2019年世界國防科技發展綜述_風聞

來源：國防科技要聞（ID：CDSTIC）   搜狐網   作者：軍事科學院軍事科學信息研究中心 李向陽         時間：2020-03-20 09:59

原文網址：https://www.sohu.com/a/381574515_635792?spm=smpc.author.fd-d.1.1584690841126yvDhEAX

編者按

軍事力量深層次的較量在很大程度上是國防科技的博弈，世界主要軍事強國一直將尖端國防科技佈局和發展視為大國博弈的戰略重點和提升作戰能力的重要途徑。近年來，主要軍事強國通過戰略佈局引領發展，突出重點強化投資，提升效率創新管理，戰技結合形成能力等有效舉措，不斷推動國防科技前沿技術探索和創新發展，為增強軍事能力優勢和競爭優勢提供了重要支撐。2019年世界國防科技發展呈現以下動向。

01

精心謀篇佈局，強化戰略指導

當前， 人工智能、大數據、雲計算、5G等新興信息技術迅速發展並不斷融合，對作戰能力提升和作戰樣式產生深遠影響，推動軍事轉型加速發展，各軍事強國都充分認識到科技對未來的引領和制勝作用，紛紛出台相關發展戰略和規劃，積極佈局關鍵技術、前沿技術發展，謀求新的非對稱技術優勢。

美國國防部2018年最新版 《國防戰略》明確提出發展高超聲速、定向能、人工智能、先進計算、自主系統、機器人、生物交叉、量子信息等新興技術，重塑美國不對稱技術優勢，打造顛覆攻防平衡的新一代作戰能力。在《國防戰略》指導下，美各軍種紛紛出台各領域的發展規劃或技術路線圖，引領本軍種技術發展。美空軍4月發佈 《空軍科技戰略》，闡述了大國競爭背景下，美空軍的科技發展願景及目標，提出通過科技創新發展，引領戰略性能力轉型，通過改革科技體系，快速引入商業技術，進而獲得技術和作戰優勢。美陸軍未來司令部下屬陸軍應用實驗室5月發佈“顛覆性應用”項目公告，明確未來五年重點關注自主平台、人工智能與機器學習、數據可視化和合成環境、可靠定位導航授時、電源及其管理技術、傳感、通信和網絡、計算、太空、物聯網、量子技術、隱身、防護、人效技術和基礎方法等15個研究領域。這些研究領域突出體現了美陸軍以多域作戰為目標，以遠程精確火力、下一代戰車、未來垂直起降飛行器、機動指揮通信網絡、一體化防空反導和士兵殺傷力六大現代化為重點，以信息化、網絡化、智能化、無人化為發展方向的基本思路。美海軍海上系統司令部6月發佈2019《海軍動力與能源系統技術發展路線圖》，提出滿足海軍未來武器和傳感器系統動力需求的發展策略，要求將動力和能源系統開發與海軍日益增長的動力需求相結合，加強動力和能源作為殺傷鏈基礎，增強海軍海上競爭優勢。

俄羅斯“時代”軍事創新科技園委員會8月通過 《“時代”軍事創新科技園科技發展戰略》。該戰略對科技園未來五年科技發展做出規劃，並新增6個科研優先方向，包括小型航天器、新物理原理武器、地理信息平台、水文氣象和地球物理保障、人工智能開發技術以及海洋技術。普京10月批准《俄羅斯2030年前國家人工智能發展戰略》,提出了俄發展人工智能的基本原則、總體目標、主要任務、工作重點及實施機制，旨在加快推進俄人工智能發展與應用，謀求在人工智能領域的世界領先地位，以確保國家安全。

英國國防部國防科技局9月發佈 《國防科技框架》，確定了對國防現代化至關重要的七大技術羣及其最有潛力帶來能力變革的九大應用領域，以有力支撐國防部提出的“科技引領現代化”戰略。該戰略旨在確保國防部範圍內的戰略、投資和計劃都能基於國防部在技術開發、應用等方面達成的戰略共識，以推動生成更快、更強的軍事能力。從技術羣看，除材料和能源以外的五大技術羣：人工智能、機器學習和數據科學，自主系統與機器人，傳感器，先進電子與計算和效應器技術等都屬於信息化、智能化技術，表明信息化、智能化技術正成為英國國防科技發展的重點。從應用領域看，英國一方面注重建設太空、網絡和電子戰、下一代武器、人效增強等新質作戰力量，另一方面尋求通過平台優化以及現代化的情報監視偵察、通信、指揮控制、後勤保障等，提升現有作戰力量。

