陳龍 宋慶國 廖孟豪

摘要：以百年未有之大變局下的大國博弈為切入點，立足未來航空科技發(fā)展的軍事應(yīng)用需要界定國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的概念內(nèi)涵，遴選適合國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的識別方法，并以航空領(lǐng)域特定時段公開發(fā)表且被工程索引收錄的高質(zhì)量期刊/會議論文、高水平科學(xué)引文索引期刊論文及已獲授權(quán)的三方發(fā)明專利為源數(shù)據(jù)構(gòu)建顛覆性技術(shù)識別的數(shù)據(jù)集，通過文本聚類、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法和軍事應(yīng)用潛力評估完成一批國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識別，為開展軍事航空顛覆性技術(shù)研發(fā)部署提供參考。

關(guān)鍵詞：軍事航空；顛覆性創(chuàng)新；數(shù)據(jù)集；文本聚類；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：V11文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2022.05.006

習(xí)近平總書記指出，只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全，他進一步強調(diào)要以關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新為突破口，努力實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，要瞄準關(guān)鍵領(lǐng)域加速孕育顛覆性科技創(chuàng)新，對屬于戰(zhàn)略性、需要久久為功的技術(shù)，要提前部署。2016年8月，國務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確提出“發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)”；“十四五”以來，發(fā)展顛覆性技術(shù)更是各類科技發(fā)展規(guī)劃的核心內(nèi)容和重要命題。2021年，全國“兩會”審議通過的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》再次指明，“加快武器裝備現(xiàn)代化，聚力國防科技自主創(chuàng)新、原始創(chuàng)新，加速戰(zhàn)略性前沿性顛覆性技術(shù)發(fā)展”，為我國未來若干年的國防和軍隊建設(shè)指明了方向。

顛覆性技術(shù)又名破壞性技術(shù)，其概念源自《顛覆性技術(shù)：逐浪之巔》一書，該書作者美國哈佛商學(xué)院的克萊頓·克里斯滕森（Clayton M. Christensen）教授認為，顛覆性技術(shù)通過性能提升或功能優(yōu)化取代已有技術(shù)并開辟新的市場，形成新的價值體系，被視為“改變游戲規(guī)則、重塑未來格局”的革命性力量[1]。20余年來，大量學(xué)者致力于豐富充實顛覆性技術(shù)的概念內(nèi)涵，其應(yīng)用也已從最初的商業(yè)領(lǐng)域擴展到國防、軍事、科技乃至經(jīng)濟社會等領(lǐng)域[2]。我國最早關(guān)注顛覆性技術(shù)概念的是清華大學(xué)吳貴生教授，其于1997年運用案例分析法闡述了顛覆性創(chuàng)新的發(fā)生發(fā)展過程[3]，逐漸引起學(xué)術(shù)界乃至國家層面的廣泛關(guān)注。

作為現(xiàn)代工業(yè)的皇冠，自第一次世界大戰(zhàn)以來，航空科技工業(yè)作為科學(xué)、技術(shù)、工程與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合體，就持續(xù)引領(lǐng)現(xiàn)代科技發(fā)展，在近現(xiàn)代戰(zhàn)爭、國防建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮了不可替代的作用；與之對應(yīng)，戰(zhàn)爭需要也是推動航空領(lǐng)域技術(shù)變革的強勁動力。在百年未有之大變局和美國已將我國列為“頭號威脅”的大背景下[4-5]，立足新形勢下的國防建設(shè)需要，科學(xué)識別國防領(lǐng)域航空的顛覆性技術(shù)，有針對性地謀劃新質(zhì)航空武器裝備發(fā)展，對我國航空裝備體系建設(shè)有著重要且緊迫的研究價值和現(xiàn)實意義。

本文從航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的研究現(xiàn)狀出發(fā)，通過借鑒前沿科技領(lǐng)域的主流顛覆性技術(shù)識別方法，以航空領(lǐng)域重要期刊、會議論文和發(fā)明專利為基礎(chǔ)開展顛覆性技術(shù)識別、評估和分析預(yù)測，并對其軍事應(yīng)用潛力進行評估，最終形成國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)清單，以期支撐國防領(lǐng)域航空新技術(shù)研發(fā)布局。

