编者按 国防力量是维护国家繁荣发展的基石，是保障领土完整的根本。艾跃进教授曾说“：尊严只在剑锋之上，真理只在大炮射程之内”。本版以四种我国现役武器中较为先进的武器装备为例，通过对其科技水平的科普或未来发展的展望，让读者真切认识我国国防科技发展水平。


　　DF-17导弹在高温环境飞行 隔温耐热问题如何解决？

　　高超音速飞行器在大气中飞行，速度达到8马赫时，飞行器的头锥部位温度可达2000℃，其它部位的温度也会在600℃以上。为解决隔温耐热问题，这类武器在设计上通常采用以下方法。
　　一是普遍采用耐热材料。长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料，对于高超音速飞行器非常关键。
　　二是采用热结构一体化设计。高超音速推进系统由于存在极强的热负载，需要燃料本身在循环过程中承担冷却任务，因此在机体设计中，使用了燃料供应与冷却系统设计一体化。专门的冷却系统可以使燃料通过弹体壁毛细循环，用低温燃料冷却弹翼前缘和弹头扩展部位等发热的关键位置。液氢等低温燃料和冷却剂经过循环加热后，不但能带走热量，还使自身温度上升，提高了燃烧效率。
　　三是加装隔热和散热材料。
　　在弹舱内壁增加隔热材料，保护舱内仪器正常工作。在弹头烧蚀严重的端头部使用烧蚀散热涂装材料，当发生严重烧蚀时，这些涂装材料能吸热融化，随气流烧蚀分离，带走大部分热量。
　　四是优化气动设计。高超音速飞行器通常要求尽可能地减轻结构重量，因此符合高超音速空气动力/热力学的设计对其发展非常关键。当飞行器以高超音速飞行时，会产生很强的激波，激波与附面层之间相互干扰，在高超音速气流驻点附近产生极高的温度，能使附近的气体分解和电离，形成相当复杂的混合气体。因此需要优化设计，减少激波，避免或减少驻点的形成。
　　作为助推滑翔式的“东风”17高超音速弹头，虽然缺少专用的动力系统，但在优化气动设计和采用耐热、隔热材料方面技术已经趋于成熟。

（李文盛）

　　AI全面加持坦克火控 多重识别有望实现“一键歼灭”


　　如果说现在坦克火控的顶尖水平是自动跟踪火控，那么触手可及的未来，则是将目前势头正盛的人工智能技术融入火控系统，让坦克武器系统从自动化迈向智能化。从分划镜到扰动式火控，再到稳像式火控和自动跟踪火控，火控技术的发展都走向了减轻炮手负担的方向。
　　作为无数科幻作品中企图“取代人类”的存在，人工智能在图象识别方面的运用已有相当的经验。在车机系统处理器已经越来越优秀的今天，人工智能系统已经能够颠覆目前的目标识别与解算方式，而后很可能衍生出大量新的技术运用思路，形成一轮火控技术新概念的“井喷”效应。
　　虽然神经网络图像识别已经相当优秀，极大地降低了成员组的工作压力，但是距离实用还有一定的距离。AI图像识别的优势在于可以快速综合多个传感器完成目标判读，而缺点是依然会受到各种障碍的影响。图像识别技术可以识别出坦克的完整轮廓，但是依然很难在树丛或烟障遮挡下联想出正确的坦克。如果出现大量误判，甚至对“方炮塔，圆炮塔”特征误判敌军友军，则会严重妨碍作战。就美军在伊拉克的经验看，大部分有缺憾的先进系统是因为误报过多被使用者关掉的，而不是故障有多致命。在高压的前线环境下，可靠、稳定才是核心，热成像仪上沾有泥土、粉尘甚至昆虫都是常态，必然会对AI图像识别产生严重影响。
　　图像识别作为现代技术中自动跟踪火控的完善和进步，必然有尝试的价值。图像识别技术也将会有自己的学习库，并且在长期的磨合中逐渐变强，最终实现真正的“一键歼灭”。