法國國防部11月發佈首版 《國防創新指南》。該文件旨在全面變革法國的國防創新政策和生態系統，將創新思想深度融入國防領域，形成適合法國的創新範式。《國防創新指南》從多個角度提出未來創新發展方向。一是明確陸海空、航天、指控、網絡等所有潛在作戰空間的能力發展方向和技術發展方向。二是指出需重點發展的前沿顛覆性技術，包括人工智能、量子技術、高超聲速、定向能等。三是從人力支持、後勤保障、戰略把握、組織與管理等角度明確改善優化創新環境的下一步發展方向。

日本防衞省8月發佈 《致力於實現多域聯合防衞力量的技術研發願景》，按照2018年版《防衞計劃大綱》提出的構建“多域聯合防衞力量”要求，首次對日本在電磁、太空及廣域持續預警監視、網絡防禦等新興領域，以及水下作戰、防區外打擊能力等傳統作戰領域的中長期技術發展進行系統規劃。11月，日本防衞省採辦、技術與後勤局局長闡述6大技術研發領域，認為日本軍事研發必須從以“平台為中心”轉向以“能力為導向”，重新考慮研發優先事項，重點發展網絡、水下技術、電磁頻譜、高超聲速、持久的廣域情報監視與偵察以及通信等先進技術，以形成多域防衞能力應對中國挑戰。

02

推進管理改革，提升創新能力

靈活高效的管理體制和運行機制，是推動國防科技創新發展、高效發展、快速轉化成戰鬥力的必要舉措。近年來，各主要國家通過調整改革國防科技管理體制，創新國防科技管理策略和方法，推動國防科技成果快速轉化應用等舉措，不斷提升國防科技創新能力。

▲美國防部負責研究與工程的副部長邁克爾·格里芬

一是加強頂層籌劃與管理。美國防部研究與工程副部長辦公室11月新設負責現代化的局長，主要職責是統籌高超聲速、人工智能/機器學習、太空、5G、生物技術、自主性、網絡、定向能、網絡化指揮控制通信、微電子、量子科學等11大重點技術規劃和推進。美國防部為應對與中國在5G主導權上的競爭，專門成立5G技術專項辦公室，旨在通過商業企業獲取5G技術，從而使美軍方緊跟快速發展的通信行業。美國防部負責研究與工程的副部長邁克爾·格里芬表示，5G將取代高超聲速，成為美國防部最高優先級任務，美國防部將統籌5G技術開發和利用，並將在2021財年預算中對5G技術進行重大投資，以加快5G技術的開發、試驗和原型化。美空軍在總部設立首席技術官，加強頂層籌劃。美空軍科技發展目前主要由空軍研究實驗室負責，但其隸屬於空軍裝備司令部，層級較低，難以影響空軍頂層決策，往往聚焦近期作戰需求，在空軍總部設置首席技術官，可從頂層規劃協調科技發展，增強科技部門話語權，提高科技對美空軍的影響力。俄羅斯國防部通過制定相關發展戰略、新組建科研創新機構、加強軍地協作、開展創新活動等措施，恢復並加強軍事科研能力，特別是先後組建高級研究基金會和“時代”軍事創新科技園兩個國防科技創新機構，推動俄羅斯國防科技創新。其中前者主要開展遠期概念和技術探索，後者是集基礎研究、實驗和生產在內的綜合體，擁有獨立、完整的實驗室和工程中心，項目組成員可以在這裏完成從概念探索到模型製造的全部研究工作，提高研究和成果轉化效率。英國國防部專門成立了“國防創新基金”，計劃未來10年投資8億英鎊，用於發展具有前瞻性、創新性的作戰應用技術。

三是加強與商業和學術界的研發合作。陸軍未來司令部通過成立陸軍應用實驗室及大學技術開發部等，積極尋求、擴大與小企業和學術界之間的聯繫與合作。陸軍未來司令部通過“開放校園2.0”“陸軍戰略資本”“陸軍能力加速器”“光環製造加速器”等合作計劃開展與小企業之間的合作研發活動。英國防部國防創新局發佈 《國防創新優先事項》，特別強調“加快利用商業機會”，加強與民用部門合作，利用其在技術、文化等方面的快速變革，應對國防部最緊迫的挑戰。法國國防部《國防創新指南》指出，法國將通過積極參與國家創新生態系統、加大對學術研究的支持等舉措，加強與其他國有、公共和私有組織合作，促進國際合作尤其是歐盟內部的合作，增強創新能力。

