作為應用于軍事領域的現代高新科學技術,軍事高技術在2015年得到了較快發展。其中,自主無人智能技術、高超聲速技術、精確制導技術、航空技術、防空反導技術、軍事航天技術、新概念武器技術、網絡作戰技術、3D打印技術、仿生物技術等武器裝備基礎性前沿技術的發展最為強勁搶眼。
一、自主無人智能技術發展迅猛
近年來,機器人、人工智能、軟件、無線網絡和控制技術的快速發展,為軍用自主無人智能技術發展帶來了深刻變革,軍用無人系統自主技術水平和能力快速提升,對未來武器裝備發展和作戰模式的顛覆性影響日益顯現,受到越來越多國家的高度關注。美國知名智庫“新美國安全中心”12月15日發布報告,稱未來戰爭將轉向一種全新的戰爭模式,無人和自主系統將扮演核心的角色。報告建議美國的軍事領導人應從現在就開始做好準備,迎接并不遙遠的機器人時代的戰爭。
美國大力擴大無人機編隊以實踐遠程戰爭構想。8月27日,美國海軍演示了50架無人機同時自主飛行的場景。這些無人機由兩名操作人員控制,進行了基本的主-從式協作飛行,并通過無線鏈路交換信息。美國空軍12月21披露,希望未來五年花費30億美元用于擴大其無人機編隊,包括增加無人機的數量、增加無人機駕駛員以及增加無人機作戰基地數目,以更好地對抗恐怖主義。美空軍目前的無人機機隊有175架“死神”和150架“捕食者”A,空軍希望再增加75架“死神”。同時將飛行中隊數量由8個提升至17個,并增加3500名新的無人機駕駛員、傳感器操作員和其他人員。
美軍方高度重視智能化士兵裝備的發展,正在研發智能化步槍、制導槍彈和智能作戰服等新型裝備,并取得新突破。智能化步槍和制導槍彈的使用,將掀起步槍遠距離精確射殺的革命,同時可減輕部隊訓練強度和減少彈藥消耗;智能作戰服通過將負重智能分布于全身,增強士兵的綜合作戰效能。智能化裝備已成為美軍士兵裝備發展的重點,將引領士兵裝備向智能化方向發展。
俄美在無人潛艇和無人潛艇殺手方面展開“角力”。正所謂“道高一尺、魔高一丈”,美俄之間的無人駕駛潛艇和“潛艇殺手”均爆出“猛料”。2015年9月,《華盛頓時報》援引五角大樓工作人員的話稱,俄羅斯正在建造一種無人潛艇,可以攜帶核武器,能對美國的港口和沿海城市構成威脅。與此同時,美國海軍自己也高度重視并在積極研制無人潛艇。此前的6月30日,日本外交學者網站發表題為《美國海軍將部署無人駕駛艇跟蹤中俄潛艇》的報道。其實,早在2010年,美國國防部高級研究項目局(DARPA)就啟動了一個開發反潛無人器的研究項目,它能夠在淺水區跟蹤敵方潛艇的無人駕駛船。
日本研軍用鐵臂阿童木。日本動漫能夠風靡世界、吸引眾多粉絲,與其刻畫的不少懲惡揚善的“戰士”密切相關,鐵臂阿童木、機動戰士高達、鐵甲萬能俠就是其中代表。而而今,這些只存在虛擬世界的“機械戰士”,正在走向現實。11月23日,日本豐田公司宣布,將于2016年在美國硅谷設立新公司,專門用于推進人工智能技術研究(AI)。豐田成立的新公司,顯然不是研發什么能夠應對老齡化社會的護理機器人等民用產品,而是研究“軍事機器人”。就拿日本研發的“鐵臂阿童木”來說,不但有著包括10萬馬力核驅動力在內的七種奇特武器,還擁有超乎常人的“冷酷思維”,堪稱最先端的戰斗機器人。
目前,機器人的軍備競賽已悄然展開。據統計,目前全球超過60個國家的軍隊已裝備了軍用機器人,種類超過150種。預計到2040年,美軍可能會有一半的成員是機器人。除美國以外,俄、英、德、日、韓等已相繼推出各自的機器人戰士。在不久的將來,還會有更多的國家投入到這場無人化戰爭的研制與開發中去。
