2020—2040年军事技术变化预判

点击：  作者：元战略    来源：全球技术地图微信号  发布时间:2024-12-15 16:48:02

 

 

未来20年，军事技术可能发生哪些变化？这个问题对于及时调整国家的武器装备、军事行动、战时准备和国防预算优先事项都至关重要。美国布鲁金斯学会发布报告《2020—2040年军事技术变化预判》（Forecasting change in military technology，2020—2040）。该报告对四类军事技术（传感器；计算机和通信系统；导弹、推进器和平台以及其他技术）进行了深入分析，并预测了这些技术的未来发展趋势，以及它们对军事战略和作战的潜在影响。

 

一、传感器

 

（一）化学传感器

 

化学传感器的进步将主要集中在提高便携性和降低成本上，而非开发远距离化学品探测的方法。例如，美国桑迪亚国家实验室的脉冲放电离子检测器（PDID）。化学品的探测通常需要直接接触化学物质，并且依赖于如气相色谱等识别方法。在大多数战场应用中，远距离激光光谱等方法的前景有待观察，这些方法通常只能在化学物质释放到大气中的情况下才能发挥作用。本研究预计，未来20年，化学传感器的发展加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（二）生物传感器

 

预计生物传感器将迎来更快的识别方法。随着微生物学和遗传学的进步，未来20年内有望开发出更快速的检测手段。通过计算机强大的处理能力可以快速“看到”病原体的DNA，以加速识别过程。这种进步可能是渐进性的，而非革命性的。如美国国土安全部正在研发的两级生物检测传感器系统，仍然需要大约15分钟来检测和识别一定范围内的潜在病原体。本研究预计，未来20年，生物传感器将发展迅速，它们在战场上的表现将比以往好得多，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（三）光学、红外线和紫外线传感器

 

光学、红外线和紫外线传感器利用电磁辐射来收集信息，这些传感器的技术进步会受到地球上最常见物质的迅速衰减或阻挡，如水和土壤对电磁辐射的快速衰减或阻挡。这些传感器通常需要直接探测目标，而地球曲率限制了它们的探测范围。本研究预计，未来20年，光学、红外线和紫外线传感器的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（四）雷达和无线电传感器

 

雷达和无线电传感器也会受到地球上最常见物质阻挡和地球曲率的限制，如水会对雷达产生严重影响。这些传感器的发展将包括合成孔径雷达的迭代，该雷达能够检测移动物体，以及通过小型雷达联网来提供以往只有大型系统才能提供的能力。此外，雷达高度计可用于优化弹药的引爆点，以最大化提高摧毁目标的几率。多光谱雷达的开发和应用也会增加，以便通过覆盖更广泛的雷达频率范围来更有效地检测隐形飞机。本研究预计，未来20年，雷达和无线电传感器的进步速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（五）声音、声纳和运动传感器

 

声音、声纳和运动传感器正在逐步改进，这主要是通过提高信号处理能力和扩大机器人的使用来增加传感器的数量。例如，美国海军的无人水下车辆“刀鱼”使用低频合成孔径声纳可能成为具有这种能力的航行器之一。声纳技术改进目前仍在探索新概念并进行相关研究的阶段，例如通过改变移动声纳传感器周围水的流动来降低其暴露于噪声中的可能性，从而提高探测实际目标信号的灵敏度。本研究预计，未来20年，声音、声纳和运动传感器的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（六）磁性探测传感器

 

磁性探测传感器正在不断改进，新的应用将作为小型设备中的指南针或其他类型的功能。磁性探测传感器的发展一直是缓慢渐进的，预计这种趋势将继续下去。尽管如此，磁性探测传感器、微波装置和激光器的新用途可能在新的反潜战概念中非常有用。目标尾迹电磁探测方法中的一些方法可能仍然值得关注，但这些方法似乎不太可能在长距离上对抗深潜潜艇。本研究预计，未来20年，磁性探测传感器的进步速度适中，并在关键特性上小幅提升。

 

（七）粒子束（作为传感器）

 

粒子束作为一种传感器正在不断改进。例如，英国波士顿港的一个试点项目使用了由美国麻省理工学院物理学家提出的共振荧光概念，它使用中子束来探测货物。该方法能比X射线更好地识别封闭容器内的物体，但类似于该探测器这样的有源系统仍然需要接近被检测的物体。本研究预计，未来20年，粒子束作为一种传感器的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

二、计算机和通信系统

 

（一）计算机硬件

 

计算机硬件的进步可能会继续遵循摩尔定律，即计算能力和速度大约每18~24个月翻一番。尽管这一速度可能有所放缓，但计算机硬件的性能和容量仍将显著提升。随着计算机硬件的不断进步，我们得以充分利用现有的计算资源，尤其是在算法和人工智能自动合成多平台网络数据方面。本研究预计，未来20年，计算机硬件将取得革命性的进步，并且在战场上完成一些以往无法尝试过的重要任务。

 

（二）计算机软件

 

