本报告已由作者以外的小组根据由美国国家科学院、美国国家工程院和医学研究所成员组成的报告审查委员会批准的程序进行了审查。
本报告是题为《2000-2035 年美国海军和海军陆战队的技术：成为 21 世纪的力量》的九卷系列报告的一部分。该系列是海军作战部长要求进行的一项为期 18 个月的研究的产物。为了进行这项研究，未来海军技术委员会下组织了八个技术小组，以审查职权范围中提到的所有具体技术领域。
1995 年 11 月 28 日，海军作战部长 （CNO） 要求国家研究委员会通过其海军研究委员会启动对先进技术对 2035 年海军形式和能力的影响的全面审查。该研究的职权范围明确要求确定“与海军和海军陆战队的全部任务能力相关的现有和新兴技术”，特别关注“（1） 信息战、电子战和监视资产的使用;（2） 水雷战和潜艇战;（3） 在目标有效性背景下的海军和海军陆战队武器;[和]（4） 照顾和最大化海军和海军陆战队人力资源效率的问题。确定了 10 个应广泛关注的具体技术领域。本报告的附录 A 中给出了 CNO 的请求函以及完整的职权范围。
平台小组的成立是为了解决与军事平台（地面、空中和水下）相关的技术问题，这些问题将支持未来的海军和海军陆战队任务。作为其工作的一部分，特别关注了职权范围的第 6 项：
应评估海军和海军陆战队平台（包括推进系统）是否适合未来的任务和操作环境。
例如，对于海军服务来说，遵守环境问题的成本越来越高，并影响了运营。审查应考虑已知问题，并预测未来可能影响海军和海军陆战队的问题。
该研究的职权范围责成平台小组研究如何引入技术发展的新方向以提高未来海军平台的有效性，同时注意到国家安全环境（威胁、任务、资源）的最新变化以及未来可能发生的变化。小组意识到 （1） 资源可用性将是控制因素;（2） 威胁的来源和范围仍然很广，因此需要一个可行的、最新的海军力量结构;（3） 在不确定的未来，海军和海军陆战队的任务将继续被广义地定义为为国家利益应用海权。
小组成员包括系统工程方面的专业知识;海军建筑;电气和机械工程;推进工程;船舶、飞机和潜艇设计和制造;大型企业管理;以及直接的运营经验。该小组在一年内举行了 10 次会议，在此期间，它收到了来自政府、行业和学术界的科学家、工程师和决策者的意见，这些人在平台技术方面拥有专业知识。
在未来 35 年内，海军和海军陆战队将不得不更换他们的大部分作战设备。这必须在总军事预算所施加的财政限制下实现，而实际军事预算明显低于 1980 年代最后一次军事集结期间的可用预算。目前对这一主题的看法表明，面对这些限制，海军和海军陆战队资本资产的必要补充只能通过降低运营和支持成本，并在可接受的情况下使用商业标准、模块化建筑和提供较低总生命周期成本的新技术来实现。预期通过实施这些概念和技术积累的节省将可用于资助研发和获取新的表面、水下和空中平台，以支持海军和海军陆战队的任务。
根据平台小组在本研究过程中进行的简报和讨论，海军部似乎真诚地希望和要求保持海军能力的平衡。在国防部 （DOD） 未来五年面临的财政环境中，这将是一项极其艰巨的任务。
尽管财政环境发生了变化，但海军部仍然保留了其历史使命：海上控制、力量投射、威慑、前沿存在和海上抬升。这些任务的详细描述包含在
在一篇题为“向前......从海里。1
随着冷战的结束，海军和海军陆战队必须准备应对的潜在威胁变得更加多样化。各种潜在对手的时间、方向和杀伤力的不可预测性要求海军部保持足够的部队结构和适当的现代化步伐。由于无法准确预测 2035 年的军事环境，因此规划者必须提供可以采用和适应的技术，以支持随着时间的推移而出现的概念。