二、高超聲速飛行技術競爭更加激烈
高超音速武器被稱為可以無視時間和距離限制的武器,它是指以高超音速飛行技術為基礎、飛行速度超過6倍音速的武器。高超音速技術在軍事上具有很重要的意義,高超音速武器航程遠、速度快、結構簡單、性能超卓,能夠快速打擊遠程目標,被軍事專家稱為繼螺旋槳、噴氣推進器之后航空史上的第三次革命性成果。目前,美國、俄羅斯、中國和印度等國都在開發高超聲速導彈系統。
美軍在高超音速技術方面仍是領先者,距離實戰化也更近。美軍秘密進行了一系列高超音速飛行器試驗,全方位開始了自己的X-51A“乘波者”高超聲速飛行器、高超聲速巡航導彈、HTV-2高超音速滑翔飛行器和X-43A“高超X”計劃,將開發飛行速度為8馬赫的導彈到25馬赫的高超聲速飛機、空天飛機等各種高超聲速飛行器。2014年12月底,在國會發布的2015財年一攬子預算法案中,國會最終明確在2015財年為“常規快速全球打擊”(CPGS)項目追加2500萬美元預算,并在文件中明確要求將追加的預算用于陸軍高超聲速導彈(AHW)項目。美國空軍研究實驗室提出,采用助推滑翔或超燃沖壓方式的高超音速導彈研究計劃將于2020年左右轉為正式采辦項目,屆時高超音速武器技術成熟度將達到6級。
俄研高超聲速巡航導彈新燃料,可使速度達5倍音速。俄羅斯國防部副部長布爾加科夫3月稱,俄已經開發了一種可以將飛行器加速到Ma5以上的新型燃料,其一旦投入應用將使俄羅斯在當前的高超聲速軍備競賽中獲得領先優勢。另外,俄印已經成功聯合開發了布拉莫斯超聲速巡航導彈,該彈巡航速度可達Ma3。俄印還將聯合開發速度更快的布拉莫斯Ⅱ高超聲速巡航導彈,并將于2017年開始測試。同時俄羅斯還在研發P-800縞瑪瑙導彈,有專家推測該導彈也是一型高超聲速巡航導彈。
隨著與華盛頓的緊張關系加劇,俄羅斯人的興趣集中于獲得中國正在研發的高超音速滑翔飛行器技術。12月23日,中國的高超音速飛行器飛行試驗比原計劃提前數小時實施。據一直關注中國高超音速飛行器飛行試驗及技術進展的外媒統計,這是中國進行的第6次高超音速試驗,也是2015年的第3次。試驗的主角代號為DF-ZF,此前這種飛行器被五角大樓命名為WU-14。
三、精確制導技術仍備受推崇
精確制導技術是指按照一定規律控制武器的飛行方向、姿態、高度和速度,引導其戰斗部準確攻擊目標的軍用技術。如今,采用精確制導技術制造的精確制導武器系統以無可爭辯的事實,確立了它在現代高技術戰爭中的地位。目前,精確制導武器系統注重向超遠程、隱形、智能化方向發展。
美軍認為,精確制導武器是一種能夠代替戰術核武器,對戰爭勝負具有決定性意義的新型武器,它為不首先使用核武器或不使用核武器打一場具有核戰爭威力的戰爭提供了新的手段。因此,美軍在歷次戰爭中都大量使用精確制導武器對敵方實施精確打擊。在冷戰結束后的四次戰爭中,美軍所使用的精確制導武器數量所占比例分別逐漸上升:1991年海灣戰爭7.6%;1999年科索沃戰爭35%;2001年阿富汗戰爭60%;2003年伊拉克戰爭68.3%。美國人在精確制導武器領域最重要的一個項目是“獵鷹”計劃,其目標是研制能從美國本土對目標進行洲際打擊(射程可達16000公里)的作戰系統,其主要組成部分是攜帶500公斤航空彈藥的高超音速飛行器。該系統作戰展開時間不超過2小時,預計2025年列裝。而五角大樓目前正在研發的成本更低的精確制導武器是“小型發射飛行器”(SLV系統)。該系統可將1噸重的有效載荷送入地球同步軌道,每次發射成本不超過500萬美元,作戰展開時間不超過1小時。
