超级军网2015年度航空航天前沿展望：民用技术
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 19:26:57
2015-01-21 中国航空报 田晔
随着航空科技发展，未来民用航空将会变得越来越复杂，民航客机将变得更高效节能，并与多样化的飞行器共享空域。
飞艇复兴
飞艇计划进入了周期性复兴时期。由英国混合航空器有限公司（HAV）研制的HAV304飞艇原型机计划于2015年初首飞。该重型飞艇长约98米，设计有效载荷达50吨。早在2012年，由HAV公司为美军“长航时侦查平台”项目所研制的HAV304已经完成试飞。然而该项目于2013年被取消，HAV公司开始重新组装这架飞艇。混合飞艇集合浮力、空气动力和矢量推力为一体，能有效提升效率、便于操作。HAV公司希望以首架HAV304原型机的客户反馈为基础，研发更为先进的AirLande50飞行器，并于2018～2019年实现首飞。
太阳能动力
瑞士制造的阳光动力飞机计划于2015年3月从阿联酋阿布扎比起飞，用5个月的时间实现环球飞行。根据项目安排，“阳光动力2号”飞机由一名飞行员驾驶，依次经过阿拉伯海、印度、缅甸、中国、太平洋、美国、大西洋、南欧，途中包括5天5夜的不间断飞行。“阳光动力2号”于2014年6月首飞，这架全球最大的太阳能飞机翼展达72米，而满载重量仅为2.3吨。“阳光动力2号”装有17250块太阳能电池，最大功率达到55千瓦，可以为635千克电池充电，为连续几日的昼夜飞行提供动力。
开式转子项目复苏
尽管斯奈克玛公司的开式转子齿轮发动机地面试验被延迟到2016年，但是只要过程顺利，斯奈克玛公司有望在2022年将节能动力装置应用在空客的飞行试验平台中。在欧洲“清洁天空”计划的背景下，斯奈克玛公司着手研究反向旋转开式转子项目，该项目预算为2.3亿美元。这台开式转子齿轮发动机将在后续的“清洁天空2”计划中完成试飞。斯奈克玛公司评估，相比于CFM LEAP-1发动机，开式转子发动机能够节约26%的燃料。飞行试验将验证新型发动机的效率和噪音水平，以及变速箱、消音装置和叶片技术的可靠性。
挑战更长航时
美国Facebook和Google公司计划研发太阳能驱动长航程无人机，以实现互联网货运服务。这两家互联网企业进驻无人机行业，无疑对目前处于无人机行业领导地位的空客公司造成一定冲击。根据现有规划，空客防务与空间公司将于2015年实现改进型“西风”8号高空无人机的试飞。“西风”无人机被称为“高空伪卫星”，可执行通信中继等任务，未来可作为持续监控装备。
2013年，空客公司从Qinetiq公司收购了“西风”7号无人机，希望利用通信卫星制造经验，提升航空器的感知能力。“西风”7号翼展为23米，重量为55千克，现已经取得14天飞行航时的纪录，并且于2014年在澳大利亚的低光照冬季环境下实现了连续飞行超过11天的良好纪录。它的改进型“西风”8号无人机翼展达到28米，重量为60千克，其性能将比现有的“西风”7号提升将近60%。
非凡的“愿景”
十年前，有许多新的概念冲击着人们的视野，其中单发私人飞机便是最热门的新鲜事物。如今，只有西锐的“愿景”SF50飞机仍然在不断发展。该机型现已进入认证状态，并且将于2015年底实现首批交付。SF50的发展前景曾一度遭受质疑。2013年，中航工业通飞收购美国西锐公司并为SF50的研发投资金，助力SF50项目的完成。截至目前，SF50一架概念机和两架认证机实现了首飞，后续的生产交付工作将接踵而至。SF50飞机装有Williams FJ33-5A涡扇发动机，最多可乘坐5名成人与2名儿童。
及时缝合
