當(dāng)前，世界新軍事革命持續(xù)發(fā)展，軍事新技術(shù)與裝備不斷出現(xiàn)，軍隊體制編制深入調(diào)整，新作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)法不斷生成，對軍用航空裝備技術(shù)發(fā)展提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
美國將軍事科技發(fā)展與軍隊建設(shè)作為確保其超級大國地位的主要手段，大幅度增加國防經(jīng)費(fèi)，2018財年美國國會通過的國防預(yù)算高達(dá) 7000億美元，占世界各國軍費(fèi)之和的40%以上；2019 財年國防預(yù)算申請額增至 7160億美元。2018年張海濤通過分析過去 10年美軍武器系統(tǒng)采辦預(yù)算的發(fā)展脈絡(luò)，以及未來 5年武器系統(tǒng)采辦預(yù)算趨勢，發(fā)現(xiàn)航空裝備在各類裝備中的占比最大；航空裝備始終是美國國防預(yù)算重點(diǎn)投資領(lǐng)域，美軍始終保持對航空裝備在全球投送和全球打擊等方面能力的重視程度。日本、印度等國軍費(fèi)開支也持續(xù)增長。2035年前，國外的一批新技術(shù)將發(fā)展成熟并用于航空武器裝備，有可能產(chǎn)生新裝備與新技術(shù)的突襲。
本文介紹世界航空強(qiáng)國正大力發(fā)展的新型軍用航空裝備的研究，分析新興技術(shù)對軍用航空裝備發(fā)展的影響，提出未來軍用航空裝備技術(shù)發(fā)展的趨勢。
世界航空強(qiáng)國大力發(fā)展新型航空武器裝備
2035年前，世界軍用航空裝備將快速發(fā)展，預(yù)計有很多新型武器裝備將部署。世界各航空軍事強(qiáng)國著力發(fā)展的裝備主要包括：高超聲速飛行器、新一代遠(yuǎn)程轟炸機(jī)、隱身戰(zhàn)斗機(jī)、先進(jìn)無人機(jī)、新型機(jī)載武器等。
1）高超聲速飛行器。預(yù)計 2035年，美國空軍將裝備高超聲速飛機(jī)，這種飛機(jī)將采用組合動力，可在約30 km 高度以 5～6 Ma 的速度飛行，執(zhí)行偵察、打擊等作戰(zhàn)任務(wù)；美國空軍還將列裝高超聲速巡航導(dǎo)彈。俄羅斯將列裝高超聲速助推滑翔彈和“鋯石”高超聲速巡航導(dǎo)彈，這些武器的出口型或俄羅斯與印度聯(lián)合發(fā)展的“布拉莫斯Ⅱ”高超聲速巡航導(dǎo)彈將列裝印度和越南等國，對中國帶來嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
2）新一代遠(yuǎn)程轟炸機(jī)。針對高端戰(zhàn)爭的需要，美國正在研制新一代遠(yuǎn)程轟炸機(jī) B-21。該機(jī)具有隱身性好、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)能力好、獨(dú)立作戰(zhàn)能力強(qiáng)、載彈量大、武器種類多、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。該機(jī)作戰(zhàn)半徑3900～4600 km，載彈量 15 t，單價 5.5億美元，計劃 2020年前首飛，2025年左右形成初始作戰(zhàn)能力，美軍計劃采購100架。
3）隱身戰(zhàn)斗機(jī)。美國將研制“下一代空中主宰”（NGAD）制空系統(tǒng)，其中新戰(zhàn)斗機(jī)具有高度的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)能力和更好的隱身性能，并兼顧速度和敏捷性，作戰(zhàn)半徑不小于 1850 km，內(nèi)埋載彈量至少比 F-22戰(zhàn)斗機(jī)增加 1倍，可與其他戰(zhàn)斗機(jī)、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)、武庫機(jī)以及航天裝備等形成制空為主、兼有多域作戰(zhàn)能力的“系統(tǒng)簇”。
4）先進(jìn)無人機(jī)。美國將形成由大、中型無人機(jī)和大量小型低成本無人機(jī)組成的裝備譜系，可采取忠誠僚機(jī)、編隊、蜂群等多種作戰(zhàn)方式，執(zhí)行情報監(jiān)視偵察（ISR）、通信組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)和電磁攻擊、防空壓制、對地攻擊、空戰(zhàn)等多種任務(wù)。歐洲的未來作戰(zhàn)空中系統(tǒng)（FCAS）將包含多種無人機(jī)，分別執(zhí)行偵察、攻擊、電子戰(zhàn)等任務(wù)，通過有人機(jī)和無人機(jī)組成的裝備體系奪取制空權(quán)。印度和韓國也計劃研制無人作戰(zhàn)飛機(jī)。
