2020年世界国防科技发展综述

作者:Yobo体育

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2022-09-01 06:01:51

  近年来,世界主要军事强国积极推进国防科技战略布局,加大战略性、前沿性、颠覆性技术研发投入,持续通过技术创新和集成运用,探索信息化、智能化相互交融的新作战样式,变革作战指挥方式、训练方式和保障方式,打造全新的指挥链、杀伤链、供应链,谋求新的战略竞争优势和作战优势。2020年,世界国防科技发展呈现出一些新的动向,值得高度关注。

  随着人工智能、量子科技、5G、高超声速、定向能、太空等前沿技术的快速发展,科技创新运用与科技认知力成为推动新一轮军事变革的重要引擎和核心变量。军事强国着眼科技变革未来作战体系、科技制胜未来战场,以信息化和智能化融合发展为牵引,统筹科技发展战略,加大前沿技术投入,优化前沿技术布局,争夺未来战场的制高点、主动权和掌控力。

  为确保前沿科技发展,世界军事强国发布多种技术发展战略,明确发展方向。在国防科技领域,美国已建立起从《国防战略》、国防部科技战略到军兵种与机构科技战略的战略规划体系,统筹谋划未来10~20年的科技发展。

  10月15日,美国发布《关键与新兴技术国家战略》,确定了先进计算、先进常规武器技术、先进传感、航空发动机技术、先进制造、人工智能、自主系统、太空技术、量子科技、通信与网络技术、半导体与微电子技术、生物技术等20个关键与新兴技术领域,通过“推进国家安全创新基础建设”和“保护美国技术优势”两大支柱性举措,强化美国在关键与新兴技术领域的竞争优势。国防科技工作重点围绕确定的11大重点技术领域(微电子、5G、高超声速、生物、人工智能、自主系统、网络、定向能、量子技术、全联网指挥控制与通信、太空),强化科技资源投入,加速技术创新应用。

  4月,韩国国防采办计划管理局发布《2020~2034年核心技术计划》,为今后15年先进军事系统所需核心技术的发展提供方向,明确了140个详细的技术方向,涉及8个优先技术领域,即:基于自主和人工智能的监视与侦察,高度互联的情报、指挥与控制,高速、高能量的精确打击,面向未来的推进和隐身技术,无人作战,高科技单兵作战系统,网络响应与保护,先进未来技术。

  5月,北约科学技术组织发布《2020~2040年科技趋势》报告,分析了未来20年国防科技发展趋势,确定了数据、人工智能、自主技术、太空技术、高超声速、量子、生物和材料等具有战略变革性的八大“新兴和颠覆性技术”领域及重要技术组合方式,并评估了对北约安全的影响。该报告将作为北约军事科技发展的指导性文件,为其制定科技路线图和开展科研活动提供依据。

  10月19日,英国防部发布2020年版《科学与技术战略》,提出国防部应强化对未来技术前景的理解,强化国防科技创新与运用能力,谋求先发优势,为下下一代军事能力的发展奠定基础。该战略突出强调“明确关注未来”的指导原则,通过理解和评估概念性机会,判断科技可提供的决定性优势,超前研究尚未纳入国防需求的技术,并积极开展试验,勇于承担风险,以获取相对于竞争对手的先发优势。报告形成了“立足当下-着眼长远-谋划未来”的战略布局,指导英军科学准确地把握未来国防科技发展趋势,进而帮助英国塑造未来竞争优势。

  10月,日本发布《综合创新战略2020》,提出在人工智能、生物技术、量子技术、材料技术等领域加速创新,提高竞争力,日本防卫省优先发展太空、网络、电磁频谱和海空技术,加快军事应用。

