盘点丨2016年世界国防科技十大前沿技术

来源:“国防科技要闻”微信公众号作者:李向阳责任编辑:刘航
2017-01-10 16:37

(五)先进防御技术

面对高超声速武器的快速发展,以及动能、定向能武器的实战化应用,2016年,世界主要国家积极探索和发展先进防御技术,发展制衡手段,加强自身安全的防护。

1、美国积极发展新型动能和激光拦截器技术。一是推进“重新设计杀伤器”(RKV)研制。RKV是一种全新的杀伤器,采用模块化设计,应用大量现有杀伤器部件,具备与“地基中段防御”系统火控系统之间的实时通信能力。这种新型的杀伤器将具有更高的可靠性,在生产、试验、可靠性以及效费比等方面都得到提升。二是美军研究利用无人机机载激光武器进行助推段反导。6月,美国导弹防御局表示将发展高空长航时无人机载激光器用于弹道导弹助推段拦截,与大型、昂贵飞机搭载化学激光器相比,长航时无人机搭载改进型电子激光器在空气更稀薄的较高空大气层运行,将更加容易和稳定。美导弹防御局希望成熟化并验证一种数十到数百千瓦级的机载“杀伤激光器”,尽可能多地拦截助推段导弹,达到稀释导弹齐射的目的。

2、多国开展新型反无人机技术研究与测试。随着无人机技术的不断发展,反无人机技术也受到国外的高度重视。2016年,国外积极推动反无人机技术发展,除了运用雷达探测、导弹等传统防空武器对抗无人机外,还大力开展电子战、网络战、激光武器、微波武器等各种新型反无人机技术研究。美国已有5家公司参与“低功率激光器验证机”项目竞争,其主要方案包括固态激光器、光纤激光器和二极管泵浦碱金属激光器,功率水平达几十千瓦至几百千瓦之间。美陆军正在测试一种名为“相位器”(Phaser)的高功率微波武器,在几毫秒时间内成功摧毁一架“侧卫”无人机和一架“暴风雨”小型无人机,该系统除了用于反无人机外,还可用于应对导弹、无人车辆等目标,且单发成本不足1美元,雷声公司表示,该武器可在一次脉冲中清除约空中足球场大小区域内的无人机,该系统目前已具备实战部署条件。英国和法国研制反无人机干扰系统,可对来袭无人机威胁进行评估并干扰;澳大利亚研发反无人机电磁枪,通过干扰无人机的通信频段从而中断无人机与遥控系统之间的联系。

(六)新材料新器件技术

新材料和新器件技术是推动国防科技发展的基础技术和先导技术,每一次重大突破都会引发深刻的变革,因此,也是主要国家抢占未来发展战略制高点的必要途径。2016年,新材料、新器件技术均取得了重要进展或突破。

1、超材料、智能材料、复合材料等研发取得重大进展。一是美科学家研发出可制作“隐身斗篷”的柔性超材料。美国艾奥瓦州立大学研究人员称研发出一种柔性、可伸缩、具有调谐选择性的超材料蒙皮(Meta-skin)。该超材料由硅胶薄膜以及镶嵌在硅胶薄膜内的开口环形谐振器阵列组成,通过伸展和收缩改变开口环形谐振器的形状,进而改变谐振器的电感参数与电容参数,调整抑制电磁波的频率范围,实现在更宽频段内、全方位抑制电磁波散射。试验显示,这种超材料对频率范围为8~10吉赫兹的电磁波,吸收率达75%。这种超材料蒙皮有望作为下一代隐身战机的外表面材料,未来还将实现在可见光或红外光等更高频电磁波下隐身。

二是华盛顿州立大学开发出多功能“智能”材料。7月,美国华盛顿州立大学研发出一种独特的多功能智能材料,可以在光和热的作用下实现形状改变、自我折叠和展开。这是研究人员首次在一种材料上合成了形状记忆、光激活及自修复等多种能力。这项成果为智能材料的多能化和归一化应用开辟了新的技术途径,未来将在制动器、药物传送系统、自组装设备等多个领域方面得到广泛应用。

三是英国科学家在复合材料研发上取得新突破。英国研究人员在一个曲面物体上覆盖了一种纳米复合介质,实现了使其“隐身”的效果。这是一种带有纳米级微粒的复合材料,拥有7个不同的层,每一层的电子属性根据其所在位置的不同而各异。这种复合材料有着非常广泛的应用,对纳米天线、航空航天工业等其他工程设计领域大有助益。

2、新型元器件取得重大突破。一是美国研制出世界最小尺寸晶体管。10月,美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室牵头的研发团队宣布,研制出全球首个1纳米栅长高性能晶体管,这将为电子元件的尺寸及性能的改善提供很大的优化空间,同时,也将有助于促进超级计算机发展,进而通过更大规模的建模仿真,研制性能更加优异的武器装备。

二是NASA研制抗辐射纳米级航天器芯片。美国NASA和韩国科学技术研究所12月初公布其研发的自愈型芯片可在受到辐射损伤后进行修复,此项技术突破可描述为“一款可用于开发特殊硅芯片的晶体管,使硅芯片在辐射受损后能自行修复”。

三是新加坡研发微型芯片技术。新加坡南洋理工大学研发出一种微型芯片,可用于制造尺寸仅相当于现有雷达相机1/100的新型雷达相机。该芯片技术可使重达50~200千克、搭载于大型卫星上的雷达相机缩小至掌上尺寸,且所拍摄图像质量不低于大型雷达相机,造价却仅相当于现有大型雷达相机的1/20,能耗降低至少75%,可在所有气象环境下使用。

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