對顛覆性技術的認識

    關于對顛覆性技術的認識，主要有以下五點。一是發(fā)展顛覆性技術是構筑先發(fā)優(yōu)勢的關鍵。二是顛覆性技術是航空裝備升級換代的決定性力量。三是顛覆性技術具有風險高、周期長的特點。四是發(fā)展顛覆性技術必須要注重對新技術的集成。五是發(fā)展顛覆性技術必須要關注實際使用效果。

    顛覆性技術這一概念最早是在1995年由哈佛大學的一位教授提出的。今年8月份國務院發(fā)布了“十三五”科技創(chuàng)新規(guī)劃，規(guī)劃提出要把構造先發(fā)優(yōu)勢作為重點任務。如果要構造先發(fā)優(yōu)勢，就必須要加強顛覆性技術的研究，這就是現(xiàn)階段我們?yōu)槭裁匆⒅仡嵏残约夹g。

    二是顛覆性技術是航空裝備升級換代的決定性力量。顛覆性技術很早就在航空領域產(chǎn)生和發(fā)展，例如，人類最早升空是采用氣球，依靠空氣浮力，到萊特兄弟發(fā)明飛機就是一種顛覆性的變化。之后到1939年西科斯基發(fā)明直升機，采用旋翼技術來實現(xiàn)；貝爾公司從螺旋槳飛機發(fā)展到噴氣式飛機，這些都是顛覆性技術。從過去追求飛機的高速，到追求隱身，再到超機動飛行，這些技術也都是顛覆性的。所以說，顛覆性技術是促進航空裝備升級換代的決定性力量。

    三是顛覆性技術具有高風險、周期長的特點，因為它涉及很多新的技術領域，存在很多不可預知的風險。國外有很多項目做了很多年，最后被迫下馬。例如，美國的X-30、RAH-66、E-10、ABL，還有一些多次發(fā)生事故的項目比如HTV-2、X-51等等。

    四是發(fā)展顛覆性技術必須注重對新技術的集成。發(fā)展顛覆性技術必須要借鑒其他專業(yè)、其他學科的新技術。中國工程院院士徐匡迪認為，顛覆性技術必須是基于堅實的科學原理，而不是神話和幻想。準確地說他們都是科學原理的創(chuàng)新型應用；成功的顛覆性技術往往是跨學科、跨領域的集成創(chuàng)新，而不是設計、材料、工藝方面的線性創(chuàng)新。

    五是發(fā)展顛覆性技術必須要關注實際的使用效果。例如，歐洲開發(fā)的“協(xié)和”超聲速客機，這個飛機從技術上達到了原來的技術目標，但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)它的噪聲、油耗、成本經(jīng)濟性的問題超出了原來的預期，原計劃想賣200多架，實際上只賣了20多架，導致這個飛機沒有得到預期的商業(yè)成功。

    具有顛覆性潛力的新技術

    具有顛覆性潛力的新技術，主要包括高超聲速技術、無人機技術、變體飛機技術、高速直升機技術、空基發(fā)射航天器技術、分布式電推進技術、激光武器技術和計算材料學。

    高超聲速技術，特點是飛行速度快，可以執(zhí)行遠程快速的任務，偵察、作戰(zhàn)，也可以執(zhí)行作為航天器發(fā)展的第一級，進行空間發(fā)射，用途廣闊。但它的技術難度非常高，包括動力、布局和熱結構等問題。近些年，陸續(xù)取得了重要的進展。

    無人機技術，得益于信息技術的發(fā)展，形成了多種新的用法，發(fā)展?jié)摿薮蟆，F(xiàn)在美國和歐洲、俄羅斯都在研究一些新的無人機，包括作戰(zhàn)用的、空中加油用的、運輸用的，等等。

    變體飛機技術，通過變體的方式提高飛機飛行效率。難點在于如何實現(xiàn)飛機變體，速度要快，幅度也要足夠大。經(jīng)過長期不懈的研究，現(xiàn)在這項技術也取得了突破。

    高速直升機技術，目前直升機的飛行速度、航程和攜帶任務能力都非常有限。為了滿足未來的發(fā)展需要，美國、歐洲和俄羅斯都開展了高速直升機的技術研發(fā)，飛行速度定為400~500千米/時。

    偽衛(wèi)星技術，讓飛機像衛(wèi)星一樣更長時間在天上停留，執(zhí)行長期連續(xù)的監(jiān)視、觀測、通信和導航等任務。現(xiàn)在歐洲、美國、中國都開展了一些研究。英國的“西風”太陽能無人機，目標是巡航高度在2.1萬千米，續(xù)航時間達到3個月，這個飛機計劃在今年完成首飛，現(xiàn)在英國國防部已經(jīng)有了訂貨。