  随着国防科技发展速度的日新月异以及深度和广度的不断拓展,其对经费的需求也越来越大。

  为保障国防科研工作顺利开展,美国防科研经费连续几年稳步增长,从2018财年的746亿美元、2019财年的930亿美元、2020财年的1054亿美元,增长到2021财年的1066亿美元,相较2018财年增长率高达42%。2021财年预算申请突出进一步发展美国防部强调的“先进能力使能器”概念,优先投资高超声速、微电子/5G通信、人工智能和自主系统、太空、量子科学等能从根本上改变指挥控制、决策速度和作战节奏的关键新兴技术,以建设一支更具杀伤力和全域作战能力的部队。

  日本防卫预算连续8年增长,2021财年预算达517亿美元,较2020财年增长约0.5%。其中研发经费主要包括:3.236亿美元用于研发射程达900千米的反舰导弹;约1600万美元用于研究将已购买的2套陆基“宙斯盾”系统,集成到导弹防御专用舰;5.563亿美元用于研发下一代战斗机;11.5亿美元用于研发光学望远镜、能探测高超声速武器的卫星星座;2.7亿美元用于网络空间安全建设;2520万美元用于高能激光武器研发;约370万美元用于测试5G技术在自卫队基地的使用。

  国防科技创新是巨大的系统工程,越来越依赖国家层面的大协同、大投入和大设施支撑。军内科研机构是开展基础研究、技术转移,使国防部更好地采用技术、保持世界领先技术优势的核心基础,是联系学术界和工业界的关键纽带。

  美军已经建立军内研究实验室、工程中心、作战中心与机构共72个,研究范围覆盖陆、海、空、天、电所有领域的军事技术,总人数近6万人,其中科学与工程人员约4万人。人工智能是美军引领前沿技术的重点领域,为了适应快节奏、强竞争的技术变革过程,吸引和培育世界级的一流人工智能团队,美国防部在不同层面上创新性地设立了不同形式的机构,启动了一系列全新模式的研发计划。其中,联合人工智能中心负责统筹全军人工智能力量,关注近期技术的快速应用;国防创新小组通过与大学和企业成立联合实验室的方式,寻求通过商业人工智能方案解决国防部问题;DARPA则将投资重点转向第三次人工智能浪潮,更加关注未来。这三个部门互相补充、有效合作,分别推进长期、中期和短期的人工智能技术发展及军事应用。

  世界主要国家借鉴美军经验,陆续成立相关国防科技创新机构,推动技术创新和应用。2020年以来,意大利提出组建类似美国DARPA的国防创新机构,法国提出组建创新国防实验室,英国宣布拨款10亿美元建立类似美国DARPA的机构——高级研究计划局(ARPA),德国成立网络和关键科技颠覆性创新机构,以更好地利用先进的民用技术,跟上世界国防科技前沿创新的步伐。韩国陆军将建立研究人工智能、隐身技术和激光武器的研究所,以快速有效的方式开发陆军所需先进技术;已向负责军方项目研发的国防发展署提交了10个项目,包括开发无人机、激光系统、隐身技术、量子力学、仿生学、人工智能和下一代士兵平台等。加拿大政府11月宣布将为加拿大国防研究与发展中心建设新的现代化研究设施,包含80个新的多学科实验室,加拿大国防部长哈吉特·萨吉安表示,为科技人员配备现代化多功能基础设施,将使加拿大在未来保持国防研发的领先优势。

  微电子、人工智能、大数据、云计算、网络空间、太空、量子科技等前沿技术在军事领域的广泛应用,正不断催生新的作战概念,变革未来作战方式,拓展作战空间,推进战争形态加快向无人化、智能化演进。

  作战概念创新引领军事能力发展。作战概念主要是基于安全威胁挑战、技术发展趋势,对未来作战问题、作战场景、作战体系、制胜方式、关键技术等进行前瞻设计。开发作战概念引领军事创新,一直以来都是军事强国保持军事技术优势的重要举措和经验。近年来,为适应重回大国竞争时代的战略需要,备战以中俄为战略对手的大国冲突,引领科技革命创新浪潮,美军正加速发展前沿技术,强力支撑国防部、各军兵种以及DARPA的新型作战概念开发,创新打造联合全域作战、多域作战、分布式作战、穿透性制空、有人-无人协同作战、无人蜂群作战、远征前进基地作战、太空联合作战、认知电子战、电磁频谱作战、作战云、马赛克战、决策中心战等陆、海、空、天、网、电全域系列作战概念,指导和牵引美军超前设计未来兵力,探索试验未来部队,打造新型作战力量。