俄羅斯在“5·9”閱兵上首次展示了“頂級”最新武器系統,其中,RS—24型“亞爾斯”洲際導彈將“壓軸”登場。“亞爾斯”是在“白楊—M”洲際導彈的基礎上研發的,增強了發射前的隱蔽性,提高了核打擊成功率的穩定性,可攜帶至少4枚分導式核彈頭,即便目標受帶有空天防御結構的梯次配置反導系統保護,也難逃一擊。“亞爾斯”將加強俄戰略火箭兵的作戰打擊能力,與已經裝備部隊的“白楊-M”單彈頭洲際導彈一起,成為俄羅斯戰略火箭兵部隊的核心。11月17日,俄軍工綜合體人士透露,被克里姆林宮寄予厚望的新一代“薩爾馬特”重型洲際導彈將于2016年第三季度進行試射。這種導彈被稱為美軍反導系統防不住的最強洲際導彈,原型彈的組裝工作將于2016年春夏之交在普列謝茨克航天中心完成。
印度于5月8日、9日連續成功試射了兩枚最遠射程可達290千米的增強型“布拉莫斯”超音速巡航導彈,為陸軍全面部署奠定了基礎。“布拉莫斯”超音速巡航導彈將開發空射型、陸射型、海軍艦載型和潛射型。11月9日,印度當天成功進行了一次“烈火-4”中遠程導彈飛行試驗。這次試射的“烈火-4”導彈射程可達4000公里,具備攜帶核彈頭能力。“烈火-4”導彈安裝有采用分布式架構的“第五代彈載計算機”,擁有激光捷聯慣導技術,能夠自動校正飛行中的誤差并將導彈引向目標。
四、航空技術將開發新一代隱身戰機
航空科學技術雖然已經誕生已經百年有余,但其發展特別是軍事航空技術的發展仍然十分強勁,并在開發下一代具有隱身突防能力的新一代戰機。
美國防部2006年發布的《四年防務評估報告》對美空軍下一代戰略轟炸機的發展作了初步規劃:2018年左右裝備一種全新的下一代有人戰略轟炸機。這種轟炸機常被稱為“2018轟炸機”。美國新一代轟炸機為高亞音速有人駕駛隱身飛機,將采用飛翼布局和開放式體系架構,不進行空中加油時航程超過9300千米,計劃2025年左右服役。經過一年多的激烈競爭,美國防部和空軍于2015年11月25日宣布,授予諾斯羅普·格魯門公司“遠程打擊轟炸機”項目“工程與制造發展”合同。對下一代戰略轟炸機,美空軍計劃以5.5億美元的出廠單價采購100架,2025年左右形成戰斗力。工程化研制階段的開始,意味著這架具有美空軍最高優先發展級、承載著美空軍很高期待的新型轟炸機。
俄羅斯新一代戰略轟炸機開始研制2023年服役。2015年5月,俄羅斯政府軍事工業委員會副主席博奇卡列夫表示,俄國防企業已開始進行新一代戰略轟炸機PAK-DA(未來遠程航空兵系統)的研制工作。俄羅斯未來戰略轟炸機將取代圖-95MS、圖-22MD和圖-160轟炸機。由此得出,未來戰略轟炸機將能夠攜帶不少于各種30噸導彈或炸彈武器。可見,未來戰略轟炸機將能夠使用現役遠程轟炸機的所有武器,因此它能夠使用Kh-22或Kh-55導彈及未來的武器,例如Kh-101導彈。俄羅斯研發的下一代戰機還包括T-50戰斗機、PAK-DA轟炸機、PAK-PD攔截機、PAK-TA運輸機等,甚至打算研發一款輕型五代機來取代米格-29。12月8日,俄羅斯國防部副部長尤里·鮑里索夫表示,俄第五代戰斗機T-50的飛行性能試驗接近尾聲,目前已經在進行航空電子設備測試。從T-50首飛的2010年1月29日一直到2015年秋,該項目的5架原型機完成了700架次試飛,其中多架原型機都經歷了長時間的維修。現在俄羅斯提出的眾多五代機計劃中,除了戰斗機還多了轟炸機、攔截機、運輸機等。
五、防空反導技術美俄角逐激烈
防空反導技術是指用以攔截在空中和空間飛行軌道上的戰略性彈道導彈或其組成部分的技術,技術主要包括反彈道導彈截擊導彈、反彈道導彈發射器和反彈道導彈雷達。目前美國和俄羅斯在這一領域展開激烈競爭。