四是培育創新文化和平台，吸引新思想挖掘新技術。近年來，隨着民用和商用技術的飛速發展，以DARPA、各軍種實驗室等為代表的內部創新模式面臨挑戰，美國防部開始調整思路，關注外部創新成果的挖掘和利用。4月，美陸軍舉辦了主題為“顛覆性技術與未來作戰環境”的“瘋狂科學家”會議，廣泛邀請軍界、學術界、商業界、產業界和法律界專業人士參加，探討了在未來多域作戰環境下，人工智能、機器人、無人系統等顛覆性技術的軍事應用及其倫理、道德和法律問題，吸引新思想，啓發創新思路，並在吸納各界專家意見的基礎上發佈 《顛覆性技術與未來作戰環境》報告。9月，美陸軍快速能力與關鍵技術辦公室舉辦創新日活動，旨在快速跟蹤並獲取有應用前景的新技術。8月，美空軍研究實驗室與ABQid公司聯合籌辦第二屆“超太空挑戰賽”， 該系列挑戰賽突破了僵化的傳統採辦制度，通過靈活、高效的非傳統方式，加強與科技創業公司的交流與合作，促進了創新的快速引入，快速地為作戰應用服務。法國 《國防創新指南》提出實施鼓勵創新的組織管理政策，推動構建具有靈活性的創新文化。

3月，DARPA “聚網”社交網絡平台正式公開運行。作為全球性的研發交流平台，“聚網”將極大促進跨學科交流協作，加速研發進程，同時也將為普通民眾參與DARPA研發創新活動提供新路徑。“聚網”的開放和不斷完善，將吸引越來越多具有廣泛專業背景的研究人員甚至普通用户積極加入，通過科學領域合作和迸發創意設想，為DARPA的研發創新活動獻策獻力，實現集思廣益和“社會智慧”的充分發揮。

03

增加科研投入，保持技術優勢

保持一個穩定的技術基礎投資，是美國 《國防科技戰略》明確提出的要求。特朗普政府一改奧巴馬政府軍事收縮政策，連續三年大幅上調軍費預算，國防科研經費也同步增長。

繼2018財年軍費預算大幅上漲7%達到 6860億美元后，美國2019財年軍費提升至 7180億美元，創歷史新高，同比增長 11.2%，創下9年來最大增幅。2020財年軍費預算總額為 7380億美元，同比增長 10.5%，其中國防部研究、發展、試驗與鑑定（RDT&E）預算有史以來最高，達到1050億美元，較2019財年增長9%。根據美國防部 《2019財年年度財務報告》和2020財年的投向看，科研經費的重點是推動落實 《 國防戰略》確定的現代化優先事項，包括高超聲速、太空領域、定向能、人工智能與機器學習、自主與無人系統、網絡安全、微電子、量子信息等可能對未來戰爭帶來重大變革的基礎和應用技術。

DARPA公佈的2020財年預算，其研發經費穩步增長，總計 35.56億美元，比2019財年（34.27億美元）增長 3.77%，比2018財年（30.88億美元）增長 15%。預算主要分為四個部分： ①基礎研究，約4.86億美元，包含國防研究科學、軍事醫學基礎科學，佔總體預算的13.7%，比上一財年增長3.7%。 ②應用研究，約14.69億美元，包含生物醫學技術、信息與通信技術、生物戰防禦、戰術技術、材料與生物技術、電子技術等，佔總體預算的41.3%，比上一財年增長4.3%。 ③先期技術開發，約15.19億美元，包含先進航空航天系統、太空項目和技術、先進電子技術、指控與通信系統、網絡中心戰技術、傳感器技術等，佔總體預算的42%，比上一財年增長3.3%。 ④管理支持，約8171萬美元，包含任務支持、小企業創新研究等，其佔比和增幅最少。

橫向比較可見，先期技術開發依然佔據預算的大頭，表明DARPA始終圍繞 “防止並創造技術突襲”這一核心使命，聚力開發具有革命性、探索性、前瞻性的高回報軍事技術。縱向分析可見，與上一財年相比，上述四個部分預算均有不同程度增長，其中應用研究漲幅最大。從項目具體預算來看，人工智能、機器學習、多域作戰相關技術、生物技術、無人機蜂羣和人機協作等仍是DARPA的關注重點，其中人工智能和機器學習項目的投資漲幅最為突出，總額達4.09億美元。

俄羅斯總統普京2018年簽署總額約3150億美元的 《2018-2027年俄羅斯國家武器計劃》，除重點發展戰略核力量、空天防禦體系外，還聚焦於機器人技術、智能系統、偵察打擊無人機等技術。

日本防衞省8月發佈 《2020財年防衞預算申請》，申請總額為 5.3萬億日元（約合500億美元），比2019財年預算增長648億日元（約合6.1億美元），漲幅 1.2%。從防衞預算申請總體情況來看，日本特別注重對新興領域的發展，投資未來作戰運用的技術領域，特別是提升太空、網絡、電磁領域作戰能力，繼續完善導彈防禦體系，提升海空領域能力、防區外打擊能力、綜合防空反導能力、機動部署能力和跨域協同作戰能力，鞏固並強化技術基礎。

04

增加科研投入，保持技術優勢

在人工智能、大數據、雲計算等技術的快速發展和支撐下，未來戰場將加速向 智能化、無人化戰場過渡，戰爭將呈現 無人、無邊、無形的對抗形態，陸海空天網電認知等 跨域協同作戰將成為未來戰爭的主要作戰樣式，牽引裝備技術發展和運用轉化。