1國防領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的研究概況

與民用領(lǐng)域強調(diào)替代主流技術(shù)、變革市場結(jié)構(gòu)、改變社會形態(tài)的技術(shù)突破性、產(chǎn)業(yè)變革性和市場認同性不同，國防領(lǐng)域顛覆性技術(shù)更強調(diào)技術(shù)及其轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力后對國防安全乃至在特定沖突場景下對戰(zhàn)爭格局的影響，即“改變戰(zhàn)爭規(guī)則”的潛力。美軍則將國防領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)定義為“支撐形成讓對手半夜驚醒的非常規(guī)和非對稱作戰(zhàn)使能技術(shù)”，是能產(chǎn)生新的作戰(zhàn)樣式甚至改變戰(zhàn)爭形態(tài)的新技術(shù)[6]。

縱觀全球，世界各軍事強國都高度重視顛覆性技術(shù)對戰(zhàn)爭格局的影響，并注重研究其在未來戰(zhàn)爭中的應(yīng)用。早在2005年，美國國防部就將“顛覆性技術(shù)”納入戰(zhàn)略謀劃范疇[7]。事實上，早于“顛覆性技術(shù)”概念的提出，美國國會1958年就授權(quán)國防部成立了國防預(yù)先研究計劃局（DARPA）的前身預(yù)先研究計劃局（ARPA），以開展“改變游戲規(guī)則”的高風險、高回報國防尖端軍事科技研發(fā)，以期避免遭遇技術(shù)突襲并謀求對對手的技術(shù)突襲，是最早的顛覆性技術(shù)研究機構(gòu)[8]，高超聲速飛機[9]、分布式無人機群[4]等先進技術(shù)便是其在軍事航空領(lǐng)域的代表作。與美國類似，俄羅斯于2012年設(shè)立了先期研究基金會，負責探索、突破國防前沿技術(shù)的組織工作，重點支持的細分領(lǐng)域包含新型材料、人工智能、未來能源、仿生學(xué)，以及下一代航空電子等技術(shù)。英國也在著力打造“軍產(chǎn)學(xué)研”，組織軍事部門與工業(yè)部門、高校、科研院所建立廣泛的合作關(guān)系，致力于研究滿足各類國防技術(shù)創(chuàng)新需求的先進材料和納米技術(shù)等。

“十三五”以來，我國科技部、自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、中國工程院，以及軍隊有關(guān)部門也高度重視對顛覆性技術(shù)研究的經(jīng)費支持，但尚未成立專門的機構(gòu)來開展或組織開展國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的識別和研究。放眼整個國防領(lǐng)域，學(xué)術(shù)界尚在圍繞概念內(nèi)涵、管理方法、創(chuàng)新機制、資源投入等方面開展研究的顛覆性技術(shù)識別早期階段，如曹曉陽等[10]系統(tǒng)分析了DARPA使命定位、顛覆性創(chuàng)新的經(jīng)驗，探討了對我國發(fā)展顛覆性技術(shù)的啟示；侯樹強等[11]指出顛覆性軍事技術(shù)是科技發(fā)展到一定階段，由量變到質(zhì)變跨越的結(jié)果，提出加強顛覆性軍事技術(shù)戰(zhàn)略預(yù)研的建議，并指明顛覆性軍事技術(shù)具有技術(shù)發(fā)展速度快、潛在影響范圍廣、可創(chuàng)造軍事價值高和帶來顛覆性影響大4個共同特點。

事實上，在當前和未來一段時間內(nèi)，能夠在軍事航空領(lǐng)域構(gòu)成“技術(shù)突襲”的先進技術(shù)都應(yīng)歸屬國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的范疇。如何在現(xiàn)有國防領(lǐng)域航空技術(shù)研發(fā)體系中盡早發(fā)現(xiàn)潛在顛覆性技術(shù)，并促其形成能力對獲得技術(shù)優(yōu)勢具有不可替代的作用。因此，有必要深入開展國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識別研究，以把握未來軍事航空科技的發(fā)展方向，支持相關(guān)技術(shù)方向提早布局、前置發(fā)展，牢牢掌握體系化作戰(zhàn)時代空基多域?qū)沟闹鲃訖?quán)，形成非對稱優(yōu)勢，進而最終贏得潛在的軍事對抗乃至戰(zhàn)爭。3B86AB7F-2AE9-42A2-8552-9231C4FC578D

