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登錄在8月28日舉辦的中國航空創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大會(huì )上,中航工業(yè)經(jīng)濟技術(shù)研究院科技情報專(zhuān)業(yè)特級專(zhuān)家、系統工程研究所總師、研究院趙群力談到了目前航空領(lǐng)域幾項顛覆性技術(shù),這些技術(shù)能夠給航空業(yè)帶來(lái)飛躍性的進(jìn)步。
“顛覆性技術(shù)”的概念最早于1995年在《哈弗商業(yè)評論》中提出,指能夠建立新技術(shù)和新市場(chǎng)的突變式技術(shù)。2016年國務(wù)院發(fā)布的“十三五”科技創(chuàng )新規劃中也提到要“構造先發(fā)優(yōu)勢”,重視顛覆性技術(shù)的作用。趙群力表示,顛覆性技術(shù)風(fēng)險高,研發(fā)周期長(cháng),但卻是航空裝備升級換代的決定性力量。
一、高超音速技術(shù)
高超音速指物體的速度超過(guò)5倍音速。高超音速飛行器采用的超音速沖壓發(fā)動(dòng)機被認為是繼螺旋槳和噴氣推進(jìn)之后的“第三次動(dòng)力革命”。美國、俄羅斯、法國、日本、印度等國正不斷開(kāi)展實(shí)驗。
2013年,美國軍方最新研發(fā)的實(shí)驗型高超音速飛機X-51A以5倍多音速的速度飛行了3分多鐘;2014年,美國國防部先進(jìn)研究項目局(DARPA)啟動(dòng)了“高超音速吸氣式武器概念(HAWC)”和“戰術(shù)助推滑翔系統(TBG)”這兩個(gè)項目,將于2018年或2019年進(jìn)行測試。
高超音速技術(shù)將主要用于運輸、攻擊、ISR、進(jìn)入空間等。預計2020年,美軍可掌握高超聲速導彈的技術(shù);2030年掌握有限用途和使用次數的高超聲速飛機技術(shù);2040年掌握可多次、長(cháng)時(shí)間使用高超聲速飛機技術(shù)。
二、無(wú)人機技術(shù)
這個(gè)無(wú)人機絕不是僅僅指目前網(wǎng)上有出售的那些遙感小型無(wú)人機,這項技術(shù)在軍事和商業(yè)領(lǐng)域都有很大的應用前景。
2016年6月,美國辛辛那提大學(xué)開(kāi)發(fā)的“阿爾法”(ALPHA)智能超視距空戰系統通過(guò)了專(zhuān)家評估,并在空戰模擬器環(huán)境下,擊敗了有著(zhù)豐富經(jīng)驗的退役美國空軍上校吉恩·李。
三、變體飛機技術(shù)
變體飛機,既變形飛機,指飛行器在飛行過(guò)程中可以改變形狀,有效地實(shí)現外形的分布式連續式變形,以適應寬廣變化的飛行環(huán)境,完成各種任務(wù)使命。
2015年5月,美國柔性系統公司(FlexSys)的分布式柔性變形機翼技術(shù)取得重大進(jìn)展,使用這種技術(shù)的變形襟翼在“灣流”III飛機上的偏轉角(固定設置)達到預期的30度,并成功驗證了飛行性能。
四、高速直升機技術(shù)
高速直升機是指保留直升機的飛行特征,且巡航速度達到400至500千米每小時(shí)的直升機,運輸效率和機動(dòng)性?xún)?yōu)越。目前直升機的巡航速度一般為每小時(shí)200至300千米。美國從20世紀五六十年代開(kāi)始探索高速直升機,歐洲、俄羅斯也在積極推進(jìn)。
最新進(jìn)展中,值得關(guān)注的有西科斯基、貝爾直升機公司以及極光公司的三個(gè)方案。
上圖第一幅顯示的是西科斯基/波音的SB-1方案。該直升機最大起飛重量約為13.6噸,可在高溫、高原環(huán)境下搭載4名機組成員和12名全副武裝的士兵,最大飛行速度能夠達到250節(463千米/時(shí))。預計將在2016年晚些時(shí)候開(kāi)始總裝,2017年下半年完成首飛。
