俄罗斯国防和国家安全先期研究基金会及其主要研究方向（上）

知远战略与防务研究所/蓝山 编译

自：俄罗斯《技术战争》杂志2015年第2期

[知远导读]本文原载于俄罗斯《技术战争》杂志2015年第2期，作者为德尼斯·波多里亚克，阿列克谢·巴索夫，原标题为Фонд перспективных исследований:на пути к шестому технологическому укладу。文章介绍了俄罗斯先期研究基金会的组织结构、活动原则等基本情况和主要研究方向。

20世纪末发生的事件严重阻碍了俄罗斯科学与技术的发展，对国家的生存构成了多方面的威胁。消除我国与其它世界强国不断加深的鸿沟，建立未来30-50年的科技储备的任务被赋予了俄罗斯史无前例的新机构——先期研究基金会。

如果没有相关技术的发展，现代文明的发展很难想象。今天，在讨论科技进步成果及与其相联系的前景的背景下，可以越来越多地听到“技术创新浪潮”这个术语，它是指具有相同技术水平、同步发展的互相联系的生产的总和。

这一术语是由经济学家D·S·利沃夫和S·U·格拉济耶夫于1980年代引入俄罗斯学术界的。但是早在20世纪前半期就有了创新发展的不连续性的说法。有意思的是，我们的同胞，经济学专家尼古拉·康德拉季耶夫所做的工作推动了该方向上的学术辩论。他在1920年代曾描述了自己对一系列经济指标的动态的观察（后来催生了50年周期理论（“康德拉季耶夫周期”）。

今天，“技术创新浪潮”这一概念可以说已经被广泛接受（国外使用同义语——英语的wavesof innovation和德语的Techniksysteme）。不仅如此，技术创新浪潮的阶段划分也固定下来并得到广泛运用。根据技术类型的阶段划分，世界主要强国已经进入所谓的第六次技术创新浪潮。这一阶段将在2040年代达到顶峰，大约到2060年结束。微电力学、纳米和分子光通信学、纳米材料及纳米结构、纳米系统技术、生物技术、纳米生物技术、信息技术、认知科学、社会人文技术，以及纳米、生物、信息、认知技术的合流被公认是其主要方向。

图1，历次技术创新浪潮

据谢尔盖·格拉济耶夫预测，第六次技术创新浪潮的关键要素是纳米和细胞技术，而其相对于第五次技术创新浪潮的优势在于生产过程的能量和材料消耗大幅度下降，以及能设计具有预定性能的材料和有机体。

苏联、美国和西欧国家被公认是第四次技术创新浪潮的领先国家（第四次技术创新浪潮的核心是汽车制造、飞机制造、石油化学）。遗憾的是，拥有苏联之潜力的俄罗斯曾有勇立第五次技术创新浪潮潮头的前景，但没有实现。正是因此，国家领导层和整个俄罗斯社会面临着掌握一些学科和实际应用第六次技术创新浪潮中相关关键技术的迫切问题。否则我国将有濒临文明“边缘”的危险，这最终可能导致悲惨的结局。

未来十年，俄罗斯的最高任务不仅是转向在第六次技术创新浪潮框架内优先发展，还要开展旨在超越的工作，即开发世界上独一无二的技术。这实际上指的是国家的新工业化。不过，我国已有类似的经验，我们可以回忆一下诸如发射第一颗人造地球卫星、人类第一次载人航天飞行、苏联原子项目的实施等我国的科技突破。

自然，俄罗斯新的发展模式涉及国家所有的活动领域，但未必有人会否认一个事实：正是国防工业可能并且应该成为科技突破的催化剂，因为正是在国防工业领域集中了主要的现代化潜力。

鉴于上述情况，2012年底国家领导层决定成立一个新机构——先期研究基金会，负责整合全部现有资源以促进国防和国家安全领域的科学研究与开发。于2012年10月16日生效的第174-FZ号联邦法律对先期研究基金会的法律地位、活动目标和主要职能做出了规定。

先期研究基金会的成立是对我国目前面临的不断增加的威胁和挑战的系统回应。先期研究基金会是俄罗斯史无前例的机构。其活动与军事技术、技术和社会经济领域的高风险项目和取得全新成果相关，包括为俄罗斯联邦武装力量现代化服务。