一种能够使碳纤维复合材料机身的重量减轻10%以上、有效降低制造成本的新结构概念将在2015年正式进入试验。NASA将构建一个9米长的翼盒以模拟双层混合翼身客机的中心部分，结合增压和弯曲试验，评估波音的拉挤棒缝合有效组合结构（Preseus）的性能。该结构使用干布、增强筋、树脂浸料、非热压罐处理的大型组合板, 具备不间断加载路径，通过缝合能有效避免裂缝的产生。
绿色直升机
在欧洲“清洁天空”项目的背景下，空客直升机公司计划于2015年将装有柴油循环发动机的EC120轻型直升机送上天空。据技术人员介绍，柴油循环发动机比涡轮发动机的燃料消耗降低30%～40%。阿古斯塔韦斯特兰公司也将于2015年底完成加装主动扰流板旋翼的AW139的飞行试验。这些技术能够增加直升机升力、减小所需功率、节省燃料以及降低排放。2016年，“清洁天空”项目将对电驱动尾桨进行台架试验，验证其是否能减轻重量、降低噪音和振动。
无人机空域管理
随着科技的发展，无人机的应用范围逐渐增加：在繁忙的机场附近、核电厂周围以及体育赛事的上空都能看到小型无人机飞行的身影。问题也随之而来：如何在开放低空空域的同时确保隐私与安全？NASA计划五年内推行无人机交通管理系统（UTM）。该系统将为无人机用户提供门户网站，帮助他们规划飞行轨迹、了解实时天气、躲避障碍及获晓其他交通情况。空域管理者能够进行区域划定，对无人机用户进行身份验证并在紧急情况时为其开出“通行证”。目前该网站的前期工作正在阿拉斯加进行。
变形襟翼
如果在新机型和改造机型中，襟翼能够像翼梢小翼一样实现无缝变形，是否能够有效减少噪音和阻力？由FlexSys公司研发的无缝弯扭结构已在湾流Ⅲ型公务机改进型上进行了测试。该试验属于自适应后缘飞行实验项目，由NASA和美国空军研究实验室共同发起。相同的晶格结构使得襟翼在受到驱动后能够平滑地改变曲面形状，这种可变过渡面用于连接襟翼与主翼。采用新的结构后，巡航阻力预计最高减少3%，燃料将节省12%。
高技术公务机
公务航空已成为许多航空技术的诞生地。随着先进技术日益广泛的应用，飞机正推动着航空科学技术不断向前发展。Aerion AS2超声速公务机气动外形采用层流结构设计，能够减少摩擦阻力。它的有效巡航速度为马赫数0.95，避免了当速度达到马赫数1.4时产生声爆。达索猎鹰5X公务机采用多波段红外增强显示与计算机合成图像相结合的显示系统，合成的图像将显示在驾驶舱的平视主显示器上。湾流G500与G600公务机引入了创新的触摸屏技术，集成的触摸屏将用于系统操控以及飞行管理等。本田HongdaJet公务机采用碳纤维材料机身，机头以及机翼的气动设计使气流产生自然层流以减少阻力。此外，该公务机将发动机装在机翼上方以增大机舱容量。
http://www.cannews.com.cn/2015/0121/117959.shtml#g117961=1
2015年度航空航天前沿展望：民用技术
2015-01-21 中国航空报 田晔
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空客“西风”无人机。
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随着航空科技发展，未来民用航空将会变得越来越复杂，民航客机将变得更高效节能，并与多样化的飞行器共享空域。
飞艇复兴
飞艇计划进入了周期性复兴时期。由英国混合航空器有限公司（HAV）研制的HAV304飞艇原型机计划于2015年初首飞。该重型飞艇长约98米，设计有效载荷达50吨。早在2012年，由HAV公司为美军“长航时侦查平台”项目所研制的HAV304已经完成试飞。然而该项目于2013年被取消，HAV公司开始重新组装这架飞艇。混合飞艇集合浮力、空气动力和矢量推力为一体，能有效提升效率、便于操作。HAV公司希望以首架HAV304原型机的客户反馈为基础，研发更为先进的AirLande50飞行器，并于2018～2019年实现首飞。