计算机软件与其他类型的军事技术以及新的作战和战略概念相结合时可能产生军事革命。计算机软件的进步将体现在更好地利用人工智能进行图像识别、目标选择等任务上。本研究预计，未来20年，计算机软件将取得革命性进步，并且在战场上完成一些以往无法尝试过的重要任务。

 

（三）进攻性网络作战

 

现代军队越来越依赖于计算机网络系统，这使得进攻性网络作战的威胁日益增加，也为潜在敌人提供了大量攻击机会。美国的网络系统可能是脆弱的，因为它在现代化过程中大量使用计算机且不足够谨慎，使用的软件也常常存在韧性不足的问题。进攻性网络作战的不确定性很高，因为软件漏洞可能随时被修补，同时也可能出现新的漏洞。本研究预计，未来20年，进攻性网络作战将取得革命性进步。

 

（四）物联网

 

随着各种设备和系统的互联互通，物联网将为军事行动提供更广泛的数据收集和处理能力，这包括提高战场态势感知、优化后勤支持和增强指挥控制等能力。本研究预计，未来20年，物联网将取得革命性进展，并且在战场上完成一些以前未曾尝试过的重要任务。

 

（五）无线电通信

 

无线电通信相对成熟，但通过更先进的计算机和频率跳变技术，其性能将会得到一定的提升。商业移动通信领域的创新也将使无线电通信网络更具弹性，能够抵御战争中的某些信号干扰。然而，未来的战争中，这些无线通信系统可能会面临更严重的干扰和网络攻击威胁。本研究预计，未来20年，无线电通信的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（六）激光通信

 

激光通信有潜力改变战术、战区和战略通信，尤其是在太空中，因为那里没有云层和其他障碍物的干扰。激光通信能够提供更高的数据传输速率和安全性，并且将在军事通信中发挥重要作用。本研究预计，未来20年，激光通信的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（七）人工智能/大数据

 

人工智能和大数据领域将出现重大突破，这些技术对于处理和整合来自多个平台的数据至关重要，也是美国所谓的“第三次抵消战略”的核心。美国防部在这些技术上的投入从2012年的56亿美元增加到2017年的74亿美元，反映了对这些技术的重视程度。本研究预计，未来20年，人工智能和大数据将取得革命性进步，并且在战场上完成一些以前未曾尝试过的重要任务。

 

（八）量子计算

 

量子计算有潜力彻底改变计算能力，解决传统计算机难以解决的问题。尽管量子计算的商业应用可能还需要一段时间，但其潜力巨大，包括在密码破解、优化问题和模拟复杂系统等方面。本研究预计，未来20年，量子计算的发展速度将会加快，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

三、导弹、推进器和平台

 

（一）机器人和自主系统

 

机器人和自主系统将在战场上发挥越来越重要的作用，包括执行战术补给、携带武器进行测试，甚至可能在未来实现自主决策开火的能力。美国海军也在考虑如何将濒海战斗舰与无人船和其他机器人系统进行协同部署。这些系统可能包括用于情报收集、扫雷和近程防御的无人水面舰艇，以及执行反潜战和水雷战任务的无人水下舰艇。本研究预计，未来20年，机器人将取得革命性进步，并且在战场上完成一些以前未曾尝试过的重要任务。

 

（二）导弹

 

导弹将继续发展，尤其是高超音速导弹将实现远程甚至全球打击能力，该导弹能在1小时内打击地球上任何目标。这些武器可能采用超燃冲压发动机或助推滑翔技术，预计这些技术的成本将变得更低、效果将更加显著。同时，机动和归航再入飞行器已经在某些类型的弹道导弹上实现，并将继续完善。本研究预计，未来20年，导弹的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（三）炸药

 

随着纳米材料更多地应用于炸药，炸药的性能将继续提升。这些新材料可以更有效地集中爆炸能量，从而提高穿甲能力。本研究预计，未来20年，炸药的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，这些纳米材料将使炸药的威力提高50%~100%。

 

（四）燃料

 

对于大型平台，燃料的进步可能较为有限。尽管如此，燃料的能量密度和存储效率的提高将有助于增加飞行器的航程和续航能力。然而，由于燃料通常受到物理和化学法则的限制，本研究预计，未来20年，燃料的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（五）喷气发动机

 

喷气发动机将继续发展，不会有根本性的变革。本研究预计，未来20年，喷气发动机的进步速度适中，通过改进结构材料和发动机技术，喷气发动机的性能将逐步提高，但提升幅度有限，通常在10%~25%之间。

 

（六）内燃机

 

内燃机的效率在21世纪初期提高了约三分之一，与20世纪末的后十年发展速度相当。本研究预计，未来20年，内燃机的效率将继续以相似的比例提高，不太可能出现革命性变化。

 

（七）电池

 

电池，尤其是锂离子电池，自1991年发明以来，一直在快速发展。预计其发展速度将继续保持，这主要得益于纳米材料的使用。本研究预计，未来20年，电池的发展程度高，纳米材料将极大地提高电池的能量存储能力，可能使电池的性能提高50%~100%。

 

（八）火箭

 

