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美航空周刊:2015年值得关注的防务和空间技术

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更多 发布于:2015-02-04 22:51
 摘要
 
 美国航空周刊日前总结了2014年全球军事航空、商业航空、引擎技术等航空技术亮点,并对2015年可能取得重大突破的新型技术进行了预测。
 
 1、亚洲隐身战机
 
 全球低可探测性技术的研究正在如火如荼的进行中。日本希望在2015年早些时候正式加入隐身战斗机俱乐部。日本防卫厅直属的技术研究本部将在明年飞行由三菱公司制造的ATD-X隐身战斗机验证机。ATD-X大小同瑞典的鹰狮相近,采用电传飞控系统和新的由石川岛播磨公司制造的XF5-1发动机。这个验证机项目旨在为日本于2030左右服役的F-3战机开发新技术。除日本外,韩国、土耳其等一些亚洲其他国家也制定了隐身战斗机的研制计划。韩国可能已经启动了国产隐身战斗机KF-X的研制,而土耳其正在研制国产隐身战斗机TF-X以取代F-16并作为F-35联合攻击战斗机的补充。
 
 2、DARPA/波音的机载卫星发射技术
 
 机载卫星发射助推器并不是新事物,但是在2015年波音将对一种不同的方法进行飞行试验。在国防部高级研究计划局(DARPA)“机载发射空间进入辅助(ALASA)”项目下,一架波音的F-15E将发射一个安装有4台主发动机的长7.3米的助推器,相比于传统的多级助推,这种方式的重量和成本更低。ALASA项目的目标是降低发射45.4千克(100磅)级别载荷的成本降低至少3倍至低于100万美元,同时还能够提供从世界不同机场快速发射和重复使用的灵活性。
 
 3、快速旋翼机
 
 西科斯基公司希望研制速度能够达到目前直升机两倍的、同时保持灵活性的快速旋翼机以彻底改变现在的垂直起降产品市场。在工业界2亿美元的投资下,西科斯基将在2015年试飞两架S-97“劫掠者”高速旋翼机原型机,目的是向客户演示X2共轴双旋翼复合推进构型的使用价值,包括407公里/小时的巡航速度、高过载机动性、低速敏捷性和悬停效率。劫掠者或将为西科斯基/波音团队参与竞标的美国陆军的SB-1“挑衅”中型多用途高速旋翼机项目铺平道路,后者计划在2017年首飞。
 
 4、核聚变装置小型化
 
 2014年,洛克希德?马丁公司(以下简称洛马)臭鼬工厂披露了研制紧凑型核聚变反应堆的计划。据称,洛马将研制比传统的设计方案小10倍的核聚变反应堆,能够为城市、舰船、航天飞机、甚至更大的飞机提供能源。洛马使用了一种全新的概念将由氘、氚组成的超热等离子体限制在一定空间内,强迫发生聚变反应产生氦,以此产生兆瓦级的能量。洛马计划在5年内做出小型核聚变装置原型机,他们需要在2015年及以后向怀疑论者展示研究进展以证明他们的想法是正确的。
 
 5、DARPA/IBM芯片上的大脑
 
 能源消耗对于计算机来说是个越来越棘手的问题,尤其是对图像处理和用于防御的机器学习应用都需要更加强大的计算能力,这将对计算机能源消耗提出不小的挑战。2015年,包括美国空军研究试验室在内的一些研究机构将开始测试一种高性能、低能耗的处理器,据悉这种新型处理器的设想来自于人类大脑的灵感。IBM研制的TrueNorth芯片依靠神经元网络检测和识别模式,工作方式非常类似人脑。它采用了54亿个晶体管,形成了由100万个神经元和2.56亿个突触组成的网状结构。然而,TrueNorth芯片所消耗的能量不到70毫瓦。IBM朝着制造人类大脑级别的、耗电仅1千瓦的5英寸大小的处理器又迈进了一步。
 
 6、发动机升级
 
 尽管美国预算紧缩,但是美国陆军还是将波音AH-64“阿帕奇”和西科斯基“黑鹰”直升机发动机换装新的3000轴马力发动机的项目视为最高优先级。GE公司、霍尼韦尔/普?惠两个团队正在开展新发动机的演示验证,相比目前GE畅销的T700发动机,新发动机能够提高50%的输出功率、改善25%的燃油效率。2015年,上述两个团队将在改进涡轮发动机项目中展开竞争,胜者将从2023年开始更新UH-60M的发动机。与此同时,五角大楼计划推动高效、变涵道比、自适应风扇发动机研制用于F-35后期升级和潜在的2030年左右服役的战斗机。
 
 7、便携式自动装置
 
 一个能够在不同飞机上应用的机器人副驾驶将使得飞行机组人员负担减轻,并有助于实现执行某些任务的无人化,这就是DARPA的Alias项目的目标。该项目将研制一个嵌入式的驾驶舱工具箱让飞机更加智能化。同时,美国海军研究办公室正同极光飞行科学公司合作开发能够让货运直升机自主选择着陆点、避开障碍物和威胁并自主着陆的系统。上述两个项目目标都是推进无人化技术,并通过实现自动化决策减轻操作员的工作负担。
 
 8、可重复使用运载器
 
 太空探索技术公司(SpaceX)希望在2015年实现猎鹰9运载火箭第一级回收和重复使用的目标。同样,对于将在2015年首次发射的重型猎鹰(Falcon Heavy)来说,可重复性仍然是非常关键的因素。重型猎鹰有三个核心级,都将实现自动返回和在海上平台的自动着陆。2015年,太空探索技术公司将在新墨西哥州进行可回收火箭的高空飞行测试。
 
 9、舰载中空长航时无人机
 
 得益于载着重物实现长航时飞行的能力,像捕食者一样的无人机已经改变了现代战争。但是,从舰船甲板上操作如此大的固定翼无人机几乎是不可能的。在DARPA的战术应用侦察节点(TERN)项目下,航空环境公司和诺格公司正在研制能够在小型舰船上起降的中空长航时无人机。这些公司的设计方案据信都具有垂直起飞的技术特点,但是DARPA也资助极光飞行科学公司研制类似吊车的“侧投”(SideArm)系统(如图所示),以实现发射和回收453.6千克(1000磅)级别的固定翼多传感器无人机,这些无人机将能够执行半径926公里内10-12小时的侦察、监视飞行任务。
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