一是持續推陳出新作戰概念牽引裝備技術發展。長期以來，美軍高度重視作戰概念的設計，近年來，先後提出了空海一體戰、多域作戰、蜂羣作戰、分佈式作戰、算法戰和馬賽克戰等作戰概念，不僅指導美軍兵力結構設計，完善作戰指揮體系，加快裝備快速採辦，更是提出作戰能力需求，牽引裝備技術創新發展。4月，DARPA發佈“馬賽克戰”招標公告，尋求支持馬賽克戰的創新性理念和突破性技術，以構建快速、可擴展、自適應聯合多域殺傷力的新作戰模式，在傳統作戰單元的基礎上，依託先進網絡能力、人工智能處理、計算和聯網、分佈式指揮控制等技術，融合大量低成本、單功能的武器系統和無人系統，形成海、陸、空、天、網跨域協同的分佈式、開放式、可動態協作和動態重組的作戰體系，實現從“殺傷鏈”向“殺傷網”的轉變。

美海軍在“分佈式作戰”概念指導下，正積極探索海戰場網絡技術、大數據技術、無人技術和智能技術的應用，打造先進海戰武器系統和分佈式艦隊，構建跨域、跨軍種、分佈式、網絡化“雲殺傷”協同能力。2月，美海軍發佈文件描繪海軍未來網絡戰願景，明確了未來網絡戰的重要性，要求利用網絡空間作戰、信號情報和電子戰領域的應用，為所有作戰域提供競爭優勢。

近年來，隨着無人機蜂羣作戰概念和技術的不斷成熟，小型無人機簡單集羣作戰已成為現實威脅，特別是2019年9月沙特阿拉伯的兩處油田遭到無人機蜂羣及巡航導彈攻擊，給世界各國帶來巨大沖擊。各主要國家都在進行反無人機蜂羣技術及對策研究。美國防部組建反無人機小組，負責領導協同國防部範圍內的反無人機活動，包括：制定反無人機技術路線圖，開發車載近程防空攔截系統，改進採辦工作，加快新系統的交付速度，研究不同的作戰場景，舉辦反無人機演習，測試如何使用反無人機技術等。日本開發出大功率激光系統和高能微波輻射技術，對敵方無人機蜂羣的通信、電子系統進行干擾和破壞。

當前，美軍在 太空、空中、地面、水面、水下、網電等作戰域擁有眾多殺傷鏈，其典型流程為：傳感器將獲取的目標數據發送至平台，平台根據這些數據發射武器對目標進行殺傷。這些殺傷鏈通常是線性的，並只在單個作戰域發揮作用。而美軍新的“多域戰”“分佈式作戰”“蜂羣作戰”“馬賽克戰”等作戰概念均強調，在多域戰場空間分散部署 “小、散、快、融”互聯互通互操作的兵力和裝備，並將這些殺傷鏈交叉重構，形成覆蓋陸海空天網電各作戰域的“殺傷網”，從多個方向、多條戰線、多個領域使任意武器平台可獲取任意傳感器信息，實現跨域感知和跨域打擊，令對手疲於應付、無法兼顧。

二是加快成熟新技術的軍事應用和向作戰能力的轉化。美空軍4月發佈的 《空軍科技戰略》高度重視打通先進科技向作戰概念、裝備研製和作戰能力轉化的路徑。新設立的轉型投資組合不再基於技術類別，而是以五大戰略性能力為牽引規劃所需關鍵技術，使技術發展直接對接能力需求，為轉化奠定基礎。9月，美空軍研究實驗室啓動太赫茲通信技術作戰應用研究。旨在構思、開發並演示創新性太赫茲射頻技術以及相關網絡策略，最終目標是向美空軍指揮、控制、情報監視與偵察機構提供互操作、模塊化、可持續的網絡聯接架構，滿足聯合部隊、聯盟、機構之間的戰術信息交換要求，實現態勢感知共享和可靠指控傳達。美陸軍人工智能任務組負責人表示，陸軍已經開發出可發現偵察照片中隱藏目標的人工智能技術，並將在2020年歐洲舉行的 “防衞者20”軍事演習中測試。陸軍研究實驗室推動合成生物學的軍事應用，旨在利用微生物的DNA設計軍事解決方案，主要包括精密材料合成、應急敏捷製造、生物材料利用、士兵效能提升和自主感知應用等。美海軍研究實驗室研發出新型飛機塗層，並應用於海軍和海軍陸戰隊飛機表面。該新型塗層具備與傳統塗層相似的實驗室性能，不會產生有害物質、更為安全環保，且製備時間更短，易於使用。