2顛覆性技術(shù)識別方法遴選

自“顛覆性技術(shù)”概念提出以來，眾多研究機構(gòu)和團隊都在開展顛覆性技術(shù)識別研究[1]。如何在萌芽初期準確識別顛覆性技術(shù)，進而在技術(shù)孵化和后續(xù)發(fā)展階段謀求主動，已成為行業(yè)、地方政府和國家層面密切關(guān)注的問題[10-12]。過去的20余年間，結(jié)合不同領(lǐng)域顛覆性技術(shù)識別的任務(wù)需求，已發(fā)展的識別方法種類眾多、適用性各異，需要針對國防特性遴選合適的識別方法。

2.1通用識別方法概述

（1）基于專家智慧的識別方法

基于專家智慧的識別方法依托領(lǐng)域?qū)＜业倪^往研究和實踐經(jīng)驗，結(jié)合當前社會、經(jīng)濟和政治發(fā)展環(huán)境，對未來的技術(shù)演進方向、發(fā)展路線及措施、關(guān)鍵時間節(jié)點等進行識別和預(yù)測。

該類型方法凝聚了領(lǐng)域?qū)＜业难芯亢蛯嵺`經(jīng)驗，研究結(jié)果具有較強的科學(xué)性和權(quán)威性。但受主觀認知的影響較大，專家組難以對萌芽期的新技術(shù)、新想法達成共識，容易遺漏部分潛在的新興顛覆性技術(shù)，甚至對潛在顛覆性技術(shù)形成錯誤評價。

（2）基于指標評估的識別方法

基于指標評估的識別方法通過建立多指標的評估框架來識別顛覆性技術(shù)，并結(jié)合技術(shù)實例驗證框架的有效性。目前，多指標分析方法大致可以分為三類：基于客觀指標計算的定量研究法；基于主觀指標評估的定性研究法；基于主觀指標評分的定性與定量相結(jié)合法。

通過構(gòu)建多維度指標體系，基于指標評估的識別方法可對顛覆性技術(shù)進行較為全面、系統(tǒng)地評估和預(yù)見，科學(xué)性和客觀性較強。但同時，部分評估指標依然需要依靠專家打分，難免會干擾評價的客觀性。

（3）基于模型構(gòu)建的識別方法

基于模型構(gòu)建的識別方法是按照一定理論框架和準則，通過統(tǒng)計等方式構(gòu)建模型，并對顛覆性技術(shù)進行的識別和預(yù)測。目前，常用的模型包括突變理論、創(chuàng)新問題解決理論等。

基于模型構(gòu)建的識別方法充分借鑒經(jīng)濟學(xué)、運籌學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論，形成了相對完整的分析框架和評價準則，能夠更加系統(tǒng)客觀地開展顛覆性技術(shù)識別。模型分析法具有客觀、簡便易操作、時間周期短等特性。同時，構(gòu)建模型對技術(shù)進行分析需要具備完整的專業(yè)知識，充分掌握技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢信息，因而對研究者的專業(yè)素養(yǎng)和實踐技能要求較高。

（4）基于文獻計量學(xué)的識別方法

近年來，隨著“數(shù)據(jù)驅(qū)動”觀念的深化，機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等的逐步普及為顛覆性技術(shù)識別帶來了新的問題解決思路。該類方法基于科技文獻、網(wǎng)絡(luò)信息等文本數(shù)據(jù)，利用文獻計量學(xué)、文本內(nèi)容和關(guān)系挖掘等手段開展顛覆性技術(shù)識別。目前，常用方法包括傳統(tǒng)文獻計量學(xué)方法以及融合機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等的顛覆性技術(shù)識別方法。

以論文、專利等科技文獻數(shù)據(jù)來分析技術(shù)未來發(fā)展態(tài)勢的傳統(tǒng)文獻計量學(xué)方法已經(jīng)成為顛覆性技術(shù)識別的有力工具，并有諸多研究和實踐成果，如詞頻分析、共現(xiàn)分析和引文分析等。隨著“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的觀念深化，機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等在顛覆性技術(shù)識別和預(yù)見活動中也逐漸得到應(yīng)用?；谖谋緝?nèi)容和關(guān)系的技術(shù)識別和預(yù)見方法從定量研究的視角出發(fā)，所采用的數(shù)據(jù)和方法具有客觀性強，一定程度上緩解了專家認知偏差對識別結(jié)果的影響，是開展顛覆性技術(shù)識別活動的有力工具。

