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摘要:為促進我軍航空戰略投送能力的躍升，實現我軍未來航空投送裝備技術的新發展新突破，從重型戰略運輸機技術、重型運輸直升機技術等9個方面闡述航空投送裝備涉及的前沿技術、先導技術與顛覆技術，設計我軍航空投送裝備前沿技術發展路線圖，提出加強自主創新、加強技術引領、加強技術評價、完善創新機制等促進航空投送裝備前沿技術發展應采取的配套措施。

關鍵詞:航空投送;投送裝備;前沿技術

歷史跨入新世紀以來，世界航空科技進入第二個百年，仍在持續迅猛發展，與之密切相關的航空投送裝備前沿技術、先導技術也在孕育著新突破。為促進我軍航空戰略投送能力的躍升，應注重吸納全人類的科技新成果，關注未來航空投送裝備領域有可能產生重大影響的前沿技術、先導技術和顛覆技術，確立科學發展目標，設計合理發展路線圖，以各種方式加強前沿引領技術、顛覆性技術的戰略性儲備，促進我軍未來航空投送裝備技術的跨越式發展。

1航空投送裝備涉及的前沿技術

在當代各種高新技術、前沿技術大力推動下，未來軍地運輸機總的發展趨勢呈現為大型化(載質量更大、載重航程性能更協調)、高速化(飛得更快、高超聲速、航程更遠)、智能化(機載設備集成化、數字化程度更高，普遍采用數字化、智能化駕駛艙，具有更完備的系統監控、故障診斷能力)、無人化(貨運無人機、后送傷病員無人機、無人裝卸技術日趨成熟)等。(1)重型戰略運輸機技術。重型戰略運輸機具有載量大、航程遠、裝載效率高的突出優勢，能夠更好地滿足大型重型武器裝備、搶險救災工程裝備快速投送需要，因此，比運－20更大的超大型重型戰略運輸機有著更為廣闊的應用前景。未來重型戰略運輸機與安－124、C－5型運輸機的技戰術性能指標較為接近，最大有效載重80t以上，貨艙空間不小于36．9m×5．6m×4．1m，貨艙門不小于5．6m×4．5m，標準載重航程不小于9000km，具備洲際遠程投送能力。發展大型重型戰略運輸機，涉及的關鍵技術主要包括先進的發動機設計制造技術、高可靠性結構設計技術、大型結構件制造裝配技術、高推重比技術與機載裝卸系固技術等。(2)重型運輸直升機技術。重型運輸直升機是指載重能力達到10t以上、起飛重量大于20t的運輸直升機［1］。具有較快的速度，運載能力大，能通過內載或外部吊掛方式載運重型施工設備或大型武器裝備，且無需機場起降，不僅是一種較好的兵員和軍事裝備運載工具，而且在重大自然災害中能夠發揮巨大作用。俄制米－26重型運輸直升機巡航速度255km/h，航程590km，貨艙大小15m×3．2m×2．95m，最大內載和外掛載荷為20t，具備全天候飛行能力，能夠在遠離基地到完全沒有地勤和導航保障條件的地區獨立作業，適合運送超大型工程機械設備和寬大貨物。目前，俄羅斯正在研制米－46重型運輸直升機。美國、歐洲也在加速研發步伐，2004年5月，歐洲直升機公司就開始研究重型運輸直升機方案，新項目稱作“重型運輸直升機”(HTH)，計劃2020年前面世。研制建造重型運輸直升機，除了需攻克大載重、遠航程動力技術外，主要是縱列式雙旋翼重型運輸直升機，由于其后旋翼在前旋翼的尾渦中工作，振動、交變載荷、功率損失較大，因此，重難點技術在于旋翼/旋翼、旋翼/短翼、旋翼/機身的氣動干擾分析以及飛行控制技術等。(3)大型飛艇貨運技術。大型飛艇具有載質量大、飛行距離遠、油耗小、研發成本低、對起降場地要求低等獨特優勢，可滿足主戰坦克、大型醫療設備和工程機械等重型武器裝備的快速投送需要。美軍研制的“塘鵝”巨型飛艇，大量吸收先進技術，自重16t、載重66t，與C－17戰略運輸機執行跨洲飛行時載重能力相當。德國齊柏林公司設計的CL－160巨型飛艇，最大飛行時速140km/h，最大有效載荷高達160t。大型飛艇的技術難點在于超壓囊體強度與密封性設計、儲能電池技術、飛行航跡控制技術等［2］。比如，飛艇飛行時其囊體將長時間處于較大載荷的工作狀態、較大的工作壓差載荷、囊體的巨大體積以及高空惡劣的輻射環境之中，使得囊體強度和密封性成為大型飛艇的設計難點，也是限制大型飛艇發展的重要技術難題。(4)傾轉旋翼運輸機技術。傾轉旋翼飛機兼具固定翼飛機與直升機優點，既有直升機垂直起降和空中懸停功能，又有固定翼飛機高速巡航飛行能力，比普通運輸直升機速度更快、裝載能力更強、飛行距離更遠，特別適于登陸作戰、島嶼攻防作戰中執行兵員和物資裝備緊急投送、后勤支援和醫療后送任務。