先期研究基金会的独一无二性在于，首先它不受经常困扰国防和国家安全机关及机构的许多限制性因素的限制。

先期研究基金会在执行自己的主要任务时，将跟踪当前和未来的技术方案、全球趋势，并证明和演示具体方案的技术可行性。得益于这种方法，先期研究基金会对设计局和科研机构来说扮演着某种领航者的角色，向所有伙伴企业通报正在开发的世界级技术。

先期研究基金会董事长安德列·格里高里耶夫说，基金会需要改变目前不符合国家要求的科研工作运行体制，并要充当试验场——其目标是组织具有现代化水准的科学研究和试验设计工作：“从对国家安全所面临的未来威胁的分析出发，我们打算开发能够防止、消除这些威胁或给予不对称回应的技术手段和其他手段。”

图2，先期研究基金会的架构

图3，先期研究基金会的活动原则

一、主要研究方向

先期研究基金会的任务是实施三个综合项目——“未来武器”、“未来保卫者”和“未来网络武器”。这些项目的目标是寻找将在20-30年后决定武器装备和两用系统面貌的特别重要的科技问题的解决办法。就其内容和计划范围而言，它们是对国家装备计划和国防力与国家安全领域的联邦专项计划措施的补充。

其中，在“未来武器”项目框架内，将研发各种最新型武器装备——从轻武器到火箭发动机和航天器。

第二个综合项目——“未来保卫者”，是对于未来军人的面貌、职能和武器装备的新观点。基金会董事长安德列·格里高里耶夫说，“在这里，概念观点是这样的：未来士兵应……在最大限度远离火力杀伤范围的地方指挥替他作战的机器人装备，做好遂行战斗行动的准备”。

第三个项目——“未来网络武器”，随着信息空间和因特网变成新战场，促进研发必要的武器以对抗因信息空间和因特网变成新战场而出现的潜在威胁。

所有这些综合项目将在基金会三个主要活动方向的框架内实施。这三个主要活动方向是：物理技术（物理工程），化学生物与医学，信息。

二、物理技术研究

先期研究基金会的物理技术研究方向包括4个主要的方法与技术开发领域：高速装备，数字化生产，先进水下技术，智能武器。

先期研究基金会物理技术方向负责人伊戈尔·德尼索夫说，基金会在这些领域的项目“瞄准建立超前科技储备，首先是在先进的军用和特种技术装备领域”。

先期研究基金会对该活动方向上的主要领域的选择不是偶然的。其中有一些领域早在苏联时期就得到了积极的发展，只不过后来因为各种原因而中止了，另外一些领域则是为了努力顺应第六次技术创新浪潮的总趋势。但无论如何所有这些领域都需要与“未来武器”综合项目中正在执行的任务相适应。

说到高速装备，我国的设计师和工程师们当年在实施与高超音速有关的项目——“寒冷”、“针”、“快速帆船”——的过程中曾获得宝贵的经验。自然，鉴于国外国防工业界这一课题很感兴趣，制定高速方案对于俄罗斯也更为迫切。

对水下技术的浓厚兴趣首先源于俄罗斯在北极的雄心。苏联早在1960-1970年代就在该领域建立了雄厚的科技储备。同时，在民用领域和军用领域都曾展开相关的科学研究和试验设计工作。

与智能武器和数字化生产有关的方法和技术与第六次技术创新浪潮有直接关系。这些领域在各国国防部很受追捧——其预算中与相关计划和项目有关的开支项目越来越常见。

高速装备

提高打击武器及其运载工具的速度是武器系统发展的优先方向。在“未来武器”综合项目框架内，基金会正在开发和整合一系列先进技术，以研发具有根本速度优势的单栖和多栖装备。

计划在“高速装备”方向的框架内，在考虑到物理学领域最新趋势的情况下，开发创新方法和技术。例如，与提高航空、水面和水下高速装备及多栖系统的空气动力学和流体动力学性能相关的突破性方案，这都与气体动力学过程数学模型、高超音速飞行数字与实物试验工具和技术的开发密切相关。

该方向上最重要的任务还包括研发新型高效率发动机和宏观体高速投射工具。

此外，科学家和工程师们还需要解决与以下方面相关的一系列问题：为在极端工作条件下使用的高速制品各系统研发材料、构造，研发新型高温材料和开发喷气式发动机各部件冷却原理。

