2018年，世界主要國家高度重視前沿技術的探索和應用，與國防和軍隊建設緊密相關的前瞻性、先導性、探索性、顛覆性重大技術取得一系列新突破，將對未來武器裝備、戰爭形態和軍事理論等產生革命性影響。

一、持續布局和探索具有顛覆性軍事能力的前沿技術，加強國防科技發展戰略謀劃

（一）加強國防科技發展戰略謀劃

1月，美國國防部發布新版《國防戰略》，明確將中俄視為主要戰略競爭對手，提出強化科技優勢，聚焦高端軍事能力建設，重點提升核力量、太空與網絡空間、C4ISR系統、導彈防御、聯合殺傷、部隊機動與部署、先進自主系統、穩固而敏捷后勤等八大關鍵能力；優先發展先進計算、大數據、人工智能、定向能、高超聲速、生物等新興技術，謀求通過技術創新贏得優勢。

▲2018年美國發布新版《國防戰略》

12月，日本發布新版《防衛計劃大綱》《中期防衛力量整備計劃》，提出構建“多域聯合防衛力量”，加強太空、網絡、電磁頻譜與傳統作戰域有機融合，全面提升指揮控制與情報能力，實現跨域聯合；重點發展太空、網絡和電磁頻譜等新領域的作戰能力，建立太空戰、網絡和電磁頻譜等新領域的作戰能力。

（二）成立專門機構推進國防科技創新

俄羅斯籌建大型軍事創新科技園推進突破性技術研究。3月，俄羅斯國防部長紹伊古稱，俄國防部正在積極籌建名為“紀元”的大型軍事創新科技園。目前，已確定8個優先科研發展方向：信息-遠程通信系統和人工智能系統；機器人技術綜合裝置；超級計算機；工程視覺和圖像識別；信息安全；納米技術和納米材料；生活保障及維持生命活動相關的能源、技術和設備；生物工程、生物合成、生物傳感技術。同時，該大型軍事創新科技園還將聯合軍地力量，共同開展前瞻性科學研究，獲得的研究成果將用于制定突破性技術清單，在短期內（1～3年）創造出全新武器與專用軍事技術裝備。

▲俄羅斯戰略火箭軍彼得大帝軍事技術學院——科羅廖夫導彈技術展廳

美陸軍成立未來司令部加速未來技術研發。8月，美陸軍正式成立未來司令部，以推動顛覆性技術研發，加速陸軍現代化。未來司令部下設三個下屬機構，分別為：未來概念部，負責基于威脅分析確定未來概念，研究顛覆性技術及其對作戰的影響；作戰開發部，負責研究需求定義和文件，將對未來的研判和概念轉化為需求；作戰系統部，負責作戰系統開發，交付現代化優先能力。美陸軍確定“遠程精確火力”“下一代戰車”“未來垂直起降飛行器”“機動通信指揮網絡”“一體化防空反導”“士兵殺傷”6個現代化重點項目。10月，未來司令部成立陸軍應用實驗室，尋求充分利用私營公司的創新能力，快速研發能夠轉為正式項目的產品和技術。該實驗室啟動4個試點項目，將陸軍外的創新人員與陸軍內人員聯系起來。一是“催化劑”項目，在陸軍研究實驗室現有“開放校園”項目基礎上，將大學與陸軍和國防工業聯系起來；二是“陸軍能力加速器”項目，由軍方、企業、研究機構人員組建的團隊合作研制能實際工作的原型，使部隊能在現實環境中測試；三是“合作開發基金”項目，將重組小企業創新研究計劃等已存在的項目，效仿風投后續大規模投資，支持項目工程階段工作；四是“光環制造加速器”項目，致力于開發真正可部署的武器、傳感器和其他系統。

▲2018月8月，美陸軍正式成立未來司令部

成立專門機構推動人工智能技術發展。5月，英國國防部科學技術實驗室下設立人工智能中心，該中心主要研究內容包括：研發從自動駕駛汽車到智能系統的各種技術；研發從打擊假新聞到利用信息來制止和化解沖突的各種技術；研發從提高互聯網防御能力到提高輔助決策能力的各種技術。該中心將有效提升英國人工智能技術的國防和安全應用方面的國際水平。6月，美國國防部宣布成立人工智能中心，統籌各軍種協調實施單個預算超過1500萬美元的項目，加速人工智能技術驗證和應用，構建國防部通用的人工智能標準、工具、共享數據、可重用技術、專業知識。

二、一批戰略前沿技術相繼取得突破性進展，孕育新的軍事應用和作戰能力

（一）人工智能技術

軍事強國特別重視對軍事智能的投入及總體部署，積極推進人工智能技術在各個作戰域的應用研究。

人工智能算法取得新進步。為推動人工智能技術向更高階段邁進，美國加緊布局相關項目和技術發展，推動人工智能技術向經驗學習和自主學習方向發展。7月，為了減少訓練和調整機器學習模型的成本和時間，DARPA啟動“使用更少標簽學習”項目，將研究新的學習算法，減少訓練或升級所需信息量。9月，DARPA啟動“下一代人工智能”計劃，計劃投資20億美元以上，以解決人工智能技術過度依賴海量數據和無法向用戶提供決策解釋等弊端，尋求推動以情景推理能力為主要特征的第三次人工智能浪潮，在人類和機器間建立更可靠的合作關系。美國陸軍開發新的機器視覺算法，提高制導炮彈的打擊精度。1月，美國陸軍研究實驗室發表論文，透露了基于機器視覺的制導技術研究情況。美國陸軍計劃為制導炮彈配裝光電或紅外導引頭，使其能夠在GPS受限環境下實施精確打擊并攻擊移動目標。制導炮彈無法在發射前鎖定目標，為此，陸軍研究實驗室嘗試將計算機視覺技術應用于制導炮彈，使其具備自主目標識別能力。陸軍研究實驗室在論文中討論了“隨機蕨”和“歸一化互相關”兩種機器視覺算法在制導炮彈中的應用，并進行了仿真實驗。