2035 年愿景
海军部将不得不创建新的平台概念，以便能够及时且经济高效地执行其任务。海军和海军陆战队在这个时代面临的挑战与海军在从帆船过渡到蒸汽机，后来过渡到舰载喷气机时面临的挑战相似。应对这些挑战需要采取以下行动：
承诺打破传统解决方案，
齐心协力开发使能技术，以及
从旧过渡到新的计划。
这些原则中的每一个都反映在本报告中提出的建议中。
海军通过退役仍然具有重要作战能力的舰艇和飞机来适应其急剧减少的预算。在美国海军裁员的背景下，决定以海军独特的技术和生产能力支持该生产基地。造船业就是一个很好的例子。这里有一把双刃剑在起作用。一方面，在采购减少的情况下，需要保持造船业的势头。另一方面，采购量减少导致单位成本上升。
为了抵消和重新获得资金以进行资本重组，海军部必须制定一个全面的计划，以最大限度地减少人员配备、基础设施和所有生命周期支持成本。理想情况下，这应该与国防部和国会达成广泛协议相结合，允许将重新获得的资金用于海军和海军陆战队的资本重组计划。
平台的常见推力
平台小组得出结论，有一组常见的推力——隐身、自动化、最少的人员配备、经济性、流体和流量控制以及非车载车辆——可以在未来几年内追求，以最大限度地提高未来海军平台的运行性能和经济性。在采用新技术的系统工程方法的背景下，可以最有效地实现这些推力，无论是作为单个技术组成部分还是作为一个整体。
隐身
未来海战的一个明显驱动力是传感器技术的发展和这项技术的普及的综合效应。目标捕获的预期改进，加上先进的导弹、水雷、鱼雷和其他武器，使得避免被发现变得非常重要，无论是在沿海还是在公海上。隐身技术以及以无缝方式应用它们的能力提供了在面对敌对对手时保持有效海军存在的最佳方法。与低可观察对象相关的大多数技术细节必然是高度机密的。本报告中的讨论仅限于源自基础物理学的一般原理和不高度分类的领域。
自动化
与设备和过程的自动操作或控制相关的技术已经并将继续取得巨大进步。基于状态的监测的应用以及通常与自动化相关的组件和系统的维护将提高设备的可靠性。改进对危险情况的检测将彻底改变损害控制。为了实现最佳收益，应以系统和集成的方式追求开放式架构系统，直至组件级别。除了高效运行和可靠性等优势外，在海军舰艇和潜艇中积极利用智能自动化还将降低船员和生命周期成本。
最低限度的人员配备
最大限度地减少平台人员配备将对海军舰艇的生命周期成本产生重大影响。船舶成本中最大的单一因素是船员，它不仅涉及海军人员的直接工资、福利和培训成本，还涉及人力基础设施、基地、军营、小卖部、退休计划等的间接费用。还可以通过船舶设计来降低平台购置成本，特别关注减少停泊、餐饮服务、空调等的要求。
经济实惠
成本至关重要，在可预见的未来，它将成为决定武装部队规模和结构的主要因素。单位成本与部队规模成反比;因此，必须将单位成本降至最低。系统成本最明显的组成部分是初始购置，包括设计和生产;因此，应该同时在这两个领域寻求节约。通过仔细考虑机组人员人数、维护要求、模块化和燃料消耗，可以最大限度地降低生命周期成本。
流体和流量控制
流体流动现象对于海战平台的各个方面都至关重要。如果能够更好地理解和控制船舶、飞机和潜艇机身周围的空气和水流，就可以大大提高它们的效率和机动性。同样，了解和控制热气流将使发动机性能、效率和可靠性得到重大提高。船舶和飞机的辅助和公用系统也可以改进。作为潜力的一个例子，实验和计算表明，如果可以在大部分表面抑制流动湍流和分离，平台阻力可能会显着减少。