05

強化技術應用，形成新型威懾

近年來，面對戰略環境和作戰對手的調整，以美為代表的西方軍事強國一方面積極探索以 人工智能和網電信息技術為核心的前沿科技，尋求軍事應用和大幅提升作戰能力的技術途徑；另一方面，積極發展以 高超聲速、定向能等新質作戰概念武器，以求形成 戰略和實戰相結合的雙重威懾。

5G、量子、雲計算等網絡信息技術迅猛發展並呈現出越來越顯著的軍事應用效果。2019年，世界範圍內網絡攻擊事件接連發生，物聯網、電網基礎設施、武器系統等已成為網絡空間作戰的重要目標，以美國為代表的網絡強國正在整合多方力量，不斷提升網絡空間作戰能力，如美軍 “統一平台”“持續網絡訓練環境”等先進技術手段已逐步投入實戰化應用。美軍成功試驗了應用於 “聯合全域指揮控制”的分佈式作戰管理技術、應用於強對抗環境無人集羣作戰的自主協同技術、應用於天-地衞星鏈路的晝間自由空間量子通信技術，開啓了5G通信技術、量子信息技術的軍事應用探索，在認知電子戰、電磁虛擬技術以及網絡空間指揮控制、態勢感知和防禦方面取得多項進展。5G通信軍事應用加速推進。5G作為新一代移動通信技術，在軍事領域具有廣闊的應用前景，能夠極大提升偵察監視和通信能力、優化指揮鏈路、加快作戰節奏、促進智能發展，對戰爭形態演變產生深刻影響，被譽為 “新型軍事能力的基礎性技術”。

2019年，美國防部先後發佈 《5G生態系統：國防部面臨的風險與機遇》《5G網絡技術軍事應用》等報告，設立5G專項推進機構、組織制定國防部5G戰略等，指導和促進5G軍事應用。6月，美國國會通過 《 2020財年國防授權法》草案，批准國防部在內利斯空軍基地建立“5G測試網絡和相關基礎設施”，將該基地建成美軍5G技術的重要試驗場；該法案明確為美國空軍“先進作戰管理系統”項目額外增加專項經費，用於5G網絡建設，建成後可將各傳感器節點的信息融合為統一的戰場圖像；該法案批准國防部新設立 “下一代信息通信技術”項目，計劃斥資1.75億美元，加速推進5G軍事應用研究。重點探索利用民用5G電信設施實現高機動、遠距離戰術無線通信，彌補衞星通信時延較長、速率較低的不足；利用5G網絡去中心化等優勢，將5G通信設備嵌入情報監視偵察系統，靈活部署戰場傳感器網絡，增強戰場態勢感知能力；利用5G高移動性、低時延優勢實現無人系統之間可靠無縫組網；以及利用5G通信提高物聯網、虛擬/增強現實等技術的軍事應用水平，推動國防制造智能化，提升戰場後勤保障能力。量子信息技術有望在信息安全、信道容量、運算速度等方面突破傳統信息系統的極限。特別是量子保密通信技術將構建當前技術條件下不可竊聽、不可破譯、嶄新的安全通信體系，甚至實現通信的絕對安全，量子計算技術在特殊應用領域具有極大優勢，一旦突破，許多目前受制於計算機性能而無法解決的難題都會迎刃而解，具有顛覆性意義。美國是最先將量子技術列入國家戰略、國防和安全研發計劃的國家，以量子計算為突破口開展技術攻關。10月，谷歌正式宣佈研製出世界首台53量子位的量子計算機，可在3分20秒內完成目前世界最快超級計算機“頂點”需要1萬年才能完成的計算任務，大幅提升計算效率。隨着量子計算技術的突破及其進一步發展，特別是量子計算與智能化的結合，數據處理能力將會得到大幅提升。目前，DARPA已通過人工智能技術大幅提升量子計算的穩定性，開始探索人工智能算法在量子計算機上運行的可行性。谷歌、亞馬遜等公司正在承建的美軍 “軍事雲2.0”，將成為支撐美軍未來 “多域戰”“算法戰”的雲端大腦，通過聯合信息環境構建美軍未來智能化作戰的數字戰場。

二是大力推進新型戰略威懾裝備技術羣發展，加速向工程演示驗證階段轉化。近年來，以高超聲速武器和定向能武器為代表新型戰略威懾武器技術正在成為大國新的戰略博弈點。根據2019年3月公佈的2020財年預算申請，美軍2020財年高超聲速預算申請總額高達26億美元（2015-2019財年申請分別是5.004億、4.788億、7.188億和11.808億），並計劃未來5年在高超聲速領域投入112億美元。美國防部研究與工程副部長辦公室先期能力局負責高超聲速的助理局長麥克·懷特表示，未來4年計劃安排40次飛行試驗，並基於相關試驗數據制定一份全面的高超聲速導彈發展路線圖，在此基礎上，擬定一份基於能力的科技投資戰略和高超聲速工業基礎戰略，以確定技術和工業基礎需求及未來投資藍圖。5月，美陸軍公佈高超聲速武器系統研發計劃，計劃在2020財年進行首次聯合飛行試驗，2021財年底，交付部隊進行相關訓練，2022財年，從發射車試射高超聲速武器，2023財年，系統正式部署。6月，美空軍成功進行AGM-183A“空射快速響應武器”（ARRW）的首次飛行試驗。美國在解除《中導條約》束縛後，密集公開各軍種的高超聲速項目，充分體現了各軍種多型號從技術驗證向工程演示驗證全面提速的發展態勢。