2.2基于科技文獻的顛覆性技術(shù)識別

由前文可知，采用專家智慧、指標評估和模型構(gòu)建三類方法開展顛覆性技術(shù)識別活動均需要相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員深度參與，易受主觀認知的影響。中國工程院院士徐匡迪認為，在現(xiàn)有的行政審批和專家評審制度下，識別顛覆性技術(shù)的愿望難以實現(xiàn)[13]；中國科學(xué)院院士楊衛(wèi)也認為，在孕育顛覆式創(chuàng)新初期，很難達成學(xué)術(shù)共識，現(xiàn)有評審體系無法滿足顛覆性創(chuàng)新的評審需求[14]。

航空科學(xué)與技術(shù)涉及的領(lǐng)域?qū)挿?、體系龐雜、產(chǎn)業(yè)鏈條長，需要多學(xué)科交叉融合，對開展顛覆性技術(shù)的全面、客觀、科學(xué)評估提出了較大挑戰(zhàn)。本文以公開發(fā)表的高質(zhì)量論文集專利為基礎(chǔ)，從文本內(nèi)容和關(guān)系出發(fā)，融合經(jīng)過檢驗的機器學(xué)習(xí)方法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和科學(xué)計量學(xué)方法構(gòu)建一套客觀性強、可解釋性好、科學(xué)有效且可復(fù)用推廣的方法體系，為先進航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)識別提供可靠方案。

3研究路線、識別過程與結(jié)果

以發(fā)生在第二次世界大戰(zhàn)期間的中途島海戰(zhàn)為標志，戰(zhàn)爭制勝機理實現(xiàn)了從“制海權(quán)”向“制空權(quán)”的跨越。此后的歷次局部戰(zhàn)爭都表明先進航空武器裝備的快速發(fā)展和實戰(zhàn)應(yīng)用顯著加快了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的進程，制空權(quán)對奪取戰(zhàn)爭勝利起著決定作用。

面向未來作戰(zhàn)需要，國防領(lǐng)域航空的顛覆性技術(shù)識別需要充分考慮技術(shù)顛覆性、影響性和預(yù)期實現(xiàn)性，再通過科學(xué)的方法、算法和手段進行準確識別進而確保識別結(jié)果具備參考價值。

3.1研究路線

本文以航空領(lǐng)域核心文獻數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用文獻計量學(xué)方法構(gòu)建識別工具，進行航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)識別，具體的研究路線如圖1所示。

具體來說，本文以詳細記載技術(shù)研發(fā)過程、集前沿科技成果于一體的航空領(lǐng)域重要期刊論文、會議論文及高質(zhì)量三方專利等科技文獻數(shù)據(jù)為顛覆性技術(shù)識別的載體，進而挖掘出航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的主題分布情況、發(fā)展態(tài)勢及潛藏線索等，力求完成針對從科學(xué)研究、工程實踐到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的顛覆性技術(shù)識別體系。具體而言，通過文本預(yù)處理構(gòu)建高質(zhì)量分析數(shù)據(jù)集，再采用文本聚類和發(fā)展趨勢評估等手段發(fā)掘航空領(lǐng)域前沿創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)方向，初步構(gòu)建航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)清單，以航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)清單為基礎(chǔ)，通過評估各單項技術(shù)的軍事應(yīng)用潛力完成國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識別。

3.2識別過程

3.2.1數(shù)據(jù)集構(gòu)建

科技領(lǐng)域的創(chuàng)新思想和前沿技術(shù)往往會先通過學(xué)術(shù)論文[15]呈現(xiàn)，科學(xué)研究成果和創(chuàng)新思想則通過專利轉(zhuǎn)化體現(xiàn)[16]，綜合考慮技術(shù)的時效性和不同性質(zhì)研究成果的公開發(fā)表或?qū)＠跈?quán)周期，本文的數(shù)據(jù)集構(gòu)建思路如下。3B86AB7F-2AE9-42A2-8552-9231C4FC578D

（1）以Scopus數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，利用航空領(lǐng)域工程索引受控詞構(gòu)建檢索式檢索航空領(lǐng)域論文數(shù)據(jù)，通過整合上述論文的題錄信息，包括標題、摘要、關(guān)鍵詞、發(fā)表年份構(gòu)建工程索引期刊和重要學(xué)術(shù)會議的分析數(shù)據(jù)集。