（黄天）

　　歼-20会实现垂直起降吗？

　　歼-20C，一个由《流浪地球2》剧组想出的名字，双升力风扇+双发动机的设计让人眼前一亮，未来感十足的机械设备和航天器也无法撼动其带来的震撼感。
　　不论战机是新是旧，机型依赖固定的大型机场/基地，需要长长的跑道进行起降是不争的事实。飞机跑道普遍需要3000米，宽度50米，基础建设投资很大，这大幅度限制了战斗机的起降范围和灵活性。
　　垂直起降机型便在这种强烈的军事需求中应运而生。垂直起降战机不同于普通战机，其最大的难点不再是发动机的推力大小，而是转移到了发动机控制系统上——因为要让战机平稳的垂直起降，需要在控制系统上花费大功夫，力矩平衡要时刻保障——在起降时，主推力和机头升力都从一台发动机引出，而且发动机还必须做多余功率储备，提高侧面旋转能力。
　　再细看电影中的“歼-20C”，不仅具备两台尾部发动机，还配备了很强的升力发动机，在升力发动机打开的瞬间，导演郭帆还给了一个近距离的特写，足见对其垂直起降能力的看重。此外，歼-20配备的鸭翼也具有鲜明的特点，竖起的鸭翼既可以作为在起降过程中增强战机稳定性的安定翼面，还能够消除水平状态时产生的气动阻力以及紊流干扰。
　　垂直起降战斗机虽然有众多的优点，但缺点也同样明显。为保持歼-20战机原有尺寸和机身内部空间大小不变的情况下，还要为涡扇升力发动机留出空间，这无疑会挤占宝贵的机内载弹空间，机腹主弹舱的载弹量会大幅度减小。
　　当然，《流浪地球2》的剧情设置在30年后，相信到那时，人类的航空科技已经有了飞跃式的发展，只要国防和军队建设需要，垂直起降型战斗机在技术上是具备走入现实的可能。

（王腾）

　　水面舰艇如何躲避雷达？

　　随着现代探测设备的发展，舰艇被发现的概率越来越大，其生存能力和作战效能受到严重的威胁。因此，舰艇隐身技术成为各国军舰防护技术发展的主流。
　　雷达“透明”是主流。现代舰艇主要通过降低其雷达散射截面（RCS）来削弱敌方雷达和雷达制导武器的作用效能。在水面舰艇的隐身设计上，一般采取改变舰体设计和上层建筑形状的方式来降低RCS值。同时，使用吸波材料通过雷达波以降低RCS，从理论上讲最符合舰艇的隐身要求。但是目前吸波材料仍然存在适应波段窄、效率不高等问题。
　　降噪降温是必须。由于舰艇在使用过程中红外辐射能力强，其本身就是一个巨大的红外源，很容易被敌方红外探测装备发现，所以降低舰艇红外特征也是舰艇隐身的重要方面。通过对全舰喷淋海水可以降低舰艇表面温度，从而实现对舰艇热成像图形的人为破坏，使敌方无法找到准确的攻击目标，目前的技术水平能够实现在10分钟左右就将舰体表面温度降到与周围环境温度相仿的状态。同时在船体表面涂覆降低红外辐射的绝热涂料和采用隔热层也是有效的方法。
　　为了应对鱼雷和敌方潜艇，舰艇还要通过减弱己方辐射噪声来实现声隐身。目前采用的声学隐身手段主要包括降低噪声源强度和控制噪声的传递过程。常用的方法有低噪声外形、电力推进、磁流体推进等。
　　除了传统的雷达、红外、声学手段外，等离子体隐身技术也是较为受到关注的发展方向之一。等离子体隐身技术是指在舰船表面形成等离子云，利用其实现规避雷达波探测的一种新型隐身技术。它是利用喷离子云收雷达波、衰减反射信号，从而实现隐身。此技术吸收频带宽、吸收率高、使用时间长、开关可控，隐身效果较好。

（兰顺正）