簡氏防務週刊：六大技術引爆空戰革命

2005-03-16 08:04 據英《簡氏防務週刊》報導，美國空軍科學研究局正在致力於開發可以從現在開始使用數十年而不落後的技術。美空軍官員稱，這些技術的應用將引發未來空戰的革命。
　　
　　目前，美國空軍科學研究局已確定了六大基礎研究課題。這6個課題包括仿生技術、協同控制、電漿體動力學、太空微型科學、量子計算與新型系統材料工程學。
　　
　　仿生技術：開創武器研究新思路
　　
　　美空軍科學研究局局長施瓦茲說：「動物能做一些有趣而且非常漂亮的工作，這對空軍來說很重要。比如，蛇能夠在室溫條件下檢測到紅外線。如果我們能做到這一點，那麼我們在查明目標時就可以做得更出色。我們不必使用動物，我們只是需要理解動物是如何做到的。」該領域稱為生物擬態學，意即模仿動物行為的科學。空軍科學研究局正在研究一些自然現象，如海鷗雖與燕八哥的形體大小相近，但海鷗的雷達反射截面比燕八哥的大200倍；蜜蜂的體積小於麻雀，但它的雷達反射截面反而比麻雀大16倍。研究人員通過研究這些現象，試圖採用仿生技術，尋求新的隱形技術。
　　
　　當前，根據蠅眼視覺原理，美空軍正在研製的「蠅眼」制導系統，可根據目標運動參數及位置信息，自動控制空對空/地導彈的飛行狀態，跟蹤、攻擊目標。
　　
　　協同控制：無人空戰不再遙遠
　　
　　美國空軍科學研究局準備開發無人機平臺在作戰中能彼此協同的技術。施瓦茲說：「就像一大群蜜蜂編隊飛行那樣，這個概念妙極了，但實現起來極其困難。」 這一領域的關鍵研究課題包括自適應決策制定、優化和實時路徑規劃、人機交互、遙控無人機的自治以及對用於無人機導引的新型感測激勵系統的生物擬態概念的理解。
　　
　　由於培養一名戰鬥飛行員週期較長，花費較大，美空軍目前正在研製無人戰鬥機，以替代有人駕駛戰鬥機，改變未來空戰的方式。然而，
　　
　　美空軍面臨的最大問題便是大量的無人戰鬥機如何編隊飛行以及空戰中如何協同與分工等，因此，協同控制技術的研究進步可使無人空戰不再是夢想。
　　
　　電漿體動力學：打造全新武器
　　
　　施瓦茲稱，美國空軍需要更多地瞭解如何使用電漿體（高溫、離子化氣體）來控制亞音速、超音速和極超音速飛機的速度。課題目標是研究電漿體改進空氣動力特性和推進力效率的科學基礎。目前，科學家正在進行電漿體控制效果的論證，以決定如何將其用於實際可使用的系統中。
　　
　　美國空軍科學研究局的目的是將電漿體技術全面用於武器的研製與開發，打造獨一無二的武器系統。目前美空軍的最先進的戰機F－22、B－2與正處於研製的F－35 戰鬥機的隱形均採用了電漿體技術。另外，美空軍開發的「全球性打擊武器」也將利用電漿體動力學原理來控制極超音速戰機，使其既具隱形性，又保持極超音速飛行，並行動自如。同時，美空軍還在開發電漿體武器，用於攔截導彈。
　　
　　太空微型科學：搶佔太空制高點
　　
　　美國空軍需要發射大量更輕、更緊湊、能力更強的微型衛星和納米衛星。施瓦茲說：「將衛星送入太空的開支很大。如果衛星重量減少10倍，我們就可以將 10顆衛星送入太空。我曾在空軍學院見過一顆微型衛星，其重量僅約23公斤。」該領域的技術包括納米推進系統、智能外殼、納米摩擦學、微電動機械系統和納米電動機械系統等。
　　
　　為了奪取制太空權，目前，美空軍正在研製微型間諜衛星，讓敵方無法偵測，達成單方透明，使敵始終處於被動挨打的地位，從而使自己在未來的太空戰中佔得先機。
　　
　　量子計算：空戰在實驗室進行
　　
　　利用量子力學中特有的物理現象進行信息處理是信息處理的一種新方法。它將為計算工作開闢一種全新的道路。量子計算正在用於提高加解密、計算機搜索、極快速數學計算以及量子機械系統模擬的工作效率。
　　
　　美國空軍科學研究局的目標是研究量子計算、兼容演算法和體系結構的實現以及研究通過傳統方式不能嚴格解決的複雜物理系統的模擬。
　　
　　當前，由於受計算機計算速度的限制，一些複雜的空戰作戰行動還無法進行模擬與模擬。如果在戰前就能將空戰中可能出現的各種情況設置模擬如同實戰，那麼，美空軍的作戰行動將會大為改觀。同時，通過模擬可大量節省訓練經費，使飛行員訓練如同置身於實戰，從而提高飛行員的戰鬥技能。
　　
　　新型系統材料工程學：降低新型武器研製成本
　　
　　在材料領域取得大量進展的基礎一直是基於實驗。施瓦茲說：「為了加快材料的開發並減少開發成本，空軍打算增加建模與模擬技術的使用，在部件的設計上強調並行而非串列。」
　　
　　目前，由於新材料開發與應用，需要花費大量的資金，往往是開發出的新材料因昂貴而無法應用於武器裝備，難以使之迅速形成戰鬥力。因此，美國空軍科學研究局的目標是使用基於物理學的建模、計算機設計工具和選擇性實驗來建立材料開發的科學基礎，以降低新材料用於武器的成本。