美軍全球科技構想：3D打印和激光武器是關鍵

　　據美國《防務新聞》周刊網站7月22日報道，前美國空軍首席科學家馬克·梅伯里在6月份的一份報告中寫道，為了生存，空軍將需要采取一些“改變游戲規(guī)則”的戰(zhàn)略，從而在2027年前應付不斷出現的挑戰(zhàn)和全球威脅。這可能包括采取一些私營太空企業(yè)所采用的快速采購策略，更多利用激光和其他定向能武器，以及使用3D打印等先進的制造技術。

　　美國空軍的新任首席科學家邁卡·恩茲利7月11日在空軍協會主辦的早餐會上說：“如果我們假定未來將同今天一樣，我想我們會錯得離譜。即使在下一個十年，未來環(huán)境將的確存在一些重要的潛在威脅，我們需要意識到它們的存在，并要謹慎思考?！?/p>

　　6月份的這份報告題為《放眼全球：美國空軍的全球科技構想》。梅伯里在報告中說，到2027年，美國空軍的有人駕駛飛機的規(guī)模可能略有縮減。但是空軍的遙控飛機和無人機任務可能將大幅增長。恩茲利說，由于無人機成本大幅下降，美國還要注意世界范圍內無人機的擴散問題。

　　該報告說，今天大部分無人機是為了執(zhí)行情報、監(jiān)視和偵察任務而設計的，但是各國正在大量投資研制作戰(zhàn)無人機。報告說，一些無人機或許能投放化學、生物和核武器，美國需要研發(fā)各種技術以探測和擊敗它們。報告說，先進的戰(zhàn)斗機也可能在全世界擴散，這會讓美國享有的空中優(yōu)勢減小。到2025年，70%的外國空軍作戰(zhàn)部隊將裝備第四代和第五代戰(zhàn)機，敵人也可能獲得現代化系統(tǒng)，比如先進的導彈和其他可以挑戰(zhàn)美國空軍的武器。

　　報告還說，美國空軍要對抗其他國家不斷加強的空中能力，一個可能的途徑是研發(fā)和部署高能激光武器。

　　梅伯里表示，如果飛機擁有更具適應能力的結構，包括可以“即插即用”的模塊化傳感器和探測裝置等部件，這將讓空軍可以快速升級武器系統(tǒng)。然而，除非空軍加強網絡安全，否則這種方式自身也存在威脅。他認為，要讓未來空軍的采購程序變得更加靈活，空軍需要向一些私營太空探索企業(yè)學習經驗。

　　恩茲利說：“我們的技術必須具備更多靈活性。我們不能僅僅建造固定不變的系統(tǒng)?；蛟S我們未來有一天將對它進行更新。我們必須確保我們的系統(tǒng)能以模塊化的方式來打造，這樣它們能非常有效地進行現代化升級?！?/p>

　　該報告還強調稱，美國不斷縮減的制造業(yè)基礎會危害空軍設計、研發(fā)、制造和部署先進技術的能力。但是3D打印的崛起可以幫助抵制這種衰退。例如，3D打印可以讓研究人員迅速打印原型機所需要的部件。作戰(zhàn)人員可以通過3D打印迅速獲得部件來修補戰(zhàn)斗中受損的系統(tǒng)。

　　梅伯里還非常關心世界范圍內對頂級科學家和工程師的爭奪，以及美國科學、技術、工程和數學領域畢業(yè)生數量的減少問題。他說，這可能損害美國在新技術研發(fā)方面的優(yōu)勢。
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　　一、3D打印技術：助推未來軍事新變革

　　3D打印技術又稱為“快速成型技術”或“增材制造技術”，誕生于上世紀80年代末，主要是以數字模型文件為基礎，通過材料疊層添加構造三維物體的變革性、數字化增材制造技術。與傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造技術”相比，3D打印技術具有制造成本低、研制周期短、生產效率高等明顯優(yōu)勢，已成為引領未來全球制造業(yè)發(fā)展趨勢的關鍵詞，廣泛應用于傳統(tǒng)制造業(yè)、航空航天、生物醫(yī)學、文物保護、食品行業(yè)、建筑設計、文化創(chuàng)意和配件飾品等領域。

　　2012年，美《時代》周刊將3D打印產業(yè)列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。英國《經濟學人》雜志則認為，3D打印技術將與數字化生產模式一同成為引發(fā)第三次工業(yè)革命的關鍵因素。2012年底，美國《外交政策》雜志網站刊登的題為《今日未來武器——2013年值得關注的五種武器》的文章中，3D打印武器排在榜首！

　　可以設想，作為先進制造技術之一，3D打印技術所具有的數字化、智能化、個性化、定制化的核心理念，必將引發(fā)一場劃時代的軍事技術革命和作戰(zhàn)方式變革。當前，以美國、歐盟為代表的世界主要軍事強國已經嗅到了這股浪潮的氣息，紛紛制定標準、研發(fā)技術、推廣應用，以期在新一輪軍事變革中占據有利位置。在未來信息化戰(zhàn)爭中，3D打印技術的成熟應用，對推動軍隊建設和保障方式發(fā)展將產生積極而深遠的影響。