尽管火箭自20世纪90年代以来变化缓慢，但可重复使用的火箭（如SpaceX和Blue Origin两家航空航天公司所生成的火箭）可能大幅降低成本。本研究预计，未来20年，火箭的发展速度加快，预计可重复使用火箭可能最终将成本降低50%或更多。

 

（九）船舶

 

基本船舶技术预计将逐步发展，特别是在水动力学、结构设计、运动效率和速度方面。尽管会有一些创新，如某些新型舰艇采用在水面上方行驶的设计，但基本物理限制意味着大型舰艇的性能提升有限。本研究预计，未来20年，船舶的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（十）装甲

 

装甲的主要创新（如贫铀装甲、反应装甲）大多在20世纪末开发，目前的新概念涉及激光防御等。预计装甲的创新将通过更广泛地采用这些新概念来实现。本研究预计，未来20年，装甲的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（十一）隐形技术

 

隐形技术将继续发展，包括改进飞机关键部分的形状，研究能减少低频雷达返回的材料，以及开发能抵消雷达返回的电子对抗措施。预计隐形飞机将继续保持对雷达系统和其他传感器的优势。本研究预计，未来20年，隐形技术的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（十二）卫星

 

卫星的进步主要在于通过使用小型卫星使有效载荷变得更小，这些小型卫星在商业和民用市场（如远程通信、低分辨率地球观测和天气预报等领域）取得了显著进展。军事应用也将从这些发展中受益，例如通过创建更具弹性的通信网络减少对大型平台的依赖。本研究预计，未来20年，卫星的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，该技术可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

四、其他技术

 

（一）射频武器

 

射频武器，特别是高功率微波武器展现出一定的潜力。目前不确定射频武器是否能够成功破坏敌方系统电子设备，因此这些武器的作用可能会受到限制，除非射频武器能够有效地穿透保护特定物体的终端防御。本研究预计，未来20年，射频武器的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（二）非致命性武器

 

非致命性武器在近年来的冲突中并未受到太多关注，但这种情况在未来几年会发生很大变化。随着固态激光技术的发展，移动激光武器可能很快能够部署，用于在不造成致命伤害的情况下驱散人群、使个体失去能力或使汽车失灵。这些武器在海上领域的短程防御中可能特别有用，但其在射程、功率和恶劣天气的限制下也存在一定的局限性。本研究预计，未来20年，非致命性武器的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，非致命性武器可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（三）生物武器

 

生物武器领域的核心技术基础已经就位，包括了解DNA并将其合成为病毒和其他潜在病原体的能力。尽管目前对生物战剂或防护能力的发展关注不多，但生物武器在未来可能带来更大的变化和危险，尤其是考虑到遵守《生物武器公约》的难度。本研究预计，未来20年，生物武器的进步程度高，它们在战场上的表现将比以往好得多，生物武器可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（四）化学武器

 

化学武器相对成熟，《化学武器公约》的签订对化学试剂的研究进行了限制。尽管如此，新型药物，如类阿片、芬太尼和卡芬太尼，其作用类似于高级化学武器。本研究预计，未来20年，化学武器的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，化学武器可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（五）其他大规模毁灭性武器

 

大规模毁灭性武器，如大多数化学武器和核武器已经相当成熟，这些领域的研究进展有限。核武器的研究更多地集中在现有武库的维护上，而非新技术开发。本研究预计，未来20年，其他大规模毁灭性武器的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（六）粒子束（作为武器）

 

粒子束武器发射出高能定向强流、接近光速的亚原子束（带电粒子束和中性粒子束），用来击毁卫星和来袭的洲际弹道导弹。本研究预计，未来20年，粒子束作为武器的发展速度适中，并在关键性能上小幅提升。

 

（七）电子枪和轨道炮

 

电子枪和轨道炮正在取得显著进展，可能很快会在一些主要舰船上取代传统火炮。例如，它们可以将舰载武器的直接射击范围扩展到100英里或更远，炮弹速度至少是传统化学推进弹药的两倍。本研究预计，未来20年，电子枪和轨道炮的发展迅速，在战场上的表现将比以往好得多，电子枪和轨道炮可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

（八）激光武器

 

激光武器是用高能激光对远距离目标进行精确射击或用于导弹防御等用途的武器，具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。本研究预计，未来20年，激光武器的发展速度加快，它们在战场上的表现将比以往好得多，激光武器可能会在关键特性上提高50%~100%的性能。

 

五、结语

 

20世纪90年代，美国战略界对所谓的军事革命充满期待，但这种变革并未实现。然而，从2020年—2040年，我们可能会见证真正的军事变革。过去20年中，计算机和机器人技术经历了革命性变化，而未来20年，人工智能和大数据的突破将进一步推动这一进程。尽管技术的总和可能不会引发一场全面的军事革命，但其潜力不容忽视。关键在于这些军事技术如何协同作用，以及军事和政治领导人如何创新地将它们应用于战场。虽然某些领域的军事技术，如传感器、大型车辆和大规模杀伤性武器的底层技术可能不会有太大变化，但真正的军事革命可能在没有这些技术进步的情况下发生。最终，这些技术如何相互作用和被创新性地使用，将决定它们是否能够引发一场真正的军事革命。

 

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