2018年国外航空科技发展综述

吴 蔚 张 洋 黄 涛 廖孟豪 袁 成 文

2018年，世界主要国家继续探索新概念航空平台与技术，加速创新技术研发，持续推动航空装备的更新换代与能力提升。

发布战略规划、促进航空科技发展

美空军规划作战飞机发展。2018年初美空军全球打击司令部发布《轰炸机发展指南》，提出利用新技术改造空军轰炸机机队，寻求扩大轰炸机机队规模，并为B-21轰炸机2025年左右服役及现役轰炸机逐步退役规划路线。美空军今年还完成了新版《战斗机路线图》文件制订。美国防部7月发布《国防部数字工程战略》，进一步推进基于模型的系统工程。目前美国防部已实施数字系统模型、数字线索、飞行器机体数字孪生等多个数字工程转型计划，国防部内各军种和部门将在该战略下统筹协调有关工作。8月美国防部发布《2017-2042年无人系统综合路线图》，梳理了无人系统相关支撑技术、面临的挑战和关键技术，表明美军无人系统发展正进入提升谱系能力、推进概念技术融合和推动装备更新拓展“三管齐下”的新时期。

英国发布空战战略、航空工业战略。英国国防部7月发布新版空战战略，强调空战领域对英国保持军事能力、维持工业基础和科技发展的重要性，提出英国未来空中力量发展愿景。英国政府12月发布航空工业战略，承诺2013至2026年为航空研发投资19.5亿英镑，并与工业界共同支持未来飞行挑战计划、国家航宇技术开发项目、供应链21竞争与增长项目等，开展电动飞机与自主技术等新技术开发、扶持小企业创新和提升供应链效率。

持续推动作战飞机能力升级

多国推动下一代战斗机研发。美俄持续推进“六代机”研究。美空军2019财年为“下一代空中主宰”项目申请5.04亿美元预算，并计划2019-2023财年申请预算99亿多美元，显示出美空军下一代战斗机研发工作将全面铺开。俄国家杜马国防工业综合体组织发展法制保障委员会主席7月表示，俄罗斯第六代战斗机将采用人工智能技术，并能以无人驾驶模式运行。

法德推进下一代战斗机合作。德法两国6月签署新战斗机合作协议，法国达索航空公司与空客公司将联合开发“新一代战斗机”（NGF），以取代德国“台风”战斗机和法国“阵风”战斗机。达索公司10月展出了双发、无垂尾设计的NGF缩比模型。

英国推出下一代战斗机模型。英国国防大臣7月在范堡罗航展公布“暴风”新一代战机概念模型。该机设计为单座、双发、双垂尾隐身布局，采用有人/无人驾驶可选模式。

美俄下一代轰炸机研制持续推进。目前美俄正在开展下一代轰炸机的设计研制。美B-21“空袭者”轰炸机12月通过关键设计审查，5月美空军初步确定德克萨斯州戴耶斯空军基地、南达科他州埃尔斯沃斯空军基地密、苏里州怀特曼空军基地作为B-21驻扎基地。俄罗斯国家采购网10月发布PAK DA下一代远程轰炸机发动机实验设计工作招标，该机计划在试验结束后于2025年至2030年开始交付。

美俄新型战机研制工作即将完成。美F-35战斗机结束研制试验、开始参与实战。美军方4月宣布F-35战斗机研制阶段飞行试验结束。F-35研制飞行试验持续11年，累计完成9200架次、17000飞行小时，飞行试验过程中没有发生飞行员受伤或死亡，也没有损失飞机。该机12月进入初始作战试验与评价（IOT&E），为明年进入全速生产打下基础。9月美国海军F-35B参与阿富汗实战，标志美军F-35战机首次投入实战。另外，意大利、英国、以色列、日本、韩国、土耳其、比利时、澳大利亚等合作伙伴国陆续接收订购的F-35战机，并在为飞机投入使用做准备。

俄罗斯苏-57战斗机即将装备部队。2018年苏-57战斗机继续开展装“产品-30”发动机的试飞，7月俄罗斯国防部签署12架苏-57战斗机采购合同，并确认明年正式服役。

发展无人机新技术能力

启动新型无人机研制。美海军启动无人加油机研制。美海军8月底授予波音公司8.05亿美元的MQ-25A“黄貂鱼”航母舰载无人加油机工程与制造发展合同，项目将发展出第一种无人加油机，为大型无人机融入航母作战体系奠定基础。

