據(jù)美國《防務新聞》周刊網(wǎng)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(xiàn)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。

美媒稱，未來美國空軍的規(guī)?？赡鼙饶壳奥孕?，它將更依賴遙控飛機。亞洲崛起和迅速增加的太空發(fā)射會讓它面臨越來越多的挑戰(zhàn)。隨著美國培養(yǎng)的科學家、工程師和其他高技能畢業(yè)生減少，美國空軍將奮力維持它的技術優(yōu)勢。

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(xié)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。”

6月份的這份報告題為《放眼全球：美國空軍的全球科技構(gòu)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)?？赡苈杂锌s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(nèi)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(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(wǎng)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(jīng)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(xiàn)代化升級。”

該報告還強調(diào)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(nèi)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(shù)學領域畢業(yè)生數(shù)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。

    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(shù)字模型文件為基礎，通過材料疊層添加構(gòu)造三維物體的變革性、數(shù)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。英國《經(jīng)濟學人》雜志則認為，3D打印技術將與數(shù)字化生產(chǎn)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(wǎng)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(shù)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(jīng)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(jù)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(chǎn)生積極而深遠的影響。

    武器裝備實現(xiàn)隨時、隨地、按需生產(chǎn)

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(xiàn)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(xiàn)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(shù)字控制設備將鋁、鋼材和塑料生產(chǎn)加工成所需零部件，從而實現(xiàn)在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)快速生產(chǎn)原型產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)隨時、隨地、按需生產(chǎn)。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(nèi)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(shù)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(xiàn)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?ldquo;DIY”為主，即由作戰(zhàn)人員在戰(zhàn)地自助生產(chǎn)行動所需的后勤藥品、食品和物資等。據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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)。可以想象，隨著3D打印技術與醫(yī)學影像建模、仿真技術的完美結(jié)合，以及生命物體在結(jié)構(gòu)、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(nèi)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(nèi)置記憶卡、智能數(shù)控系統(tǒng)、網(wǎng)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(zhì)量和燃燒卡路里等無線信號流，經(jīng)過生物統(tǒng)計數(shù)據(jù)和精確數(shù)控，根據(jù)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(wǎng)絡、無人駕駛運輸直升機或汽車相結(jié)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(wǎng)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(xiàn)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。

    如虎添翼的太空“利器”

隨著世界各國政治、經(jīng)濟和軍事利益空間的不斷拓展，太空已上升至國家安全戰(zhàn)略的高度，成為爭相探索、開發(fā)的重要領域。與此同時，發(fā)展低成本、響應型太空任務也成為了各國面臨的嚴峻挑戰(zhàn)和現(xiàn)實課題。

眾所周知，宇宙飛船內(nèi)可謂是真正的“寸土寸金”，由于攜帶備用零件會增加飛船的體積和重量以及受到宇宙中失重環(huán)境的影響，一旦飛船內(nèi)某個零部件出現(xiàn)故障，及時進行更換是十分困難的。而3D打印技術可以制造過去認為復雜而不經(jīng)濟的產(chǎn)品，并大大減輕產(chǎn)品重量。與機器制造出的零件和產(chǎn)品相比，3D打印的產(chǎn)品更加精細輕盈，打印出來的產(chǎn)品重量要輕60%，而且沒有與其功能無關的剩余物。如果利用安裝在飛船中的3D打印機，宇航員們就只需攜帶金屬絲物料按需打印所需零部件，問題便可迎刃而解，既節(jié)省了空間又減輕了負載。2012年7月，美國“太空網(wǎng)”透露，美國宇航局和國防部正在測試新一代3D打印機，可以使宇宙飛船在繞地球飛行時制造設備零部件。

同時，3D打印技術也為人類在月球上活動提供了可能。據(jù)英國《每日郵報》報道，2013年2月歐洲航天局宣布，計劃讓機器人攜帶3D打印機“空降”到月球上，利用3D打印技術將月球上的原始土壤轉(zhuǎn)變成建筑材料，建立首個人類基地，并有望在未來40年內(nèi)投入使用。

    美軍已部署到戰(zhàn)區(qū)

