对颠覆性技术的认识

    关于对颠覆性技术的认识，主要有以下五点。一是发展颠覆性技术是构筑先发优势的关键。二是颠覆性技术是航空装备升级换代的决定性力量。三是颠覆性技术具有风险高、周期长的特点。四是发展颠覆性技术必须要注重对新技术的集成。五是发展颠覆性技术必须要关注实际使用效果。

    颠覆性技术这一概念最早是在1995年由哈佛大学的一位教授提出的。今年8月份国务院发布了“十三五”科技创新规划，规划提出要把构造先发优势作为重点任务。如果要构造先发优势，就必须要加强颠覆性技术的研究，这就是现阶段我们为什么要注重颠覆性技术。

    二是颠覆性技术是航空装备升级换代的决定性力量。颠覆性技术很早就在航空领域产生和发展，例如，人类最早升空是采用气球，依靠空气浮力，到莱特兄弟发明飞机就是一种颠覆性的变化。之后到1939年西科斯基发明直升机，采用旋翼技术来实现；贝尔公司从螺旋桨飞机发展到喷气式飞机，这些都是颠覆性技术。从过去追求飞机的高速，到追求隐身，再到超机动飞行，这些技术也都是颠覆性的。所以说，颠覆性技术是促进航空装备升级换代的决定性力量。

    三是颠覆性技术具有高风险、周期长的特点，因为它涉及很多新的技术领域，存在很多不可预知的风险。国外有很多项目做了很多年，最后被迫下马。例如，美国的X-30、RAH-66、E-10、ABL，还有一些多次发生事故的项目比如HTV-2、X-51等等。

    四是发展颠覆性技术必须注重对新技术的集成。发展颠覆性技术必须要借鉴其他专业、其他学科的新技术。中国工程院院士徐匡迪认为，颠覆性技术必须是基于坚实的科学原理，而不是神话和幻想。准确地说他们都是科学原理的创新型应用；成功的颠覆性技术往往是跨学科、跨领域的集成创新，而不是设计、材料、工艺方面的线性创新。

    五是发展颠覆性技术必须要关注实际的使用效果。例如，欧洲开发的“协和”超声速客机，这个飞机从技术上达到了原来的技术目标，但是在使用过程中发现它的噪声、油耗、成本经济性的问题超出了原来的预期，原计划想卖200多架，实际上只卖了20多架，导致这个飞机没有得到预期的商业成功。

    具有颠覆性潜力的新技术

    具有颠覆性潜力的新技术，主要包括高超声速技术、无人机技术、变体飞机技术、高速直升机技术、空基发射航天器技术、分布式电推进技术、激光武器技术和计算材料学。

    高超声速技术，特点是飞行速度快，可以执行远程快速的任务，侦察、作战，也可以执行作为航天器发展的第一级，进行空间发射，用途广阔。但它的技术难度非常高，包括动力、布局和热结构等问题。近些年，陆续取得了重要的进展。

    无人机技术，得益于信息技术的发展，形成了多种新的用法，发展潜力巨大。现在美国和欧洲、俄罗斯都在研究一些新的无人机，包括作战用的、空中加油用的、运输用的，等等。

    变体飞机技术，通过变体的方式提高飞机飞行效率。难点在于如何实现飞机变体，速度要快，幅度也要足够大。经过长期不懈的研究，现在这项技术也取得了突破。

    高速直升机技术，目前直升机的飞行速度、航程和携带任务能力都非常有限。为了满足未来的发展需要，美国、欧洲和俄罗斯都开展了高速直升机的技术研发，飞行速度定为400~500千米/时。

    伪卫星技术，让飞机像卫星一样更长时间在天上停留，执行长期连续的监视、观测、通信和导航等任务。现在欧洲、美国、中国都开展了一些研究。英国的“西风”太阳能无人机，目标是巡航高度在2.1万千米，续航时间达到3个月，这个飞机计划在今年完成首飞，现在英国国防部已经有了订货。