5）新型機(jī)載武器。美國將裝備具有多任務(wù)、抗干擾、高密度內(nèi)埋、云制導(dǎo)等能力的下一代空空導(dǎo)彈（NGM）以及小型先進(jìn)空空導(dǎo)彈（SACM）。B61-12戰(zhàn)術(shù)核炸彈、新型遠(yuǎn)程防區(qū)外武器、新型反輻射導(dǎo)彈、通用近程空地導(dǎo)彈等將形成裝備�？栈磳�(dǎo)導(dǎo)彈武器系統(tǒng)（AWL）將形成攔截上升段/助推段彈道導(dǎo)彈的能力。2035 年前，美國將裝備輸出功率不小于 10 kW 的防御型激光武器和輸出功率不小于 100～150 kW的攻擊型激光武器。高功率微波武器將配裝多種作戰(zhàn)飛機(jī)，還將用于空射巡航導(dǎo)彈、防區(qū)外空地彈等空對地武器。
新技術(shù)的涌現(xiàn)催生軍用航空裝備發(fā)展
2035 年前，一大批新技術(shù)將發(fā)展成熟并用于航空裝備，從而產(chǎn)生新的技術(shù)突襲。在這些新技術(shù)中，尤其值得關(guān)注的是高超聲速、人工智能、網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)、機(jī)載定向能武器、自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機(jī)、納米技術(shù)、增材制造和超材料技術(shù)。
1）高超聲速技術(shù)。主要特點(diǎn)是速度快，從而形成作戰(zhàn)優(yōu)勢，甚至可彌補(bǔ)隱身的不足。該技術(shù)可用于偵察、運(yùn)輸、航天器發(fā)射和打擊等任務(wù)，在海外基地支持下，將使美軍具備在 1 h內(nèi)對全球任意目標(biāo)進(jìn)行打擊的潛力。根據(jù)美國米切爾航空航天研究所的提議，預(yù)計21世紀(jì) 20年代美軍將裝備從空中發(fā)射中程高超聲速打擊武器；21世紀(jì) 30年代將裝備功能和性能更強(qiáng)大的攻擊/情報、監(jiān)視與偵察武器；21世紀(jì) 40年代將裝備可重復(fù)使用的高超聲速攻擊/情報、監(jiān)視與偵察飛機(jī)。
2）人工智能技術(shù)。2016年，美國“阿爾法”人工智能系統(tǒng)在模擬空戰(zhàn)中擊敗了有豐富經(jīng)驗的飛行員，顯示了人工智能在制空作戰(zhàn)中的巨大潛力。隨著智能化程度的不斷提升，無人機(jī)與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的能力將越來越強(qiáng)，將對未來空中作戰(zhàn)產(chǎn)生顛覆性影響。
3）網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)技術(shù)的核心思想是不再由當(dāng)前的高價值多用途平臺獨(dú)立完成作戰(zhàn)任務(wù)，而是將能力分散部署到多種平臺上，通過網(wǎng)絡(luò)將多個平臺連接在一起，形成能完成多種作戰(zhàn)任務(wù)的裝備體系，共同完成作戰(zhàn)任務(wù)。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)，美國國防高級研究計劃局（DARPA）已啟動多個研究項目。預(yù)計2035年前，網(wǎng)絡(luò)化分布式作戰(zhàn)將得到廣泛應(yīng)用，并將對未來空中作戰(zhàn)的方式產(chǎn)生重要影響。
4）機(jī)載定向能武器技術(shù)。在激光武器技術(shù)方面，根據(jù)美國空軍機(jī)載激光武器的發(fā)展路線圖，2022年將使用 F-35戰(zhàn)斗開展功率數(shù) 10千瓦的激光武器演示驗證；2029年后將為第五代戰(zhàn)斗機(jī)研制功率在 100 kW級的機(jī)載激光武器。在微波武器方面，美國空軍已經(jīng)于2012 年 10 月完成“反電子高功率微波導(dǎo)彈專項”（CHAMP）的首次技術(shù)演示驗證試飛，預(yù)計 2035 年前，配裝高功率微波戰(zhàn)斗部的巡航導(dǎo)彈將裝備部隊。
5）自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)。該技術(shù)可根據(jù)不同的飛行任務(wù)特點(diǎn)，通過改變發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)熱力循環(huán)參數(shù)，滿足不同飛行任務(wù)的工作需要。2016年 6月 30日，美國空軍向通用電氣公司和普惠公司同時簽訂“自適應(yīng)發(fā)動機(jī)驗證項目”（AETP）合同，計劃2021 年完成整機(jī)試車。預(yù)計在 2035年前后，美軍的下一代戰(zhàn)斗機(jī)和F-35的改進(jìn)型飛機(jī)都將采用自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機(jī)。