如今，3D打印技術已經(jīng)被大量應用于美軍武器裝備的研發(fā)之中。美國軍方已應用3D打印技術輔助制造導彈用彈出式點火器模型，并取得了良好的效果。

美國海軍還在尋求通過在機器人體內(nèi)植入3D打印機，便能夠使機器人半自動化地實現(xiàn)“相互溝通、協(xié)作以及制造”等能力。換句話說，美國海軍希望能夠利用機器人來生產(chǎn)更多的機器人。此外，美國GE航空已應用3D打印技術制造終級噴氣發(fā)動機，并將所有的專門技術應用于下一代的軍用發(fā)動機上，能夠自動地將高推力模式轉(zhuǎn)換到高效率模式。

美國陸軍也在加速3D打印技術實戰(zhàn)化部署，以增強持續(xù)戰(zhàn)斗力。目前，美國陸軍已經(jīng)加入擴展3D打印行動，向阿富汗部署移動實驗室，配備了原型設計和印刷設備，可以為士兵現(xiàn)場創(chuàng)建工具和其他設備。移動實驗室由一個集裝箱制成，配備成型機、3D打印機和其他制造工具，可現(xiàn)場操作，大大縮短制造過程。

今年1月，美國陸軍快速裝備部隊將其第2個移動實驗室部署到戰(zhàn)區(qū)，此舉可幫助設計人員利用計算機輔助設計軟件在戰(zhàn)區(qū)快速生產(chǎn)原型產(chǎn)品，其目的在于加速設計和生產(chǎn)的進程。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。

    3D打印“熱”下的“冷思考”

3D打印技術是對人類控制能力極限的挑戰(zhàn)和展示，其實質(zhì)是制造業(yè)向智能化不斷演進的歷程。當前，我國制造業(yè)正面臨轉(zhuǎn)型升級挑戰(zhàn)，信息化和工業(yè)化的深度融合為這一進程提供了前所未有的機遇。

受技術裝備、新型材料、設計軟件、質(zhì)量安全、公共環(huán)境等制約和影響，盡管3D打印技術已成功地將傳統(tǒng)復雜的生產(chǎn)工藝簡單化，將材料領域的疑難問題程序化，但目前僅適用于少批量、小尺寸、高精度、造型復雜的零部件和元器件的加工制造，還難以代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)大規(guī)模、大批量的加工制造優(yōu)勢。

尤其是在軍事領域，目前3D打印技術雖然可能生產(chǎn)出手槍、子彈等武器，但遠達不到實戰(zhàn)標準，它大部分情況下將被應用于武器裝備的概念設計、技術驗證等。只有將3D打印技術的個性化、復雜化、高難度的特點與傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)模化、批量化、精細化相結(jié)合，與制造技術、信息技術、材料技術和生命科學技術相結(jié)合，才能不斷推動3D打印技術在軍事領域的創(chuàng)新發(fā)展。

    二、美無人機激光武器摧毀俄S-300防空導彈

近日，美國通用原子航空系統(tǒng)公司公開其最新無人戰(zhàn)機產(chǎn)品 “捕食者”（Predator）系列長航時多用途UAV（無人機）最新改型----“捕食者”C無人戰(zhàn)機宣傳視頻。

視頻中，該機在衛(wèi)星支持下使用SDB制導炸彈毀了敵方通古斯卡野戰(zhàn)防系統(tǒng)、S-300防空導彈陣位，還使用了機載激光武器摧毀來襲導彈，戰(zhàn)力表現(xiàn)相當強悍。現(xiàn)實中的捕食者C無人戰(zhàn)機還沒有配備機載激光武器，視頻中的激光作戰(zhàn)場面只是未來發(fā)展中需要具備的能力。

    三、美軍對激光武器寄予厚望

美國軍隊近期將獲得一種新式超級武器。若干專家從中窺見了華盛頓未雨綢繆的野心，它希望借此提升自己在下一輪科技博弈中的實力。此番亮相的超級武器就是固體激光裝置，有媒體稱，它如同“焊槍”一般，能在頃刻間將目標燒為灰燼。無需望眼欲穿，2014年，這種激光裝置便將會出現(xiàn)在美軍駐波斯灣的軍艦上。

它比原計劃提前兩年問世，這自然要歸功于相關領域科研、試驗及設計工作的神速進展。據(jù)稱，激光武器能有效摧毀軍用快艇及無人機，當前的軟肋在于功率有限，尚難以摧毀超音速戰(zhàn)機及處于飛行末段的導彈，然而，攻克上述瓶頸只是時間問題。

