美國新總統必須關注的航空航天技術

美國新總統必須關注的航空航天技術

美國《航空周刊與空間技術》 2016年8月26日

1.高超聲速，速度將使美國繼續保持領先，美國已在該領域花費數十億美元，但成果不多，反而讓中國和俄羅斯追上來了，要汲取X-30“國家空天飛機”教訓，先發展作戰型吸氣式高超聲速導彈，再穩健地發展可重復使用的高超聲速情監偵與打擊飛機所需技術；2.自主性，這并不限于無人機和機器人，而是事關增進人類在從空域管理到制空，從航空安全到經濟性的所有領域的能力，在這方面應鼓勵創新，幫助用戶、規則制定者和作戰部隊對自主系統建立信任；3.連通性，無論商業還是戰爭領域，要促使有人和無人系統完美配合，都要能與海量用戶安全、保密和高效地分享頻譜的網絡，為此加快發展激光通信或太赫茲等技術，以動態地分享日益緊張的頻譜；4.推進，在渦輪發動機技術上持續的投資已使美國保持領先，高效商用渦扇發動機正投入使用，軍用自適應發動機正在開發，但民用發動機還需更高的效率，軍用的還需要更好的經濟性和更強的功率，必須保持投資力度；5.高效，航空運輸領域還需進一步降低油耗和排放，應當通過各種大型演示項目來驗證新設計工具、新布局等一切新技術的成熟度，從而把商用飛機空氣動力學推進一大步。NASA必須繼續與工業界一起發展使美國保持領先的X系列研究機；6.材料，先進制造技術并不止于3D打印，從鋁到鈦，再到碳纖維，已經點燃了航空航天革命，但美國還需要推進計算和建模能力，領導從納米增強復合材料、原子尺度裝配的新合金、生物工程學材料到仿生結構的下一場革命；7.定向能，精確制導武器在冷戰時期抵消了蘇聯數量優勢，促進了反恐戰爭，但現在已無法壟斷，美國需要定向能武器的精確性和近乎無限的“儲彈量”；8.可復用性，美國的經濟和安全高度依賴應用衛星，航天發射仍漫長且昂貴，必須推動相關技術，實現快速響應、完全可復用地日常天地往返；9.顛覆，顛覆性技術和服務將沖擊現存的產業、用戶和規則制定者，我們不能預測未來，但我們可以為未來做好準備。

美國防務世界網站 2016年9月12日

如何應對朝鮮核威脅

2016年8月，韓國軍方就估計到朝鮮將進行核試驗，因為朝鮮頻繁發射彈道導彈，卻還沒有驗證小型化核彈頭。當時，根據國際原子能機構最新的國家核能力評估，美國科學與國際安全研究所也認為：朝鮮原有約40千克武器級钚，新生產的5.5～8千克武器級钚可以再生產至少4枚核彈，從而擁有包括鈾彈在內的13～21枚核彈。從7月9日起，朝鮮相繼在7月18日、8月2日和8月24日分別試射彈道導彈，特別是24日的潛射導彈試驗后，朝鮮宣布已具備與美國“核霸權”抗爭的所有武器。雖然8月26日聯合國安理會表示強烈譴責，但從安理會列出的朝鮮違反了其從1718號（2006）、1874號（2009）、2087號（2013）、2094號（2013）到2270號（2016）的一連串決議來看，安理會決議對朝鮮基本束手無策。9月9日第五次核試驗后，朝鮮又重申其為“合法”的擁核國，美國必須承認。面對這一局面，美日宣布將合作出臺對朝更嚴厲制裁，美國還將進行單方面制裁。同時，美國將在韓國部署兩架可載核彈頭的轟炸機，而韓國決定將2017年國防預算比2016年增加4%，達到365億美元，其中約108億美元用于加強韓國防空反導系統（KAMD），2020年部署中程地空導彈、遠程地空導彈、“愛國者”導彈和預警雷達。8月29日韓國執政黨議會領袖還敦促軍方開發核潛艇，不過國防部對此表示還沒有做出任何決定，項目還有待進一步驗證。9月12日，日本首相安倍晉三要求自衛隊全力應對“前所未有”的東亞安全局勢，2017財年將為完善陸基和海基反導防御各安排1.44和10.3億美元，預計2020年后開始裝備。不過，9月12日韓國國防部即表示美韓情報當局均認為朝鮮有能力在豐溪里試驗場坑道內隨時引爆另一枚核裝置，據報道朝鮮已在一個新坑道內完成了核試準備。