6）納米技術(shù)。該技術(shù)是指納米級（0.1～100 nm）材料、設(shè)計、制造、測量、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)對提高航空器的強(qiáng)度、減輕重量、改善隱身性能、融合傳感器、提高機(jī)載系統(tǒng)工作效率等方面具有廣泛的影響。
7）增材制造技術(shù)。該技術(shù)顛覆了以切削加工為主的傳統(tǒng)制造流程，可大幅度降低工裝需求，減少材料消耗，縮短工時，并可制造常規(guī)方法無法實(shí)現(xiàn)的新穎零件和復(fù)雜結(jié)構(gòu)，從而引起產(chǎn)品在設(shè)計和制造上的重大變革。目前，航空增材制造的研發(fā)重點(diǎn)是直接激光制造（DLM）、選區(qū)激光燒結(jié)/熔化（SLS/SLM）、電子束熔化（EBM）、熔融沉積成形（FDM）和噴墨沉積（包括黏合劑噴射）等技術(shù)。預(yù)計在 2035年前，大型金屬承力構(gòu)件、發(fā)動機(jī)金屬熱端構(gòu)件、陶瓷和復(fù)合材料構(gòu)件都將可以用增材制造技術(shù)進(jìn)行制造。
8）超材料技術(shù)。通過人為設(shè)計微結(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，例如：負(fù)折射、反多普勒效應(yīng)、反常光壓等。利用超材料，可以對電磁波、光波、聲波的傳播方向進(jìn)行控制。2017年 8月，美國普渡大學(xué)開發(fā)出一種石墨烯-陶瓷復(fù)合材料，具有輕質(zhì)、耐火、強(qiáng)度高、彈性好、導(dǎo)電和隔熱性能優(yōu)良的特點(diǎn)，可用于飛機(jī)傳感器和熱防護(hù)系統(tǒng)。國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)用已取得明顯進(jìn)展。預(yù)計 2035年，超材料將在下一代航空武器裝備上應(yīng)用，使飛機(jī)的性能顯著提升。
未來軍用航空裝備技術(shù)發(fā)展趨勢
綜合世界各航空軍事強(qiáng)國正在著力發(fā)展的軍用航空裝備，以及新技術(shù)不斷成熟并在航空裝備上開展應(yīng)用，認(rèn)為未來軍用航空裝備將向著“五化”——體系化、信息化、敏捷化、遠(yuǎn)程化、智能化方向發(fā)展。
體系化
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，航空裝備的形態(tài)和作戰(zhàn)方式正在發(fā)生革命性的變化。不但航空裝備之間的信息聯(lián)系日益緊密，而且與地面裝備相互之間協(xié)同作戰(zhàn)的能力也在不斷增強(qiáng)，航空裝備體系化發(fā)展的趨勢變得越來越明顯。2016年 5月，美國空軍發(fā)布《2030年空中優(yōu)勢飛行規(guī)劃》認(rèn)為，未來沒有任何一種下一代戰(zhàn)斗機(jī)可以單獨(dú)地躲避和對抗作戰(zhàn)對手的地空、空空、反衛(wèi)星、電子戰(zhàn)攻擊和網(wǎng)電威脅，而是要依靠由戰(zhàn)斗機(jī)、無人機(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)，完成其他作戰(zhàn)任務(wù)。歐洲和日本也非常注重體系化作戰(zhàn)，分別提出了由有人機(jī)和無人機(jī)組成的裝備體系奪取制空權(quán)的作戰(zhàn)概念。
信息化
2035年前，信息技術(shù)仍將保持快速發(fā)展，在航空裝備和空中作戰(zhàn)中的應(yīng)用將越來越廣。特別是情報、偵察、指揮、通信等領(lǐng)域，對信息技術(shù)將更加倚重。在這種情況下，C3ISR（指揮、控制、通信、情報、監(jiān)視、偵察）系統(tǒng)將變得更加重要。如果沒有可靠的C3ISR系統(tǒng)，就無法順利開展空中作戰(zhàn)。
敏捷化
隨著航空技術(shù)、信息技術(shù)和機(jī)載武器技術(shù)的發(fā)展，航空裝備的快速靈活反應(yīng)能力正變得越來越重要。美國空軍 2015年 9月發(fā)布的《空軍未來作戰(zhàn)概念》已經(jīng)把作戰(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。在未來戰(zhàn)爭中，不但作戰(zhàn)平臺、機(jī)載武器的飛行速度要加快，而且情報偵察、指揮控制、兵力機(jī)動、交戰(zhàn)與評估的各個環(huán)節(jié)都將加快速度。
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