科创中国

行业领域

高端装备制造产业,智能制造装备产业

需求背景

    本项目定义为颠覆传统空战样式的下一代空中作战系统，其背景是临近空间极为独特的战略位置，美军视其为海陆空天电一体化战场的重要组成部分，并抢先开发利用。2018 年3 月12 日，中科院A 类战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”启动。该专项以“认得清、留得住、用得上”为总目标，研制5 型实验平台，建成首个临近空间科学实验系统，开展覆盖参量最全、高度范围最完整的临近空间综合探测。

    5 年过去了，鸿鹄专项取得了多项创新成果，但在“抢占临近空间战略制高点”的竞争中，尚未赢得优势。该专项实施晚、起点低、目标小，不能抗衡美国现有技术的应用。早在2006 年美空军就发布了《在临近空间高度持久存在》和研制一种距地面19～31 千米使用的浮空式通信系统的方案。美军在伊拉克、阿富汗战争中部署的RAID 临近空间飞艇，可对战场环境和态势实施驻空30 天、昼夜360 度的实时监控、情报侦察和探测低空来袭导弹。美海军研发的30 千米超高空飞艇，设计载重2000 千克，搭载激光和制导武器，上可攻击卫星，下可攻击中低空飞行器和地面目标。美导弹防御局模拟仿真结果显示，在36.6 千米的临近空间部署800 个浮空平台，可实现全球通信、情报、监视和侦察的全覆盖。

    从发展趋势看，未来空战是信息化、智能化、体系化的空战，临近空间必将成为中美双方争夺的战场制高点。现有的预警机、侦察机、电子战机、隐身战机、隐身轰炸机，包括下一代5 马赫的战机，都不能在临近空间长时间巡航和驻留，更做不到全天候、全天时、全疆域遂行空战任务。因此，研发和构建一种网格化全域覆盖的临近空间平台网作战系统，就具有特别重要的战略意义。

    临近空间属缺氧环境，吸气式发动机无法适应。火箭可以上去，但不能持续存在。目前的科技水平只有太阳能飞艇、太阳能无人机可以在此巡航驻留。美西方除研发多种大型浮空平台外，还在无人机领域大力推进。2022 年7 月，空客Zephyr S 无人机连续飞行42 天，巡航高度21～34 千米，创造了临近空间持续时间最长的飞行纪录。据称该无人机可替代卫星，在400 千米范围内为地面部队提供摄像实况和通信网络平台。

    中国空军装备研发一直跟在俄美后面，美国搞六代战机，中国也在搞。美国能率先搞出六代吸气式发动机，但不知道中国能什么时候搞得出来。中国空军要战胜强大的美国空军，就必须改变传统空战理念，另辟蹊径构建临近空间平台网作战系统，在制高点上获得突破，在战技战法和作战实力上超越美军。

    本项目的目标是提供一种太阳能三栖无人飞艇平台网作战系统（简称“鹰网”），助力中国空军实现对临近空间的占据并拥有在临近空间预警监视、情报侦察、通信中继、电磁对抗和防空反导（反空天飞机、反隐身战机、反隐身轰炸机）的作战能力。

需解决的主要技术难题

一、临近空间氦气浮力控制。

二、临近空间驻留节电循环模式。

三、临近空间缺氧环境下的空气动力。

四、临近空间无人飞艇平台网作战系统。

五、临近空间飞艇平台远程超视距惯性导弹。

六、改变空战规则，占据制高点，居高临下。

期望实现的主要技术目标

    临近空间空气稀薄，大气压力降低，空气动力和氨气浮力减弱，而驻留和姿态控制又必须依赖电动螺旋桨的强力驱动。因此，电动机总成的轻质、超高速旋转、智能倾转控制器的精准、螺旋桨复合桨叶的大做功面是技术的关键。

    智控与武器系统采用先进的大型察打无人机的航电飞控和新型武器系统，以实现远程控制、自主操纵和拥有自卫防御和防空反导能力。飞艇平台结构优化，无襟翼、副翼、升降舵、方向舵和起落装置，其骨架、橡胶气胎、防胀布套、保温隔热材料、蒙皮和零部件的轻量化率达95％，氦气浮力占起飞总重量的93％。

    飞艇平台主要参数：高6.8 米、宽29.5 米、长76 米，系泊固定钩4 个，光伏发电面积2100平方米，氦气总容积6850 立方米，超级电池1800 千克，最大升限32 千米，最大载荷1200 千克，最大航速160 千米，最大航程6000 千米，最大驻留时间30 天。前左右翼臂挂载导弹发射巢各1个，内置远程超视距惯性导弹共26 枚，左右翼挂载滑翔式巡飞弹共22 枚。

需求解析

解析单位：“科创中国”航空制造产业科技服务团（中国航空学会） 解析时间：2023-11-23

杨亮

中国航空学会

高工

综合评价

该三栖战车的一般数据：陆地越野时速：120公里；海面行驶时速：130公里；空中飞行时速：1200公里。该车四周装有防碰传感器，用于避免窄小面积时的起降与高速行驶时的自动防撞。该车的太阳能电池板一小时的阳光照射产生的电能可飞行800公里或发射强激光50次(微光或月光聚能需3小时达到此能量)。该车可以像蚊蝇那样自由飞翔或机动。该车每次发射的强激光可摧毁100公里内的飞行器或地面的装甲车辆。

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