▲DARPA啟動“下一代人工智能”計劃

類腦計算取得重要進展。一是低功耗人工神經突觸取得突破。1月，美國麻省理工學院研究人員利用硅鍺芯片實現了高度可再現的單通道人工神經突觸，克服了非晶態介質的非均勻性缺陷，可精確控制流過這種突觸的電流強度。該芯片及其突觸可以識別手寫樣本，識別準確率達到95%，將促進便攜式低功耗神經形態芯片發展。二是類腦芯片促進神經形態超級計算機發展。7月，美國空軍研究實驗室與IBM公司聯合研制出“藍渡鴉”類腦超級計算機，這是當今世界上規模最大的類腦超級計算機。“藍渡鴉”類腦超級計算機包括64顆“真北”芯片，能夠模擬6400萬個生物神經元和160億個生物突觸進行計算，功耗僅40瓦，比傳統計算機低4個數量級。“藍渡鴉”特有的并行運算和學習思考能力，以及超低的尺寸、重量和功耗優勢，使其具有極其廣闊的軍事應用前景。美國空軍正在利用“藍渡鴉”開展超級計算機模式和目標識別研究，預計2019年演示機載目標識別應用；美正在評估將類腦計算架構集成到機載傳感器中，以利用超級計算能力提高空戰效能；“藍渡鴉”還可執行人工智能和機器學習算法，并為開展計算神經科學應用提供研發、測試和評估平臺。

▲“藍渡鴉”類腦超級計算機

人工智能在軍事領域應用不斷拓展。一是在情報領域。4月，美國國防部“Maven”計劃啟動滿1年，新開發的算法已部署于美國非洲司令部、中央司令部的5～6個地點，后續將繼續擴大部署范圍，新算法對中東地區無人機所拍視頻中的人員、車輛、建筑的識別準確率可達80%；該計劃新增1億美元經費，將主要用于算法優化，進一步提高無人機全動態視頻數據分析能力。二是在輔助決策領域。美空軍欲開發虛擬助手輔助分析。2月，美國空軍研究實驗室發布項目招標書，開發“數字企業多源開發助手”。該系統可直接回答問題或與用戶交互，輔助情報分析人員處理復雜情報數據，使其更好發現和深入理解敵方信息中的情報線索。俄羅斯將人工智能技術用于指揮自動化系統。俄羅斯空天軍2018年初首次對采用人工智能技術的新型防空自動化指揮系統進行試驗，該系統可統一指揮S-300、S-400、“鎧甲”防空系統及現代化雷達系統，自動分析空情并給出武器使用建議，將大幅提升俄羅斯防空兵部隊的快速反應能力。

（二）無人系統技術

加強無人系統發展戰略謀劃。8月，美國防部發布《2017-2042財年無人系統綜合路線圖》，這是美國公開發布的第五版無人系統綜合路線圖。新版路線圖提出將重點圍繞互操作性、自主性、網絡安全、人機協同四個發展主題，開展相關研究工作。美國防部海軍部也發布了《海軍部無人系統戰略路線圖》，為海軍和海軍陸戰隊將無人系統納入全域作戰力量提供指南。

▲DARPA“進攻蜂群戰術”（OFFSET）

無人機蜂群技術取得新進展。DARPA通過“小精靈”、“拒止環境協同作戰”（CODE）、“進攻蜂群戰術”（OFFSET）等項目，發展了空中投放／回收和協同作戰等技術。上述項目均已處于飛行驗證階段。“小精靈”項目旨在發展小型無人機集群的空中發射和回收等關鍵技術，探索集群作戰概念。2018年“小精靈”項目開展了部分空中投放和回收功能試驗。CODE無人機蜂群可基于已建立的作戰規則遂行尋找、跟蹤、識別和攻擊任務，拓展美軍現役無人機能力。2018年CODE項目在強對抗環境中成功開展了無人機蜂群協同作戰能力驗證。“進攻蜂群戰術”（OFFSET）項目設想未來在復雜城市環境中使用250個或更多的小型無人機系統和/或小型無人地面車執行作戰任務，2018年該項目開展了數次“蜂群沖刺”驗證活動，試驗了無人機蜂群作戰概念。美國海軍陸戰隊通過“蜂巢”項目試驗了無人機集群補給概念。試驗中，無人機控制設備以及用于無人機存放、充電、發射與回收的“蜂巢”部署在遠離戰場位置；小型四旋翼無人機在接收到物資補給指令后，往返于后勤補給點和分布式作戰部隊之間執行任務；基于云計算的計算機系統可同時保障數百架無人機獨立執行任務，為多個分布式作戰部隊提供物資支持。