  重点开发“联合全域作战”概念。2020年1月,美参联会副主席约翰·海顿表示,联合参谋部正在开发“联合全域作战”概念,并表示“该概念将是美军未来整体预算的重点,赋予美军无法比拟的作战优势,以在未来冲突和危机中无缝集成作战能力,有效指挥控制全域作战”。美军已举行两场“全球一体化演习”,模拟与中俄开战的作战想定,以实现“联合全域作战”概念。

  3月,美空军发布《美国空军在联合全域作战中的作用》,旨在联合所有作战域的传感器和信息数据,实现全域协同作战。5月,美空军委托兰德公司对2030年美将面对的战争形态进行了全景式预测,并发布系列报告。7月,美参联会主席责成各军种开发未来联合全域作战概念的主要技术,设想跨陆、海、空、天、网络作战域实现无缝协作,空军负责联合全域指挥控制,海军负责全球联合火力打击,陆军负责后勤保障,海军陆战队负责信息优势。

  12月,美参联会发布最新版《联合作战计划制定(JP5-0)》,对美军作战计划体系进行了近30年以来最大幅度的调整,重塑了美军作战计划体系,核心是响应大国竞争时代新的战争计划要求。

  2021年1月,美参联会副主席约翰·海顿表示,受新冠疫情影响,原计划2020年底推出的《联合作战概念》将推迟到2021年春季发布。

  无人化作战崭露头角。科技进步推动战争由物理域向信息域和认知域等新型作战空间扩展,战争形态从能量主导向信息主导、平台对抗向体系对抗、网络制胜向决策制胜转变。以人工智能、自主系统为标志的军事智能科技快速发展应用,加速了无人化作战进程的到来。

  美、俄等世界军事强国加速发展智能化无人化系统作战平台,美军已拥有近万个空中无人系统、1.2万个地面无人系统,无人侦察机、无人潜航器、无人地面战车等具有智能特征的无人化装备引发广泛关注。美军近年大力发展的“罗盘”“指挥官虚拟参谋”“阿尔法智能”等智能作战辅助决策系统,强力推动“人在环路中”的指挥控制模式向“人在环路上”“人在环路外”变革;DARPA布局“打破游戏规则的人工智能探索”等项目,通过大规模数据实时自主学习,探索战争博弈从技能较量向智能较量转变的未来作战方式。

  2020年1月,美军利用情报侦察、无人机和精确制导技术,精心设计了无人机定点清除式作战样式,对伊朗“圣城旅”指挥官苏莱曼尼实施了精准“斩首”行动。

  聚力开展“联合全域指挥控制”概念技术试验。“联合全域指挥控制”是美军当前着力发展的新型指挥控制能力,旨在将所有分布式传感器和射手近实时连接起来,遂行跨越陆海空天网所有作战域的指挥控制。

  2020年,美军开展多次“联合全域指挥控制”技术试验,验证了利用智能算法、云架构和5G技术,在多军种、多域战作战单元间快速共享态势信息、实施高效智能指挥控制的可行性。

  2020年8月和9月,美空军“先进战斗管理系统”开展第二次和第三次试验:8月的试验中,利用分布式传感器网对模拟来袭巡航导弹进行探测、跟踪和引导攻击,通过云、5G网络、“星链”卫星共享数据,引导陆军榴弹炮、空军无人机载近距对空导弹等多个武器系统,对模拟导弹进行了成功拦截;9月的试验中,由一艘退役护卫舰作靶舰,多架海空军飞机、多艘巡洋舰、一艘快速攻击潜艇共享态势信息,最终由潜艇发动攻击,击沉靶舰。