機器人新概念

美國《防務系統》網 2016年8月24日

最近，哈佛大學一支研究團隊完成了世界首臺全柔性自主機器人——章魚機器人的概念驗證。由于動力和控制系統只能用硬質材料，現有機器人如果要具有柔性，要么通過線纜連接，要么只是表面柔性。章魚機器人利用3D打印在機器人內部直接打印出所有必須的功能組件，其動力來自用用催化劑（鉑）使少量過氧化氫液體產生大量氣體，使機器人的肢體膨脹，產生動作，從而擺脫了燃料組件無法柔性的難題。化學反應速度則靠微流體邏輯回路控制。下一步該團隊將使這種機器人能爬行、游泳并與周邊環境交互。使僵硬的機器人更加柔軟的努力還有很多，比如對發動機等執行機構，可使用氣體或彈簧發揮類似肌肉的作用。結合機器人學和生物組織工程學，還可以構建以活體肌肉、組織或細胞為動力的機器人。這些機體可對電信號或光信號作出響應，完成游泳和爬行等動作。這種生物機器人比機械機器人更安全，質量更輕。目前已經采用鼠或雞的心肌等肌肉在無毒支架上生長。為避免細胞隨機生長，受電刺激時在所有方向收縮，無法發力，還可在支架上打印出引導細胞生長的線條，從而可以通過控制細胞收縮力有目的地動作。加州理工學院開發的仿水母生物合成機器人就有類似水母的肌肉，哈佛大學則用基因改進心臟細胞的方法，使其在受到特殊頻率的光照時收縮，借不同頻率控制肌肉運動方向和強度，從而驅動一個仿蝠鲼機器人游泳和轉彎。現有的生物合成機器人仍然壽命短、力量小、速度慢，還需要接觸到營養液，對環境要求苛刻。下一步除將肌肉封裝在營養物中，還將采用更強壯的細胞，比如用生存力超強的海參肌肉組織和3D打印零部件結合，雖然每分鐘只能走0.43厘米，但耐久力出色。今后，還需要解決生物合成機器人從自然環境中獲取能量和可靠的控制系統等問題。

美國《防務新聞》 2016年9月11日

世界軍工百強榜

2015年美國《防務新聞》評出的世界軍工百強軍品銷售總額為3567億美元，與2014年下降7%以上，已是連續5年下降。這個總額中，前25位企業占73%，前十大公司則占了54%。以地區計，美國41家企業，銷售額占百強總額的比例從上年的54%升至60%，其余為歐洲27家，亞太17家，非洲和南美各1家。前十大巨頭中，洛-馬公司連續第十年占據首位，其405億美元的銷售額領先第二位的波音公司100億美元，不過波音有69%的收入來自民用航空。英國BAE系統公司繼續居第三位。第4～10位的公司分別是雷聲、通用動力、諾-格、歐洲宇航防務集團/空中客車公司、聯合技術公司、芬梅卡尼卡公司、L-3通信公司和泰雷斯公司。由于分別出售了子公司西科斯基和國防電子集團，2016年聯合技術公司和空客的排位將明顯下降。由于各國軍費削減，世界軍工還將有大量企業兼并重組，特別是集中于第51至75位的一些服務型公司如果發生兼并，排名可能大幅上升，比如收購了洛-馬公司信息系統和全球解決方案部門的雷頓斯公司。以色列埃爾比系統公司、美國科學應用國際公司和哈里斯公司等軍用電子公司排名也有上升，特別是哈里斯公司因為軍品收入增長84%，排名從39位躍升至17位。2015年日本東芝公司繼2011年首次躋身百強榜后再次上榜，名列第91位，小松制作所也首次擠到第100位。德國克勞斯·瑪菲-韋格曼公司和法國奈克斯特公司將軍品業務合資成KNDS后，排名則從2014年的70位躍升至34位。跌幅最大的則是巴西巨頭巴西航空工業公司，從第55位下降至第79位，部分受本國經濟問題影響。俄羅斯雖然在軍工領域聲勢很大，但由于盧布貶值、制裁和油價下跌，6家上榜俄企整體收入從2014年的240億美元降至2015年的188億美元，縮減21%，最高名次為金剛石-安泰公司的第11位。美國的一些新興企業如亞馬遜、SpaceX等也完全可能上榜。