反無人機集群技術得到實戰驗證。1月，俄駐敘基地遭13架無人機群襲擊，俄發動電磁攻擊和火力打擊，成功截獲并控制6架無人機，7架被“鎧甲-S”防空系統摧毀。其有效應對時間不超過半小時，基地之間可能有電子戰、火力裝備及戰術協同配合。目標發現以預警探測手段為主，可能有光電、無線電監測、聲音、人力情報等手段。處置方式以信火一體或火力自動攻擊為主。表明俄軍已具備對無人機集群實施信號截獲、誘騙控制、火力摧毀等能力，具有一定的反無人機集群作戰能力。

▲俄軍成功截獲并控制6架無人機

（三）生物交叉技術

大力加強生物防御戰略謀劃。美英等多國將生物安全納入國家安全戰略，作為國防和軍事博弈的制高點。7月，英國發布首部《生物安全戰略》，評估了英國面臨的自然疫情、實驗室事故和蓄意攻擊等三大生物威脅風險，提出了認識、預防、監測和應對等應對風險的四大支柱，強調加強政府內部協調，積極支持生物科技發展，推進國際合作，防范和應對潛在生物威脅與風險。9月，美國發布《國家生物防御戰略》，提出建立分層的風險管理方法應對生物威脅，并確立5大戰略目標，即：加強風險意識，促進生物防御體系決策；加強生物防御體系能力建設，防范生物突發事件；加強生物防御體系建設，做好應對生物突發事件準備；迅速采取應對措施，降低生物突發事件影響；提高生物突發事件發生后社會經濟與環境的恢復能力。

▲英國發布首部《生物安全戰略》

不斷拓展合成生物學技術軍事應用。2018年6月，美國家科學院受國防部委托，發布《合成生物學時代的生物防御》報告，提出了“制造病原體生物武器”“制造化學品或生物化學品”“制造可改變人類宿主的生物武器”等三大類11種合成生物學能力。目前，大多數合成生物學研究使用大腸桿菌或酵母等少量馴化的微生物，未經馴化的細菌的基因工程由于不能將DNA轉移到細胞中而受到限制。美陸軍研究實驗室和麻省理工學院合作開發并展示了一種開創性的合成生物學工具，可在復雜環境下將DNA編程傳送給各種細菌，開拓了合成生物學在軍事環境中的應用前景。美國防部的合成生物學研究也引起科學界和國際社會的高度關注。10月，德法科學家在《科學》雜志刊發文“農業研究還是新型生物武器系統”，質疑DARPA的“昆蟲聯盟”項目研發潛在生物武器及其運載工具，擬利用昆蟲傳播經過基因修飾的病毒來編輯植物染色體，可能違反《禁止生物武器公約》。

加快推進軍事腦科學技術發展。美國持續加強腦科學技術的軍事應用研究，積極部署非植入式腦機接口應用研究，在腦損傷治療領域取得豐碩成果。DARPA啟動“下一代非植入性神經技術”項目，擬開發的高分辨率非植入性腦神經接口將具備無需手術、精確度高、延遲時間短、腦信號可同時多點讀寫等優點，旨在實現士兵與機器的無線腦機交互，提高士兵認知和決策能力，甚至促進士兵意念控制武器等技術開發。DARPA的腦損傷治療技術陸續取得突破。2月，DARPA的“恢復主動記憶”項目團隊開發了閉環記錄和刺激系統，可將腦損傷患者記憶力提高15％；3月，項目另一研發團隊對喪失記憶的腦損傷患者進行記憶測試和分析，實現了腦神經刺激系統的原型驗證，使腦損傷患者的平均記憶力提高35％。

▲DARPA啟動“下一代非植入性神經技術”項目

（四）軍事航天技術

可重復使用運載器技術取得新進展。一是運載火箭一子級重復使用技術已基本成熟。美國“獵鷹-9”系列火箭已實現一子級的三次重復使用和16枚一子級的二次重復使用，充分驗證了運載火箭一子級部分重復使用技術。二是快速響應運載能力取得重大突破。DARPA“試驗航天飛機-1”可重復使用運載器完成首臺主發動機研制，并能在10天內進行10次地面點火試驗，驗證了發動機快速后處理技術，為后續實現24小時內快速響應發射奠定技術基礎。

微小衛星技術保持快速發展態勢。5月，DARPA發布“黑杰克”項目招標書。該項目旨在發展由輕小型、低成本、低功耗衛星構成的分布式低軌星座，每顆衛星搭載一個或多個光學、射頻載荷，具備與大型高軌衛星相當的能力，執行導彈預警、戰術通信、定位導航授時、戰術成像偵察、電子偵察等任務。“黑杰克”星座將由60～200顆衛星組成，軌道高度500～1300千米，單顆衛星成本低于600萬美元。