  2020年8月,美陆军在“融合计划2020”演习中,利用低轨侦察卫星和“灰鹰”无人机同时探测空中和地面目标,数据经处理后回传给前方部队装备的“火力风暴”人工智能辅助决策系统,自动选择最合适的武器系统在20秒内摧毁了多个目标。通过联合试验,美军验证了分布式、多类型传感器的信息共享以及传感器到射手的高效指挥控制,同时对“联合全域指挥控制”相关战法进行了演练和验证。

  谋求制胜大国冲突新型作战优势。美国新版《国家军事战略》提出“要像拳击手一样,以力量、敏捷性、耐力、适应力、灵活性和认知能力为基础,保持战备姿态”,突出作战实验和科技创新,通过快速验证、快速迭代,确保新能力快速生成。

  2019年12月,参联会发布《推行联合兵力开发与设计》指令,着眼“在颠覆性变革背景下,能够在思想上、机动上、战斗力上超越和战胜任何对手”,认为未来大国冲突取胜的关键不再是飞机、舰艇、坦克等武器平台,而是能把这些先进武器连接在一起跨域协同、多域聚能的未来作战网络。可以预测,美军将通过管理创新、兵力结构再设计、联合技术演示验证等手段,利用“改变游戏规则的技术”,集成革命性的能力,打造全新部队结构,形成以快捷高效感知力、跨域协同指控力、分布聚能杀伤力、远程机动投送力、复杂环境适应力、高端冲突生存力等为典型特征的新型作战优势,设计使对手在技术上“看不懂”,战术上“难预测”,行动上“跟不上”,支撑上“打不起”的战争。

  当前,以科技创新发展与应用为核心的军事大国竞争日趋激烈,国防科技呈现强劲发展势头。2020年,以人工智能技术、网络攻防技术、太空对抗技术等为代表的高新技术取得一系列新突破、新进展、新应用,持续推进新质作战能力的形成。

  军事智能科技已成为未来军事变革的核心驱动力,是世界军事强国国防科技发展的重点和热点,2020年在军事应用方面取得新突破。

  大幅提升战场情报处理和网络攻防能力。当前,人工智能在处理战场传感器数据方面发挥越来越重要的作用,可将战场数据及时分析处理转化为可用的情报,帮助作战人员更有效地决策和行动。

  9月,美军具备智能情报处理能力的“敏捷秃鹰”吊舱完成在MQ-9“死神”察打一体无人机上的演示验证。“敏捷秃鹰”吊舱借助人工智能技术和机载计算机,可对无人机获取的海量战场信息进行自动检测、筛选分类、标记和高威胁目标判断,大大增强战场情报处理能力。在网络攻防领域,美军正在开展的“大规模网络狩猎”项目,利用人工智能和大数据技术检测网络威胁并自动生成防御措施;“增强归因”根据网络攻击事件碎片痕迹,自动分析攻击源地址及黑客行为特征,预测网络攻击行为;“利用自主系统对抗网络对手”则是依靠技术、算法自动化识别被感染的设备并清除其上的恶意代码,防止网络空间的“灰色地带”被恶意利用。

  ◎ 2020年9月,美国防部宣布“敏捷秃鹰”吊舱完成在MQ-9“死神”察打一体无人机上的演示验证

  变革未来作战样式和后勤保障模式。2020年8月18~20日,DARPA与美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室共同举办“阿尔法狗斗”挑战赛决赛,该挑战赛由“空战演进”(ACE)项目资助,共有8支团队参加,苍鹭系统公司的人工智能团队使用其开发的“法尔科”(Falco)人工智能算法击败了其余7支团队成为冠军,并在紧随其后的人机大战中以5:0的成绩大胜美空军F-16战斗机飞行员,展示了卓越的智能化无人空战能力,预示着未来空战决策主体将从单纯的人类飞行员逐步过渡到人机混合智能,推动未来空战向有人-无人协同、无人自主作战方向发展,有望颠覆未来空战模式。在后勤保障领域,美陆军研究人员研究近15年来4000架UH-60“黑鹰”直升机的130万次飞行以及100种不同类型的演习数据,建立了一个功能强大的人工智能模型。该模型能够以接近100%的准确度预测哪些关键部件将发生故障,以及这些部件将以何种方式以及何时发生故障,大幅降低现有机队的维护成本。