“宙斯盾”系統落地后首次驗證防空反導一體化作戰能力。2015年5月28日,美國陸軍在一體化防空反導作戰指揮系統(IBCS)首次試驗中,成功攔截一枚彈道導彈,這是美陸軍和諾斯羅普•格魯曼公司在實現一體化防空反導系統過程中的重要一步。防護目標包括IBCS系統作戰操作中心、一套“愛國者”導彈雷達系統、與IBCS系統一體化火控網絡連接的兩臺改造的“愛國者”導彈發射器。美陸軍防空炮兵總準將稱,當前及未來空戰的復雜性要求指揮官在利用傳感器和發射器中獲得更大的靈活性。IBCS系統即是獲得這種靈活性的核心,是一體化防空反導系統的革新。
作為美國海基中段彈道導彈防御的核心裝備,“標準-3”導彈和“宙斯盾”彈道導彈防御系統一直受到高度重視。6月6日,美海軍、導彈防御局與日本防衛省技術研究本部在穆古角海上靶場成功完成了“標準-3”2A導彈的首次飛行試驗。此次試驗驗證了“標準-3”2A導彈的頭罩和發動機性能,表明美日合作研發“標準-3”2A導彈進展順利,2018年有望開始部署。
美軍“太空殺手”或打破對中俄核均衡。11月,美國導彈防御局和雷神公司完成未“多目標殺傷器”(MOKV)概念的第一階段項目評估,從中可以粗窺美軍新一代“太空殺手”的猙獰面目。該攔截器如果研制成功,將使美國具備攔截多彈頭洲際導彈的能力,打破中俄等國通過多彈頭洲際導彈建立起的核均衡,至于攔截太空衛星更不在話下。根據該計劃,攜帶這種“太空殺手”的攔截導彈類似美國當前部署的地基攔截導彈(GBI)。每個殺傷器都裝備獨立的先進傳感器以及機動、高度控制和通信系統,以便使其自主攻擊各自的目標。按計劃,2030年前它就將裝備美軍,只需要發射一枚攔截導彈就可以摧毀多個太空目標。此外,美國導彈防御局還在研發“新設計殺傷器”,這是一種更為成熟的改進設計,注重提高命中精度和識別能力。這種殺傷器的發展計劃于2016年開始,最早將在2020年開始部署。
面對美國和北約咄咄逼人的威脅,俄羅斯發展自己的防空反導系統。為了與美國相抗衡,俄羅斯近年來大力發展從S-300到S-400再到S-500一系列的防空反導系統。4月4日,俄軍方成功試射一枚用于S-400防空導彈系統的并可將該系統的殺傷半徑提高近一倍的新型導彈。S-400“凱旋”防空導彈系統為俄羅斯新一代中遠程防空導彈系統,旨在對付各類現代化和未來空天攻擊武器——偵察機、中程彈道導彈、空中預警機等。每套系統可同時制導72枚導彈,打擊36個目標。今年12月,利用蘇-24被土耳其擊落事件,俄羅斯一舉向敘利亞赫梅明空軍基地部署了S-400防空導彈系統。 同時,俄羅斯已在俄西北部部署S-400“凱旋”防空導彈系統。
S-500是在S-400防空系統基礎上發展起來的機動式多通道防空與末段高層反導、低軌道防天一體化的第四代遠程/超遠程地空導彈武器系統,性能遠優于美國的“薩德”反導系統。也就是說,S-500將是一個戰場“多面手”,既能防空,又能反戰役戰術彈道導彈,甚至還能攔截戰略彈道導彈和高超音速飛行器、低軌道衛星。S-500將采取和S-400類似的做法,在同一個武器系統內配置多種攔截導彈針對不同的目標。
六、軍事航天技術美國獨領風騷
自從美國上世紀90年代末提出高邊疆理論以來,太空已經成為殺機四伏的戰場。“誰能控制太空,誰就能控制地球。”美國總統肯尼迪半個世紀前的預言,恰如其分地描述了美國追求太空霸權的目的所在。在太空資源、技術和能力均占優勢的美國,卻屢屢以“受到威脅”作為“被迫”發展太空戰力量的借口,其有太空霸權思維可謂一覽無余。美國一方面故意渲染別國太空威脅,指責別國正常的太空活動,另一方面卻一馬當先地推進太空軍事化。