美國的“魚鷹”傾轉旋翼多用途飛機已投入使用，我國已啟動四旋翼傾轉旋翼機的研制工作。由于傾轉旋翼運輸機既有旋翼，又有機翼，旋翼還要在垂直和水平位置間反復傾轉，因此其在結構、氣動、控制技術方面比一般直升機要復雜得多。關鍵技術主要在于旋翼翼型設計，其性能好壞直接決定了旋翼的氣動效率和機動能力，必須具備高氣動效率、高機動能力的先進旋翼翼型設計能力與技術;再就是傾轉旋翼運輸機的動力學問題，傾轉旋翼的槳葉舞動/擺振耦合、槳葉間通過槳轂的相互動力、動力耦合等，難以用傳統的直升機旋翼動力學進行分析。(5)貨運無人機技術。無人機具有用途廣泛、快捷高效、隱蔽性強、經濟性好的突出優點。目前我國已初步掌握貨運無人機技術，如我國自主研制的AT200大型貨運無人機，續航時間8h，航程2183km，實用升限6000m，最大起飛重量3．4t，有效載重達1．5t，滿載貨物情況下可在200m以內完成起飛與著陸，能夠在土坡、草地上起降運行，具有貨運載荷大、續航時間長、起降能力強等特點。無人機用于貨物投送和傷病員后送，重點是解決載質量受限問題。無人機要飛得遠，就必須減少載質量，這對貨運無人機來說是一大技術瓶頸，同時在軍事應用上也將會受到較大限制。(6)高超聲速運輸機技術。高超聲速技術主要指研制高超聲速(Ma＞5)飛行器所需的相關技術，主要用于運輸、攻擊、臨近空間飛行器、空天飛機的發展等。雖然采用火箭技術可以使飛行器達到很高速度，但其有效載荷小、飛行成本高、時間短，且一般不能重復使用。而采用吸氣式等新型航空發動機的高速飛行器，有效載荷大、飛行成本低、安全性好，且可長時間重復使用。發展高超聲速運輸機，需突破高超聲速動力技術，目前以超燃沖壓及其組合循環發動機為主流的高超動力系統技術仍未完全實用化，新概念動力還包括等離子推進、場推進、反重力推進技術等，在超聲速推進與燃燒理論與方法方面還需進行深入的基礎研究。美國進行了X－51和HTV系列高超聲速試驗項目之后，又在研制SR－72實用化高超聲速無人機，預計2020年美國可掌握高超聲速導彈技術，2030年可掌握有限用途和使用次數的高超聲速飛機技術，2040年可掌握多次、長時間使用的高超聲速技術。近年來我國也進行了多次高超聲速飛行器試驗。(7)超高速直升機技術。高速直升機指保留直升機的飛行特征，巡航時速達400～500km/h的直升機，其運輸效率和機動性優越。目前直升機的巡航速度一般為200～300km/h。美國從20世紀五六十年代就開始探索高速直升機，西歐一些國家及俄羅斯也在積極推進。目前值得關注的有百科斯基、貝爾直升機公司以及極光公司的高速直升機技術方案。如貝爾直升機公司公布的V－280方案，采用傾轉旋翼設計，時速達380kn/h，航程800nmile，有效載荷為12000lb(約5443kg)。(8)變體運輸機技術。變體運輸機即變形運輸機，是指飛行器在飛行過程中通過自主感知速度、壓力等環境參數，可按指令彎曲、扭轉形成不同的結構形狀，以主動改變外形來適合不同飛行條件下的性能要求，從而完成各種使命任務。2015年5月，美國柔性系統公司的分布式柔性變形機翼技術取得重大進展，這種技術的變形襟翼在“灣流Ⅲ”飛機上的偏轉角(固定設置)達到30°。可變體飛行器涉及眾多技術領域，如變形體空氣動力學、微流體力學、智能流動控制等，需要研究解決氣動原理和性能預測、變形過程中飛行穩定性與操縱性、輕質高強度高疲勞的結構/功能一體化、氣動彈性問題等一系列技術難題。(9)撲翼自由飛與仿生飛行器技術。人類迄今研制的飛行器的飛行原理與撲翼飛全然不同。固定翼飛機的升力來自相對于空氣前行時機翼上下表面的氣壓差———類似于風箏;旋翼飛行器的升力主要來自當翼面受到驅動在空氣中環行時，空氣對其產生的不間斷反作用力［3］。人類要實現撲翼飛面臨的重大技術難題主要包括:一是利用非定常氣流產生的高升力機理問題研究;二是在時間和空間對稱情況下的節律運動控制律研究;三是仿生飛行器設計與工程實現的科學問題與基礎技術。人類在仿生飛行學方面的研究還十分單薄，進入21世紀以來，隨著高性能計算機、微機電、仿真、新材料和新結構技術的進步，基于仿生飛行器氣動原理、輕質柔性結構材料與結構制造、新型傳感器等方面將會不斷取得突破，仿生飛行器將有可能在本世紀變為現實。