  人工智能助力反无人机能力发展。美陆军启动“远征技术研究计划”,开发人工智能和机器学习算法,开展反无人机技术验证。美空军着手开发反无人机指挥控制管理系统,目的是提供高效的自动化指挥控制、射频和拦截技术。俄罗斯卡巴斯基实验室推出“卡巴斯基反无人机系统”,通过构建人工神经网络,对目标设施周边各类传感器收集到的数据进行分析处理,可迅速发现和识别目标设施周边一定区域内出现的无人机,自主进行无人机分类,并采取相应的限制或压制措施。

  9月,英国防部长杰里米·奎因宣布,经过一系列成功测试,英国皇家空军的ORCUS反无人机系统(C-UAS)已达到初始作战能力,该系统融入先进的人工智能和机器学习技术,通过干扰无人机的无线电信号,保护英国空军基地免受敌方无人机攻击。

  人工智能、大数据、云计算等技术的快速发展及其在网络空间的深度应用,将大幅提升网络部队遂行作战任务时的数据处理效率,压缩杀伤链环节,打造新的作战体系和技术支撑架构。

  构建面向联合作战的新型网络空间作战体系。美网络司令部司令中曾根表示,美军正以“联合网络作战架构”为指引,构建通用集成可扩展、具有更强威慑与攻击能力、深度融入跨域联合作战的“通用网络作战系统”。重点发展5种作战系统:“统一平台”,为网络任务部队提供通用主战系统;“持续网络训练环境”,为网络部队提供高质量联合作战演训环境;“联合网络指挥控制系统”,为指挥官提供可视化作战管理能力;“网络传感器”,为网络防御和作战决策提供情报信息支撑;“通用火力平台”为军种网络司令部提供通用网络对抗能力。上述系统相关功能在2020年得到优化完善,可搭载各种网络作战工具和武器,集侦攻防于一体,自动化程度高,使用门槛低,便于全军通用和规模化列装,将进一步提升美军整体网络作战能力。

  验证网络技术攻防和全域联通能力。2020年以来,美军加速推进天基宽带互联网、5G移动网络、移动自组网等网络技术的发展,谋求构建全域覆盖、高速稳定、保密抗扰、灵活链接、隐蔽精准的网状网络,支持未来全域作战。

  3月,美国防部研究与工程副部长办公室启动“全联网指挥控制与通信”项目,旨在开发一种全新的指挥控制与通信体系架构,实现跨陆海空天、跨军兵种的全域全时连通能力,为美军“联合全域作战”提供支撑。

  ◎ 2020年5月,来自全球超过1200支队伍参加了美空军举办的“2020年太空安全挑战赛”资格赛

  持续开展网络攻防使能技术研发。根据美国防部2020财年预算申请,美军共编列了用于情报分析的机器学习技术、脆弱性缓解技术、自动化网络防御技术、网络弹性技术、网络威胁检测技术、电力系统网络安全技术、控制系统网络安全技术、卫星网络安全技术、网络攻击溯源技术、网络伪装与欺骗等23项大型技术项目,持续发展先进的网络攻防技术手段。

  5G作为新一代移动通信技术,将极大提升战场侦察监视、通信能力,有效贯通指挥链、杀伤链和保障链,催生无人化、智能化战争样式,被誉为新型军事能力的基础性技术,备受军事强国重视。

  抢占5G技术发展优势。2020年3月,美白宫发布《保护5G国家战略》,旨在重新抢占5G优势;5月,美国防部发布《国防部5G战略》,将5G确定为美军第二优先发展技术。美国防部2020财年投资2.75亿美元用于5G技术研发和试点应用,《2021财年国防授权法》申请15亿美元用于5G/微电子研发,成立5G跨职能团队,指导5G军用落地。