俄启动高速无人机研制。2018年初，俄国防部授予西姆诺夫设计局合同，研制未来高速无人机，该无人机将采用涡喷发动机，预计飞行速度750～950千米/小时，重4-5吨。

先进无人机技术研发取得进展。美国防高级研究计划局（DARPA）正开展多项无人机蜂群技术研发项目。相比传统高性能战机，无人机蜂群拥有态势感知和压制或摧毁敌防空系统能力较强、抗毁能力强、作战灵活性强等特点。DARPA“小精灵”项目旨在发展小型无人机集群的空中发射和回收等关键技术，探索集群作战概念。4月美国戴奈蒂克公司获得“小精灵”无人机项目第三阶段合同，将完成无人机制造及飞行验证。项目2018年开展了“小精灵”无人机模型从C-130运输机分离的飞行试验。“拒止环境协同作战”（CODE）项目旨在拓展美军现役无人机能力，CODE无人机蜂群可基于已建立的作战规则遂行寻找、跟踪、识别和攻击任务。项目11月进行了多架真实与虚拟的CODE无人机按任务指令进行协同导航、搜索、定位和交战的飞行试验。“进攻蜂群战术”（OFFSET）项目设想未来在复杂城市环境中使用250个或更多的小型无人机系统和/或小型无人地面车执行作战任务，2018年项目开展了数次“蜂群冲刺”验证活动，试验了无人机蜂群作战概念。

“欧洲中空长航时无人机”研究取得进展，项目1月完成系统需求审查，4月在柏林航展上展出全尺寸模型，11月通过系统初始设计评审，即将进入研制。

俄“猎人”重型无人机进行地面试验。7月该20吨级攻击型无人机完成首次滑行试验，目前该机正进行地面试验。

美欧推进有人-无人编队技术研究。有人-无人编队技术核心是实现空中有人平台、无人机系统、地面部队和远距离指控中心间的信息共享，提升协同作战能力。空客直升机公司4月成功完成其H-145M直升机与奥地利Schiebel公司S-100无人机系统的编队试飞，实现直升机机上人员从起飞到着陆对无人机的指控。德事隆公司8月验证有人-无人编队能力，研究团队将多域控制与协作软件集成到“蝎子”轻型攻击机，模拟了有人机操控无人机。L3 技术公司正在将“阿帕奇”直升机与“影子”和MQ-1C“灰鹰”无人机组成编队，实现在侦察任务中扩展有人机平台的信息收集能力。空客集团9月底开展了有人-无人编队验证试验，有人机上的任务指挥官成功控制5架Do-DT25靶机。

发展高超声速飞机及机载高超声速导弹

美国发展高超声速飞机。波音公司正在开展高速/高超声速飞机项目研究，于1月和7月公开了高超声速飞机概念方案和高超声速客机概念方案。其高超声速飞机方案采用大后掠双三角翼无平尾加双垂尾布局，使用常规涡轮发动机和亚燃/超燃双模态冲压发动机组合的涡轮基冲压组合（TBCC）发动机，应为无人驾驶，将作为未来高速打击和侦察飞机。波音高超声速客机概念方案的设计布局与前者近似，大小介于远程公务机和波音737之间，飞机巡航速度为5马赫数。之前美国洛克希德·马丁公司提出了SR-72高超声速飞机概念方案。两家公司的方案在飞机布局、发动机选择、任务定位等方面很接近，表明美国军机巨头已高度关注高超声速飞机这一发展方向。另外，DARPA正在开展马赫数5级涡轮基冲压组合发动机地面验证项目，10月完成了新型亚燃/超燃双模态冲压发动机在NASA兰利2.4米高温风洞的自由射流试验。美国相关技术储备已基本具备了不久后开展高超声速飞机集成验证的条件。

美俄发展机载高超声速导弹。美军加速发展可装备常规作战飞机的高超声速导弹。美空军4月授予洛克希德·马丁公司“高超声速常规打击武器”（HCSW）研制合同，将研制一型固体火箭助推、GPS制导的战术级空射高超声速导弹，可装备现役战斗机和轰炸机，要求2022财年形成早期作战能力。美空军8月授予洛克希德·马丁公司“快速响应武器”（ARRW）高超声速导弹研制合同，赋予该导弹编号AGM-183A。该弹为空射型高超声速助推滑翔导弹，计划2021年形成早期作战能力。