▲DARPA發布“黑杰克”項目概念圖

空間攻防技術取得重要突破。美軍完成軌道機器人項目初步設計評審。7月，DARPA“地球同步軌道衛星機器人服務”（RSGS）項目通過初步設計評審，其海軍研究實驗室設計的機器人載荷符合目標，可與勞拉空間系統公司的衛星平臺兼容，確保了在2021年進行在軌試驗的進度要求。此外，DARPA計劃與NASA合作建造“在軌機器人服務站”，平時用于燃料加注、修理等任務，戰時則可破壞敵方衛星。俄羅斯積極發展激光、電子戰等反衛技術。2月，俄金剛石-安泰公司完成研發可攻擊敵方衛星的新型激光武器。該系統安裝在別里耶夫A-60SE飛機上，利用激光脈沖致盲敵方衛星或燒穿敏感光學器件，有效作用距離1500千米。此外，俄羅斯積極探索電子戰飛機反衛星能力，研發“伐木人”-2新型電子戰飛機，可用于關閉導航衛星、通信衛星的星載電子設備。歐洲開展在軌碎片移除技術試驗。9月，英國“空間碎片移除”衛星成功開展世界首次真實太空環境下飛網抓捕立方星技術驗證，后續還將驗證魚叉穿刺靶板、運動跟蹤、拖曳帆離軌等技術。該系列試驗將加速空間碎片移除技術的實用化進程，對空間對抗技術發展也將產生影響。

▲英國“空間碎片移除”衛星成功開展世界首次真實太空環境下飛網抓捕立方星技術驗證

（五）先進信息與網絡技術

新技術助推網絡空間對抗能力發展。大數據技術提升網絡空間態勢感知能力。美國重點發展基于大數據技術的網絡軟件分析工具，利用網絡中的大量情報數據，進行大數據分析和可視化處理，提高網絡態勢感知能力。一是美國家安全局發布的集網絡防御和網絡分析等多種功能于一體的網絡分析工具，能夠共享和使用復雜網絡威脅情報；二是DARPA 發展“網絡之網絡復雜分析”軟件工具，將創建高精度全球統一視圖，可容納一百億個節點，以探測全球大規模網絡活動。人工智能和區塊鏈技術助力網絡攻防。1月，日本防衛省擬將人工智能技術引入日本自衛隊信息通信網絡的防御系統中，強化網絡攻擊防御能力。4月，DARPA發布“人機探索軟件安全”項目，利用人工智能技術發現信息系統的漏洞，這些漏洞既可用于及時形成補丁提升網絡安全，也可為網絡攻擊部隊提供支援。8月，英國BAE系統公司獲DARPA“大規模網絡空間狩獵”項目合同，旨在利用計算機自動化、先進算法和高速運算來實時跟蹤大量數據，幫助鎖定網絡攻擊。5月，Xage安全公司稱其開發出一套基于區塊鏈技術和數字指紋技術的防篡改系統，以保護工業物聯網資產。

▲諾·格公司宣布，DARPA“100 G射頻骨干網”項目已在真實城市環境中完成地面演示驗證

先進通信技術取得新突破。DARPA 100G射頻骨干網項目取得重大進展。5月，諾·格公司宣布，DARPA“100 G射頻骨干網”項目已在真實城市環境中完成地面演示驗證，通信速率達到102吉比特/秒，傳輸距離達20千米。該項目旨在構建信息傳輸速率類似光纖網的射頻通信鏈路，雙向通信速率100吉比特/秒。該項目一旦實用，可使無線通信速率較當前Link-16數據鏈提高4個數量級，大幅增強美軍遠距離戰術通信能力，為跨域實時共享情報監視偵察數據、提高綜合態勢感知和聯合指揮控制能力提供有力保障。水下、跨介質通信技術取得全面突破。一是新型聲波傳播技術將大幅提升特定頻率信號通信容量。7月，美國發現利用聲波傳播產生的動態旋轉攜帶信息，可提高某一特定頻率的通信容量，有望將水聲通信能力從純文本信息傳輸提升到高清視頻信息傳輸。二是窄光束水下激光通信技術完成演示驗證。8月，美國演示驗證窄光束水下激光通信技術，水池試驗結果表明，收發終端可在1秒內完成精確波束指向和快速連接，通信速率為數兆比特/秒到數吉比特/秒，通信距離為數十米到數百米。三是美國首次實現水下空中跨介質通信。美國利用毫米波雷達探測水聲信號對水面造成的微小振動，構建“平移聲學-射頻”通信鏈路，首次實現水下節點直接與空中節點的跨介質通信，通信速率可達400bps。

▲美國演示驗證窄光束水下激光通信技術

美軍體系集成技術試驗取得成功。7月，美國防高級研究計劃局與洛克希德?馬丁公司在加利福尼亞州海軍空戰中心完成“體系集成技術與試驗”（SoSITE）項目多域組網飛行試驗，演示驗證了地面站、地面駕駛艙模擬器、C-12指揮機、試飛飛機間異構電子系統集成技術。試驗主要取得以下進展：一是驗證了空中分布式作戰理念。通過將武器、傳感器、任務系統等載荷從大型航空平臺分離，使用開放系統體系結構，將即插即用模塊無縫集成到任何有人或無人平臺，形成跨平臺可互用的分布式空戰能力。二是驗證了四種關鍵能力。即在系統之間自動編寫和傳輸報文；首次使用非統一的數據鏈實現多平臺間信息交互；將地面駕駛艙模擬器與空中飛機系統實時鏈接，驗證縮短從數據到決策時間的方案；將自動目標識別軟件集成至APG-81雷達系統，快速創建戰場態勢圖。三是驗證了異構電子系統的系統集成技術。這種名為“縫合”的新技術可用于改進強對抗環境下的陸海空天網多域體系集成。四是驗證了一種名為“愛因斯坦”盒子的新型計算環境。借助這種開放系統架構，可以快速、安全驗證作戰能力。該項目2019年將進行空空精確殺傷鏈集成試驗。利用這些研究成果，美軍將提升多域協同、異構協同、有人-無人協同作戰能力，將對未來作戰樣式產生顛覆性影響。