  加快推动5G军事应用测试。美国防部已选定12个军事基地探索5G试点,包括测试5G网络与雷达系统频谱共享、搭建智能仓库5G网络、支持前线作战基地和战术作战中心无线连接、保障基地训练、军民双向频谱共享等,力图凭借其低时延、高速率、海量连接优势颠覆未来战场通信模式。在国防部5G战略的指导下,美军各军种也在积极开展5G网络部署和各种技术试验,其中空军是目前推进最快的军种,2020年初已完成第一批10个基地的5G网络设施安装,这些基地将在2021年或2022年拥有5G网络连接。

  6月,美国防部发布《太空防御战略》,规划了美国防部未来十年推进军事太空力量建设,发展太空作战理论,保持技术创新优势,加速完成太空力量从“支援地面联合作战”配角向“主战太空”主角的角色转换,形成强大的太空威慑力、实战力。

  构建太空星座网络,提升作战体系弹性。美国防部计划从2020财年起,在距地800~1200千米部署未来太空体系架构,近期目标是开发近地轨道天基信息传输网络,美军及国防部所有的指挥控制系统(包括空军的先进战斗管理系统、陆军的战术情报目标接入点移动地面站、海军的一体化火控-防空系统等)都链接到该网络;远期目标是构建由千颗卫星组成的、集战术天基信息支援与攻防于一体的未来太空体系,显著降低太空系统的复杂性和脆弱性,使体系更具弹性。

  4月,SpaceX公司“星链”互联网星座参与美陆海空三军的“联合全域指挥控制”实战演习,这表明作为改变游戏规则的低轨卫星星座未来将直接参与美军的作战行动。未来“星链”计划下的42000颗卫星一旦部署完成,将会充分利用其高分布性、灵活性、快速重构性等特点,实现高抗毁伤能力,即使部分节点遭破坏,也不会影响作战体系的整体效能。

  发展星载Link 16数据链终端,拓展各作战域间的互联互通。美空军研究实验室设立了“XVI”项目,目标是在低轨卫星上部署Link 16战术数据链,强化拓展各作战域间的互联互通。

  2020年5月,美国洛克公司研制出一种可接收、发射Link 16信号的展开式L频段卫星天线,将搭载于美国卫讯公司为美空军研制的低轨小卫星,验证在低轨小卫星上使用Link 16的可行性。在没有星载终端的情况下,Link 16数据链可以通过卫星来实现视距扩展,但只是将卫星作为一个“信息中继器”来用,在信息传输的实时性、完整性、安全性等方面存在很大局限,无法支持实时联合作战的需求。星载Link 16终端可实现更为高效的超视距连通,大幅提升Link 16数据链的灵活性与覆盖范围。未来,星载Link16终端与先进的星间链路、新一代太空体系架构结合,数以千计的太空节点可与其他域作战系统组成海量的杀伤链路由,推动杀伤链向杀伤网的演进。

  推进太空实战化能力建设。2月,美国“任务扩展飞行器-1”与耗尽推进剂的“国际通信卫星-901”在坟墓轨道成功对接,并于4月以充当姿轨控系统的方式,使该卫星恢复运行,首次实现在轨服务航天器工程应用。“任务扩展飞行器”的能力表明其机动性强,且拥有一定的针对军事卫星实施侦察、拖曳离轨等操作的潜力,显示出在地球同步轨道捕获和移除对手卫星等军事运用潜力。

  3月27日,美太空军宣布,“太空篱笆”雷达系统已通过作战验收,具备初始作战能力,将显著提升美太空军的太空监视能力。同月,美太空军唯一公开的进攻性太空对抗武器——“通信对抗系统”Block 10.2版经过两次升级后具备初始运行能力,已交付至彼得森空军基地。“通信对抗系统”Block 10.2版包括16个子系统,开发了先进软件,引入新的频段和应对对手卫星通信技术进步的新技术。该太空电子战系统用于干扰敌方卫星的通信信号,可机动部署,效果可逆。