研發太空戰“殺手锏”武器。美國是唯一具備反衛星實戰能力的國家,2008年美軍利用“標準-3”導彈在實戰條件下擊毀了一顆失控衛星。此外,美軍還掌握了衛星信號干擾和欺騙、微衛星攻擊、激光癱毀等多種反衛星技術。近年來,一心追求絕對安全的美軍將目光轉向太空戰“殺手锏”武器。2011年以來,美軍對“全球即時打擊”計劃保持高額投資,陸續成功試射了“獵鷹”HTV-2、“先進高超音速武器”等高超音速武器。一旦該計劃成為現實,美軍將能夠在1小時內打擊包括地面衛星指控中心在內的任何目標。今年5月20日,美國空軍啟動了X-37B“軌道試驗飛行器”的第四次飛行試驗。作為美軍“空海一體戰”構想中的核心武器系統,X-37B在未來太空戰中的作用不言而喻。正如美國空軍太空司令部前司令威廉·謝爾頓所言,X-37B擔負的“是一種能夠改變戰局的任務,是能在戰爭中決定勝負的戰略行動”。
開發新一代軍用運載火箭。今年4月13日,美國軍方御用航天公司美國發射聯盟(波音和洛馬公司合資組建)在一次發布會上公布了其新一代軍用運載火箭部分設計詳情,以替代“宇宙神-5”運載火箭。這種新型運載火箭被定名為“火神”,新型火箭具有兩大先進技術,首先其第一級發動機可重復使用,其次它的第二級火箭在完成任務后可停留在軌道充當加油站,允許其他航天器與其對接并獲得燃料補給。預計這兩項技術將在2023-2024年后達到實用水平。12月21日,美國私人航天企業太空探索技術公司(SpaceX)的升級版“獵鷹9號”運載火箭搭載11顆通信衛星,從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空,更具意義的是在發射10分鐘后一級火箭成功著陸地面平臺首次實現安全回收。火箭成功自主回收,將為航空探索設立新的標準,具有跨時代意義。
七、新概念武器技術實用化步伐加快
高新技術的發展正在引起軍隊武器裝備的巨大變革,也為發展全新的非核武器開辟了廣闊的前景。新概念武器是采用高新技術提高作戰效能的一類新型武器,與傳統武器相比,在基本原理、殺傷破壞力和作戰方式上都有本質區別,如定向能武器、動能武器等。定向能技術領域包括激光武器系統和高功率電磁系統兩類。定向能武器將能夠確保美空軍在未來可能的作戰空間與技術先進的潛在對手(擁有拒止美軍進人特定作戰區域的能力)作戰。定向能技術可能在短時間內取得突破。
用于主戰平臺的高能激光器加快演示驗證。美國空軍分階段推動激光武器實戰化。4月,美國陸軍授予洛克希德·馬丁公司合同,開始為“高能激光機動演示系統”建造和集成功率60千瓦的模塊化光纖激光器。陸軍計劃2017年實現100千瓦級的光纖激光器系統集成。2020年前研制出功率達幾十千瓦的光纖激光器—自防御高能激光器驗證機,演示驗證用于反導作戰的戰斗機吊艙掛載激光武器系統;遠期研制出能夠遠程毀傷敵方飛機和地面目標的功率300千瓦激光系統。洛克希德·馬丁公司研制出航空自適應光波束控制轉塔,通過轉塔的光學窗口發射低功率激光,克服大氣湍流影響,成功測試和驗證了其360°全向發射能力,為戰術飛機機載激光武器發展鋪平了道路。
高功率微波武器化進程加快。2015年5月,美國空軍宣布,增程型聯合防區外空對面導彈(JASSM-ER)已被確定為反電子裝置高功率微波導彈的最佳平臺。JASSM-ER于2014年初服役,已部署在B-1轟炸機上,未來還將裝備B-52轟炸機和F-15、F-16戰斗機。經過改裝小型化的高功率微波彈頭后,JASSM-ER將能遠程定點清除敵方的電子設備及數據系統,提高美軍作戰飛機的突防能力。
