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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