吳 蔚/文

2019 年，主要國家加強(qiáng)航空科技戰(zhàn)略謀劃，推進(jìn)新型航空裝備平臺(tái)與技術(shù)的研發(fā)，探索新概念航空平臺(tái)與技術(shù)，推動(dòng)航空科技的持續(xù)發(fā)展。

英國“暴風(fēng)”概念模型

發(fā)布戰(zhàn)略規(guī)劃、促進(jìn)航空科技發(fā)展

美空軍發(fā)布多份戰(zhàn)略文件，加強(qiáng)航空科技謀劃。美空軍4 月發(fā)布《2030 年科技戰(zhàn)略》，提出“發(fā)展并形成戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型能力、改革領(lǐng)導(dǎo)和管理科技的方式、優(yōu)化拓展科技研發(fā)機(jī)構(gòu)的人才建設(shè)及對(duì)外合作機(jī)制”的目標(biāo)以及相關(guān)舉措。7 月，美空軍發(fā)布“數(shù)字空軍”倡議白皮書，將通過三大舉措建設(shè)“數(shù)字空軍”：一是建設(shè)能響應(yīng)現(xiàn)代作戰(zhàn)需求的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，支撐跨域、多域條件下數(shù)據(jù)及信息的組織、使用和共享；二是發(fā)展數(shù)據(jù)賦能的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)能力，持續(xù)縮短決策周期；三是廣泛應(yīng)用成熟、敏捷的商用解決方案，提升管理體系的效率和效果。9 月，美空軍發(fā)布人工智能戰(zhàn)略，描述了美空軍的人工智能定義、發(fā)展背景和目的，提出下述五大關(guān)注領(lǐng)域：降低技術(shù)準(zhǔn)入門檻；將數(shù)據(jù)視為戰(zhàn)略資產(chǎn)；實(shí)現(xiàn)人工智能使用權(quán)限泛化；招募、發(fā)展、培訓(xùn)和培養(yǎng)人工智能人才；增強(qiáng)與國際伙伴、政府部門、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的溝通和合作。

持續(xù)推動(dòng)作戰(zhàn)飛機(jī)能力升級(jí)

多國推動(dòng)下一代戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)。美欲采用新策略加速“六代機(jī)”研發(fā)。美空軍10 月初成立先進(jìn)飛機(jī)項(xiàng)目執(zhí)行辦公室（PEO），將利用模塊化開放系統(tǒng)架構(gòu)、敏捷軟件開發(fā)和數(shù)字工程三大手段實(shí)現(xiàn)“螺旋上升式”研發(fā)，加快“下一代空中主宰”（NGAD）戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、采辦和部署。

歐洲國家合作開展下一代戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)。西班牙2月加入法德“未來空戰(zhàn)系統(tǒng)”（FCAS）項(xiàng)目，該項(xiàng)目包含研制新一代戰(zhàn)斗機(jī)（NGF）和無人作戰(zhàn)飛機(jī)，達(dá)索和空客等公司已啟動(dòng)兩年的聯(lián)合概念研究工作。瑞典、意大利分別于7 月和9 月與英國簽署協(xié)議，正式成為英國“暴風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目合作伙伴，將聯(lián)合開展新型戰(zhàn)斗機(jī)的開發(fā)與采辦。

日本即將啟動(dòng)新戰(zhàn)斗機(jī)研制。8 月，日本宣布把F-2 戰(zhàn)斗機(jī)后繼機(jī)型F-3 的開發(fā)費(fèi)用列入2020 財(cái)年防衛(wèi)預(yù)算，該戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、隱身設(shè)計(jì)、航電等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究已取得突破。

美下一代轟炸機(jī)研制持續(xù)推進(jìn)。美B-21“空襲者”新型戰(zhàn)略轟炸機(jī)首架試驗(yàn)機(jī)正在制造中，預(yù)計(jì)2021年12 月首飛。美國空軍10 月重新啟用第420 飛行試驗(yàn)中隊(duì)，將負(fù)責(zé)B-21 在加州愛德華茲空軍基地的試驗(yàn)工作。

美俄五代機(jī)開始進(jìn)入服役。美F-35 戰(zhàn)斗機(jī)開始服役實(shí)戰(zhàn)。美海軍艦載型F-35C 2 月底達(dá)到初始作戰(zhàn)能力（IOC），此前短距起降型F-35B、常規(guī)起降型F-35A 分別于2015 年、2016 年達(dá)到IOC，這意味著美國所有F-35 型別均已進(jìn)入服役。5 月，美空軍F-35A 戰(zhàn)斗機(jī)首次部署中東地區(qū)，并向伊拉克境內(nèi)目標(biāo)實(shí)施了空中打擊。以色列、意大利、英國、日本等國的F-35 戰(zhàn)斗機(jī)也相繼達(dá)到IOC。