電磁軌道炮即將上艦試驗。6月,美國通用原子公司對裝配有電子器件的電磁軌道炮炮彈連續進行4次發射試驗,驗證了該炮彈可適應電磁軌道炮發射環境并能實現設計的功能。美國海軍計劃2016年在“特倫頓”號聯合高速運輸艦上進行電磁軌道炮的首次海上試驗,將向距離約40~80千米外目標發射GPS制導炮彈,速度馬赫數可達7.5。美國海軍正在評估將電磁軌道炮安裝在DDG-1000“朱姆沃爾特”級驅逐艦的可能性。美國國防部計劃未來使用電磁軌道炮防御彈道導彈、隱身目標、成“蜂群”的水面目標、超音速導彈等,將可能引發海軍作戰方式的變革。
動能武器是未來戰場上的急速殺手,迅速成為國外目前重點研究發展的武器系統。經過40余年的研究,美國目前已先后研制出了多種類型的動能武器系統,其中最為成熟的是動能攔截彈。目前美國重點研制的地基和海基中段彈道導彈防御系統采用的都是動能攔截彈系統。9月,美國海軍正在加緊研制一種被稱為“星球大戰”武器的新型動能武器系統,用來代替現有的艦炮系統。這種動能武器發射的炮彈不需要攜帶戰斗部,彈頭可以以超過3倍音速速度飛行,直接利用高速動能擊毀目標。美國海軍計劃于2016年在海軍試驗艦上安裝新的動能軌道炮武器系統,未來預計動能武器的攻擊速度可以達到5至7倍音速,射程可以超過100公里,不僅可以用于艦對艦海戰,更可以用于空天防御系統,應用前景勢不可擋。
八、網絡作戰技術獨辟蹊徑
作為新興作戰領域,網絡空間在未來高端戰爭中扮演關鍵角色。因此,以美國為代表的網絡強國,積極發展新型網絡攻防對抗技術,網絡攻防技術向深度探測、增強彈性和武器化方向發展。
一是增強對網絡信息的深度探測能力。4月,美國情報高級研究計劃局(DARPA)公開了Memex項目。該項目致力于開發下一代網絡搜索技術,捕捉暗網中成千上萬通常被商業搜索引擎忽略的隱藏網站,并最終繪制出“全景式”因特網地圖。DARPA在2014年底即已啟動“網絡攻擊自動化非常規傳感器環境”項目,旨在研發領先于網絡攻擊的預警系統及技術,以阻斷未知威脅。2015年初,DARPA就該項目舉行了“提案者日”會議,同工業界探討相關技術概念以及內涵,并于發布了跨部門公告,進一步闡明了項目背景、研發目標以及技術挑戰等。
二是增強網絡系統彈性以提高防御能力。DARPA啟動了XD3項目,旨在通過網絡資產分散配置、隱藏防御手段、欺騙或迷惑對手、進行多層防御逐步減緩攻擊效果等手段,提高網絡系統彈性,以應對針對美國軍事數據網絡的分布式拒絕服務攻擊。DARPA于5月20日發布了“防御超級分布式拒絕服務攻擊”(XD3)項目征詢書,以削弱“分布式拒絕服務攻擊”(DDoS)對國防部網絡的影響。
三是網絡攻擊向武器系統蔓延。7月,部署在土耳其邊境的德國“愛國者”防空導彈系統遭受不明網絡攻擊,短暫失控。據推測,攻擊者可能是通過入侵指揮控制系統,或控制導彈軌控和姿控系統的計算機芯片實施網絡攻擊的。這一事件表明,網絡攻擊對象已從單個計算機信息系統、網絡化的信息系統、大規模民用基礎設施,蔓延到與互聯網實施嚴格物理隔離的武器裝備系統,其危害已不僅僅是數據被竊、服務被拒止,而是正在部署的武器系統被癱瘓或被接管,從而達到關鍵時刻左右戰局的目標。
四是美陸軍正在建立網絡靶場。美陸軍通信電子司令部正在建立用于網絡安全訓練的網絡靶場。陸軍方面稱,該網絡靶場最初由第7網絡防護大隊申請創建,已于2015年夏末投入使用,可節省從制定訓練計劃到實際操作所需的時間和成本。夏季全面開放后,該網絡靶場為陸軍人員提供真實的作戰環境,參與者可使用小規模測試實驗室無法提供的企業級工具和服務。該網絡靶場還可支持多種環境和配置,并將現實環境網絡行為者/網絡威脅的特征、動態威脅行為者/代理的網絡攻擊能力納人訓練中。