（2）以航空領(lǐng)域4種頂級科學(xué)引文索引（SCI）期刊為數(shù)據(jù)源，包括《Progress in Aerospace Sciences》《Aerospace Science and Technology》《IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems》《Chinese Journal of Aeronautics》，構(gòu)建高質(zhì)量期刊論文數(shù)據(jù)集。

（3）融合作為可評價技術(shù)創(chuàng)新性重要指標的航空領(lǐng)域高質(zhì)量三方專利（美國、歐盟和日本，已合并同族專利）作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此構(gòu)建專利分析數(shù)據(jù)集。

構(gòu)建的數(shù)據(jù)集中所含數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)計時段和元數(shù)據(jù)數(shù)量見表1。

3.2.2文本聚類識別

本文首先遴選出特定學(xué)科領(lǐng)域的核心文獻數(shù)據(jù)，經(jīng)過文本預(yù)處理并向量化表達后進行數(shù)據(jù)清洗，再采用無監(jiān)督聚類算法完成文獻知識聚合，最終形成多個文獻簇。通過文本結(jié)構(gòu)化表達、關(guān)鍵詞聚類、技術(shù)發(fā)展趨勢評估和顛覆性潛力評估，結(jié)合技術(shù)發(fā)展趨勢及可視化分析方法，遴選其中具有突發(fā)增長態(tài)勢的技術(shù)簇，以此作為顛覆性技術(shù)識別遴選的依據(jù)。

3.2.3復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)識別

文本聚類識別層面的數(shù)據(jù)分析可以揭示相對宏觀的顛覆性技術(shù)方向，但缺乏對萌芽狀態(tài)或跨學(xué)科交叉融合的顛覆性技術(shù)進行發(fā)掘辨識的能力。需要在文本聚類的基礎(chǔ)上，從關(guān)鍵詞及技術(shù)術(shù)語層面切入，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)（高頻詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、缺失網(wǎng)絡(luò)、離群節(jié)點網(wǎng)絡(luò)）方法開展航空領(lǐng)域關(guān)鍵詞及術(shù)語網(wǎng)絡(luò)的分析挖掘，進而實現(xiàn)更加細粒度的顛覆性技術(shù)識別和遴選。三種識別方法的技術(shù)路徑簡述如下。

（1）高頻詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)識別

關(guān)鍵詞體現(xiàn)了科技文獻的主旨研究內(nèi)容，是論文作者對研究成果的高度凝練，而通過大量科技文獻統(tǒng)計得到的高頻關(guān)鍵詞則反映了該領(lǐng)域內(nèi)核心且具有較高熱度的技術(shù)要點。首先，通過抽取科技文獻中的作者關(guān)鍵詞，利用Python編程語言的開源包對同義不同形的關(guān)鍵詞進行歸并清洗；其次，通過統(tǒng)計選取高頻關(guān)鍵詞，并以關(guān)鍵詞為節(jié)點、以關(guān)鍵詞共現(xiàn)次數(shù)為邊權(quán)重構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)；最后，采用Louvain算法對網(wǎng)絡(luò)圖中的高頻關(guān)鍵詞節(jié)點進行技術(shù)簇劃分，歸納形成若干潛在的顛覆性技術(shù)方向。

（2）缺失網(wǎng)絡(luò)識別

跨學(xué)科領(lǐng)域的交叉融合和集成創(chuàng)新已成為當代科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的鮮明特征，通過預(yù)測多個研究方向和技術(shù)主題產(chǎn)生交叉融合的可能性，將有助于識別潛在的顛覆性技術(shù)。上述研究過程構(gòu)建的高頻關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)是對領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的描述，但對于未來交叉融合態(tài)勢的揭示尚有欠缺。因此，本文利用鏈路預(yù)測方法，預(yù)測網(wǎng)絡(luò)中尚未有共現(xiàn)關(guān)系、但未來可能產(chǎn)生較強共現(xiàn)關(guān)系的關(guān)鍵詞節(jié)點對（即缺失邊），并計算其產(chǎn)生連接的概率。其次，以預(yù)測計算的缺失邊連接概率作為邊權(quán)重重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，通過技術(shù)簇劃分的方式歸納形成若干潛在的顛覆性技術(shù)方向。