    空基发射航天器技术，目前发射卫星成本高、对发射场依赖性大、使用不灵活。现在国外在研究用飞机来发射航天器技术，这项技术的概念最早在20世纪90年代就有了，美国叫轨道科学公司曾经用“飞马座”火箭发射过400千克的载荷。但是它的发射能力相对来说比较小，只能发射一些小的载荷。从发展趋势上可以看到，不管是美国或者是俄罗斯都在研究和发展这项技术。如果这项技术将来普及的话会有很多的卫星发射通过航空器来实现。

    分布式电推进技术，把涡轮发动机产生的能量转变为电能，优势是空气流量增大、发动机油耗降低。在起飞和降落不需要发动机满负荷工作时，通过电动机来工作，可以降低工作消耗。现在美国和欧洲都有一些分布式电推进发动机的计划在往前走。

    机载激光武器，反应速度非常快，以光速进行杀伤；成本很低，发射一次只付出能量的消耗。但是这个技术难度比较大，美国在20世纪90年代启动过机载激光器的研究计划，但最终由于重量太大、使用维护困难，没有达到预期目标，在2010年项目终止。

    计算材料技术，特点是可以通过材料的组成来计算预测它的性能，也可以通过所需要的性能指标来反算设计材料的构成，这样的话使材料的设计和研发取得跨越性的变化。但是这个技术也有几个难点，一个是材料的建模技术，材料多种多样，如何对每一种材料进行可靠、可信的建模；另外，还要有大量的数据库才能进行仿真和推算，使得材料的性能得以保障。现在这项技术在一些个别材料的设计和应用上已经得到应用。

    加快颠覆性技术发展的建议

    加快颠覆性技术发展的建议主要有以下五点，一是加强基础研究。实际上我们国家也已经认识到基础研究的重要性，不管是国家科学自然基金还是航空基金的投入都在加大，除了资金投入、人才投入，更重要的是机制问题，基础研究的机制也要进行革命的变化才能使基础研究真正能够加强。

    二是加强技术引领。颠覆性技术原创性很强，用户事先很难了解技术到底有什么作用，可以达到什么效果。例如，“曼哈顿”计划，美国的科学家发现核物理的进步可能会导致原子弹的产生，他们主动联合写了一封信，通过爱因斯坦签字以后交给美国总统罗斯福，这是科学家发现颠覆性的技术会产生，而不是美国陆军或者是美国空军有这个需求让科学家研究，这是技术推动导致很典型的案例。在航空领域也有很多，包括喷气发动机的产生，它产生的时候也是先有发动机，发动机研制出来以后再找飞机，能用在战斗机上提高战斗机的飞行速度。

    三是要加强技术评价。要避免颠覆性技术风险，就要及时对技术进行评价。如果做颠覆性技术开发，也要加强这方面的技术评价工作。虽然这个评价非常困难，但也要继续坚持下去。美国对技术评价投入很多，并且动用了政府总审计署有一些第三方机构进行评价，从而保证它的技术在往前稳步的发展。

    四是完善创新机制。笔者在做研究时看过一篇美国总统科技咨询委员会写给总统的报告，报告里面讲到关于振兴美国制造业的方法，他们认为解决的方法不是要出台一些产业政策，而是要制定一些创新的政策。比如光伏产业、风电产业，国家有很多的优惠政策，最后的结果是产能的过剩。所以我们认为重要的是要制定创新的政策，而不是再出台一系列针对某一个产业的政策。

    五是要建设创新网络，解决创新中的风险问题。技术从发现到发展，到最后形成产业化，要经历很多过程。在这个过程当中风险最大的就是技术程度3到6的阶段。所以怎样维持这个阶段的科研工作需要有一个机制的创新，美国主要是政府投入，制造创新网络参与的成员，包括政府、大学、社区学院、国家实验室、大企业、小企业、初创性企业、风险投资伙伴等。它动用全社会的力量，有钱的出钱，有人力的出人力，有试验设备的出试验设备，这么一个庞大的群体参与进来，每个群体的诉求是不一样的，所以它要制定一个有针对性的机制能够各取所需，各尽所能，实现协同创新，这样使创新进入良性的可持续创新发展的阶段。（作者单位为中航工业发展研究中心）