五是為國防部打造下一代網絡安全系統。過去十多年內,國防信息系統局投入了大量資源,將國防部網絡打造成一體化、安全的協作系統。該系統的核心是主機型安全系統(HBSS)。HBSS是一個基于商業現成的應用程序,經過了嚴格的安全、功能及兼容性測試。但近年來一系列事件表明,美國防部網絡正面臨日益增多的網絡攻擊,且攻擊技術越來越成熟。為應對危機,美國防部當務之急是需要打造下一代網絡安全系統。該系統必須能夠應對不斷變化的威脅,包括防止內部人員的惡意行為,提供全程(小到芯片,大到云服務)安全保障,提高防御的反應速度和有效性,同時有效降低成本。該系統的目標是提供無縫網絡安全防御,提高端到端透明度、提高態勢感知能力、提高信息共享的效率、快速檢測并緩解網絡威脅。
九、3D打印技術受到世界主要國家重視
3D打印技術是一種增材制造技術,它以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印高性能增材制造技術擺脫了模具制造這一顯著延長研發時間的關鍵技術環節,兼顧高精度、高性能、高柔性,可以快速制造結構十分復雜的金屬零件,為先進航空航天器的快速研發提供了有力的技術手段。在未來信息化戰場上,裝備技術保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機,直接把所需的部件一個一個地打印出來,裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰場。另外,3D打印還可廣泛應用于輔助軍事技術研發。未來不僅小型槍支、簡單物資可實現打印,軍艦、飛機、坦克等大型、復雜的武器裝備,甚至食物、軍事基地等都可用3D打印機直接或間接“制造”出來。現在3D打印技術已經應用于軍事方面。
兩年前,一架名為“SULSA”的無人駕駛飛機橫空出世震驚了世界。“SULSA”由英國南安普敦大學的兩位年輕工程師設計和制造,除了驅動用的馬達,包括機翼、整體控制面和艙門在內的所有部件都是在2天時間里“打印”組裝出來的。也就是在短短兩年時間里,3D打印技術已運用于軍事和航空航天領域,造價高昂的戰斗機、艦載機等也都能通過“打印出爐”了。目前,我國已經具備了使用激光成形超過12平方米復雜鈦合金構件的技術和能力,并在航空科研項目的設計試制中投入使用。
近年來,3D打印關鍵技術研究不斷取得突破,性能不斷提升,在軍事領域的應用取得重要進展。2012年,美國Sciaky公司的新型電子束3D打印技術取得重要突破,具備大型金屬部件加工能力。美國國防部和洛克希德·馬丁公司準備將其用于生產F-35戰斗機的鈦、鉭、鉻鎳鐵合金等高價值材料的高品質零部件,前期檢測全部達到要求。2013年,美國“固體概念”公司成功制造出世界上首支3D打印金屬手槍,能夠連續發射50發子彈并保持完好。在維修方面,美國已開始部署基于3D打印技術的維修保障裝備。美國陸軍開發了一種輕質便宜的3D打印機,可以放到背包中,用于在戰場上快速、便宜地制造替換零件。美國太空制造公司的太空3D打印技術的成熟度達到6級,甚至具備了在太空中的樣機演示能力,據稱在2014年向國際空間站運送了首臺3D打印機。
