·前沿技术TOP10·
No.1
多国量子导航技术向实用化迈进
2月,英海军联合国防科技实验室等机构完成量子加速度计海试。该加速度计利用超冷原子产生的波状特性感应舰艇加速度变化,利用激光干涉仪生成激光脉冲作为“光学标尺”,实现对原子加速度的精确测量,以反映舰艇加速度;在此基础上,通过航位推算精准得出舰艇位置变化情况。海试中,研究人员分析了舰艇振动、移动、加速对量子加速度计的影响,进一步推动量子导航技术走向成熟。
4月,美海军研究实验室展示了连续三维冷原子束干涉测量技术,采用双段冷却法得到三维连续超冷原子源,实现连续干涉测量,消除了“死区时间”(单次测量周期内非测量环节所用时间),进一步提高冷原子干涉测量灵敏度,减小惯性导航系统误差。
7月,法国艾克斯原子实验室披露量子惯性测量技术最新研究成果,将冷原子干涉测量与光纤陀螺仪结合,最大测量角度为30°、最大测量转速为14°/s,可满足陆海空天各类平台性能指标要求。
No.2
舰载软件实现无线远程部署、更新
2月,美海军基于“对位压制工程”项目最新技术成果,在海上通过卫星链路实现舰载作战软件更新。美海军正在构建软件定义的海上战术网络和无线舰载软件更新能力,以提供更全面的信息共享途径,并努力将“宙斯盾”系统、“舰艇自防御系统”等舰载作战系统转化为与硬件解耦的软件套件,使软件可在通用服务器上运行,并通过推送软件更新补丁形式自动更新,将升级时间由数周缩短为数天甚至数小时。此前,“卡尔·文森”号航母打击群首次接收并测试了“对位压制工程”相关成果,并根据作战人员需求调整和优化了无线软件更新能力,未来将陆续为其他航母配备该能力。
3月,美海军“海上战术指挥控制”软件及子应用程序成功部署至20艘水面舰。这是美海军首个可通过无线网络快速部署、更新的软件,采用容器化开发模式,由“战术规划工具”、“一体化防空反导作战管理工具”多个子应用程序组成,每个子应用程序由多个容器组成,不同容器可独立运行并承担部分功能。这些子应用程序均在“对位压制软件军械库”(OSA,一种云端数字环境)中开发,可直接从云端下载安装或更新。
3月,美海军联合洛克希德·马丁公司利用红海交战数据分析结果,紧急升级“宙斯盾”作战系统,并推送部署至前沿部署的舰船,以应对胡塞武装导弹、无人机袭击。在这种“宙斯盾速度到能力”机制框架下,美海军可在基线升级前为一线舰艇快速部署调整幅度较小的新版作战系统,以应对新兴威胁。
No.3
泰勒斯公司利用AI技术向英海军提供预测性维修
2月,泰勒斯公司与英国防部签署1项为期15年、价值约23亿美元的合同,计划使用人工智能、虚拟现实等技术为英海军提供预测性维修服务。泰勒斯公司表示,合同期间每次维修周期将平均减少100天,备件交付周期将平均减少44天,可靠性将提高10%。该合同还涉及英国德文波特海军基地、朴茨茅斯海军基地、法斯兰海军基地、巴林基地等基础设施的升级改造。
No.4
美海军接收可为无人潜航器充电的新型电力转换器
3月,美海军接收多元化科技公司Power Mod型双向海底电力转换器。该电力转换器可用多个电源进行组网,适合为无人潜航器充电;可由陆上高压发电机供电,也可由375伏水热发电机或波浪发电机等海上电源供电;无故障连续运行25年概率的高达90%。此外,该转换器的海底中压直流配电系统是在美海军“小企业创新研究计划”资助项目下开发的,项目现处于第二阶段,其加压电源转换模块直径是457.2毫米,工作深度可达3500米。
No.5
DARPA在无人艇上验证基于机器学习的自省技术
4月,DARPA完成“快速适应学习在线控制”系统在无人艇上的实装试验。试验中,该系统利用基于机器学习的自省技术在复杂水文环境中,实时优化无人艇控制律,使无人艇在水流流速加急、风荷载骤增、推进器故障等突发状况下仍能保持平稳航行。未来,该系统有望搭载于水面、陆上各类有人/无人平台,大幅改善平台对环境的适应性,提升其在突发事件下的航行稳定性。
