2019年世界前沿科技发展态势及2020年趋势展望——航空篇

本文为春节专题文章——“年度科技发展态势总结与展望”的第七篇航空篇。

世界航空领域2019年发展态势

美俄等持续加强无人机研发,为构建空中优势奠定基础。美国在2019年公布的2020财年预算中为无人机远征项目申请2100万美元资金,以进一步扩展美海军陆战队作战范围;美国新型隐身无人攻击机XQ-58A首飞成功,标志着美国低成本无人作战飞机技术和装备取得阶段性进展;美国“进攻性蜂群使能战术”项目进行到第四阶段,将开发蜂群战术虚拟测试平台,以提升人和无人机集群的协同能力。俄罗斯首款重型攻击无人机S-70“猎人”完成首飞,并与苏-57战斗机完成首次协同飞行测试;俄罗斯正在为第三代作战装备开发微型无人机,其可在安全距离内监视敌方位置和动态,并能在电子对抗和极端气候环境中使用。英国拟于2020年前完成蜂群无人机中队部署,以提升对敌方防空系统的攻击能力;英国MAGMA无人机首次在飞行中采用超声速吹气技术,突破了飞机机翼环量和射流推力矢量两大控制技术,为改善飞机控制能力提供重要帮助。

高超声速武器技术成为全球战略竞争新高地。美国已将高超声速武器列为21世纪技术竞赛的重点技术之一,并拟在未来5年投入105亿美元,以加速高超声速攻防能力发展。同时,美国发布“国家应用高超声速联盟”信息征询书,并拟出台《高超声速工业基础战略》,以推进高超声速武器化进程。俄罗斯拟进一步发展空天力量,并将高超声速武器防御能力列为建设重点之一。同时,俄罗斯开始列装“先锋”高超声速导弹,并在北极部署新雷达,以加强高超声速武器攻防能力。法国开启高超声速武器研发进程,拟于2021年年底对高超声速滑翔弹技术开展飞行试验。日本公布高超声速武器发展计划,拟于2030年前研发出速度达5马赫的巡航导弹。印度完成“高超声速技术验证飞行器”项目超燃冲压发动机首次飞行试验,并开始为生产高超声速武器开展准备工作。

航空强国持续推进新型战斗机的研制和部署。美国拟升级F-35战斗机的油箱、武器系统及电子战系统,以提升战斗机综合作战性能。同时,美国F-35C形成初始作战能力,将于2021年进入西太平洋地区执勤,这标志着美海军正式进入舰载五代机时代。俄罗斯拟为苏-57战斗机装备人工智能和高超声速武器等先进作战系统,并对其安全通信系统开展国家测试;俄罗斯拟制造氢燃料空天飞机,以实现在大气和太空两种空间内飞行的能力。法德开启“未来空战系统”项目的概念研究,以支持下一代战斗机的研发工作。意大利和瑞士加入英国“暴风”战斗机项目,将为该项目提供技术和资金支持。日本拟启动新型F-3隐身战斗机的研发和生产工作,或将与BAE系统、洛马及波音等公司开展合作。

直升机高速化成为发展趋势。美国发布“未来垂直起降飞行器”项目征询书,要求大幅提升现役直升机的速度与航程,以增强未来远程攻击能力;美国西科斯基和波音公司联合研制的SB>1高速旋翼机完成首飞,其设计飞行速度达到460千米/小时,一旦服役将大幅提升美军作战部队的综合作战效能;美国V-280高速旋翼直升机最大飞行速度达到556千米/时,创造该型直升机新的飞行速度纪录。俄罗斯建立先进高速直升机飞行实验室,旨在提升现有直升机性能,并研发新型高速直升机,以满足俄军未来作战需求。日本正在研发时速达500千米/小时的高速复合直升机,并将于2022年前对其开展飞行测试。

世界航空领域2020年趋势展望

民用客机市场预期向好。在市场需求方面,美国波音公司发布《民用航空市场预测报告》,认为未来20年全球航空客运量将保持4.6%的增长速度,航空货运年均增长速度为4.2%。欧洲空客公司预测,未来20年全球将新增约39000架客机和运输机。在客机研制方面,世界体型最大和效率最高的双发喷气客机波音777-9成功下线,将于2020年初交付给首批用户,届时将对全球大型宽体客机市场产生冲击。欧洲空客公司推出航程达8700千米的A321XLR超远程型客机,其单座耗油量预计比现役飞机低30%,将可为航空公司创造更大价值。随着航空市场需求的不断增长,新型客机技术不断成熟,航空领域市场竞争将更加激烈。

电动飞机技术快速发展,或将颠覆未来飞机发展趋势。电动飞机技术具备清洁环保的特点,可帮助飞机降低污染、噪声及飞行成本,受到越来越多的关注。英国德勤公司发布《电动运输未来:未来发展趋势》报告,预计2020-2025年客用垂直起降电动飞机将开启商业应用;英国拟在2040年前投资约6500万英镑发展下一代电动飞机;英国罗罗公司拟制造世界上飞行速度最快的全电动飞机,并将于2020年对其开展试飞测试。日本Eclair飞机电气化联盟发布《电动飞机技术路线图》,预测到2020年代,小型电动通用飞机将投入使用。随着电池技术的进步和制造成本的不断降低,电动飞机技术应用范围将逐渐扩大,或将颠覆传统飞机动力系统。

航空将向数字化方向发展转型。航空能力是维护国家安全的关键战略要素之一,而航空数字化将为航空能力提供重要保障。2019年,美国在《数字空军》白皮书中指出,美军应打造一支“数字空军”,以响应现代作战需求,夺取竞争优势、威慑并致胜强大对手。俄罗斯公布“数字技术”计划七大领域的技术路线图,以指导航空工业产品研制与生产工艺改造。英国正在开发“权杖”数字化任务规划系统,帮助飞行员制定更合理的战术计划,提升空中作战能力。未来,数字技术将更加深入地融入航空领域,并将为航空强国提升航空综合能力提供重要支持。

作者简介

张嘉毅,国务院发展研究中心国际技术经济研究所  研究三室   副主任

研究所简介

国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界科技、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。

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