在所有平台和推进系统中实现这些收益的一个主要关键在于显著提高对流体流动基本物理学的理解，并改进计算流体动力学 （CFD） 技术，使工程师能够理解和预测机制对控制流动的影响。主要需求是改进雷诺平均纳维-斯托克斯模拟的湍流模型，以及大涡模拟（如果可用）。这应该是海军部的重中之重。这种需求在 CFD 社区中得到了广泛认可，并且是积极研究的主题，但还需要做更多的工作。特别是，海军部的有力指导和支持对于确保开发合适的湍流模型以满足海军部队最直接关心的所有需求至关重要。这将需要一个充满活力、专注、综合的理论调查、实验和计算计划。
非车载车辆
水下和空中的自主辅助车辆将在海战中发挥越来越重要的作用。无人机 （UAV） 将在整个任务范围内使用，从侦察开始，然后是支援，最后是选定的致命角色。无人水下航行器 （UUV） 可以显着扩展潜艇的战斗空间并增加非常重要的任务能力，同时有助于降低潜艇的风险。
平台技术 - 影响和建议
平台技术为舰船、飞机和潜艇的性能设定了界限，因此是考虑所有海军和海军航空技术的基础。海军平台的设计、生产和使用寿命通常长达数十年。与实施新平台技术相关的漫长时间，以及它们对作战效率的根本影响，需要采用系统性的、自上而下的方法来采用这些技术。为了将先进技术整合到未来的海军平台中，海军部应该实施一项重点工作，包括明确定义的目标和时间表、行业与政府的伙伴关系以及稳定的资金。集成高性能涡轮发动机技术 （IHPTET） 计划是此类工作的一个很好的模式。该计划过去所证明的成功怎么强调都不为过。平台小组建议，在与海军和海军陆战队相关的几个技术领域中，应将 IHPTET 的技术开发方法视为通往未来的桥梁。
Surface 平台
表面技术计划的影响
实施本报告中讨论的技术应使海军部能够以可承受的成本创建一支先进且高效的舰队。有几项关键技术可以显著减少特征，从而提高水面舰艇的作战效率。同样，自动化组件和架构以及电力驱动领域的关键进步应该会降低购置和生命周期成本，同时提高战斗力。这些技术支持从两栖车辆到水面战斗人员再到航空母舰的整个潜在未来舰艇系列。以下是该小组关于开发和利用先进平台技术的最高优先级建议，这些技术将使海军和海军陆战队能够在未来完成其任务。本卷正文中提出了其他建议。
船舶技术建议
为了最大限度地减少人员配备、提高可靠性和生存能力、增强系统可升级性并降低生命周期成本，开发并引入组件级智能分布式船舶系统自动化技术，包括以下内容：
基于微处理器的智能传感器和执行器;
在各个层面进行可靠的安全通信，包括点对点通信;
智能操作、监控、维护和损害控制原则;和
商业开放式架构系统改编。
积极寻求集成电力驱动和推进系统;开发和开发安静、高密度的永磁推进电机;利用半导体技术的进步开发电力电子构建模块;并开始海上测试和系统性能评估。这些方法为减少签名和降低生命周期成本提供了很大的潜力。
在以下领域扩大签名减少计划：
复合材料
先进的流体动力学和动力系统，
闭环消磁，以及
高级船体形状。
空中平台
空气技术计划的影响
为更先进的海军航空平台开发使能技术应该有助于发展一支比我们今天更具成本效益的部队。新技术实现的扩展空中平台选项包括 （1） 更垂直的力——垂直起降、短距离起飞和垂直着陆以及短距离起降;（2） 广泛使用陆基和海上无人机进行监视、侦察、瞄准以及后来的致命任务;（3） 实用型空中卡车将用作武器载体、目标指示器和传感器平台。指挥官在航空母舰 （CV） 甲板装载方面将获得极大的灵活性，以便 CV 可以作为全击舰运行，或者仅担任支援角色。最后，可行的 CV 尺寸和配置的范围可以大大扩大，从尼米兹号到更小的船，每艘船都运行相同类型的飞机。