由於激光武器具有響應快速、攻擊靈活、毀傷精確、抗電磁干擾、效費比高、無彈藥掛載量限制等優點，受到了世界各國的高度重視。當前，美國在激光武器領域的發展處於世界領先，通過海、陸、空平台研究驗證，推動激光武器發展成熟。2019年4月，美空軍研究實驗室在新墨西哥州白沙導彈靶場利用 “自衞高能激光演示樣機”（SHiELD）擊落多枚導彈，驗證了該機載激光武器系統的作戰能力；5月，美海軍表示將於2021年在“阿利·伯克”級驅逐艦“普雷貝爾”號安裝“高能激光及集成光學炫目監視系統”（HELIOS），以替代現有的“拉姆”艦載防空系統。美國防部在2020財年國防預算中安排1500萬美元，研究在衞星上安裝激光器，用於摧毀剛剛飛離發射器的導彈。同時，為將激光武器用於空軍基地防禦，美空軍正在研究反巡航導彈的激光武器系統，並計劃2020財年中期或年底前進行反巡航導彈能力演示。美國激光武器系統的不斷發展成熟，表明其關鍵技術已經取得重大突破，正逐步邁向實戰化並不斷拓展應用範圍。

英國7月宣佈，英國計劃研發可裝備現役戰機的高超聲速武器，同時還將研發用於現役或未來機型的高超聲速推進系統。英國新成立的快速能力辦公室已着手在4年內為英國皇家空軍研發5馬赫空對空武器，裝備第四代、第五代及未來的第六代戰鬥機。11月，英國噴氣發動機公司成功進行 “佩刀”火箭發動機預冷器在5馬赫空速條件下工作的試驗，實現了發動機研製的重要里程碑。

法國國防部長弗洛朗斯·帕利1月宣佈，法國已啓動代號為 “實驗性機動飛行器”（V-max）的高超聲速滑翔飛行器技術驗證機研究項目。該項目是法國首個公開的高超聲速助推滑翔項目，旨在評估滑翔飛行器概念的潛在優勢和侷限，研究高超聲速機動、耐受極高温度、結構材料等關鍵技術，並分析滑翔飛行器可攜帶的戰鬥部質量，標誌着法國正式加入高超聲速武器研發行列。

印度6月首次發射自主研發的超燃衝壓發動機 “高超聲速技術驗證器”（HSTDV），儘管試驗失敗，但也表明印度積極探索和發展高超聲速武器，試圖擠進其宣稱的世界“高超聲速俱樂部”的決心。

日本防衞省11月公佈高超聲速武器發展計劃，擬在2030年部署超燃衝壓發動機高超聲速導彈，並在大約5年後部署改進型高超聲速巡航導彈，助推滑翔型高超聲速導彈將於2030年代中期左右部署，此舉將使日本加入美俄等國之間的高超聲速軍備競賽。

三是加快探索以“系統簇”為核心理念的下一代武器裝備體系。近年來，美軍裝備技術發展思路不再純粹是追求功能更加強大、系統更加複雜的巨系統，轉而向打造一種功能分散、組合靈活、簡單實現的系統簇。10月，美空軍採辦執行官威爾·羅珀表示，美空軍下一代戰機計劃將採取更為快速的創新方法，與多家公司合作，運用數字工程技術方法研製小批量戰機，在5年甚至更短時間內就能設計、開發和生產出採用最新技術的新型戰機，最終形成一系列不同用途的網絡化戰機。目前，美空軍利用原型方法，需要15～20年才能部署先進戰機；而採用“數字工程技術”方法，美空軍不只是獲得一種戰機，而是一系列網絡化戰機，可針對特定需求在單一機體上採用最優技術。另一方面還能提升美軍的不對稱空中優勢。採用“數字百年系列”方法，美空軍無需再耗精力去琢磨未來25年的未知威脅，每隔四五年就會迅速推出採用新技術的飛機。這種策略將給中俄等勢均力敵的競爭對手帶來不確定性，給其造成難以應對的威脅。此舉將顛覆美軍以往依賴單一平台進行機型更換的思路，轉而通過一個跨空、天、網，聚合多種能力的“系統簇”來維持空中優勢，有望開啓美軍戰機研發的體系化、數字化、網絡化、智能化時代，將對美軍戰機的發展產生重要影響。