太阳能动力
瑞士制造的阳光动力飞机计划于2015年3月从阿联酋阿布扎比起飞，用5个月的时间实现环球飞行。根据项目安排，“阳光动力2号”飞机由一名飞行员驾驶，依次经过阿拉伯海、印度、缅甸、中国、太平洋、美国、大西洋、南欧，途中包括5天5夜的不间断飞行。“阳光动力2号”于2014年6月首飞，这架全球最大的太阳能飞机翼展达72米，而满载重量仅为2.3吨。“阳光动力2号”装有17250块太阳能电池，最大功率达到55千瓦，可以为635千克电池充电，为连续几日的昼夜飞行提供动力。
开式转子项目复苏
尽管斯奈克玛公司的开式转子齿轮发动机地面试验被延迟到2016年，但是只要过程顺利，斯奈克玛公司有望在2022年将节能动力装置应用在空客的飞行试验平台中。在欧洲“清洁天空”计划的背景下，斯奈克玛公司着手研究反向旋转开式转子项目，该项目预算为2.3亿美元。这台开式转子齿轮发动机将在后续的“清洁天空2”计划中完成试飞。斯奈克玛公司评估，相比于CFM LEAP-1发动机，开式转子发动机能够节约26%的燃料。飞行试验将验证新型发动机的效率和噪音水平，以及变速箱、消音装置和叶片技术的可靠性。
挑战更长航时
美国Facebook和Google公司计划研发太阳能驱动长航程无人机，以实现互联网货运服务。这两家互联网企业进驻无人机行业，无疑对目前处于无人机行业领导地位的空客公司造成一定冲击。根据现有规划，空客防务与空间公司将于2015年实现改进型“西风”8号高空无人机的试飞。“西风”无人机被称为“高空伪卫星”，可执行通信中继等任务，未来可作为持续监控装备。
2013年，空客公司从Qinetiq公司收购了“西风”7号无人机，希望利用通信卫星制造经验，提升航空器的感知能力。“西风”7号翼展为23米，重量为55千克，现已经取得14天飞行航时的纪录，并且于2014年在澳大利亚的低光照冬季环境下实现了连续飞行超过11天的良好纪录。它的改进型“西风”8号无人机翼展达到28米，重量为60千克，其性能将比现有的“西风”7号提升将近60%。
非凡的“愿景”
十年前，有许多新的概念冲击着人们的视野，其中单发私人飞机便是最热门的新鲜事物。如今，只有西锐的“愿景”SF50飞机仍然在不断发展。该机型现已进入认证状态，并且将于2015年底实现首批交付。SF50的发展前景曾一度遭受质疑。2013年，中航工业通飞收购美国西锐公司并为SF50的研发投资金，助力SF50项目的完成。截至目前，SF50一架概念机和两架认证机实现了首飞，后续的生产交付工作将接踵而至。SF50飞机装有Williams FJ33-5A涡扇发动机，最多可乘坐5名成人与2名儿童。
及时缝合
一种能够使碳纤维复合材料机身的重量减轻10%以上、有效降低制造成本的新结构概念将在2015年正式进入试验。NASA将构建一个9米长的翼盒以模拟双层混合翼身客机的中心部分，结合增压和弯曲试验，评估波音的拉挤棒缝合有效组合结构（Preseus）的性能。该结构使用干布、增强筋、树脂浸料、非热压罐处理的大型组合板, 具备不间断加载路径，通过缝合能有效避免裂缝的产生。
绿色直升机
在欧洲“清洁天空”项目的背景下，空客直升机公司计划于2015年将装有柴油循环发动机的EC120轻型直升机送上天空。据技术人员介绍，柴油循环发动机比涡轮发动机的燃料消耗降低30%～40%。阿古斯塔韦斯特兰公司也将于2015年底完成加装主动扰流板旋翼的AW139的飞行试验。这些技术能够增加直升机升力、减小所需功率、节省燃料以及降低排放。2016年，“清洁天空”项目将对电驱动尾桨进行台架试验，验证其是否能减轻重量、降低噪音和振动。
