问题描述

未来战争中，为在短时间内从多维度、多方向、多平台对目标发动攻击，提高毁伤概率，确保战争优势，需突破传统作战领域的界限、利用不同平台和武器间协同作战来打击目标。因此，当前作战环境已没有明显的单一作战域,需要打破传统的以军种为核心的作战域边界，从单纯的军种能力同步转向全面的军种能力整合。在作战环境的急速变化下，包括陆、海、空、天和网等联合全域作战已成为未来战争重要的发展方向之一。

跨域自适应和跨域协同是联合全域作战中的核心概念，是“空海一体战”和“全球公域进入与机动”一脉相承的基本战法。为了进一步适应未来联合全域作战的发展需求，一方面加快对新战术战法的研究，构建战术战法数据库，积累跨域作战经验，是抢占军事战略制高点、打赢未来智能化战争的时代选择；另一方面，跨域自主变构型飞行器、多类制导弹药协同作战，智能自主打击任务目标，必然催生新的跨域智能飞行器技术，从而颠覆传统的作战制胜机理。

因此，随着信息化技术、人工智能技术发展和未来战场环境的日益复杂性，具有自适应结构变形的智能飞行器跨域协同作战是未来战争模式发展的必然趋势。通过结构布局自适应变形技术、跨域感知决策技术和自主能力适配技术，实现跨高度域、速度域、介质域以及电磁域等多域环境下的自主联合作战。

问题背景

1、需要重点解决顶层管理和作战体系设计与跨域智能飞行器发展不相适用的矛盾。

联合全域作战概念使各军种不仅仅把目光锁定在各自的领域，还必须跨所有领域实现更好的规划、行动、指挥控制和效果的一体化。跨域智能飞行器作为一种为了适应联合全域作战而出现的新型飞行器，通过自主构型变化、复杂态势感知、自主任务规划和多域协同控制等关键技术，实现不同速度域、高度域、介质域和电磁域等的联合作战，必将形成一种全新的模式。尽管我国近年来逐渐加强全域作战能力建设，十九大报告中明确提出要“提高基于网络信息体系的联合作战能力、全域作战能力”，但是尚缺少“跨域智能飞行器”国家顶层管理机构和统一的发展规划，从而使跨域智能飞行器所依赖的基础理论、共性技术、平台应用等领域被人为割裂，无法形成合力，特别是对于跨域智能飞行器在全域作战的体系化设计缺乏系统研究。

2、需要有针对性的突破跨域智能飞行器发展中的重点关键技术。

跨域智能飞行器发展所涉及的自主构型变化、复杂态势感知、自主任务规划和多域协同控制等多项关键技术，虽然在国内各大高校和研究所均有一定的发展和技术积累，但大多不是针对面向联合全域作战的跨域智能飞行器，且在一定程度上受其他基础研究的限制。如跨域智能飞行器自主构型变化多数考虑采用形状记忆类材料、压电材料、介电弹性体等智能材料或机械驱动机构，但现阶段智能材料尚存在驱动力不足、变形范围小、响应速度慢等问题需要突破；而驱动机构设计同样存在附加重量过大，效率低等问题。

3、需要有系统性地针对跨域智能飞行器技术的发展提升研制集成能力。

由于我国武器装备的发展仍处在机械化向信息化过渡的阶段，基于机械化武器装备形成的科研生产的流程方法和军事工业体系，与智能武器装备的研制需要不适应，如何将多项关键技术集成，并联合应用于跨域智能飞行器研制中去，尚需要将高校、各国防军工企业、高新民营企业等在军民融合的大背景下形成的技术积累，纳入到现有军事工业体系中来，塑造一个跨域智能飞行器技术发展崭新的“生态圈”。

4、需要重点关注教育和人才培养体系与跨域智能飞行器发展不相适应的矛盾。

作为面向新型作战模式的跨域智能飞行器，其所需理论研究和关键技术攻关的人才需要具备扎实的基础知识储备和多种高新技术的跨越式拓展。虽然国内多所高校陆续开设人工智能等前沿学科和专业，但培养出的人才多数流向互联网、无人驾驶、语音识别等新兴民用行业。国防工业体系受传统体制影响，难以汇聚人工智能高端人才，从事武器装备研究和从事人工智能研究的人才培养体系被严重割裂开来，缺乏军方、军工集团、高校、互联网企业等相关方联合培养复合型人才的体系。

最新进展（截止问题发布年度）

自美国陆军2012年率先提出“跨域协同作战”的概念以来，先后发展出“多域战”和“全域作战”的概念。美军所有军种目前已经达成共识，即需要在陆、海、空、天、网的所有五个战争领域进行新的协同合作（即多域联合）。在未来飞行器发展方面，为适应跨域作战理念，飞行器需在对抗能力、未来复杂作战环境适应性及跨域协同打击等方面有着进一步的发展。以武器系统为例，2018年2月，美国《陆军》杂志发表文章，重点阐述美国在未来近距离作战中重点发展的两个项目——多功能攻击导弹(Single Multi-Mission Attack Missile，SMAM)和多导弹同步交战技术(Missile Multiple Simultaneous Engagement Technologies，MSET)。这也是未来飞行器为了适应多域作战而发展的两个主要方向。

在2020年中国航天大会航天控制专业论坛——人工智能赋能航天控制发展论坛上，西安电子科技大学装备效能教育部重点实验室主任李小平聚焦航天科技发展中的前沿技术，作了题为《柔性可变形跨域智能飞行前沿探索》的专题报告指出：“跨空域、跨速域的跨域飞行是航空航天领域最具颠覆性和变革性的战略发展方向之一，是现在各航天大国追逐的战略制高点。”国内北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学和北京理工大学，以及中国运载火箭技术研究院、沈阳飞机设计研究所等高校和科研院所，先后成立了多个跨域智能飞行器研究中心，但相关研究尚处于初步阶段。

重要意义

该技术取得突破后，相关研究成果可有效提升我军适应未来战争的能力，同时关键技术的突破也应用于其他民用飞行器的研制，进一步推动飞行器向智能化发展，增强飞行器的任务效能，具体如下：

1、实现单一飞行器多任务跨域自适应。

为了满足未来联合多域作战的需求，针对各种性能在结构布局上存在的差异,变体技术是不同布局在同一平台上实现融合的最佳途径。跨域智能飞行器在飞行中能够根据飞行环境和飞行任务的不同,自主灵活地改变自身外形,来改善气动性能以适应不同的飞行环境及作战任务需求。通过自主构型变化和先进动力系统设计，实现单一飞行器在不同速度域、高度域、介质域或者电磁域等的跨域自主飞行。

2、实现多飞行器跨域自主协同。

跨域智能飞行器除了单一飞行器通过智能自主构型变化和先进动力系统，实现跨宽速域、跨大空域等的跨域飞行，同时不同飞行域之间多个飞行器具有跨域协同作战的能力，能够引导不同域内的作战单元在指定时间到达指定区域进行作战任务，实现作战单元间的时间协同与空间协同。同时构建先进的数据链系统，在多武器跨域协同作战单元按照作战方案动态建立战术信息流，实现跨域协同打击。

3、多项关键技术突破必将有利于未来飞行器向多任务化、智能化发展。

跨域智能飞行器作为一种为了适应联合多域作战而出现的新型飞行器，通过自主构型变化、复杂态势感知、自主任务规划和多域协同控制等关键技术，实现不同速度域、高度域、介质域和电磁域等的联合作战，必将形成一种全新的模式。多项关键技术的突破与发展，必将引领新一代飞行器的出现，有利于未来民用和军用飞行器向多任务化、智能化发展。