▲美空軍採辦執行官威爾·羅珀

06

注重基礎科技，夯實發展基石

長期以來，軍事強國保持國防科技領先優勢和創新優勢的源泉就是高度重視基礎學科和科技的建設和發展，持續加大投入，為武器裝備的可持續發展和國防科技的不斷創新奠定堅實基礎。

一是高度重視基礎學科領域的資源整合和投資。基礎不牢，地動山搖。美國防部定期發佈“國防企業科學計劃”跨部門公告，尋求加強高校與工業界的合作，為高優先級基礎研究項目提供支持，以應對國防和國家安全挑戰。DARPA公佈的2020財年預算中基礎研究約4.86億美元，佔其總預算的比例從10年前的6.2%增長到14%左右。美空軍4月向學術界和工業界徵求工程、信息、物理和生物學等基礎科學領域40個具體方向的研究提案，擬投入1億美元資金推動創新。其中信息科學領域關注方向包括：計算認知和機器智能；計算數學；動力學和控制；動態數據信息處理；信息保障和網絡安全；優化和離散數學；複雜網絡；認知和計算神經科學等。工程領域包括：動態材料；適用於千兆赫茲和太赫茲的材料和器件：能源、燃燒和非平衡態熱力學；非定常空氣動力學和湍流；高速空氣動力學；低密度材料；多尺度結構力學和預測；航天推進和動力；敏捷試驗與鑑定等。

二是推動國防先進製造技術發展與應用。2019年美國、英國和俄羅斯採取各種有利舉措積極佈局先進製造技術創新發展，推動先進製造技術軍事應用。美國國防部通過籌建合成生物學制造創新機構、繼續投資協議期內的製造創新機構、與合作協議期滿的製造創新機構新籤與續簽協議，謀劃、引領和推動生物製造、增材製造、先進製造機器人、數字製造、輕質金屬製造等技術的快速發展及其國防和商業製造應用。9月，美陸軍部長簽署 《通過先進製造確保戰備和現代化》指令，制定統一戰略以確保美國陸軍能充分利用先進製造潛力。在數字孿生製造技術方面，4月，美海上系統司令部開始構建船廠“數字孿生”模型，開展基於模型的概念和系統工程、工業設計與仿真、生產計劃和製造執行，以實現海軍裝備發展數字化轉型。10月，信息戰系統司令部搭建首個複雜系統數字孿生模型，用於在虛擬環境中測試和評估系統性能，為系統在“林肯”號航母上安裝奠定基礎。在增材製造技術方面，11月，哈佛大學開發出新型多材料全綵增材製造系統，通過使用高速壓力閥控制並行排列的多達128個噴嘴，能在極短的時間內實現8種不同材料無縫高頻切換，實現對材料組成、幾何形狀和結構性質的體素級控制，從而大幅拓寬可設計和製造複雜圖案的體素化材料的範圍，具備改變設計製造功能器件的潛力。

英國將先進製造列為國防技術發展重點。9月，英國國防部發布 《國防科技框架》，將先進材料等七大技術羣列為國防科技發展重點，進行戰略性評估並闡述其最具潛能的軍事應用領域，以支撐英國國防部“科技引領的現代化”戰略，積極推動先進技術的軍事應用。該框架將先進製造包含在先進材料領域，重點關注增材製造、數字製造技術，強調採用先進製造技術，按需就近/就地快速製造必需和定製的軍用零部件以及複雜系統，推動英國國防現代化及軍事能力變革。

俄羅斯明確“新制造技術”未來發展途徑。“新制造技術”是俄羅斯“數字化技術”國家計劃框架下確定的九大技術領域之一。10月，俄羅斯公佈了“新制造技術”領域的未來五年（2019-2024年）技術路線圖。該路線圖對現有技術儲備以及每種技術或子技術的優缺點進行了分析，明確了發展目標、任務和激勵措施，旨在保障俄羅斯在數字化領域的全球競爭力和技術獨立性。