无人机空域管理
随着科技的发展，无人机的应用范围逐渐增加：在繁忙的机场附近、核电厂周围以及体育赛事的上空都能看到小型无人机飞行的身影。问题也随之而来：如何在开放低空空域的同时确保隐私与安全？NASA计划五年内推行无人机交通管理系统（UTM）。该系统将为无人机用户提供门户网站，帮助他们规划飞行轨迹、了解实时天气、躲避障碍及获晓其他交通情况。空域管理者能够进行区域划定，对无人机用户进行身份验证并在紧急情况时为其开出“通行证”。目前该网站的前期工作正在阿拉斯加进行。
变形襟翼
如果在新机型和改造机型中，襟翼能够像翼梢小翼一样实现无缝变形，是否能够有效减少噪音和阻力？由FlexSys公司研发的无缝弯扭结构已在湾流Ⅲ型公务机改进型上进行了测试。该试验属于自适应后缘飞行实验项目，由NASA和美国空军研究实验室共同发起。相同的晶格结构使得襟翼在受到驱动后能够平滑地改变曲面形状，这种可变过渡面用于连接襟翼与主翼。采用新的结构后，巡航阻力预计最高减少3%，燃料将节省12%。
高技术公务机
公务航空已成为许多航空技术的诞生地。随着先进技术日益广泛的应用，飞机正推动着航空科学技术不断向前发展。Aerion AS2超声速公务机气动外形采用层流结构设计，能够减少摩擦阻力。它的有效巡航速度为马赫数0.95，避免了当速度达到马赫数1.4时产生声爆。达索猎鹰5X公务机采用多波段红外增强显示与计算机合成图像相结合的显示系统，合成的图像将显示在驾驶舱的平视主显示器上。湾流G500与G600公务机引入了创新的触摸屏技术，集成的触摸屏将用于系统操控以及飞行管理等。本田HongdaJet公务机采用碳纤维材料机身，机头以及机翼的气动设计使气流产生自然层流以减少阻力。此外，该公务机将发动机装在机翼上方以增大机舱容量。
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2016-01-08
国外国防科技文献资料快报一、主要国家和地区国防工业发展规划与能力建设
1. 美国
4月，美国与日本共同出台《日美防卫合作指针》，并在9月进行了第三次全面空间对话，重点强调空间安全合作；5月，美空军发布《美国空军战略总规划》，勾勒出未来20年空军的一体化、全域化、敏捷化、精益化发展方向。
5月，NASA发布《航天技术路线图》草案，明晰了未来20年航天技术发展思路，以NASA最新需求为牵引，提出15个关键技术领域和1个共性关键技术领域，新增了航空技术领域，首次提出跨多领域的共性技术领域究，引入了技术成熟全生命周期管理等。
2. 俄罗斯
7月，俄总统批准《俄罗斯航天国家公司联邦法》，组建政企一体的“俄罗斯航天”国家公司以强化航天管理，颠覆了俄航天领域正在进行的政企分离改革进程，使航天管理更加强化集中。在军事转型方面，8月，俄罗斯组建新的军种——“空天军”，以加强空天力量统一管理、提高空天一体化作战能力、优化人员结构，未来将积极推进空天防御康采恩建设，从工业能力方面保障空天军的需求。
3. 欧洲主要国家
欧洲发布《欧洲航天政策》，强调欧洲航天政策的一体化发展，并集欧洲力量，大力推进伽利略导航系统和哥白尼环境监测系统两大欧洲联合旗舰项目，以及新一代运载火箭发展。
12月，英国首次公布《国家航天政策》，将航天未来发展置于全球舞台进行统筹规划，为未来军民航天融合发展、2030远景目标实现奠定了政策基础，此外，还颁布了首个《国家太空环境与载人航天发展战略》；7月，英国航天局公布首个《国家太空环境与载人航天发展战略》，标志着英国航天活动逐步由“长期注重卫星研制与应用”向“兼顾太空环境与载人航天研究”拓展。
4. 周边国家与地区
