油耗、延長(zhǎng)壽命、提高安全度和環(huán)境友好的效果和使用要求。與F-35戰(zhàn)斗機(jī)配裝的F135發(fā)動(dòng)機(jī)相比，采用自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)還可使飛機(jī)作戰(zhàn)半徑提高25%～30%，續(xù)航時(shí)間增加30%～40%。2016年6月30日，美空軍向通用電氣公司和普惠公司同時(shí)授予“自適應(yīng)熱力循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證項(xiàng)目”（AETP）合同，價(jià)值合計(jì)達(dá)20億美元，用于設(shè)計(jì)、研發(fā)和試驗(yàn)自適應(yīng)熱力循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工程驗(yàn)證機(jī)。項(xiàng)目為期5年，計(jì)劃到2021年完成整機(jī)試車。預(yù)計(jì)在2035年前后，美軍的下一代戰(zhàn)斗機(jī)和F-35、F-22的改進(jìn)型飛機(jī)都將采用自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

納米技術(shù) 該技術(shù)是指納米級(jí)（0.1～100nm）的材料、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、控制和產(chǎn)品技術(shù)，主要包括：納米材料、納米元器件、納米機(jī)電技術(shù)等，這些技術(shù)對(duì)于提高航空器的強(qiáng)度、減輕重量、改善隱身性能、提高機(jī)載系統(tǒng)工作效率等方面具有廣泛的影響。美國(guó)防部把納米技術(shù)列入未來(lái)的顛覆性技術(shù)之一，并安排了多個(gè)研究項(xiàng)目。洛馬公司已經(jīng)用碳納米管增強(qiáng)的熱固性環(huán)氧復(fù)合材料代替碳纖維復(fù)合材料用于生產(chǎn)F-35翼尖整流罩，并計(jì)劃用碳納米管增強(qiáng)復(fù)合材料取代F-35上其他由復(fù)合材料或金屬材料制作的約100個(gè)零件。波士頓大學(xué)對(duì)納米制造技術(shù)進(jìn)行了研究，并采用精度達(dá)納米級(jí)的微機(jī)電系統(tǒng)，在小于400微米的硅基片上成功繪制圖案。納米技術(shù)的主要難點(diǎn)是高精度的加工和測(cè)量技術(shù)。隨著掃描隧道顯微鏡、原子顯微鏡、電子束光刻，以及各種納米加工和組裝技術(shù)的不斷完善，未來(lái)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、航電、機(jī)電系統(tǒng)都將大量采用納米材料和納米器件，從而使飛機(jī)的性的得到巨大的提升。

超材料技術(shù) 通過(guò)人為設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)單元及其排列方式，超材料具有天然材料所不具備的某些超常物理性能，如：負(fù)折射、反多普勒效應(yīng)、反常光壓等。利用超材料，可以對(duì)電磁波、光波、聲波的傳播方向進(jìn)行控制。2012年，美國(guó)防部長(zhǎng)辦公廳將超材料列為六大顛覆性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域之一。國(guó)外研究超材料在隱身、雷達(dá)罩、寬頻天線、光學(xué)器件等領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了一些進(jìn)展。美國(guó)納米聲學(xué)公司開展了E-2預(yù)警機(jī)大型雷達(dá)罩材料研究；杜克大學(xué)對(duì)聲隱身超材料進(jìn)行了研究，研制出世界首個(gè)三維聲隱身斗篷原型，可以在任何角度讓聲波繞過(guò)；英國(guó)BAE系統(tǒng)公司研制出了可以匯聚電磁波的超材料平面天線，這種天線的形狀可以實(shí)現(xiàn)流線化、尺寸小、重量輕，可控制波的傳播方向，壓縮波束寬度，提高天線增益。此外，還可實(shí)現(xiàn)多頻操作，用一副天線替換多副天線。隨著超材料技術(shù)的不斷發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)飛機(jī)在隱身、探測(cè)、傳感器等方面都會(huì)大量使用超材料，從而使其性能邁上新的臺(tái)階。

（編輯/王路）endprint