三是材料技術取得新進展和突破。材料是武器裝備發展的物質基礎和技術先導。2019年，國外在先進複合材料、耐熱防腐防污、防/除冰等特種功能材料和石墨烯電子材料技術方面均取得較大進展。在先進複合材料方面，美海軍正式批准將通用電力公司研發的碳纖維複合材料用於LM2500，與鋼製外殼相比壁厚將減薄50%、總重量減輕60%；歐洲航天局計劃採用這種碳纖維複合材料替代鋁合金建造“阿里安”-6運載火箭上面級，可使其地球同步軌道運載能力提高2噸；美國陸軍提出開發碳纖維複合材料導彈推進裝置的低成本製造技術，製造成本與同類纖維纏繞結構相比降低20%。在熱防護材料方面，國外重點針對高超聲速飛行器的應用需求，積極研發高性能陶瓷和複合材料，如俄羅斯國家航天集團正在為高超聲速飛行器整流罩研發電磁波可穿透的隔熱材料，重點是新一代陶瓷碳化硅、硅碳氮和耐高温複合材料；美國DARPA也將專注於下一代高超聲速材料研究，重點關注先進計算材料開發、結構材料設計、耐高温陶瓷及其複合材料的製造等。在抗燒蝕耐腐防污塗層材料方面，美海軍研製出耐用型船用新型灰色塗層，其硬度比傳統塗層高5倍；美海軍開發的新型潤滑材料使武器裝備零部件維護週期從28天延長至56天，可用於中口徑火炮，大大延長火炮使用壽命（最大20000發）；西北大學研發的微膠囊法自修復塗層置於濃鹽酸溶液中可穩定保存3個月至一年，在3~10秒內快速癒合亞毫米到毫米級的劃痕；澳大利亞國防科學技術集團研製的新型潛艇防污塗料，可使船體表面保持18個月以上不出現生物污損。在防/除冰材料方面，國外開發出的一系列新材料顯示出前所未有的防/除冰功能，不斷突破材料性能極限，如美國伊利諾伊大學開發出新型相變液體，其延緩結霜和結冰的能力是目前最先進防冰材料的300倍，美國休斯頓大學的新有機硅防冰聚合物材料的使用壽命可提高至10年。在石墨烯材料方面，美國加州大學聖地亞哥分校開發出一種簡便的低成本激光誘導方法，能夠合成高性能可拉伸石墨烯，用於可穿戴柔性器件。德國愛思強公司推出兩套能夠通過化學氣相沉積技術生產石墨烯的系統，年生產能力達2萬平方米，大規模生產能力實現重大突破。丹麥技術大學將石墨烯封裝在六方氮化硼中，並在保護層上形成特定蝕刻圖案的新結構，有效解決了石墨烯用於納米電子器件的難題。

總的來看，2019年，軍事強國高度重視科技發展的基礎作用和引領作用，瞄準制勝未來戰場，強化以智能和信息優勢為重點的前瞻佈局。

一是人工智能技術成為大國博弈新的戰略制高點。近年來，深度學習方法等取得突破性進展，推動人工智能技術快速地發展。人工智能在態勢感知、信息處理、指揮控制、輔助決策、無人作戰系統、人體機能增強等軍事領域正發揮着越來越重要的作用。世界上很多國家都將人工智能視為最具潛力的戰略前沿技術，研發智能化武器裝備，試圖通過一場軍事領域的智能化革命，在激烈的軍事競爭中佔據優勢。2019年，美國防部發布了首份《國防部人工智能戰略》，在國防部專門成立“聯合人工智能中心”，負責美軍人工智能發展的資源整合與計劃投資，統籌國防部人工智能技術發展和作戰運用。在美國的引領和刺激下，俄、英、法、日等國先後發佈相關戰略和規劃，加大經費投入，從國家戰略層面加緊佈局人工智能的發展，以確保各自在人工智能領域的優勢地位，從而拉開了全球人工智能領域全方位競爭的序幕。

二是突出以信息優勢為中心的作戰能力建設。信息化聯合作戰一直是軍事強國追求的目標和建設發展的重點。7月，美國防部發布《國防部數字現代化戰略》，該戰略是全面指導美軍信息技術發展的總體規劃，提出優先發展包括人工智能、大數據、量子計算、軟件定義網絡、區塊鏈、加密現代化、物聯網、5G通信、IPv6、微電子等信息化技術，推動美軍雲計算、人工智能、網絡安全、指揮控制通信現代化建設，結合2019年美國先後發佈《國防部雲計算戰略》《國防部人工智能戰略》等信息化領域綱領性文件，預示着美軍寄望於新技術，意欲推動新一輪信息化變革，以儘快實現信息化聯合作戰的戰略目標。隨着未來作戰向信息化、網絡化、智能化發展，信息對軍事作戰的影響日益重要，各作戰域武器技術及指控體系等的信息化將深刻變革未來戰爭形式，戰場優勢也將取決於信息優勢。未來，軍事強國必將圍繞一體化指控網絡構建以信息為中心的軍事能力，特別是信息網絡作戰的對抗能力，確保信息、網絡、電磁等系統持續安全運行，進而確保對各作戰域的控制。

三是突出作戰概念對軍事能力的牽引。長期以來，美軍高度重視作戰概念的設計，先後提出了應對高端衝突和“反介入/區域拒止”能力的多域作戰、分佈式作戰、蜂羣作戰、太空作戰、網絡電磁空間作戰、導彈齊射競爭、海上壓制等全域對抗作戰概念，其核心是以應對和戰勝高端對手為目標，構建機動靈活、反應快速、分散部署、跨域協同、殺傷力強的聯合任務部隊，形成對高端對手的軍事對抗優勢。