空气技术建议
寻求减少起飞和着陆足迹并提高有人驾驶和无人驾驶飞行器的有效载荷范围和续航能力的技术：
慢速层流控制;
高升力空气动力学;
轻质、高强度复合材料;
核心引擎性能增强;
可变循环发动机;
小型、高性能、重燃料发动机;和
集成飞行和推进控制。
在高容量、长距离数据链路中开发商业信息。
强调专注于降低增强生存能力成本的技术发展。
追求有助于降低成本设计和制造的技术：
动态电子原型制作;和
降低成本，低速生产。
地下平台
潜艇计划的影响
将新技术注入新潜艇和现有潜艇应该会继续提供一个具有出色机动性、续航力、有效载荷潜力和生存能力的隐蔽平台。在这些技术和其他技术的整个开发、应用和协调过程中，必须高度重视降低潜艇购置和生命周期成本。通过使用技术来最大限度地降低设计和建造成本、减少人员配备、减少维护要求，并在潜艇的使用寿命内提供现成的性能升级，从而提高经济性。
潜艇技术建议
利用各种有效载荷技术，为未来的潜艇提供灵活的模块化集成有效载荷系统，可以隐蔽地携带、发射和回收各种未来武器、传感器、车辆和部队。开发潜射非机载车辆，包括无人机和 UUV，用于所有任务区域。这种辅助能力的有意增长可以利用廉价、可消耗的系统与昂贵的、可重复使用的系统双轨方法。
积极寻求稳定、广泛的研发计划，以持续分析和保证潜艇隐身的质量。该计划必须以集成系统方法解决隐身技术的所有方面，包括流体动力学、声学、非声学和信号发射。
升级潜艇传感器及其连接性，从而通过应用快速发展的技术（光纤、声学和非声学、激光、高速计算机和其他创新）来提高潜艇感知、处理和融合信息的能力。
显著提高潜艇功率密度，这是提高有效载荷能力、作战效率和生存能力的关键。专用于能源生产和分配的空间和重量分数必须
减少潜艇主动力、辅助动力、武器和舷外车辆。
环境问题
平台小组被要求研究如何利用技术来改善未来海军平台对环境的影响，并在此过程中特别强调船载废物处理系统，以最大限度地减少水污染。该小组决定将减少空气排放视为海军舰艇和飞机先进推进系统开发的一个组成部分。当前用于船载废物处理的（成熟）技术，如塑料加工机、碎浆机或碎纸机以及液体过滤系统，长期以来一直在海军实验室的支持下发展，已经在许多大型船舶类别中处于实施阶段。所考虑的使能技术，包括超临界水氧化、高级焚烧和等离子弧热解，在功率要求、重量和空间、效率、所需的操作员专业知识和标志性影响方面具有不同的优势和限制。此外，处理系统的可靠性，尤其是单一处理系统的可靠性，严重影响了系统是否适合船上实施。因此，与基于等离子体的系统等更大规模、能源密集型设备相比，建议在未来开发和实施一系列小规模的、特定于废物流的技术（包括塑料处理器、焚化炉和液体过滤系统），这些技术可以由现有能源（例如 JP-5 或柴油燃料）驱动。
该小组的结论是，未来军舰的舰载废物处理系统的设计应易于实施到平台中。电力要求不得需要外部船载发电机和相关的所需空间增加。
总之，该小组认为，海军部有许多技术可用于未来的平台设计和实施选项。如果以综合和系统的方式寻求这些机会，将使未来的决策者能够根据不断变化的需求和可负担性限制做出选择。
相关资料和书籍已经上传知识星球：
该星球用于分享技术、情报和军事类的技术知识，目前该知识星球已有5000份文档了和各类技术分享，后续每天都会有不同的技术资料分享，如果有需要的可以扫知识星球的码加入，内容很丰富，包含雷达技术文档、智能仿真代码，包括无人机蜂群代码等，及其他雷达技术仿真代码、武器系统技术、技术情报、武器分系统技术等知识.