  量子信息技术是抢夺未来战场算力霸权、绝对安全通信和超高精度测量优势的颠覆性技术,具备机理性计算、通信和传感优势,未来可能颠覆战场指挥决策、情报破译、武器装备材料研发的模式,从战略、战术各个层面改变未来战争形态和作战样式。

  推进量子技术创新与军事应用。2020年美投资7500万美元建立三个国家量子信息科学中心,分别开展量子计算、量子精密测量、量子结构和网络的研究。美军启动三大量子信息技术军事应用探索。

  4月,美国防部创新小组宣布将启动量子导航卫星研制项目,以实现在无GPS信号、GPS受到干扰失灵或系统被毁的情况下,为卫星提供精确的定位、导航与授时服务。

  8月,美陆军资助麻省理工学院和桑迪亚国家实验室成功将128个量子位集成于光子芯片,向大规模量子处理器制造迈出重要一步,将影响量子网络构建和分布式传感能力。

  12月,美空军研究实验室(AFRL)向全球量子学科学家和工程师提供17笔量子基础研究资金,旨在加速量子技术的科学创新与军事应用,为美军提供技术支持。AFRL科学研究办公室重点征集了通信、计算、传感、授时领域的提案,特别是利用GPS拒止环境下的量子导航传感器、光学原子钟、量子计算系统等为美军提供超越经典“量子信息科学”的解决方案。

  量子通信技术取得重要进展。2月,英国化合物半导体技术全球公司开发出量子密钥分发器和探测器技术,利用单光子量子光源、单光子探测器可完成量子密钥的分发,可支持完全安全的量子网络通信。

  4月,加拿大渥太华大学研究人员在长达30米的模拟湍流中,以72千比特/秒的速度实现量子通信,这是迄今为止此类链接最长的距离,未来水下量子通信的最大距离可达到80米,有望实现潜艇和水面舰艇之间安全的量子通信。

  12月,印度国防研究与发展组织在两个实验室之间成功演示量子密钥分配技术,验证了量子通信的安全性。该技术采用时间仓量子密钥分发方法进行现实条件下的量子通信,演示中还对试图获取通信信息的第三方进行了检测验证,该技术为安全共享密钥提供了有效解决方案。

  ◎ 2020年4月,加拿大渥太华大学研究人员在长达30米的模拟湍流中,以72千比特/秒的速度实现量子通信

  当高速网络、人工智能、云计算等新兴技术的发展将目标发现、定位、跟踪以及任务规划的时间从分钟缩小到秒级之后,交战的物理速度就直接决定着杀伤链的闭合速度。因此,主要军事强国积极发展高超声速武器,以期率先达成“以快制胜”的目的。

  加快推动助推-滑翔高超声速武器技术试验和部署。当前,美军在高超声速领域开展项目已超40项,《2020财年国防授权法》已批准国防部斥资1亿美元成立联合高超声速转化办公室,负责制定并实施一体化高超声速科学技术路线年的总投资,未来4年美军将开展40多次高超声速飞行试验。美国“通用高超声速滑翔体”首次飞行试验取得成功。试验中,飞行器由“战略目标系统”三级运载器发射,飞行约3200千米后击中预定目标。该试验表明“通用高超声速滑翔体”技术方案基本成熟,有望快速转化为武器型号。美国明确近期基于弹道导弹机动弹头技术,发展陆、海、空三军通用型高超声速助推滑翔导弹,预计最早2021年形成早期作战能力,并同步推进更高性能高超声速巡航导弹和基于楔形弹头的助推-滑翔导弹研究。俄罗斯已部署“先锋”高超声速滑翔弹,同时还在加快“锆石”高超声速反舰巡航导弹试验,已于2020年10月从22350号护卫舰上成功发射。