No.6
DARPA“蝠鲼”无人潜航器样机完成关键试验
5月,DARPA“蝠鲼”无人潜航器样机完成了一系列关键试验。该无人潜航器由诺·格公司2020年开始研发,2024年2月、3月在南加州海岸进行了全面的水下试验,包括测试其在浮力、螺旋桨、舵面等多种推进与转向方式下的水动力性能,以及模块化运输、快速组装、跨国部署能力。目前,DARPA正与美海军合作,策划后续试验和技术转化。
No.7
以色列无人机网络接管技术入选美国防安全十大新兴技术
6月,以色列D-Fend解决方案公司非动能无人机网络接管技术被评为美国防部和国家安全十大新兴技术。D-Fend公司研发的“空中强制”(EnforceAir)系列非干扰、非动能反无人机系统,可利用该技术干预操作人员遥控器和无人机通信链路,接管无人机指控权限,操纵无人机按预设线路降落到指定位置。系统自重12.8千克,结构紧凑,适用于各种场景和地形;装配过程简单便捷,可在几分钟内快速拆卸、移动、重新组装;采用开放式架构和API接口,可与其他反无人系统组件(雷达、干扰器、动能设备等)及指控系统集成,将多个“空中强制”系统传感器数据融合到单个视图中,实现实时态势感知和决策支持。该技术高度契合美国防部“在预算受限情况下显著提高反无人任务成效”需求,通过创新射频网络接管方式,实现了无人机精准控制,可避免传统反无人机手段的局限性,如干扰通信、动能打击可能带来的附带损伤,还可显著提高反无人机作战的灵活性和有效性。
No.8
美国研制新型超视距雷达
6月,DARPA发布“创新型军事遥感应用”项目需求,研究经费200万美元,研究周期15个月,计划探究非传统信号处理方法,利用表面波超视距雷达(SWOTHR)与环境噪声实现对舰艇的无源探测跟踪。其中,表面波超视距雷达主要在4-15兆赫频段进行海空目标跟踪、海洋学调查、电离层环境特征(信号返回高度与频率的关系)测量等。该项目重点研究以下3项关键技术:一是无源噪声雷达,无需知晓或估计接收信号的时域特性;二是杂波抑制,基于表面波和扩展杂波传播理论研究有害扩展多普勒杂波的抑制方法,在选用经稳定表面波路径传播信号的同时,排斥经被干扰的电离层路径接收到的信号;三是目标分类,研究长观测周期及多频率多角度观测信号处理技术,生成舰艇目标特征。
7月,美海军研究实验室与远景工程公司签订4540万美元合同,设计、研发、集成岸基移动超视距雷达。远景工程公司将协助开展系统需求细化、系统及分系统设计、力学分析、集成测试、信号处理等工作。这种雷达可用于远距离对海监视任务,跟踪舰艇、飞机、巡航导弹等目标,通常工作在高频无线电频段(2-30兆赫)。
No.9
美海军测试用于近海战场的计算机成像测量系统
8月,美海军研究实验室牵头研发的“近海透镜”计算机辅助移动目标指示系统完成最终概念演示。该系统采用追踪测速算法专利技术,能在抢滩登陆或离岸下海行进期间实时测量、估算冲浪区的水流速度和海浪数据,并通过“安卓战术突击工具”手持显示设备或观测仪表与其他传感器数据整合,可单兵携带,也可配备两栖战车、超轻型全地形战车等有人/无人平台,为海军陆战队海上作战机动(OMFTS)提供决策支持。
No.10
美海军陆战队演示验证新型跨域组网技术
12月,在美海军陆战队第3远征军举行的“利剑”演习期间,RTX公司柯林斯宇航业务部演示验证了新型跨域组网技术,将非传统传感器的非密数据转发至机密火力网络,实现了机器之间的远程数据传输,提高了决策链闭合速度。非传统传感器使用的是商业网络节点,与政府系统运行在不同的网络上,需要数据迁移才能为用户提供关键数据的全局视角。柯林斯宇航业务部开发的跨域组网技术能够使不同安全级别的数据实现跨网自动传输,并将卫星网络作为非传统传感器之间数据传输的安全传输层,配置设置和运行时间控制在1小时以内。这项技术能提高部队态势感知能力,支撑海军陆战队决策指挥与武器控制。