華盛頓自2007年便開始為海軍研制激光武器，使用的是固體激光裝置，它不能摧毀遠距離目標，但卻非常適合攻擊中短距離內(nèi)的小型飛機。此外，它還可以摧毀軍艦及無人機的光學偵察系統(tǒng)，目前，它正處于進一步的調(diào)校之中，即將進入海軍長期服役。

然而，激光武器存在一些難以彌補的先天不足。它只能摧毀可視目標，倘若目標處于視野之外，或是被其他東西遮擋，便束手無策了。無人機只要涂上反射涂層，也會令激光武器望而興嘆。盡管有上述軟肋，但激光武器的前景是毋庸置疑的，威脅也不容小覷，因而被美軍寄予厚望。

華盛頓當前急需維持其超級大國的地位及顏面，在軍事技術領域?qū)⒌鼐壵螌κ诌h遠拋在身后成為當務之急。美國需要一個飛躍，或者說是實現(xiàn)飛躍的契機。如今，核武器已走下神壇。當然，擁有它的國家屈指可數(shù)，但這已非美國獨攬的技術。非但如此，不僅是美國，安理會的其他成員國也在失去對核武器的壟斷，盡管它們不遺余力，試圖通過核不擴散條約壓制該領域內(nèi)的競爭，但收效甚微。

值得一提的是，缺乏超級武器的超級大國是不存在的。具備比他國高出一籌的軍事實力，是成為超級大國不可或缺的要素之一。軍事專家維克托·利托夫金指出，這也正是美國人為何對在軍事技術競賽、在新武器實戰(zhàn)使用方面占得先機、拔得頭籌如此孜孜以求的原因。

他認為，核武器時代很快將走向盡頭，新武器會取而代之：激光武器、輻射武器以及無線電電子戰(zhàn)武器等，它們摧毀的是敵人的導航、偵察及目標提示系統(tǒng)?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭已離不開對上述系統(tǒng)的使用。新戰(zhàn)爭的問題并不在于你用的裝甲是否足夠厚，而是在于讓武器裝備都無法移動，讓發(fā)動機失靈，讓光學設備“無法眼觀六路”，讓飛機無法起飛等。眾多專家都認同這才是軍事技術未來的發(fā)展方向。

    美軍2014年將在部署中東運輸艦上裝激光武器

美國海軍前官員4月8日宣布，美國海軍第五艦隊將于2014年初在“龐塞號”運輸艦上安裝和部署海上固體激光武器（SSL）。

一位官員稱，美國海軍研究局和海軍海上系統(tǒng)司令部基于激光武器系統(tǒng)共同開發(fā)的這款具備快速反應能力的武器系統(tǒng)將被部署到“龐塞號”上。“龐塞號”曾是一艘兩棲運輸艦，目前被改造成美國海軍在波斯灣的漂浮基地。

美國海軍作戰(zhàn)部長喬納森·格林納特上將在海軍聯(lián)盟2013年?？帐啦细嬖V與會記者，這種激光炮主要用于應對無人機（UAV）和小型敵艦。

 “龐塞號”將把這種固態(tài)激光武器的快速反應能力直接安裝到其標準武器發(fā)射系統(tǒng)的位置。它可以直接用于連接船上的戰(zhàn)斗系統(tǒng)，就像傳統(tǒng)艦載海軍武器系統(tǒng)一樣，水手們可以對目標進行探測和跟蹤。

 “我們并沒有在船上安裝更多的雷達和傳感器，我們利用了那些已安裝的武器。”海軍少將海軍海上系統(tǒng)司令部海上系統(tǒng)工程的首席工程師托馬斯·艾克爾斯說。

由纖維激光器構(gòu)成的激光武器系統(tǒng)以前曾安裝在驅(qū)逐艦“杜威”號上，此系統(tǒng)在最近的海軍演習中成功擊落三架海軍無人機。

海軍少將海上研究負責人馬修說，這種激光武器發(fā)射一次的成本只需大約1美元，與花費幾十萬美元成本的發(fā)射導彈相比，其優(yōu)勢顯而易見。

這種激光武器系統(tǒng)自2007年開始升級，美國海軍花費了約四千萬美元來升級它的系統(tǒng)和集合硬件。