  积极发展高超声武器防御技术。各国在发展高超声速攻击武器的同时,也在积极发展高超声速武器的防御技术。美国防部正在改进现有陆基、海基、空基以及天基传感器能力,推动构建低轨道的天基传感器层;美国和俄罗斯正在发展助推段、中段、末段全程跟踪监视、多手段拦截的高超声速导弹防御系统。

  2020年8月4日,在第23届太空和导弹防御年会上,美国导弹防御局局长乔恩·希尔首次透露了高超声速防御未来发展构想。在预警探测方面,利用低轨“过顶持续红外”(OPIR)宽视场传感器进行高超声速预警,利用“高超声速和弹道跟踪传感器”(HBTSS)进行连续跟踪。美国将在2024年形成由70颗“过顶持续红外”和“高超声速与弹道跟踪传感器”卫星组成的卫星星座,实现对重点区域的覆盖。火力拦截方面,基于“宙斯盾”系统和“标准-6”1B导弹,形成海基高超声速末段防御能力;探索高功率微波等新概念技术,形成全面的战区级高超声速分段多次拦截能力。

  定向能技术以其成本低、能量无限的优势,为未来防空反导、反无人机作战等提供了可能。当前,100千瓦级以下的激光武器技术已实现武器化,高功率微波技术在军事领域的应用不断拓宽,一旦部署,将对未来作战带来颠覆性影响。

  美积极开展定向能武器技术演示验证。近年来,美多措并举大力发展定向能武器技术,美国防部调整成立“联合定向能转化办公室”,任命国防部研究与工程副部长为定向能武器发展与演示验证的专责官员,集中负责、加快推进定向能武器技术的发展与能力部署。

  ◎ 2020年12月,美空军在非洲对其反无人机“战术高功率微波作战响应器”(THOR)进行了实地测试

  5月,动力系统公司披露,其最新型激光武器的功率将从100千瓦提升至300千瓦,并将在2022财年进行样机系统演示。美诺·格公司完成150千瓦级“激光武器系统演示样机”(LWSD)首次海上试射,成功击落无人靶机,是这一功率级别的固体激光器首次进行系统级别应用。12月,美空军在非洲对其反无人机“战术高功率微波作战响应器”(THOR)进行了实地测试,验证了该系统干扰并摧毁无人机/蜂群的能力。该系统收纳于一个集装箱中,配备可360°旋转并上下移动的微波脉冲发射器;发出的短脉冲高功率微波可同时应对多个不同方位的近距离目标,可致盲无人机并将其摧毁。

  以色列激光武器技术取得重大进展。1月,以色列国防部披露,在以色列国防研究与开发局、国防工业界和学术机构的合作下,高能激光武器项目取得技术性突破,成功克服大气干扰,将激光束精确聚焦在远距离目标上。该新技术是在短时间内将激光效应传递到目标上的关键,使得激光武器能够拦截各种威胁。

  2月,以色列拉法尔先进防御系统公司发布视频,首次展示“无人机穹顶”系统使用激光摧毁商用四轴飞行器。视频中,激光系统安装在“陆虎”车上,使用光电传感器跟踪四旋翼无人机,并用激光束对准目标,直至其落至地面。

  总体来看,技术的创新发展与快速运用是改变未来战争形态的核心要素。2020年以来,尽管世界各国饱受新冠疫情之苦,但军事强国加快推进前沿技术创新和军事应用的步伐并没有停下来,以“作战概念-作战场景-作战任务-作战能力-技术需求”为逻辑主线,积极布局和发展可能改变未来战争形态的关键技术。特别是美参联会在2021财年预算中首次安排经费,专门开发以中国为作战对手的联合作战概念,以人工智能、网络、太空、量子等前沿技术为主变量,架起联合作战概念与新质作战能力之间的技术桥,以联合技术演示验证为根本手段,推动发展战场各作战力量、作战单元和系统资源,使其高效协同、一体联动,实现由网络中心战向数据中心战、决策中心战的转型,需引起我们高度重视,不断提升对战争的认知力和想象力,对技术的创新力和运用力。