（3）離群節(jié)點網(wǎng)絡(luò)識別

顛覆性技術(shù)相對主流技術(shù)和持續(xù)性技術(shù)，更有可能是另辟蹊徑、不走尋常路的一類技術(shù)，與現(xiàn)有的研究范式存在較大差異。在構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，本文通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點特性（如介數(shù)中心性）評估網(wǎng)絡(luò)中的離群節(jié)點，以此為依據(jù)歸納形成若干潛在的顛覆性技術(shù)方向。

3.3識別結(jié)果分析

基于以上數(shù)據(jù)集構(gòu)建和顛覆性技術(shù)識別方法對不同類型的數(shù)據(jù)源進行分析、評估，再綜合考慮各項技術(shù)的軍事應(yīng)用前景可得出國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)清單（見表2）。

（1）在對前述Scopus數(shù)據(jù)庫的174019篇工程索引論文進行文本預(yù)處理、向量化表達、K-means++聚類分析的基礎(chǔ)上，通過計算輪廓系數(shù)，經(jīng)過優(yōu)化后確定聚類簇數(shù)量K=400時，具有較好的聚類效果。以每三年為時間周期窗口，通過文獻計量可視化方法量化展示各文獻簇所代表的技術(shù)主題發(fā)展趨勢以及顛覆性潛力，確定顛覆性技術(shù)清單。

（2）利用前述Scopus數(shù)據(jù)庫的174019篇工程索引論文的數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)頻次在104次以上的330個作者關(guān)聯(lián)的高頻關(guān)鍵詞構(gòu)建共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并進行技術(shù)簇劃分，歸納形成顛覆性技術(shù)清單。

（3）利用前述3722篇論文的高頻關(guān)鍵詞構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，通過介數(shù)中心性計算網(wǎng)絡(luò)中的離群節(jié)點，再利用離群節(jié)點重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)；以此為基礎(chǔ)，再利用上述3722篇論文高頻關(guān)鍵詞構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，通過鏈路預(yù)測算法計算缺失邊并進行離群節(jié)點的技術(shù)簇劃分，最終得出國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)備選清單。

（4）對前述9647項專利進行文本預(yù)處理、向量化表達處理、K-means++聚類，通過計算輪廓系數(shù)，通過算法優(yōu)化后確定聚類簇數(shù)量K=90時，具有較好的聚類效果，以每三年為時間周期窗口，通過文獻計量可視化方法量化展示各個文獻簇所代表航空技術(shù)主題的發(fā)展趨勢及其顛覆性潛力評估結(jié)果。

對各項技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢和顛覆性潛力簡述如下。

（1）高超聲速飛機

基于組合動力的高超聲速飛機具備水平起降、重復(fù)使用和臨近空間高超聲速巡航能力，依靠速度和高度優(yōu)勢大幅提升飛機生存力和戰(zhàn)斗力，是顛覆性航空武器裝備，被譽為繼螺旋槳和噴氣式飛機后世界航空史的又一次“革命”[9， 17]。

（2）智能變體飛行器

隨著壓電材料、新型記憶合金等技術(shù)的日趨成熟，通過機翼、尾翼、進氣道和蒙皮等結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變形，可大幅改善飛機性能、擴展飛行包線，任務(wù)航程可增加30%～50%，是可能帶來未來飛行器革命性變化的顛覆性技術(shù)之一[18]。3B86AB7F-2AE9-42A2-8552-9231C4FC578D

（3）無人機集群技術(shù)

基于“集群智能”的無人機群通過行動協(xié)調(diào)和能力互補提升機群體系效能，將構(gòu)成新質(zhì)力量并顛覆戰(zhàn)場形態(tài)；美國國防部指出“全自主集群”是無人機自主控制的最高等級并預(yù)測2025年后無人機將具備全自主集群能力[4]。

（4）新型推進技術(shù)

以電推進、沖壓動力、爆震發(fā)動機乃至核動力等新型推進技術(shù)的持續(xù)研發(fā)和日趨成熟將從根本上變革航空武器裝備的推進方式、運行模式乃至作戰(zhàn)樣式，不僅會革新傳統(tǒng)飛行器的設(shè)計理念，甚至將對其研發(fā)生產(chǎn)、使用維護等環(huán)節(jié)產(chǎn)生顛覆性影響。