    空基發(fā)射航天器技術，目前發(fā)射衛(wèi)星成本高、對發(fā)射場依賴性大、使用不靈活。現(xiàn)在國外在研究用飛機來發(fā)射航天器技術，這項技術的概念最早在20世紀90年代就有了，美國叫軌道科學公司曾經(jīng)用“飛馬座”火箭發(fā)射過400千克的載荷。但是它的發(fā)射能力相對來說比較小，只能發(fā)射一些小的載荷。從發(fā)展趨勢上可以看到，不管是美國或者是俄羅斯都在研究和發(fā)展這項技術。如果這項技術將來普及的話會有很多的衛(wèi)星發(fā)射通過航空器來實現(xiàn)。

    分布式電推進技術，把渦輪發(fā)動機產(chǎn)生的能量轉變?yōu)殡娔埽瑑?yōu)勢是空氣流量增大、發(fā)動機油耗降低。在起飛和降落不需要發(fā)動機滿負荷工作時，通過電動機來工作，可以降低工作消耗。現(xiàn)在美國和歐洲都有一些分布式電推進發(fā)動機的計劃在往前走。

    機載激光武器，反應速度非常快，以光速進行殺傷；成本很低，發(fā)射一次只付出能量的消耗。但是這個技術難度比較大，美國在20世紀90年代啟動過機載激光器的研究計劃，但最終由于重量太大、使用維護困難，沒有達到預期目標，在2010年項目終止。

    計算材料技術，特點是可以通過材料的組成來計算預測它的性能，也可以通過所需要的性能指標來反算設計材料的構成，這樣的話使材料的設計和研發(fā)取得跨越性的變化。但是這個技術也有幾個難點，一個是材料的建模技術，材料多種多樣，如何對每一種材料進行可靠、可信的建模；另外，還要有大量的數(shù)據(jù)庫才能進行仿真和推算，使得材料的性能得以保障。現(xiàn)在這項技術在一些個別材料的設計和應用上已經(jīng)得到應用。

    加快顛覆性技術發(fā)展的建議

    加快顛覆性技術發(fā)展的建議主要有以下五點，一是加強基礎研究。實際上我們國家也已經(jīng)認識到基礎研究的重要性，不管是國家科學自然基金還是航空基金的投入都在加大，除了資金投入、人才投入，更重要的是機制問題，基礎研究的機制也要進行革命的變化才能使基礎研究真正能夠加強。

    二是加強技術引領。顛覆性技術原創(chuàng)性很強，用戶事先很難了解技術到底有什么作用，可以達到什么效果。例如，“曼哈頓”計劃，美國的科學家發(fā)現(xiàn)核物理的進步可能會導致原子彈的產(chǎn)生，他們主動聯(lián)合寫了一封信，通過愛因斯坦簽字以后交給美國總統(tǒng)羅斯福，這是科學家發(fā)現(xiàn)顛覆性的技術會產(chǎn)生，而不是美國陸軍或者是美國空軍有這個需求讓科學家研究，這是技術推動導致很典型的案例。在航空領域也有很多，包括噴氣發(fā)動機的產(chǎn)生，它產(chǎn)生的時候也是先有發(fā)動機，發(fā)動機研制出來以后再找飛機，能用在戰(zhàn)斗機上提高戰(zhàn)斗機的飛行速度。

    三是要加強技術評價。要避免顛覆性技術風險，就要及時對技術進行評價。如果做顛覆性技術開發(fā)，也要加強這方面的技術評價工作。雖然這個評價非常困難，但也要繼續(xù)堅持下去。美國對技術評價投入很多，并且動用了政府總審計署有一些第三方機構進行評價，從而保證它的技術在往前穩(wěn)步的發(fā)展。

    四是完善創(chuàng)新機制。筆者在做研究時看過一篇美國總統(tǒng)科技咨詢委員會寫給總統(tǒng)的報告，報告里面講到關于振興美國制造業(yè)的方法，他們認為解決的方法不是要出臺一些產(chǎn)業(yè)政策，而是要制定一些創(chuàng)新的政策。比如光伏產(chǎn)業(yè)、風電產(chǎn)業(yè)，國家有很多的優(yōu)惠政策，最后的結果是產(chǎn)能的過剩。所以我們認為重要的是要制定創(chuàng)新的政策，而不是再出臺一系列針對某一個產(chǎn)業(yè)的政策。

    五是要建設創(chuàng)新網(wǎng)絡，解決創(chuàng)新中的風險問題。技術從發(fā)現(xiàn)到發(fā)展，到最后形成產(chǎn)業(yè)化，要經(jīng)歷很多過程。在這個過程當中風險最大的就是技術程度3到6的階段。所以怎樣維持這個階段的科研工作需要有一個機制的創(chuàng)新，美國主要是政府投入，制造創(chuàng)新網(wǎng)絡參與的成員，包括政府、大學、社區(qū)學院、國家實驗室、大企業(yè)、小企業(yè)、初創(chuàng)性企業(yè)、風險投資伙伴等。它動用全社會的力量，有錢的出錢，有人力的出人力，有試驗設備的出試驗設備，這么一個龐大的群體參與進來，每個群體的訴求是不一樣的，所以它要制定一個有針對性的機制能夠各取所需，各盡所能，實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新，這樣使創(chuàng)新進入良性的可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的階段。（作者單位為中航工業(yè)發(fā)展研究中心）