俄蘇-57 戰(zhàn)斗機(jī)即將服役。該機(jī)2019 年已完成裝備第一階段發(fā)動(dòng)機(jī)的試飛工作，為2019 年底交付俄空天軍做好準(zhǔn)備。俄國防部6 月簽署76 架蘇-57戰(zhàn)斗機(jī)采購合同，交付時(shí)間將持續(xù)到2028 年。

發(fā)展無人機(jī)新技術(shù)能力

美英發(fā)展低成本無人作戰(zhàn)飛機(jī)。美空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）低成本可消耗飛機(jī)技術(shù)（LCAAT）項(xiàng)目的XQ-58A 技術(shù)驗(yàn)證機(jī)3 月首飛，到10 月完成3次飛行，這標(biāo)志著美軍在研究和驗(yàn)證有限壽命／架次的低成本無人作戰(zhàn)飛機(jī)技術(shù)和裝備方面取得階段性進(jìn)展。7 月，英國皇家空軍快速能力辦公室與國防科技實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)“輕型低成本作戰(zhàn)飛機(jī)”（LANCA）研發(fā)，該無人機(jī)可與F-35、“臺(tái)風(fēng)”等有人戰(zhàn)機(jī)協(xié)同運(yùn)用，為其提供更多信息和更強(qiáng)的防護(hù)力與生存力。

新型無人機(jī)研發(fā)取得進(jìn)展。俄羅斯“獵人”重型無人機(jī)8 月首飛。該機(jī)由蘇霍伊公司于2012 年啟動(dòng)研制，采用飛翼布局，配裝1 臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，可裝雷達(dá)、光電、信號(hào)情報(bào)等傳感器，將填補(bǔ)俄空天軍裝備譜系中隱身察打一體無人機(jī)空缺。

美海軍MQ-25 艦載無人加油機(jī)原型機(jī)9 月首飛。該機(jī)主要用于先期研究和數(shù)據(jù)積累，以滿足美海軍加速采辦的目標(biāo)。美海軍于2018 年8 月授予MQ-25 工程研制合同。

探索發(fā)展小型無人機(jī)集群作戰(zhàn)概念的美國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）“小精靈”項(xiàng)目開展驗(yàn)證階段工作。年初項(xiàng)目開展了空中對(duì)接系統(tǒng)、機(jī)載航電系統(tǒng)試飛，8 月美國空軍將“小精靈”無人機(jī)命名為X-61A，后續(xù)將開展無人機(jī)首飛。

探索實(shí)現(xiàn)無人機(jī)參與空戰(zhàn)的新技術(shù)。DARPA 5月啟動(dòng)“空戰(zhàn)進(jìn)化”（ACE）項(xiàng)目，旨在研究近距格斗空戰(zhàn)中的自主空戰(zhàn)決策和智能空戰(zhàn)算法，實(shí)現(xiàn)有人機(jī)-無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。AFRL 7 月透露正發(fā)展“天空博格人”（Skyborg）項(xiàng)目，聚焦實(shí)現(xiàn)人工智能驅(qū)動(dòng)的自主無人機(jī)，該項(xiàng)目將與AFRL“自主能力編組3”（ACT3）、DARPA“空戰(zhàn)進(jìn)化”等項(xiàng)目合作，探索發(fā)展無人機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn)格斗。

為高超聲速飛行器加速發(fā)展提供支持

美國加大高超聲速項(xiàng)目投資。3 月公布的美國國防部預(yù)算申請中，高超聲速飛行器項(xiàng)目2020 財(cái)年科研預(yù)算26 億美元、未來五年預(yù)算105 億美元，均較去年有大幅增長，將支持近期的遠(yuǎn)程打擊武器研制和列裝、中期的防御高超聲速武器攔截器研制和遠(yuǎn)期的高超有人駕駛飛機(jī)研發(fā)。

推進(jìn)發(fā)展高超聲速試驗(yàn)設(shè)施。美國更新多個(gè)高超聲速用試驗(yàn)設(shè)施，美國阿諾德空軍基地超聲速/高超聲速D 風(fēng)洞經(jīng)更新改造后6 月重新服役，該基地9號(hào)高超風(fēng)洞7 月完成從馬赫數(shù)14 擴(kuò)展到馬赫數(shù)18 升級(jí)后的初步調(diào)試，美國猶他大學(xué)新升級(jí)的高超電弧加熱風(fēng)洞重新投入運(yùn)行。另外，美國空軍X-60A 高超聲速飛行試驗(yàn)平臺(tái)3 月完成關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審，進(jìn)入制造階段，計(jì)劃1 年內(nèi)首飛。9 月俄羅斯格羅莫夫飛行研究院展示一種高超聲速飛行試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)采用伊爾-76 飛機(jī)作為載機(jī)，空中投放高超聲速試驗(yàn)飛行器。