▲“體系集成技術與試驗”（SoSITE）項目

量子信息技術取得新進展。在量子計算方面，全球“量子霸權”的爭奪依然激烈。1月，英特爾公司展示了49量子位的超導量子芯片；3月，谷歌公司發布了72量子比特處理器“狐尾松”。量子比特處理器是量子計算機的核心器件，在處理加解密運算、方案優化、人工智能等問題方面具有巨大優勢。在量子雷達方面，2018年4月，加拿大滑鐵盧大學研究人員宣布開發出量子雷達技術，可穿透強背景噪聲將包括隱身飛機和導彈在內的目標以極高的精度識別出來；9月，英國約克大學研究人員宣布開發出量子雷達樣機；11月，俄羅斯無線電技術與信息系統聯合企業對采用量子無線電技術的試驗雷達進行測試，成功完成探測與跟蹤空中目標的任務。在量子導航方面，2018年11月，英國帝國理工大學宣布研制出量子加速度計。量子加速度計利用冷原子對外力和加速度變化的敏感性，構建原子干涉儀，通過精確實時探測系統所感受到的引力變化及加速度變化，計算出系統運動路徑，從而達到導航定位目的。量子加速度計克服了傳統衛星導航的缺陷，將給陸、海、空平臺導航定位帶來顛覆性影響，特別是有效解決潛艇導航定位難題，給潛艇深海作戰帶來質的飛躍。

▲英國帝國理工大學宣布研制出量子加速度計

三、新概念武器和平臺技術加快實用化步伐，將產生兼具威懾與實戰功能的新型作戰能力

（一）高超聲速技術

美國加快推進高超聲導彈技術武器化。2018年10月，美國航空周刊報道，美國防部將采用20世紀80年代“桑迪亞有翼再入飛行器試驗”項目使用的雙錐體助推-滑翔技術，開發陸海空三軍通用的助推滑翔高超聲速導彈，并計劃2021年部署。美各軍種將在通用型導彈基礎上，利用各自助推器，開發陸基、海基和空基助推滑翔高超聲速導彈。美國此舉旨在充分利用以往成熟技術，力求在短期內形成作戰能力。

俄羅斯同步開展多個高超聲導彈型號研制項目。一是空射彈道式高超聲速導彈已列裝服役。2018年3月，俄總統普京宣布“匕首”高超聲速導彈已于2017年12月1日開始戰斗值班，成為世界首款服役的高超聲速導彈。該導彈采用米格-31戰斗機作為載機，是俄陸基“伊斯坎德爾”導彈升級版，采用空射機動式彈道導彈方案，射程2000千米，最大速度馬赫數10。二是戰略級助推-滑翔高超聲速飛行器已量產。俄總統普京在2018年國情咨文中宣布，項目代號4202、編號Yu-71的“先鋒”高超聲速滑翔飛行器已量產，可搭載于現役洲際彈道導彈和“薩爾瑪特”導彈。“先鋒”最大射程超過1萬千米，橫向機動距離4300千米，速度達馬赫數20以上，具備極強突防能力。三是吸氣式高超聲速巡航導彈計劃2022年列裝。俄正在研制的“鋯石”高超聲速反艦導彈以超燃沖壓發動機為動力，射程約400千米，巡航速度馬赫數5～6，計劃2019年開始艦上測試。

▲一架載有“匕首”高超聲速導彈的米格-31戰斗機

（二）主戰平臺技術

新型飛控與機電技術為新一代空戰平臺發揮作戰效力提供支撐。飛機飛控與機電系統是飛機完成飛行動作和飛行任務的執行系統，新型飛控與機電技術將在保障任務執行能力的同時，改善飛機性能、提升作戰效能。英國BAE系統公司2018年4月完成集成射流飛控技術的固定翼無人機樣機研制。8月北約發布了采用射流飛控技術的小型無人機飛行試驗的視頻，該無人機機翼后緣的射流裝置可取代襟副翼、完成飛行控制。射流飛控技術利用柯恩達效應原理，即氣體流過曲面時受流體與曲面間的粘性力作用、發生彎折進而產生偏轉力矩，實現飛機姿態控制。采用射流飛控技術的飛機無需傳統氣動控制面，通過控制射流流量和發動機排氣方向改變飛機飛行姿態和航向，可降低飛機阻力、提升隱身性能。2018年10月美國空軍研究實驗室啟動“電力、能量、熱、綜合和控制”計劃（PETIC計劃）招標，開展機電作動／電靜液作動和液壓作動系統、軍用平臺與定向能武器系統的PETIC相關子系統綜合概念、先進導體和熱科學、鋰離子／鋰空氣電池和燃料電池材料的合成與特性、電力生成／處理和使用技術、綜合動力與熱管理架構等的研究，將為未來作戰飛機使用定向能武器、發展高超聲速飛機等提供技術基礎。