2航空投送裝備前沿技術發展路徑

促進航空投送裝備前沿技術的突破與發展，技術路徑主要有自主研發、引進借鑒、開展國際合作等。(1)自主研發。加速與航空投送裝備密切相關的關鍵技術、基礎技術發展和理論研究，開展高科技、新概念、新構型飛行原理、操縱機理、動力傳動、氣動布局的探索研究，提高自主創新能力，形成較為先進完善的航空投送裝備技術研發體系。比如，我國攻克了ARJ21噴氣式支線飛機超臨界機翼整體壁板噴丸成形技術，使我國成為世界上第3個掌握該技術的國家，從而掌握了民機研制和生產的重大關鍵及核心技術，通過技術突破，為國產大飛機的研制奠定了堅實可靠的技術基礎。(2)引進借鑒。即引進消化吸收再創新，就是對引進國外產品、技術、原理、數據進行進一步分析研究，再應用到同類產品或其他產品上，做到發展新產品、新技術，其技術水平與引進技術相當或稍有提高。科學技術發展規律告訴我們:任何創新都是在前人創新的基礎上，通過廣泛學習借鑒他人的創新成果，再加上自身艱苦的創新實踐得來的。沒有借鑒就沒有創新，在科學技術日益全球化、國際化的今天，應通過借鑒學習，提升我國航空投送裝備核心技術創新發展的速度。借鑒方式主要有3種:一是直接或間接了解和學習，然后把相關知識和技術運用到自己的創新中;二是向有關國家、軍隊購買整機或相關技術;三是引進技術后通過消化吸收，促進我國航空投送裝備技術的再創新。(3)國際合作。2008年10月，中國航空技術進出口總公司與俄羅斯直升機公司簽署了聯合研制重型直升機的意向性議定書［4］，這是我國與國外首次聯合研制的重型民用直升機，填補了我國重型直升機研發的空白。近20年來歐洲的運輸機、直升機技術得到較大發展，有些技術與美國不相上下，俄羅斯在大飛機、直升機某些領域也具有世界先進水平。可與有關國家或地區通過轉包生產、項目合作、技術合作等國際合作方式，充分利用國際資源提高技術、管理水平、技術創新能力，實現我國航空投送裝備技術的快速發展。根據本文提出的航空投送裝備前沿技術，結合我國航空工業技術現狀及未來發展，研究提出如下發展路線圖:一是對于重型戰略運輸機、大型飛艇、貨運無人機。我國已掌握運－20、貨運無人機、飛艇研發相關技術，在此基礎上，主要通過自主研發方式自行設計制造，掌握大型運輸機發動機設計制造技術、高可靠性結構設計技術、大型結構件制造裝配技術、高推重比技術、機載裝卸系固技術、大型貨運無人機動力技術、大型飛艇結構設計等技術。2025年前攻克與掌握上述相關技術，具備研制生產大型貨運無人機、大型飛艇能力;2030年前具備研制大型重型戰略運輸機能力。二是對于重型運輸直升機，主要通過與俄羅斯、烏克蘭等國合作方式，消化吸收大載重、遠航程動力裝置、輔助動力系統、旋翼結構等關鍵技術，并具備自主研發能力，2025年前具備研制重型運輸直升機能力。三是對于傾轉旋翼運輸機，在引進消化吸收的基礎上，開展自主研發與設計，2030年前生產第一架樣機。四是對于高超聲速運輸機、超高速運輸直升機、變體運輸機、撲翼自由飛行器，主要是通過國際合作方式，攻克與突破高超聲速動力、等離子推進、場推進、反重力推進技術、變翼機型設計技術、輕質柔性結構材料與結構制造、新型傳感器技術等。2025年前，加強變形體空氣動力學、微流體力學、智能流動控制、高升力機理等理論研究，在相關基礎理論研究方面取得突破;2030年前，高超聲速技術、變翼機型設計技術、輕質柔性結構材料與結構制造、新型傳感器技術取得重大進展;2035年前，高超聲速動力、反重力推進技術取得重大突破，掌握形成戰略性技術儲備。

