机械与运载工程领域颠覆性技术｜中国工程院院(4)

（5）创新能力方面技术：轨道交通系统安全综合测试验证评估平台、轨道交通系统综合数据应用服务平台、轨道交通系统综合效能研究与评估平台。

面对轨道交通强国持续创新的挑战，我国亟需发展更高速、更经济、更环保、更安全的下一代高速铁路装备技术，以更具竞争力的新技术和更加智能化的新产品，保持我国高铁可持续发展的竞争优势。例如，高速列车具有智能和自适应能力的转向架技术，包括高铁“走出去”所需的变轨距技术、新材料的轻量化车体技术、大功率电子变压器技术、永磁电机及其牵引控制技术、全电制动技术、同相供电技术、节能变压器技术、装备状态监测技术、新材料与新工艺的应用、大容量的无线通信和更加准确的移动闭塞技术、智能化的运输组织和动态调度技术等，都将是下一代高速铁路发展的核心技术。另外，运能更大的重载技术、既有铁路的技术改造与升级技术，也将是轨道交通技术发展的重点。

另一方面，轨道交通已从传统的干线铁路向多样化发展，城市轨道交通发展迅猛，新技术不断涌现。我国100%低地板新型城市有轨电车技术应用广泛，围绕供电系统的创能、传能和储能新技术，燃料电池、超级电容、无线传能等新技术研究十分活跃。避免与地面交通干涉的跨坐或吊挂式单轨列车技术，轨道交通“最后一千米”的自动运行“轿厢”列车技术，低成本的虚拟轨道列车技术也已引起广泛关注。随着长沙机场线磁浮列车的开通运营，人们对磁浮列车寄予了无限期望，国家也已经在“‘十三五'先进轨道交通专项”中立项开展200 km/h的中速磁浮交通系统和最高设计为600 km/h的高速磁浮交通系统研究。

日本低温超导磁浮列车实现603 km/h的载人试验和东京到名古屋（最终到大阪）运行线的开工建设，证实了利用超导磁悬浮技术打造更高速度的轨道交通的可能性，而我国具有自主知识产权的高温超导磁浮列车技术，以独特的自悬浮、自导向和自稳定性能，成为1 000 km/h 左右的地面超高速轨道交通的最佳模式。此外，采用真空管道的地面超高速轨道交通倍受关注，西南交通大学在2014年创建了世界首个真空管道高温超导磁悬浮交通实验系统，引起了国际学术界的广泛关注，电气与电子工程师协会（IEEE）旗舰刊物《Spectrum》称之为“超级轨道”（super chute）。最近，随着美国基于真空管道的超级铁路（Hyperloop）概念的提出和工程化研究，近声速的地面超高速轨道交通离应用越来越近。

四、机械与运载工程领域潜在颠覆性技术发展建议

经上文分析并结合专家意见，提出机械与运载工程领域具有潜在颠覆性的5项技术。在全面布局的同时，应该优先支持这5项技术的发展。

（一）仿生智能集群技术

仿生智能集群技术是基于仿生微型飞行器和智能集群技术的出现而发展的，微型化将是飞行器设计的重要方向，蕴藏着出现颠覆性技术的巨大潜力。

协同集群技术将通过能力互补和行动协调实现集群的自主控制和自主编队飞行，将大力提升微型飞行器的作战能力。作战方式具有全新颠覆性，能够极大地降低传统武器的作战效能问题。

发展智能集群技术，需要解决有限空间内多架无人机之间的冲突；以低成本、高度分散的形式满足功能需求；动态自愈合网络；分布式集群智慧；分布式探测；可靠性；去中心化自组网提升抗故障能力、自愈性和高效信息共享能力。

无人机集群对抗是未来空战的重要方式，我国应加大相关方面的研究，跻身于世界一流仿生智能集群无人机技术队伍之列，抢占这一潜在颠覆战争形式的颠覆性技术战略制高点。

（二）船舶新动力–无轴轮缘推进系统技术

无轴推进系统采用颠覆现有电力推进系统的结构设计，结合轮缘驱动技术，设计出无轴轮缘驱动推进器。无轴轮缘推进器集成了电机和推进器，进行一体化设计制造。无轴轮缘推进系统的推进效率优异，设计理论创新和适用性广泛，克服了传统推进系统的众多缺点，极具颠覆性。

（三）智能无人飞行器技术

智能无人飞行器技术涉及领域广泛，在军用和民用领域均具有非常广阔的应用前景。它具有全面的环境感知与智能战场态势认知能力、基于大数据知识库的自主决策能力以及高动态的自适应能力。

智能无人飞行器技术颠覆性的潜在着眼点有：无人飞行器飞控技术、从单一智能无人飞行器向多智能无人飞行器协作发展、智能化无人飞行器技术与传感器、无人飞行器平台的智能化。人工智能技术与无人飞行器进行深度融合，将对传统领域产生颠覆性的影响。

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