陸戰平臺不斷創新防護技術和概念。6月，德國IBD戴森羅斯公司展出“靈巧”模塊化車輛防護系統。模塊的形狀、尺寸以及對抗裝置的數量視炮塔、車體等不同位置而定，單個模塊被擊中后更換方便，能有效抵御串聯聚能破甲戰斗部，可安裝在主戰坦克、步兵戰車等多種平臺上。8月，烏克蘭透明裝甲公司研制的“陸戰平臺現代化組件”在T-64主戰坦克上完成作戰試驗。該組件是集“觀、瞄、打”功能于一體的裝甲透視系統，能大幅提升裝甲裝備態勢感知、火力打擊、戰場生存力，改變乘員操控與車體裝甲防護整體結構設計，有望帶來裝甲裝備新變革。

▲德國IBD戴森羅斯公司展出“靈巧”模塊化車輛防護系統概念圖

多型艦艇新概念設計方案公布。洛克希德?馬丁公司推出FFG（X）護衛艦設計。1月，在美國水面艦協會研討會上，洛克希德?馬丁公司公布了根據美海軍FFG（X）招標要求設計的新型導彈護衛艦方案。該護衛艦以“自由”級近海戰斗艦為母型改進設計，艦艇配備8枚反艦導彈，安裝16個Mk 41垂直發射單元，具有完善的區域防空、反潛和反艦作戰能力。俄羅斯克雷洛夫國家研究中心首次展示其輕型航母設計方案。8月，俄羅斯克雷洛夫國家研究中心在“軍隊-2018”國際軍事技術論壇上首次展示了其輕型多用途航母模型。該輕型航母設計用于執行防空、反導等防御任務，以及摧毀空中、水面、水下和岸上目標等攻擊任務。航母滿載排水量44000噸，最高航速28節，16節航速下續航里程約5000千米，自持力60天，采用燃氣輪機動力裝置。法國海軍集團披露SMX-31型潛艇概念設計。10月，法國海軍集團在歐洲海軍展上，披露最新型SMX系列潛艇SMX-31型概念設計方案，該艇仍秉承SMX系列潛艇一貫設計思路，廣泛應用創新性、前瞻性概念及設計，如全電推進、無指揮臺圍殼、特種推進器等，該艇設計理念超前，綜合作戰能力出色。

▲洛克希德?馬丁公司公布了FFG（X）護衛艦概念圖

（三）新概念武器技術

美國積極開展激光和高功率微波反無人機技術試驗。2018年6月，美國海軍和海軍陸戰隊在尤馬試驗場測試了波音公司最新改進型緊湊激光武器系統。該系統為高能激光武器系統，可用于跟蹤和摧毀無人機。緊湊型激光武器系統采用安裝在三角架上的IPG公司2千瓦激光器。整套系統（包括指揮控制系統和火控組件）封裝在小型集裝箱內（體積約為標準集裝箱的1/4），激光器位于集裝箱頂部。系統可由筆記本電腦和手持式自由移動控制裝置進行操作。美國陸軍試驗用高功率微波武器和激光武器應對多架無人。3月，在美國陸軍火力卓越中心的機動火力綜合試驗中，雷聲公司先進高功率微波武器和激光武器成功擊落45架無人機。其中，高功率微波武器系統共擊落33架無人機；高能激光武器系統識別、跟蹤、擊落12架I類和II類無人機。

▲2018年6月，美國海軍和海軍陸戰隊在尤馬試驗場測試了波音公司最新改進型緊湊激光武器系統

軍事強國繼續推進電磁導軌炮研制。3月，美國通用原子公司電磁系統公司宣布，從美國陸軍獲得一份為期3年合同，評估電磁導軌炮技術并促進其能力成熟。公司將與陸軍武器研發與工程中心合作，致力于升級電磁導軌炮技術，交付系統樣炮，開展系統集成及任務效果測試，研究電磁導軌炮與陸軍現役和未來車輛集成的可能性。俄羅斯成功對其電磁導軌炮進行測試。該電磁導軌炮發射彈丸初速高達3千米/秒。電磁導軌炮發射重15克的塑料圓柱形測試彈丸穿透一個幾厘米厚的鋁板。日本研制電磁導軌炮。7月，日本國防部采辦、技術與后勤局首次在互聯網發布一段關于自衛隊研究活動的宣傳視頻，詳細介紹了日本小口徑電磁導軌炮制造流程及相關支持和測試設備。目前，日本電磁導軌炮相關概念驗證系統仍處于樣炮研制階段。日本計劃研制的電磁炮將是一種能夠執行防空、反艦和地面攻擊的武器系統，該武器發射彈丸速度超過7240千米/小時、射程超過200千米、最終射速達到10發/分鐘，未來可成為日本陸基“宙斯盾”等導彈防御系統的高效替代方案。

▲日本小口徑電磁導軌炮

四、基礎科技持續取得新進展，為武器裝備的可持續發展夯實可信基石

（一）新型核動力技術

美國完成千瓦級太空核反應堆電源地面試驗。5月，美國國家航空航天局宣布，完成“千瓦電源”空間反應堆電源樣機地面熱運行試驗。“千瓦電源”由特種反應堆中的鈾235裂變產生能量，由熱管傳遞到斯特林能量轉換裝置，轉換為電力輸出。該裝置單堆輸出功率1-10千瓦，可模塊化組合，滿足幾十千瓦需求，壽命10年以上。試驗歷時5個月，最后達到滿功率28小時高溫運行，向實用化邁出重要一步。該電源可滿足深空探測等航天任務更大的能源需求，提高航天器動力、通信、科學探測能力，還可作為月球、火星等的星表電源，為載人基地提供能源。此外，由于其高可靠、長壽命設計方案，在空間站、深海或偏遠地區的長期無人值守裝備上，也具有顯著應用前景。

