机械与运载工程领域颠覆性技术｜中国工程院院(3)

3. 仿生智能集群技术

仿生智能集群技术基于仿生微型飞行器和智能集群技术。研制仿生飞行器，将会突破目前大型航空飞行器设计过程中固化的设计理念和技术限制，微小型飞行器将具备极佳的隐蔽性和在狭小空间的飞行能力，这类微型飞行器的研究取得了微小的进展，在突破厘米级/毫米级的过程中，面临着包括设计、能源、导航、微制造等多方面的技术瓶颈，但具有极大的发展潜力。

在目前的微型发展进程中，由于微型固定翼和旋翼面临理论与技术瓶颈和效率的制约，设计和研发高效率的仿生飞行器具有必要性和代替性。协同集群技术的发展能够克服单个微型飞行器能力不足的缺陷，将颠覆传统单一飞行器的作战模式，产生重大军事变革。

4.可重复使用航天运载技术

可重复使用航天运载技术基于可重复使用运载器。可重复使用运载器是指能够在地球表面与太空之间重复往返的多用途飞行器，具有快速、安全、可靠、成本较低的巨大优势。在航天运载器向着低成本、高可靠性方向发展的过程中，可重复航天运载器技术将改变目前航天运载器发射成本巨大的困境，为将来更进一步探索、开发外太空资源打下坚实的基础；在人类向着太空不断发展的过程中，率先占领技术制高点将在长时间内保持军事技术等方面的优势。

（三）海洋运载领域展望

目前在海洋开发装备技术、海洋科考装备技术、海洋防务装备技术、海洋运输装备技术等领域还未出现明确的颠覆性技术，但可燃冰开采船舶创新技术、船舶动力–无轴轮缘推进系统技术、船舶绿色化的创新与发展技术、海洋数据资源技术等技术领域可能存在疑似颠覆性技术。

吴有生院士指出，世界海洋运载装备呈现以“绿色船舶技术”为基础，以“综合集成”“智能化”“深远海”为主要发展方向的新趋势。

1.绿色海洋运载技术

海洋运载装备的节能技术始终贯穿于其发展的过程中。目前，绿色船舶技术的发展方向主要包括：一是绿色船舶的总体技术，包括船舶设计优化、减轻船舶的重量、少/无压载水船舶；二是绿色船舶动力技术，也是绿色船舶技术的发展重点，目前较为成熟或正在研发的有关技术包括低转速长冲程设计技术、降低最大持续运转功率点油耗技术、气体燃料技术、风帆油机混合动力技术等；三是绿色船舶营运技术，包括船舶能效控制和岸电技术。

2.综合集成与智能化

随着海洋运载工程任务需求的不断增加，海洋运载装备逐渐向功能综合集成化、智能化方向发展。集成化包括：一是设备集成化；二是功能集成化。智能化包含船本身的智能化和船舶与岸上组成网络的信息智能化。

3.极地与深远海运载装备技术

随着深海科学的不断发展，深海潜器作业深度不断增加，日本无人遥控潜航器目前已具备下潜到10 000 m以上的深海作业能力。新发展的深海潜器可更好地应用于海洋矿物与生物资源、海洋能源开发、海洋环境测量等多方面科学考察活动。美国、英国、俄罗斯等传统海洋强国都提出了深海空间站的构想，其中美国准备发展深海空间站，英国计划开发水下星球大战系统，俄罗斯计划开发新一代的深海空间站装备体系。

适应于深远海支持和作业的海洋运载工程装备将成为未来需求的重点。其他还包括可燃冰开采船舶创新技术、船舶动力–无轴轮缘推进系统技术、船舶绿色化的创新与发展技术等。突破性技术包括节能装置、双燃料主机、轻量化设计技术。此外，还应重视研发海洋数据资源技术。未来值得期待的海洋运载技术还有核动力和深海载人空间站。

（四）轨道交通领域展望

轨道交通技术的发展包括以下几个方向。

（1）系统集成及共性技术：包括轨道交通系统综合安全评估与协同安全保障技术、轨道交通系统全息感知与泛在融合智能化技术、轨道交通系统全局效能评估及综合效能提升关键技术、轨道交通系统解耦与适配技术。

（2）载运工具方面技术：包括高速轮轨交通系统关键技术、磁浮交通系统关键技术、轨道交通货运快速化关键技术、导向运输系统模式多样化技术、基于城轨网络的城市物资快速转移载运工具、导向运输系统新模式及技术探索研究。

（3）基础设施方面技术：轨道交通线路工程施工与能力保持技术、基于空–天–车–地信息一体化的安全与运营保障技术、基础设施供电系统。

（4）营运管理方面技术：轨道交通运营与管理信息大数据深度应用、“互联网+”轨道交通精准服务模式、便捷高速客运、高效快捷货运、多模式轨道交通运输组织与协调、智能运维与应急处置。

文章来源：《机械科学与技术》 网址: http://www.jxkxyjs.cn/zonghexinwen/2021/0813/678.html