（5）新型能源生成技術(shù)

構(gòu)建以電能為核心的下一代能源體系，取消傳統(tǒng)飛機的氣壓、液壓等二次能源，將大幅提升飛機系統(tǒng)效能和響應(yīng)速度，并可為定向能等高能武器裝備提供充足電能[19]。為此，美國空軍啟動了“MW級電源系統(tǒng)”計劃，旨在顛覆傳統(tǒng)飛機能源體系乃至作戰(zhàn)樣式。

（6）輕質(zhì)高效熱防護技術(shù)

大氣層內(nèi)的高馬赫數(shù)飛行活動受限于飛發(fā)結(jié)構(gòu)的熱強度，突破對流熱、化學(xué)熱和輻射熱等主動熱調(diào)控技術(shù)可顯著降低結(jié)構(gòu)壁面溫度進而顯著提升飛發(fā)結(jié)構(gòu)的被動熱防護能力，將為發(fā)展可重復(fù)使用高馬赫數(shù)飛行器鋪平道路。

（7）能量優(yōu)化技術(shù)

第五代戰(zhàn)斗機采用的一系列革命性技術(shù)帶來了突出的能量與熱管理問題，為此美國相繼啟動能量優(yōu)化飛機、INVENT等計劃，取得技術(shù)突破后，在大幅提升飛機航程的同時解除能熱約束，將為高能武器掃清能量供給和熱量管理障礙。

（8）人機協(xié)同技術(shù)

智能決策尚不足以將空戰(zhàn)體系無人化，通過耦合機器智能的邏輯問題處理能力與人類應(yīng)對非邏輯問題的潛力構(gòu)建人機量化算法，并與可信任人類決策者達成一致，進而實現(xiàn)基于混合智能的人機協(xié)同，是智勝體系化對抗的關(guān)鍵[20]。

4結(jié)束語

立足科技情報開展國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識別方法的探索實踐，以科技創(chuàng)新基本規(guī)律為理論基礎(chǔ)，以文本聚類和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建為分析主線，以無監(jiān)督聚類和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)預(yù)測為分析方法進行國防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的挖掘和識別，形成了一套科學(xué)有效且可推廣復(fù)用的方法體系。研究結(jié)果對近期航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的預(yù)先研究和研發(fā)布局具備參考意義。需要說明的是，受限于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，本文未能對其他領(lǐng)域可能對軍事航空產(chǎn)生顛覆性影響的技術(shù)進行評估識別。同時，受國防領(lǐng)域航空前沿技術(shù)研究的保密限制，也無法辨識未以論文、專利等載體公開的潛在顛覆性技術(shù)。

百年未有之大變局的時代背景下，優(yōu)化顛覆性技術(shù)識別工具、持續(xù)更新技術(shù)清單，再集中行業(yè)專家智慧建立科學(xué)有效的評估方法體系，進而形成符合我國國防領(lǐng)域發(fā)展需要的航空顛覆性技術(shù)清單，對我國新質(zhì)航空武器裝備研發(fā)具有重要作用。

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Identifying Disruptive Technologies in Military Aviation for Defense

Chen Long1，Song Qinguo2，3，Liao Menghao1

1. Chinese Aeronautical Establishment，Beijing 100012，China

2. Training Center for Aviation Industry Corporation of China，Ltd.，Beijing 100009，China

3. Tsinghua University，Beijing 100084，China

Abstract： Based on the background of defense race among big countries under changes unseen in a century， this paper defines the conceptual connotation of disruptive technologies in the field of military aviation for defense under the development and application needs of military aviation technologies in the future as the starting point. The methods are selected to be suitable for the identification of disruptive technologies in the field of military aviation with a data set based on published high-quality academic papers indexed by Science Citation Index （SCI） and Engineering Index （EI） as well as authorized triadic patent families in a specific period of time in the aviation fields for disruptive technology identification. Then， the combines text clustering， complex network methods and military application potential assessment are combined to complete the identification of a number of disruptive research technologies in the field of military aviation. Current research strives to provide a reference for the subsequent development of aviation disruptive technology research and development.

Key Words： military aviation； disruptive innovation； data set； text clustering； complex network3B86AB7F-2AE9-42A2-8552-9231C4FC578D