▲NASA“千瓦電源”空間反應堆電源樣機

俄羅斯新型軍用核動力技術發展備受關注。俄總統普京3月發表的國情咨文中，首次公開展示了“海燕”核動力巡航導彈和“波塞冬”核動力無人潛航器等多種新型戰略核武器。其中，“海燕”為核動力亞聲速巡航導彈，由采用常規火箭發動機的助推級和核渦噴發動機的巡航級組成，巡航階段由核反應堆直接加熱空氣介質，產生推動力。“波塞冬”無人潛航器可由攻擊型核潛艇、戰略導彈核潛艇乃至常規動力潛艇發射，通過小型核反應堆推動螺旋槳航行。該潛航器最大潛深1000米，航程1萬千米以上，水下航速超過54節，可搭載千萬噸級TNT當量核彈頭，具備跨洲際打擊敵沿岸目標或航母編隊能力。“波塞冬”可能采用液態金屬核反應堆，該反應堆具有尺寸小、啟動快、全自主控制等特點，體積僅為核潛艇動力系統的1/100。

▲“波塞冬”無人潛航器概念圖

（二）新材料技術

美軍制得5倍TNT當量的高能炸藥。7月，美國陸軍研究實驗室聯合華盛頓州立大學制備出一種新型高能炸藥——一氧化碳-氮氣聚合物晶體，理論密度是TNT的2.4倍，能量是其5倍。高張力鍵能釋放材料是近年來美國重點探索的一類新型高能炸藥，是一種或多種小分子氣體（氮氣、一氧化碳、二氧化碳等）在高溫高壓條件下制得的聚合物晶體，其能量一般為TNT數倍以上。德國、美國先后在實驗室條件下制得了聚合氮，但制備條件苛刻，要在不低于110吉帕和不低于1727℃條件下才能制備出來。為解決這一問題，美國陸軍研究實驗室在純度為99.9%的氮氣中加入一定量的一氧化碳，將混合氣體在1427℃、45吉帕下通過激光加熱制備而成，其制備壓力和溫度遠低于聚合氮等材料的制備條件（110吉帕、1727℃）。該制備條件明顯改善，壓力僅約為聚合氮制備壓力的1/3，制備溫度降低約300℃。高張力鍵能釋放材料是當前超高能含能材料領域的研究熱點。一氧化碳-氮氣共聚物晶體的成功制備，標志著高張力鍵能釋放材料的探索取得重大進展。

▲美國陸軍研究實驗室聯合華盛頓州立大學制備出一種新型高能炸藥

超細聚乙烯纖維綜合性能實現重大突破。1月，在美國陸軍資助下，麻省理工學院利用凝膠靜電紡絲工藝制備出超細聚乙烯纖維。這種聚乙烯纖維直徑為0.35～0.49微米，拉伸模量達110～120吉帕，拉伸強度達6.3吉帕，韌性達2.1吉帕，斷裂伸長率為20%～40%，是迄今為止綜合力學性能最好的聚合物纖維。這種聚乙烯纖維的高性能得益于其特有的凝膠靜電紡絲工藝，該工藝在傳統凝膠紡絲工藝基礎上融合靜電紡絲過程，利用靜電力拉絲，使膠絲在電場作用下表現出大幅度“鞭動”效應，迅速彎曲并形成纖維。凝膠靜電紡絲工藝的拉伸速率比傳統凝膠紡絲工藝高約1000倍，可制得直徑為亞微米甚至納米級的纖維；依靠靜電力實現一步拉伸，省去傳統凝膠紡絲的預拉伸步驟，簡化了工藝流程。利用凝膠靜電紡絲工藝制備的聚乙烯纖維結晶度高，分子取向度好、缺陷少，分子鏈滑移能力強，具有其他聚合物纖維難以兼具的高強度、高韌性、高模量，可用于制備質量更輕、性能更好的抗彈復合材料，滿足武器裝備輕量化和高生存力的發展需求。

▲麻省理工學院利用凝膠靜電紡絲工藝制備出超細聚乙烯纖維

美國利用黑硅開發出高性能紅外隱身材料。6月，美國威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員利用黑硅開發出新型紅外隱身材料。黑硅是太陽能電池中廣泛使用的一種材料，其上緊密分布數百萬根垂直的納米線，入射光會在納米線之間來回反射并被逐漸吸收，使新型紅外隱身材料具備卓越的隱身性能。材料中的納米線是利用細小的銀顆粒輔助蝕刻固體硅柔性襯底形成，較長的納米線和銀顆粒都能吸收紅外光，使隱身材料具有強吸收能力，厚度不足1毫米的薄片隱身材料就能吸收約94%紅外光。此外，材料的柔性襯底還布滿微小空氣通道，可防止材料因吸收紅外光而過快升溫。與其他熱屏蔽技術相比，新開發的紅外隱身材料具有紅外吸收性能高、質量輕、成本低和易于使用等優勢，能夠使軍事人員和裝備更好地躲避探測，實現完美隱身。未來，研究人員計劃將電子加熱元件嵌入紅外隱身片材中，設計出能夠偽造信號來欺騙紅外攝像機的高技術產品，大幅提高坦克裝甲車輛的紅外隱身性能。

