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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)大會上,中航工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院科技情報專業(yè)特級專家、系統(tǒng)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(xiàng)顛覆性技術(shù),這些技術(shù)能夠給航空業(yè)帶來飛躍性的進(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(guī)劃中也提到要“構(gòu)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,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5倍音速。高超音速飛行器采用的超音速沖壓發(fā)動機(jī)被認(rèn)為是繼螺旋槳和噴氣推進(jìn)之后的“第三次動力革命”。美國、俄羅斯、法國、日本、印度等國正不斷開展實(shí)驗(yàn)。
2013年,美國軍方最新研發(fā)的實(shí)驗(yàn)型高超音速飛機(jī)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(xiàng)目局(DARPA)啟動了“高超音速吸氣式武器概念(HAWC)”和“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔系統(tǒng)(TBG)”這兩個項(xiàng)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(yùn)輸、攻擊、ISR、進(jìn)入空間等。預(yù)計2020年,美軍可掌握高超聲速導(dǎo)彈的技術(shù);2030年掌握有限用途和使用次數(shù)的高超聲速飛機(jī)技術(shù);2040年掌握可多次、長時間使用高超聲速飛機(jī)技術(shù)。
二、無人機(jī)技術(shù)
這個無人機(jī)絕不是僅僅指目前網(wǎng)上有出售的那些遙感小型無人機(jī),這項(xiàng)技術(shù)在軍事和商業(yè)領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用前景。
2016年6月,美國辛辛那提大學(xué)開發(fā)的“阿爾法”(ALPHA)智能超視距空戰(zhàn)系統(tǒng)通過了專家評估,并在空戰(zhàn)模擬器環(huán)境下,擊敗了有著豐富經(jīng)驗(yàn)的退役美國空軍上校吉恩·李。
三、變體飛機(jī)技術(shù)
變體飛機(jī),既變形飛機(jī),指飛行器在飛行過程中可以改變形狀,有效地實(shí)現(xiàn)外形的分布式連續(xù)式變形,以適應(yīng)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(tǒng)公司(FlexSys)的分布式柔性變形機(jī)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(jī)上的偏轉(zhuǎn)角(固定設(shè)置)達(dá)到預(yù)期的30度,并成功驗(yàn)證了飛行性能。
四、高速直升機(jī)技術(shù)
高速直升機(jī)是指保留直升機(jī)的飛行特征,且巡航速度達(dá)到400至500千米每小時的直升機(jī),運(yùn)輸效率和機(jī)動性優(yōu)越。目前直升機(jī)的巡航速度一般為每小時200至300千米。美國從20世紀(jì)五六十年代開始探索高速直升機(jī),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(jī)公司以及極光公司的三個方案。
上圖第一幅顯示的是西科斯基/波音的SB-1方案。該直升機(jī)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(jī)組成員和12名全副武裝的士兵,最大飛行速度能夠達(dá)到250節(jié)(463千米/時)。預(yù)計將在2016年晚些時候開始總裝,2017年下半年完成首飛。
第二大方案是貝爾直升機(jī)公司V-280方案(上圖),采用傾轉(zhuǎn)旋翼設(shè)計,設(shè)計速度達(dá)280節(jié),航程800海里,可乘坐4名機(jī)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(shè)計的持續(xù)飛行速度達(dá)到556-741千米/小時,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(wèi)星技術(shù)
偽衛(wèi)星技術(shù)可以使對位置測算的精確度更高,負(fù)責(zé)實(shí)時接收GPS信號并測出偽距誤差,把誤差數(shù)據(jù)提供給本地用戶,用戶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)”太陽能無人機(jī),巡航高度為7萬英尺(21336米),續(xù)航時間可達(dá)3月,可攜帶有效載荷5公斤。據(jù)說英國國防部已經(jīng)訂購了兩架,計劃2016年首飛。
美國的“禿鷹”太陽能無人機(jī)概念方案中,無人機(jī)能攜帶1000磅、5千瓦的載荷,最長可以在空中連續(xù)工作5年,但由于技術(shù)難度太大,項(xiàng)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(xiàn)洛克希德·馬丁公司)研制的三發(fā)動機(jī)寬體噴氣式客機(jī)L-1011,來發(fā)射“飛馬座”火箭,其近地軌道運(yùn)載能力443kg,成功發(fā)射過幾十次。
2002年,DARPA啟動“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入(ALASA)”項(xiàng)目,目標(biāo)是在24小時內(nèi)將100磅衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入地球低衛(wèi)星軌道,而且每次發(fā)射成本不超過100萬美元。
七、分布式電推進(jìn)技術(shù)
分布式混合電推進(jìn)系統(tǒng),是指通過傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)為分布在機(jī)翼和機(jī)身的多個電機(jī)/風(fēng)扇提供電力,并由電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇提供絕大多數(shù)或全部的推力的新型推進(jìn)系統(tǒng)。
這項(xiàng)技術(shù)的最大優(yōu)勢是能極大地降低推進(jìn)系統(tǒng)燃油消耗量和各種排放,并且減少噪聲,對商用或軍用飛機(jī)都有應(yīng)用價值。歐洲、美國政府都將分布式混合電推進(jìn)系統(tǒng)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(yàn)證機(jī)將在2017年首飛??湛鸵呀?jīng)開始研究基于分布式混合電推進(jìn)系統(tǒng)的翼身融合飛機(jī)方案。
八、機(jī)載激光武器技術(shù)
1990年代,美國空軍啟動了基于氧碘激光器的ABL和ATL機(jī)載激光武器研究計劃,用于戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈助推段防御及其他戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)防御,具有反衛(wèi)星能力。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)計劃。盡管如此,美國在目標(biāo)搜索與跟蹤、激光大氣傳輸補(bǔ)償、抖動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(shè)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,可以通過理論模型和計算,預(yù)測或設(shè)計材料結(jié)構(gòu)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(shè)計出滿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(shù)據(jù)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(biāo)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)開發(fā)新型材料。2014年,該公司開發(fā)出多種高性能結(jié)構(gòu)鋼且在飛機(jī)上得到應(yīng)用。
*本文轉(zhuǎn)自界面新聞
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