瀕海戰斗艦大調整

英國《簡氏防務周刊》 2016年9月1日

2016年7月，美國海軍“自由”號濱海戰斗艦發現兩部主推進柴油機之一的海水泵機械密封裝置泄漏，但在返回圣迭戈母港維修后，該艦7月19～28日還關閉柴油機，依靠MT30燃氣輪機提供動力，參加了2016環太平洋演習。直到8月3日返港后檢查發現其滑油系統7月11日就被海水污染，嚴重受損，只能拆卸或更換柴油機。2013年該艦首次部署到新加坡時，四部柴油發電機中的兩部過熱并停機。2016年1月同級艦“沃斯堡”號也發生操作失誤導致推進系統齒輪大面積損傷。之后“密爾沃基”號又因軟件問題發生類似齒輪事故。8月29日，獨立級“科羅納多”號又在前往新加坡途中發生事故，低速返回珍珠港。首艦服役8年來，LCS的性能、編制和作戰模式一直存在爭議，加上一系列事故，2016年初美國海軍作戰部長就要求組織對LCS項目的審查。審查后采取的措施包括LCS所有工程崗位艦員停職，重新接受30天培訓，該級艦也可能放棄模塊化任務包即插即用設計，而在每艘艦固定安裝水面戰/反潛任務包或水面戰/水雷戰任務包，但必要時仍可更換模塊化任務包實現升級。LCS專用的兩艘艦配備三組船員，隨時保證一艘艦運行的模式也可能放棄，改用彈道導彈核潛艇的兩班艦員輪換模式。今后，已服役或采購的28艘LCS中的首批4艘將作為試驗艦，以推動新型武器裝備迅速應用。其余24艘將分為6支任務編隊，美國東西海岸各部署3支編隊，每支編隊3艘艦專司水面戰、反潛戰或水雷戰，用于海外部署，一艘用于訓練。最終將建造40艘LCS，加上規劃中的12艘新護衛艦，共52艘。新護衛艦也將固定安裝水面戰和反潛戰能力，并采用LCS調整后的編制和運行模式。

英國《飛行國際》 2016年9月13日

T-X競標開鑼

9月13日，波音/薩博團隊正式公開了參與美國空軍T-X項目的競標方案。T-X將在十年內替換超過400架T-38教練機，為只有單座型的第五代戰斗機培養飛行員。波音/薩博方案與薩伯的“鷹獅”相似，采用帶下反的上單翼布局，其內傾雙垂尾有助于滿足美國空軍25°大迎角穩定飛行的要求，動力為一臺推力8000千克的通用電氣F404-GE-402發動機，其加力燃燒室就并不在美國空軍要求之內，而是著眼未來的性能提升。該方案在機身中線設有外掛點，機翼下沒有但可每側增加兩個，從而使它也有充當假想敵的潛力。8月19日，現役的T-38C的制造商諾-格公司由其下屬的快速原型機專業公司縮比復材公司推出了全新設計的400型，參與T-X競標，它采用一臺不帶加力燃燒室的通用電氣F404-GE-102D發動機，推力限制在4994千克，外形采用與T-38非常相似的單垂尾和機頭。美國雷聲公司/意大利阿萊尼亞公司團隊基于M-346的T-100改型方案則采用兩臺單臺推力2814千克的霍尼韋爾F124發動機。一度欲推出全新設計的洛-馬公司最后選擇與韓國航宇工業公司（KAI）組團，提出基于現成機型的T-50“金鷹”方案，也采用一臺帶加力燃燒室的通用電氣F404-GE-102。與T-50有相同機體和發動機的FA-50目前正在接受美國空軍另一個需求——雙座輕型攻擊戰斗機/教練機的評估。FA-50裝備以色列埃爾塔公司的EL/M-2032脈沖多普勒雷達和16號戰術數據鏈，能掛載波音的聯合直接攻擊彈藥（JDAM ）和CBU-97傳感器引信彈藥。美國空軍這一需求并不打算正式訂購，而是從10家公司的產品中挑選一批進行評估，以便以后美軍和盟軍客戶選擇，此前剛剛評估了德事隆·埃蘭德公司的全新設計“蝎子”。除韓國空軍外，菲律賓剛訂購12架FA-50，2013年伊拉克也訂購了24架T-50IQ。