▲黑硅開發出新型紅外隱身材料使軍事人員和裝備更好地躲避探測，實現完美隱身

（三）先進制造技術

原子級制造首次實現自動化。3月，加拿大阿爾伯塔大學在《美國化學學會?納米》雜志發表論文稱，在原子級電路制造過程中，通過自動檢測和修復掃描探針顯微鏡的探針針尖，在全球首次實現原子級制造的自動化。研究人員利用基于卷積神經網絡的機器學習技術，分析已知原子缺陷的圖像，確定掃描探針顯微鏡的探針針尖鈍化問題，并自動進行原位銳化調節，解決了此前手動調節耗時極長問題。原子級制造通過排列組裝微觀原子，制造能夠保持原子級物理特性的功能材料、電子器件等。通過掃描探針顯微鏡的探針針尖操作單個原子是實現原子級制造的主要途徑之一。快速、精確和自動化保證探針針尖質量，為原子級制造實現規模化應用，生產能耗降低上千倍、處理速度提高上百倍的新型電子設備奠定基礎。

增材制造技術在高超聲速飛行器上取得突破。3月29日，美國軌道ATK公司成功對一型主要由增材制造技術制造的高超聲速戰斗部進行爆破試驗。這是該公司首次針對由增材制造技術制造的戰斗部進行試驗，戰斗部總質量22.7千克，包含5個主要部件，其中有3個采用增材制造技術。試驗結果表明，戰斗部能夠耐受高速、高溫環境。采用增材制造技術使得戰斗部從概念設計——加工制造——試驗驗證的全部流程在60天內完成，相比傳統工藝，研制時間至少縮短了一個半月。高超聲速飛行器工作環境惡劣、熱環境與力學環境要求嚴苛，材料與結構是研制高超聲速武器需要攻克的關鍵技術之一。該型戰斗部是目前已知的首個以增材制造為主要制造方式的高超聲速分系統級產品，其成功制造與試驗是增材制造技術在高超聲速飛行器應用上的重要突破。

▲美國軌道ATK公司的高超聲速戰斗部爆炸測試

（四）軍用元器件技術

美國研制出待機功耗趨零的聲傳感器。3月，在DARPA“趨零功耗射頻與傳感器”（N-ZERO）項目支持下，美國德雷帕實驗室研制出待機功率低于1納瓦、感知到特定聲信號時才啟動的傳感器。這是該項目繼射頻、紅外、化學、壓力、溫度等趨零功耗傳感器取得突破后，在聲傳感器方面取得的重要成果。趨零功耗聲傳感器的核心部件是MEMS聲音喚醒開關，它采用旋轉板和空腔設計，對應不同頻率的輸入聲波產生不同的扭矩，控制接觸臂的位置。當聲波頻率與預設頻率相同時，MEMS接觸臂使電池和觸發電容連接，啟動后續模塊，開關開啟，對信號感知分析，并轉換為電信號傳遞出去；特定信號消失后，傳感器恢復待機狀態。待機功耗趨零的傳感器電能需求低、使用壽命長，在多個領域具有廣泛應用前景，特別是為構建無人值守態勢感知網絡奠定了基礎。

▲美國研制出待機功耗趨零的聲傳感器

三維微型數字射頻存儲器賦予精確制導武器電子攻擊能力。3月，美國水星系統公司開發出三維微型數字射頻存儲器。該微型數字射頻存儲器采用三維垂直堆疊架構，由數字電路模塊、模擬電路模塊、電源管理模塊、功能拓展模塊四部分組成。具有3個特點：一是體積小。尺寸約為傳統數字射頻存儲器的1/4，滿足在小型精確制導武器中集成應用的要求。二是功能可擴展。可在垂直堆疊架構中按需添加新電路板，實現性能提升或功能擴展，以應對未來新的技術威脅。三是模塊化設計。便于實現器件整體性能優化和制造過程中異常問題檢測。三維微型數字射頻存儲器可使精確制導武器具備電子干擾能力，實現突防時對防空反導系統的電子干擾壓制，顯著提升武器突防和生存能力，未來還有望應用于小型無人機等平臺，極大提高平臺干擾能力，拓展雷達干擾的應用范圍，催生新的作戰樣式。

五、結束語

當前，以人工智能技術、網絡信息技術、生物交叉技術、新材料技術等為代表的高新技術群迅猛發展，波及全球、涉及所有軍事領域。以美國為代表的西方軍事強國著眼爭奪未來戰場的戰略主動權，積極推進高投入、高風險、高回報的前沿科技創新，大力發展能夠大幅提升軍事能力優勢的顛覆性技術。技術決定戰術，前沿技術發展及軍事應用將對未來戰爭形態產生深刻影響。未來戰爭可能在陸、海、空、天、網絡電磁空間和認知領域同時打響，出現人機協同戰、無人蜂群戰、電磁博弈戰、跨域融合戰、智能算法戰、腦控意識戰等新的戰爭樣式，掌握先進前沿技術的一方，必將在未來戰爭中牢牢占據主動地位。