加強(qiáng)航空關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研發(fā)取得進(jìn)展。GE 公司2月完成美國空軍“自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化”（AETP）項(xiàng)目的XA100 自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)，XA100 是一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，可根據(jù)需要提供更高推力和節(jié)省燃油效率，滿足未來戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)需求。3 月英國高超飛行器用“佩刀”發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)的核心機(jī)完成初步設(shè)計(jì)評(píng)審，后續(xù)將開展關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審，并在2020 年完成核心機(jī)的制造和試驗(yàn)。8 月美空軍高超飛機(jī)用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)完成地面試驗(yàn)，試驗(yàn)中獲得5.9 噸推力，證明其有能力研制和交付大尺寸的高超聲速平臺(tái)。

研發(fā)先進(jìn)機(jī)載武器。美海軍3 月授予AGM-88G“先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈”工程研制合同，該彈為空射型超聲速戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，主要用于摧毀敵方的防空系統(tǒng)。美空軍和海軍6 月表示正合作開發(fā)AIM-260 的新型遠(yuǎn)距空空彈，該彈將取代AIM-120 先進(jìn)中程空空彈，其射程更遠(yuǎn)，具有先進(jìn)雙向數(shù)據(jù)鏈路以發(fā)送和接收新信息從而更精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。歐洲MBDA 公司 6 月公布稱為“未來作戰(zhàn)航空系統(tǒng)”的空射武器概念，包括“靈巧滑翔者”和“靈巧巡航者”精確制導(dǎo)炸彈、新一代亞聲速和超聲速巡航導(dǎo)彈、可用于載機(jī)平臺(tái)自衛(wèi)用的“硬殺傷”武器以及兩種不同重量級(jí)的軟殺傷武器，可裝備法德以及英國的新一代戰(zhàn)斗機(jī)。

發(fā)展提高空戰(zhàn)效率的先進(jìn)機(jī)載管理技術(shù)。DARPA“機(jī)組人員駕駛艙工作自動(dòng)化系統(tǒng)”（ALIAS）項(xiàng)目開發(fā)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)5 月開始安裝到美空軍F-16 戰(zhàn)機(jī)，將開展飛行試驗(yàn)，為最終應(yīng)用打下基礎(chǔ)。ALIAS 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)具備改裝簡單、全時(shí)自動(dòng)駕駛、飛行控制操作便捷、人機(jī)交互流暢等特點(diǎn)，可降低軍機(jī)飛行員駕駛負(fù)擔(dān)，使其更關(guān)注空中作戰(zhàn)操作。美空軍7 月宣布其F-35A 戰(zhàn)機(jī)已開始安裝對(duì)地自動(dòng)防撞系統(tǒng)，比原計(jì)劃提前七年。該系統(tǒng)在飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)中引入一項(xiàng)新的控制功能，避免飛機(jī)撞擊地面，美還在研發(fā)空中自動(dòng)防撞系統(tǒng)和集成了空中及對(duì)地防撞功能的綜合自動(dòng)防撞系統(tǒng)，可顯著提升戰(zhàn)斗機(jī)的飛行安全性。BAE 系統(tǒng)公司8 月獲得合同為英國皇家空軍開發(fā)“權(quán)杖”（Sceptre）數(shù)字化任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，該系統(tǒng)能綜合處理多種數(shù)據(jù)、幫助飛行員制定合理的戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃，將應(yīng)用到“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)機(jī)。

研發(fā)創(chuàng)新性工業(yè)技術(shù)

新概念設(shè)計(jì)技術(shù)不斷提升飛機(jī)性能。積木式柔性結(jié)構(gòu)展現(xiàn)變形機(jī)翼潛力。NASA 與麻省理工學(xué)院4 月合作開發(fā)并試驗(yàn)了一種積木式柔性結(jié)構(gòu)機(jī)翼。該機(jī)翼由桁架結(jié)構(gòu)、柔性蒙皮、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三部分組成，桁架結(jié)構(gòu)由高剛度碳纖維復(fù)合材料制成的八面體體積元通過微型螺栓連接而成，結(jié)構(gòu)上覆蓋聚合物材料柔性蒙皮，在伺服電機(jī)和轉(zhuǎn)向管組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)機(jī)翼連續(xù)光滑變形。這種結(jié)構(gòu)重量輕、制造簡單，能有效提升飛機(jī)可操縱性。

空客公司5 月表示正在開展先進(jìn)氣動(dòng)設(shè)計(jì)概念研究。采用附面層抽吸技術(shù)的“鸚鵡螺”概念方案將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在飛機(jī)尾部支桿上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)身附面層低能氣流100%的抽吸，從而降低阻力和油耗；“信天翁”1號(hào)“半氣動(dòng)彈性鉸鏈”機(jī)翼設(shè)計(jì)使翼尖根據(jù)陣風(fēng)情況進(jìn)行反應(yīng)和彎曲，降低機(jī)翼載荷、實(shí)現(xiàn)減阻和抵御湍流和陣風(fēng)的影響。