俄罗斯高超声速航空弹道导弹服役。俄总统普京3月称俄新研“匕首”（Kinzhal）空射高超声速导弹已从2017年12月开始服役，该弹由米格-31战斗机投放，最大飞行速度约为10倍声速。

加强航空关键技术研发与应用

注重发展下一代航空发动机技术。美欧开展下一代作战飞机用发动机技术研发。美国国防部于6月和9月，分别向通用电气公司、普惠公司授予合同，开展面向下一代战斗机的自适应发动机技术预先研究。美国空军10月授予通用电气公司“支持经济可承受任务能力的先进涡轮技术”（ATTAM）阶段I合同，研发用于下一代涡轴和战斗机发动机的技术。德国MTU航空发动机公司4月宣布，正在为法德“新一代战斗机”开发“下一代欧洲战斗机发动机”。

先进机载武器技术研发取得重要进展。在常规机载武器方面，国外正聚焦发展高精度、远程新型机载武器技术。2018年美国雷声公司小直径炸弹II（SDB II）“风暴突击者”进入作战试验。该弹为全球首款采用三模末制导技术的机载武器，其导引头将毫米波雷达、红外成像和半主动激光传感器与全球定位系统（GPS）/惯性导航系统（INS）自动驾驶仪集成到一起，可实现恶劣天气下防区外精确打击。俄罗斯R-37M超远程空空导弹进入最后试验，该弹射程300千米，用于打击高价值目标，飞行最后阶段速度可达6马赫数，将装备苏-57战斗机。印度10月完成“阿斯特拉”空空导弹研发试验，该弹为印度自研的全天候超视距空空导弹，用于夺取制空权。

先进制造技术提升航空装备生产效率。航空制造商与科研机构正在开发多种技术与工艺，减少航空装备制造过程的时间、提升生产效率。洛克希德·马丁公司1月在沃斯堡工厂开始部署“智能空间”工业物联网解决方案，可以通过射频识别、蓝牙等物联网设备，建立F-35战斗机总装线生产环境和装配流程的实时镜像，对总装流程提前谋划和实施调度，缩短总装时间。英国焊接研究所1月展出世界最大的线性摩擦焊组件——一个飞机铝金属翼肋。利用线性摩擦焊技术将翼肋连接到2.5米长的底板上，可减少70%的材料浪费、43%的加工时间。空客公司旗下Stelia航宇公司3月以增材制造集成加筋结构的方式，制造出世界首个自加强机身壁板，这项技术可以摆脱飞机机身壁板必须在成型后再连接加强结构的约束。英国BAE系统公司2018年底开始采用协作机器人参与“台风”战斗机的复杂装配。协作机器人可从事重复性安装工作，让工程人员专注高技能任务，还可提升装配自动化程度，实现更高的生产率和质量。

新型材料技术为航空产品性能提升奠定基础。材料是航空装备发挥效力的基础，当前航空新材料技术发展正朝着不断突破性能边界、实现新功能迈进。美国空军研究实验室3月成功3D打印出目前最耐高温的增强树脂基复合材料零件。这些零件可承受大于300℃的环境，在航空发动机上有潜在应用，可减轻重量、改善红外隐身性能。美国威斯康星大学麦迪逊分校6月开发出一种超薄红外隐身薄片，该薄片具有极强的中、长波吸收能力，可使被遮挡的物体或人体在红外探测器中更难以被探测，隐身能力较其他热屏蔽技术有显著提升，对单兵、装甲车和无人机系统有很好军事应用。美国航空航天局（NASA）研究团队8月利用形状记忆合金（SMA）实现一架F-18飞机全尺寸机翼翼段的折叠。NASA使用新研镍钛铪高温SMA万向轴管作动器，通过电加热和冷却，精确控制翼段的偏转。利用SMA实现机翼形状改变，克服了以往机械装置笨重和机构复杂的缺点，以更轻和更简洁的硬件实现机翼折叠，在飞行中提升飞机性能、优化飞机控制。

2018年航空强国加强了下一代战斗机、高超声速飞机、无人机等平台技术研发，继续推进发动机技术、机载武器技术的发展，并在先进制造技术、先进材料技术方面不断取得新突破。发展创新型空战平台及技术、构建新型空中作战样式将是未来方向。