第二大方案是貝爾直升機公司V-280方案(上圖),采用傾轉旋翼設計,設計速度達280節,航程800海里,可乘坐4名機組人員及14名武裝人員,有效載荷為12000磅,計劃2017年首飛。
極光公司的“雷擊”方案(上圖),設計的持續飛行速度達到556-741千米/小時(shí),懸停效率不低于75%;巡航狀態(tài)升阻比不低于10,有用載重(燃油和有效載荷)不低于總重的40%,有效載荷不低于總重的12.5%。
五、偽衛星技術(shù)
偽衛星技術(shù)可以使對位置測算的精確度更高,負責實(shí)時(shí)接收GPS信號并測出偽距誤差,把誤差數據提供給本地用戶(hù),用戶(hù)則以此更正自己測得的偽距,使計算出的位置精度更高。
目前的方案包括英國“西風(fēng)”太陽(yáng)能無(wú)人機,巡航高度為7萬(wàn)英尺(21336米),續航時(shí)間可達3月,可攜帶有效載荷5公斤。據說(shuō)英國國防部已經(jīng)訂購了兩架,計劃2016年首飛。
美國的“禿鷹”太陽(yáng)能無(wú)人機概念方案中,無(wú)人機能攜帶1000磅、5千瓦的載荷,最長(cháng)可以在空中連續工作5年,但由于技術(shù)難度太大,項目已經(jīng)終止。
六、空基發(fā)射航天器技術(shù)
1990年代,軌道科學(xué)公司就改裝了洛克希德公司(現洛克希德·馬丁公司)研制的三發(fā)動(dòng)機寬體噴氣式客機L-1011,來(lái)發(fā)射“飛馬座”火箭,其近地軌道運載能力443kg,成功發(fā)射過(guò)幾十次。
2002年,DARPA啟動(dòng)“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入(ALASA)”項目,目標是在24小時(shí)內將100磅衛星發(fā)射進(jìn)入地球低衛星軌道,而且每次發(fā)射成本不超過(guò)100萬(wàn)美元。
七、分布式電推進(jìn)技術(shù)
分布式混合電推進(jìn)系統,是指通過(guò)傳統燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機為分布在機翼和機身的多個(gè)電機/風(fēng)扇提供電力,并由電機驅動(dòng)風(fēng)扇提供絕大多數或全部的推力的新型推進(jìn)系統。
這項技術(shù)的最大優(yōu)勢是能極大地降低推進(jìn)系統燃油消耗量和各種排放,并且減少噪聲,對商用或軍用飛機都有應用價(jià)值。歐洲、美國政府都將分布式混合電推進(jìn)系統視為潛力技術(shù),在2030年后投入使用。
NASA的X-57分布式電推進(jìn)技術(shù)驗證機將在2017年首飛??湛鸵呀?jīng)開(kāi)始研究基于分布式混合電推進(jìn)系統的翼身融合飛機方案。
八、機載激光武器技術(shù)
1990年代,美國空軍啟動(dòng)了基于氧碘激光器的ABL和ATL機載激光武器研究計劃,用于戰區彈道導彈助推段防御及其他戰術(shù)目標防御,具有反衛星能力。2010年,由于試驗未達到預期目標,以及使用維護上的諸多困難,空軍停止了這項計劃。盡管如此,美國在目標搜索與跟蹤、激光大氣傳輸補償、抖動(dòng)控制和高能激光束管理等方面取得了重要進(jìn)展。
九、計算材料技術(shù)
材料對航空設備的更新與完善至關(guān)重要。計算材料技術(shù)的主要用途是,可以通過(guò)理論模型和計算,預測或設計材料結構與性能,從而大幅提高新材料的研發(fā)效率,并且可以按照特定的要求設計出滿(mǎn)足工程需要的特種材料和超材料。
其關(guān)鍵技術(shù)是材料建模技術(shù)、材料仿真技術(shù)、材料數據庫。2011年,奧巴馬政府曾正式?jīng)Q定進(jìn)行材料基因組計劃,目標是將新材料的研發(fā)周期縮短一半。
美國奎斯泰克(Questek)公司已經(jīng)使用計算材料技術(shù)開(kāi)發(fā)新型材料。2014年,該公司開(kāi)發(fā)出多種高性能結構鋼且在飛機上得到應用。
*本文轉自界面新聞