日本在强力推进“大国”战略，加速军事能力建设的大背景下，安倍内阁在正式实施第二版10年期《航天基本计划》仅1年多之后，对航天发展政策做出重大调整，更加突出强调保障空间安全、加速提升军事航天能力、深化日美军事航天合作。1月，日本发布新版《航天基本计划》以及《2024年航天发展路线图》修订案进一步明确了军事侦察、海洋监视、空间安全保障等能力的发展目标。日本将在当前军事航天能力快速发展的基础上，进一步提速军事航天能力建设。这一系列战略举措为日本加速形成完备的军事航天能力奠定了坚实的基础。（中国航天系统科学与工程研究院）
2016-01-08
国外国防科技文献资料快报三、热点动向
1. 航天强国全方位推进商业航天发展
商业航天是以航天产品与服务的商业化应用或私人、企业投资为标志，2015年，美、俄、欧、日、印等主要国家为顺应商业航天蓬勃发展新态势，陆续推出一系列促进商业航天发展的举措，为商业航天营造良好发展氛围。
美国方面，修订立法并出台一系列政策。5月，美国空军空军通过了对太空探索技术公司（SpaceX）“猎鹰”9火箭的认证，商业航天企业研制的运载火箭首次获得军星发射资格，并参与GPS-3卫星的发射竞标；9月，国家海洋与大气局发布《商业航天政策（草案）》，为商业天基气象观测提供政策依据；10月，国家地理空间情报局发布《商业化地理空间战略》，出台商业小卫星遥感数据采购政策，拟将新兴小企业的小卫星遥感数据与服务纳入采购范围；11月，美国通过《商业航天竞争力法》，为支持和监管商业载人航天飞行和商业航天发射活动提供法律依据。
欧洲方面。9月，法国政府公布《商业航天投资计划》，强调继“阿里安”-6运载火箭之后，未来商业航天的投资重点将聚焦于甚高分辨率对地观测、高/低轨道先进通信卫星等，并计划利用欧洲投资银行贷款进行融资。发展“阿里安-6”运载火箭和先进应用卫星，是法国为应对日益激烈的国际商业航天市场，尤其是美国商业航天企业快速发展并抢占市场的严峻形势而做出的重要决策，以增强其在全球市场中的“加速度和竞争力”。
亚洲方面。印度政府通过发展与美国的合作关系，打破航天合作政策壁垒，积极抢占国际商业航天发射市场。印美签署航天合作协议，在航天领域开展全面战略合作，印度航天企业不受美国ITAR限制，获得发射美制卫星资格。在政府合作协议的支持下，印度航天研究组织（ISRO）所属企业安特里克斯（Antrix）商业航天发射市场份额快速提升。
2. 国外深空探测活动活跃，多国积极探寻新方法新技术
2015年全球深空探测任务在役15项、在研11项、正在规划4项、在飞2项、退役2项。
ESA首次完成含触觉的太空遥操作机器人实验，成功在国际空间站与地面通信网络中引入触觉反馈系统，验证了触觉感知交互技术的可行性。9月，ESA宇航员在国际空间站上依靠上传的地面巡视机器人视觉与触觉信息，遥控机器人完成了高精度作业。
3月， NASA确定小行星“巨石捕获”方案，目标是从近地小行星表面选取一块直径4米的巨石，送入绕月轨道，作为太阳能电推进等深空探测新技术新装备试验场，为载人火星探测做准备。
5月，阿拉伯联合酋长国公布了其火星探测任务方案，这是继2014年7月16日阿联酋宣布启动火星探测计划之后的又一重要进展。
7月，ESA选择空客防务与航天公司作为“木星冰卫星探测器”（JUICE）的主承包商，负责探测器设计、开发、集成、测试、发射和空间运行。9月，双方签署了3.89亿美元的正式合同。此举表明ESA木星探测活动进入实际研制阶段。
10月，NASA发布《NASA火星征程：开拓太空探索下一步》，首次系统阐述载人火星探测的目标、原则、实施步骤和挑战。围绕实现载人登陆火星并开展长期探测工作的战略目标，提出载人与机器人探测相结合，统筹开展月球、小行星和火星等天体探测活动，指导美国未来空间探测的发展。 （中国航天系统科学与工程研究院）