2017年世界國防科技發展綜述 —先進位造、動力與能源、前沿技術

軍情 03-23

原標題：2017年世界國防科技發展綜述 —先進位造、動力與能源、前沿技術

上接前文

二、以加快軍事應用和提升作戰能力為目標，持續布局攻關國防戰略前沿技術

2017年，世界主要國家繼續加強對戰略前沿技術和基礎科技的投資和重視，部分領域取得重大進展和突破，加快軍事應用進程。

「

7.先進位造技術

國防先進位造技術的應用突破將對確保武器裝備產品質量、縮短研製生產周期、降低製造維護成本、提高戰技性能指標、變革武器裝備研製生產方式產生重大影響，因此，近年來主要國家積極布局和推進以增材製造、智能製造等為代表的先進位造技術。

一是增材製造技術繼續得到重視，並加速軍事應用

4月，繼美國國防部發布《增材製造聯合路線圖》之後，歐洲防務局開展「增材製造可行性研究與技術示範」項目，加速推進增材製造技術在戰場關鍵領域的應用，或將推動其成為軍事裝備發展的新引擎。6月，俄羅斯高級研究基金會在「技術工業-2017」論壇期間召開增材製造技術大會，明確提出重點推進設備、原材料的研製生產，制定規範文件及行業標準，應用軟體開發，加快培育增材製造領域專業人才等發展策略。在增材製造技術軍事應用方面，美國陸軍驗證增材製造武器和彈藥零部件的可行性，直接金屬激光燒結增材製造榴彈發射器及測試射彈首次成功通過測試；美海軍首次採用大面積增材製造技術製造長約9.14米的碳纖維複合材料潛艇艇體；美空軍採用激光粉末床熔融工藝製造首個軍用衛星鋁合金零件。

二是以戰略指導牽引智能化製造快速發展

智能製造是利用現代感測、網路、自動化、人工智慧等技術，實現設計製造過程和製造裝備的智能化。2017年，美國「國家製造創新網路」、德國「工業4.0」、俄羅斯4.0數字化工業製造方案、日本「機器人新戰略」等智能製造戰略都在穩步推進落實，促進智能製造技術的快速發展。

「

8．新型動力與能源技術

動力和能源技術是確保和提升裝備性能的核心和關鍵技術，當前，各國都在積極尋求新途徑，發展新型動力和能源技術。

一是DARPA授出「先進全狀態發動機」合同

9月，美國DARPA授予軌道ATK公司「先進全狀態發動機」合同，為未來飛行速度超過5馬赫的高超聲速飛機和導彈研發全尺寸、可重複使用的「渦輪基組合循環」發動機，並對該系統進行地面演示驗證。軌道ATK公司將通過尋求商業先進噴氣渦輪發動機和衝壓發動機/超燃衝壓發動機技術，並結合兩種技術來研發TBCC系統，以更快實現技術突破。

二是各國積極發展海上系統新型動力源技術

美海軍2011年正式啟動大排水量無人潛航器燃料電池創新性海軍樣機項目，預計2018財年開展系統集成和水下試驗，屆時技術成熟度將達到6級。美海軍希望藉助這個項目，將無人潛航器續航力延長至70天。美海軍2015年啟動「前沿部署能源與通信基地」創新性海軍樣機項目，設想在約3千米深的海底布設一定數量的能源補給點，這些補給點的連線可綿延數百千米，壽命超過20年。潛航器在這條線上執行任務時，就如同汽車在高速公路上行駛，能源補給點則如同高速公路上的加油站，潛航器可在補給點補充能源並中轉數據，保障了水下長航時、遠航程作業。日本海上自衛隊2月下水的最新一艘蒼龍級潛艇「赤龍」號採用全新的AIP動力驅動。由日本三菱等軍工企業研發的燃料電池+驅動電機+鋰電池+隔音降噪的「氫電混動」技術軍用化已接近量產狀態，2021年日本海上自衛隊潛艇將邁入「氫電混動」驅動的全新潛艇時代。

▲日本海上自衛隊蒼龍級潛艇

「

9.其他前沿新型技術

前沿技術是軍事能力發展的先導和源泉，能物化出全新的武器系統，生成前所未有的作戰能力或顛覆未來的作戰樣式。2017年，各國持續強化相關技術攻關。

一是高速水聲通信技術取得重大突破

6月，美國勞倫斯·伯克利國家實驗室完成螺旋聲波多路復用技術陸上實驗，首次驗證了螺旋聲波信號高效並行傳輸技術可行性。螺旋聲波多路復用技術是指利用螺旋聲波在相同頻率下互不干擾的特性，將多路（信道）聲波信號疊加形成複合聲波信號實現並行傳輸。與現有水聲通信相比，可使水下通信速率提升8倍。該研究突破了螺旋聲波信號高效並行傳輸技術，為破解遠距離水聲通信速率低的難題提供了新途徑。11月，日本首次在真實海洋環境下完成水下移動物體間藍綠激光無線通信。

▲螺旋聲波多路復用技術

二是俄羅斯新體制雷達打破傳統性能極限

7月，俄羅斯研製出世界首個機載射頻-光子雷達收發組件樣機。該樣機工作頻率為100吉赫茲，利用基於光子的射頻發生器、模數轉換器、接收器等組件，產生超寬頻射頻信號，突破傳統微波雷達性能極限，實現超遠距離、超高精度、超大範圍的目標識別，可探測500千米外飛機，並生成高清三維圖像。該射頻-光子雷達將部署於俄羅斯第六代戰鬥機，並與機載多光譜系統協作，顯著提升戰機目標識別能力。

三是量子計算研發取得重大突破

11月，IBM公司宣布研發出50量子位的量子計算原型機，這是迄今國際上性能最強的量子計算原型機。量子計算機利用量子的相干疊加原理，具有強大的原生並行計算能力，目前，求解一個億億億變數的方程組需要100年，而使用一台萬億次的量子計算機只需要0.01秒，且功耗差距達到數十萬倍。IBM公司表示，將致力於推進量子計算在美「軍事雲」工程中的應用，有望解決海量數據處理難題，支撐先進武器裝備研製和複雜密碼破譯，提高戰場態勢感知和決策能力。

▲IBM公司50量子位的量子計算原型機

四是俄羅斯研發出世界首個量子區塊鏈系統。

5月，俄羅斯量子中心和俄羅斯科學院的研究人員測試了首個量子區塊鏈系統，並在俄羅斯最大的銀行——Gazprom銀行成功進行了演示驗證。該系統將量子加密技術引入區塊鏈，能夠監測任何干擾和竊聽，確保信息安全穩定傳輸，彌補了當前區塊鏈系統有可能被量子計算機破譯的漏洞，成為目前理論上不可攻破的網路安全體系。俄羅斯研發的量子區塊鏈技術，是區塊鏈技術與量子信息技術的一次成功結合，為區塊鏈網路的軍事安全通信奠定基礎，對現有的信號截獲、破譯、偵收等手段帶來顛覆性影響。