　　武器裝備實現隨時、隨地、按需生產

　　3D打印技術給武器裝備帶來的變化無疑是革命性的。它可直接用于戰(zhàn)場武器裝備的維護與保障。在未來信息化戰(zhàn)場上，技術保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機，直接把損毀的武器裝備部件打印出來，裝配后可重新投入戰(zhàn)場?？梢灶A見，未來不僅小型槍支、簡單物資可實現打印，軍艦、飛機、坦克等大型、復雜的武器裝備，甚至軍事基地等都可用3D打印機直接或間接“制造”出來。

　　當前，它已開始在戰(zhàn)爭中小試牛刀。外媒報道稱，美國陸軍2011年就向阿富汗部署了3D打印移動實驗室，為士兵現場創(chuàng)建工具和其他設備。該實驗室能通過使用3D打印機和計算機數字控制設備將鋁、鋼材和塑料生產加工成所需零部件，從而實現在戰(zhàn)區(qū)內快速生產原型產品。美國陸軍計劃通過這種做法增強單兵作戰(zhàn)、戰(zhàn)區(qū)巡邏以及小型前線作戰(zhàn)基地的可持續(xù)能力。同時，美國陸軍也在加速3D打印技術實戰(zhàn)化部署，以提高戰(zhàn)時裝備保障能力，降低武器裝備造價成本，增強持續(xù)戰(zhàn)斗力。

　　與武器裝備生產的傳統(tǒng)工藝模式不同，3D打印技術集概念設計、技術驗證與生產制造于一體，這必將極大縮小武器裝備從“概念”到“定形”的時間差，從而加快武器裝備的更新周期，實現隨時、隨地、按需生產。有媒體報道，殲-10戰(zhàn)斗機研發(fā)用了近10年時間，而運用3D打印技術后，我國在3年時間內就推出了艦載機殲-15，直接跨入第三代艦載戰(zhàn)斗機方陣。目前，3D打印技術已被全面應用于殲-20隱形戰(zhàn)斗機和殲-31第五代戰(zhàn)斗機的研發(fā)中。不容置疑，3D打印技術正在制造空軍發(fā)展的“中國速度”。

　　而美國政府為重振制造業(yè)建立的15所3D打印技術研究院中，有2所歸國防部控制，專注于開發(fā)建造軍隊數字資料庫和新型金屬材料，用來簡化制造“復雜的武器系統(tǒng)”。

　　實現后勤保障革命性變化

　　未來信息化戰(zhàn)爭中，3D打印技術的重要價值還在于使得戰(zhàn)場保障方式發(fā)生革命性變化：將由以依托后方為主，變?yōu)橐躁嚨亍?a href="http://ttokpm.com/v/tag/3822/" target="_blank">DIY”為主，即由作戰(zhàn)人員在戰(zhàn)地自助生產行動所需的后勤藥品、食品和物資等。據2012年4月美國國防部公布的《政府計劃》，美軍期望在非戰(zhàn)爭軍事行動中，通過3D打印技術現場制造出能夠滿足實際所需的食品、藥品和裝備，從而率先實現后勤保障的革命性變化。

　　戰(zhàn)場“零傷亡”愈來愈成為世界各國軍隊追求的理想目標，其努力途徑之一就是及時有效的醫(yī)療救護，以提高傷員的生存概率。但受戰(zhàn)場時間、空間、環(huán)境等諸多不確定因素的制約，戰(zhàn)場應急救護往往難以實現效果最佳化。應用3D生物打印技術對受損關節(jié)、部位甚至器官進行小批量、數字化的定制，能夠最大限度地滿足不同傷員的醫(yī)療需求。目前，通過該技術打印的無生命修復形式已廣泛應用于醫(yī)療行業(yè)?？梢韵胂螅S著3D打印技術與醫(yī)學影像建模、仿真技術的完美結合，以及生命物體在結構、材料和活性上的有機統(tǒng)一，3D打印骨植入物、活性軟骨、心臟瓣膜，甚至在人體內直接打印活性組織和人體器官，將成為挽救官兵生命的“諾亞方舟”。

　　在惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境、頻繁的作戰(zhàn)行動和有限的保障方式下，官兵的飲食問題難以做到科學、營養(yǎng)，在很大程度上不僅影響了官兵士氣，更削弱了戰(zhàn)斗力。利用裝配觸摸屏、內置記憶卡、智能數控系統(tǒng)、網絡連接設備的3D食品打印機，通過微型皮膚植入物科學系統(tǒng)地記錄每一名官兵在作戰(zhàn)行動中的心跳、體重、情緒、睡眠質量和燃燒卡路里等無線信號流，經過生物統(tǒng)計數據和精確數控，根據不同作戰(zhàn)人員每日不同的需求量和飲食喜好，為其量身“打印”營養(yǎng)成分比例合理的新鮮、健康食物，保障官兵在惡劣環(huán)境下的飲食更安全、更營養(yǎng)。

　　后勤補給是戰(zhàn)場上最易遭受攻擊的薄弱環(huán)節(jié)。美軍認為，3D打印機與戰(zhàn)場網絡、無人駕駛運輸直升機或汽車相結合將徹底解決這一問題。無人駕駛運輸直升機或汽車能夠源源不斷地將物資原料前運至基地，在無線戰(zhàn)場網絡傳遞的三維設計圖指導下，3D打印機可以快速制造出需要的軍需物資，實現對庫存變化和戰(zhàn)場需求做出快速反應。美國陸軍正計劃通過這種做法增強單兵作戰(zhàn)、戰(zhàn)區(qū)巡邏以及小型前線作戰(zhàn)基地的可持續(xù)作戰(zhàn)能力。