3應采取的配套措施

(1)加強自主創新。強調指出:重大科技創新成果是國之重器，必須牢牢掌握在自己手中，必須依靠自力更生、自主創新。2018年5月28日，在兩院院士大會上強調指出:要堅持走中國特色自主創新道路，堅持創新是第一動力，堅持抓創新就是抓發展、謀創新就是謀未來，明確我國科技創新主攻方向和突破口，努力實現優勢領域、關鍵技術重大突破。我們已從國家層面認識到重大基礎理論研究、前沿引領技術自主創新的重要性。航空戰略投送能力是新質戰斗力的重要構成，航空投送裝備技術是我國未來科技創新的重點領域和主攻方向之一，國家、軍隊應制定出臺激勵自主創新的政策制度，持續加大航空投送裝備技術研發上的投入，包括資金投入、人才投入等，不斷提升我國航空投送裝備技術自主創新能力與水平。(2)加強技術引領。航空投送裝備前沿技術研發是一項涉及多學科、多技術的復雜系統工程，原創性很強，技術難度極大。我國航空工業作為一種戰略性新興產業，在航空、航天技術領域取得了可喜突破，研發成功C9型客機、運－20大型貨機，且正在加快追趕國際先進水平;貨運無人機、大型飛艇技術已具備較好基礎，重型運輸直升機、傾轉旋翼飛機裝備研發工作已經啟動，起到了很好的引領作用。我國應集合具備研發實力的軍內外科研院所和生產廠家，走軍民融合式發展路子，通過引進、消化、吸收或國際合作等不同方式，加大技術研發、技術引領和儲備力度，通過前沿技術的引領示范，推動整個航空投送裝備技術的全面、快速發展。(3)加強技術評價。技術評價是對技術方案能否實現預定的功能、技戰術指標、技術路線及實施的可行性進行的分析評估。航空投送裝備研發、前沿技術研究存在諸多潛在風險，避免顛覆技術上的風險、投入上的浪費，需要及時對航空投送裝備前沿技術進行科學評價。應盡快研究制定涵蓋軍事、技術、經濟和社會價值的評價體系，形成“科研、生產、管理、使用、評價”五位一體的論證、評估、決策機制，采取專家評估、綜合評價等多種評價方法，通過科學合理的技術評價，確定航空投送領域基礎性、前沿性和戰略性技術發展領域、方向與重點，以確保航空投送裝備前沿技術向前穩定發展。(4)完善創新機制。目前，我國我軍科技管理和人才發展體制機制還不盡完善，激發人才創新創造活力的激勵機制還不夠健全，航空投送裝備技術領域的頂尖人才、領軍人物和科研創新團隊還比較缺乏。在深化國防與軍隊體制機制改革的新時代，推動航空投送裝備前沿技術發展，必須根除一切制約科技創新的思想障礙和制度藩籬，破除科技創新鏈條上的體制機制關卡，消除科技成果轉化不力、不順的梗阻與痼疾，制定出臺實用管用的激勵創新的政策制度，切實形成航空投送裝備前沿技術發展的創新機制。

4結語

未來新型航空投送裝備呈現出大型化、高速化、智能化與無人化等特點，涉及一系列航空領域的前沿技術、先導技術和顛覆性技術。本文結合我國國情與軍情、航空工業技術現狀，提出開展自主研發、引進借鑒、國際合作等技術發展路徑，設計我軍航空投送裝備前沿技術發展路線圖，并提出促進航空投送裝備前沿技術發展應采取的配套措施，可為實現我軍未來航空投送裝備技術的新發展新突破，加強航空投送領域戰略性技術儲備提供借鑒參考。

參考文獻:

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作者:海軍 王景濤 王瑞 單位:陸軍軍事交通學院