科创中国

行业领域

高端装备制造产业,航空装备产业

需求背景

当今航空航天技术发展迅猛，以微电子技术为基础的光电技术、生物技术、超

导技术、纳米技术和计算机、新材料、新能源、传感器技术等一系列相关领域

技术的迅猛发展，使得航天飞行器的发展也进入了一个前所未有的巨变期。现

在的空战系统中，对于速度也有很高的要求，飞机上没人就可以大幅度提高飞

机飞行速度，有人的情况只能在现有的材料，技术和舒适度上面取一个平衡，

越安全飞行速度就慢，越快就越不安全，等技术或者材料升级了就可以进一步

加快飞行速度了。

高超声速技术在未来的军事、政治和经济中将发挥重要的战略作用。近20年来，世界航空航天大国纷纷以高超声速天地往返系统、高超声速导弹和高超声速飞机为目标，开展了一系列的研究，形成了热潮，成为各国抢占空中和空间战略优势的利器。

需解决的主要技术难题

从科技的角度分析，高超音速飞行器同时融合了航天和航空的诸多前沿技术， 这些前沿技术与传统飞行器技术比较，主要有以下几方面特点：复杂的气动特性；用超燃冲压发动机；飞行器机体与发动机一体化；飞行器机体与推进系统和飞行器结构动态之间耦合强；飞行器模型非线性度高；飞行器飞行高度、速度跨度大；飞行环境复杂，瞬间多变；气动特性和气热特性变化剧烈；控制精度高，末制导难度大。 我国也开始进行超燃冲压发动机关键技术探讨与研究，主要的一些研究单位实 现了煤油自燃点火，有的已实现超燃点火（气氢点火），且均测得净推力。同时，还开展了发动机冷却与热结构研究及飞行器一体化设计研究。总而言之，国内的研究仍处于起步阶段。

期望实现的主要技术目标

发展未来飞行器可以大幅降低飞行运输费用。需要实现一下三个途径：

 一是充分利用大气层中的氧，以减少飞行器携带的氧化剂，从而减轻起飞质量； 

二是整个飞行器全部重复使用，除消耗推进剂外不抛弃任何部件；  

三是水平起飞，水平降落，简化起飞（发射）和降落（返回）所需的场地设施 和操作程序，不受发射窗口限制，减少维修费用和管理调度成本。

     空天飞行器不仅可以向空间站等空间系统补充人员、物资、燃料，提供在轨服务，把空间站内制成的产品运回地球，还可以搭载乘客进行太空旅行，方便快捷地到达世界的任何地方。此外，空天飞行器还可以对自然灾害进行快速响应。 在军事上，空天飞行器可以在大气层内外自由飞行，如果将它发展成一种全新 的航空航天轰炸机、战斗机和运输机，其作战区域将是整个地球乃至近地空间。它能在1～2h内突破任何地面防御系统，从空间对陆、海、空目标实施精确打击，即具备了全球快速打击能力。而且，空天飞行器可以长期在太空部署，可以对敌方的卫星、宇宙飞船，甚至太空站实施打击。只要装备简单的机械手，空天飞行器就能将敌方卫星俘获；装备导弹后，空天飞行器就能成为标准的太空战机。

需求解析

解析单位：“科创中国”航空制造产业科技服务团（中国航空学会） 解析时间：2023-11-23

杨亮

中国航空学会

高工

综合评价

冷战时期，美军通过第一次和第二次抵消战略，以“武器装备的质量优势来抵消对方的数量优势”，成功取得了相对前苏联的军事优势。但随着尖端军事技术在世界范围内的扩散，美国与其他国家的军事技术鸿沟不断被缩小或填平，尤其是近年来中国的崛起以及“A2/AD”（反介入/区域拒止）能力的大幅提升，美国的绝对军事优势受到了挑战。不甘心自己“一超独霸”的地位就此终结，美国提出了第三次抵消战略，核心是通过军事科技创新再次抛开竞争对手，继续保持美国的军事技术领先地位。2015年12月14日，美国国防部副部长鲍勃·沃克在新美国安全中心表示，五角大楼希望2016年成为第三次抵消战略背后理论的试验年，为美国未来25年的主导地位奠定基础，并计划2017财年投入120-150亿美元用于支持第三次抵消战略。

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