美軍不斷推進3D打印技術的發展,試圖通過材料和制造領域的突破來獲取軍事優勢。今年1月14日,美國著名的電子束、等離子弧及電阻焊接設備制造商Sciaky公司宣布,他們已經成功掌握了使用電子束進行鈦合金3D打印的制造技術。這項技術將被用于生產美國第五代隱形戰斗機F-35的多個零件。4月21日,NASA工程人員通過利用增材制造技術制造首個全尺寸銅合金火箭發動機零件。這是航空航天領域3D打印技術應用的新里程碑。6月,美國防高級研究計劃局(DARPA)啟動“開放制造”項目,旨在增強對增材制造(3D打印)工藝和材料的理解,提高3D打印技術的可靠性,使其成為軍用標準部件的主要制造技術。
十、仿生物技術異軍突起
仿生物科技是將現代生物科技與軍事、物理、化學、材料、信息等領域交叉融合,應用到國防領域的綜合性科技,涵蓋基因組學、蛋白質組學、腦與認知學、遺傳學、組織工程技術等。除傳統的生物醫學和生化防御兩大領域外,近年美國已在腦控與控腦、生物材料、仿生機械、生物電子、生物計算、合成生物學等多個領域取得多項重大突破,實現了士兵作戰效能倍增、武器裝備性能提升、戰場醫療水平改善,將顛覆作戰模式,引發新一輪軍事變革。
研究腦控與控腦武器,顛覆作戰模式。腦控武器能讓士兵遠程意念控制機器人等先進武器系統,實現人與武器裝備高度融合。DARPA已實現意念控制F-35飛行模擬器。控腦武器通過影響人體重要生理機能,實現對人體可控可逆的致傷或控制,避免傳統武器的大規模殺傷效果。美國DARPA成立生物技術辦公室,目標是整合生物學、工程學和計算機科學,發展基于生命科學的新一代裝備和技術,標志著美軍已將生物技術提升到新的戰略高度。美國IBM公司研制出第二代仿腦計算機芯片“真北”。該芯片神經元和突觸總數分別達到100萬個和2.56億個,功耗僅70毫瓦,是第一代芯片功耗的1/100。該芯片是一種具備感知、識別、學習等多種認知能力的新興計算芯片,未來將顯著提升無人系統的自主化水平。
利用神經科學、分子生物學等技術激發士兵體力、耐力與智力潛力,打造超級士兵。借助腦機接口技術提高士兵認知能力,士兵可在3秒內識別出視場內100個威脅目標。開展快速適應惡劣環境、快速緩解肌肉疲勞、7天7夜不眠等研究,提高士兵對極端環境、超重負荷、嚴重脫水甚至戰場受傷等情況的適應能力,保證士兵在惡劣環境下長時處于巔峰作戰狀態。
開發仿生裝備,提高作戰性能。“大狗”機器人、動力外骨骼、勇士織衣、壁虎皮攀爬工具、動力游泳裝置等仿生裝備可大幅提高士兵負重、奔跑、攀爬、水下作戰等能力。美軍已于2014年開發出第二代類腦芯片,模仿人腦的結構和信息處理方式,以極低的功耗對信息進行異步、并行、低速、分布式處理,具備感知、識別、學習等多種能力,數據處理和圖像識別能力達到傳統計算機的數百倍。
利用合成生物學打造生物基制造平臺,批量生產新材料。DARPA從2011年開始就啟動了“生命鑄造廠”研究計劃,利用生物體作為規模化的細胞工廠,快速合成生物燃料、高效半導體材料等新材料。目前該計劃已經進入第二階段,將于2019年前合成出1000種新分子,制造出具備全新性能的新材料。
開發新型救治技術及裝備,大幅提高士兵戰場生存力。重點研究失血幸存技術,基于聲止血原理開發出新型止血材料和設備,將深度出血止血時間降低至4分鐘以內;通過人工促使傷員進入冬眠狀態,將重度失血后的黃金搶救時間由5分鐘延長到3小時以上。DARPA開發出便攜式手術機器人治療設備,能夠在戰場環境下由后方醫生遠程遙控實施手術。
(作者是國防大學軍事后勤與軍事科技裝備教研部教授;來源:昆侖策研究院)
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