英美研發(fā)采用射流控制技術(shù)的飛機(jī)設(shè)計(jì)。射流控制技術(shù)通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向替代傳統(tǒng)飛行控制面控制飛機(jī)，可有效改善飛機(jī)性能。英國“巖漿”無人機(jī)5 月完成使用射流飛行控制的首飛。DARPA 8 月宣布“采用新型效用器的革命性飛行控制”（CRANE）計(jì)劃，尋求發(fā)展射流飛行控制技術(shù)和相關(guān)設(shè)計(jì)工具，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)布局優(yōu)化。

創(chuàng)新材料技術(shù)展現(xiàn)性能優(yōu)勢。新型自修復(fù)復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)修復(fù)。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員3 月開發(fā)出一種自修復(fù)復(fù)合材料，通過在復(fù)合材料中加入自修復(fù)劑，只需要利用便攜式熱空氣噴槍等裝備，對(duì)受損部位材料加熱，實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)。該新技術(shù)可在發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、飛機(jī)零件等多種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，修復(fù)后材料性能基本不變，抗裂能力可提高到原有結(jié)構(gòu)的1.3倍。

美公司發(fā)展新一代復(fù)合材料機(jī)身面板。斯普利特公司6 月展示了稱為“先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)和革命性結(jié)構(gòu)”（ASTRA）的飛機(jī)機(jī)身面板，該面板尺寸為18×12英尺（5.5×3.7 米），使用熱壓罐固化預(yù)浸料，其特點(diǎn)是采用整體集成桁條，與現(xiàn)有常用方法相比可節(jié)省30%的成本。

美公司研制出輕量化透明陶瓷裝甲。Surmet 公司8 月開發(fā)出一種氧氮化鋁（AlON）陶瓷粉末，經(jīng)過高溫高壓制成透明裝甲材料，生產(chǎn)出8 平方英尺（約0.74 平方米）的AlON 視窗，此前最大的AlON 視窗尺寸為2.8 平方英尺（約0.26 平方米）。新AlON視窗具有優(yōu)異的防彈性、抗沖擊性，且輕巧耐用，潛在應(yīng)用范圍包括軍用直升機(jī)等。

先進(jìn)制造技術(shù)提升生產(chǎn)效率。連續(xù)纖維3D 打印技術(shù)快速發(fā)展。該技術(shù)綜合利用工業(yè)機(jī)器人、3D 打印末端執(zhí)行器、原位檢測、智能監(jiān)測與機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)纖維快速打印，并可支持碳纖維、凱夫拉、玻璃纖維甚至光纖和金屬絲等材料的同時(shí)打印，自動(dòng)化程度和柔性更高，較現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)速度可提高100 倍，既可用于大批量生產(chǎn)復(fù)合材料部件，也可以一次性打印形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。到2019 年，美歐3D 打印技術(shù)開發(fā)商與機(jī)器人制造商已開發(fā)了一系列連續(xù)纖維3D 打印設(shè)備與制造工藝，并逐步試用到無人機(jī)等航空產(chǎn)品制造過程。

美國XQ- 58A 無人作戰(zhàn)飛機(jī)

空客公司開展“明日之翼”計(jì)劃。6 月空客開始組裝“明日之翼”計(jì)劃首個(gè)結(jié)構(gòu)件，該計(jì)劃旨在開發(fā)下一代單通道飛機(jī)碳纖維復(fù)合機(jī)翼，集中在部件制造工藝改進(jìn)、自動(dòng)化程度更高的新裝配方法以及“更模塊化”的方式完成機(jī)翼集成。碳纖維結(jié)構(gòu)將實(shí)現(xiàn)更長、更薄機(jī)翼進(jìn)而提高氣動(dòng)效率。

美公司提升復(fù)合材料自動(dòng)生產(chǎn)效率。斯普利特公司7 月與Creare 公司合作，將后者的先進(jìn)激光加熱器集成到自動(dòng)纖維鋪放系統(tǒng)，將實(shí)現(xiàn)更快速的復(fù)合材料鋪放，以及比傳統(tǒng)制造中使用紅外加熱器更強(qiáng)的過程控制。

2019 年航空強(qiáng)國加強(qiáng)了下一代戰(zhàn)斗機(jī)、無人機(jī)、高超聲速飛行器等平臺(tái)技術(shù)研發(fā)，繼續(xù)推進(jìn)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載武器技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)開展新型設(shè)計(jì)、材料與制造技術(shù)探索，為下一代航空裝備發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。先進(jìn)國家加強(qiáng)戰(zhàn)略謀劃、發(fā)展核心技術(shù)能力，不斷促進(jìn)航空科技創(chuàng)新發(fā)展。