去年初，先期研究基金会领导人决定为爆震燃烧发动机研发工作拨款。利用爆震燃烧原理可在高超音速飞行器研发工作中取得突破。研发单位包括“动力机械”科学生产联合体、中央航空发动机制造研究所、雷特卡里诺“联盟”设计局。该项目拨款可能会多达20亿卢布。基金会副董事长兼科学技术委员会主席维塔利·达韦多夫说，尽管运用爆震燃烧原理并非新的思想，但基金会认为它很有前景：“近年来出现了重要的理论成果和数学模型，使我们得以实现连续爆震燃烧过程。我们希望，这也将会从质量上提高火箭发动机的性能”。

国外正在高速装备领域积极展开计划和项目，这已不是秘密：积极研究有人驾驶和无人驾驶空中、地面平台及微型装置与环境的相互作用，及其内部各部件的相互作用。研究包括流动力领域，其中包括空气动力学。在空气动力学领域，对于在研平台来说十分重要的是气流的控制、各种空气动力效应的影响和在不同相态环境中的运动。

西方科研中心正在研发具有高度飞行性能的全新的轻量化飞机，设计高效率涡轮机和耐磨蚀桨叶，寻找适用于高超音速气流的高温材料。此外，正在研究高超音速空气喷气武器构想，并计划用现有空中运输平台进行新型高超音速喷气武器演示试验。

美国的“猎鹰HTV-2”计划和XS-1（ExperimentalSpaceplane One）亚轨道飞机项目众所周知。2003年开始在前者框架内研制高超音速飞行器，后者是向低轨道运送有效载荷和进行高超音速试验的工具。

数字化生产

在武器和军用技术装备领域，现代化突破性方案的出现离不开全新的生产技术。据先期研究基金会的专家和世界著名专家评估，未来几年我们将走到又一轮工业革命的门槛前，而数字化生产技术是这一轮工业革命的基础要素。无人机、导弹武器、单兵武器、机器人装备、先进装具、自组装微型卫星等只是一小部分可能使用数字技术的装备。

此外，在目前条件下，在武器装备生产中使用数字技术极为重要，它能大大减少设计、生产武器装备的时间和资金成本，从根本上改变库存装备的后勤保障，而在遂行作战行动的情况下可确保在战场附近就能高效地修理技术装备。

德米特里·罗戈津认为，主要的科学家、设计师和专家们利用先期研究基金会的科技平台，可以齐心协力地制定国家数字化生产构想，包括程序代码、技术设备以及能够确保武器装备的设计和生产包干、缩短新武器装备设计时间、消除我国研制者对外国供货商依赖的统一的方法与标准。

具体来说，就是在预定计划实施过程中，先期研究基金会打算与伙伴共同研发几何标准达8纳米的电子元件的紧凑、快速小批量生产线，研发具有复杂外形的聚合物制品立体合成技术和虚拟数字化生产工具，并着手研制新型“自组装”构造材料和复合材料。

目前基金会领导人已经与尼日哥罗德洛巴切夫斯基国立大学签订了合作协议，协议规定对科学研究工作进行相互协调，包括在大学建立辅助材料技术与设计试验室。试验室的主要任务是为模拟和设计具有各种物理特性的材料研发多粉末机器。

安德列·格里高里耶夫说，基金会将在三年之内提出技术开发任务。他说：“计划每三个月检查一次工作。”将从基金会的经费和俄罗斯联邦科技部的预算中为位于下诺夫哥罗德的试验室拨款。

外国同一课题的大量项目也证实了先期研究基金会所进行的科研工作的现实意义。材料学领域的研究还包括诸如材料的可控立体组装、材料功能整合、研发自调整材料和利用计算机研发新型复合材料。

除了基础研究，国外还在进行涉及能降低军队系统成本的材料的创新生产技术与方法的应用研究。在探索最新生产过程的框架内，将研究能量场对材料合成、生产技术和应用的影响——目前的研究涉及辅助生产（摩擦焊接、超声波接长、冷喷涂）时电磁和声场对提高各组分结合紧密度和压缩不同种类材料的影响。

需要补充的是，为了推广生产革新和开发与上述项目有关的高效、节能的适用技术，西方研究者们十分重视减少和消除各种障碍。

先进水下技术

必须承认：实际上对于与水下威胁相关的所有挑战，先期研究基金会都有自己的回应。“先进水下技术”方向上的预期成果清单包括开发水下通信和导航技术、无须维护的能源保障系统、水下系统识别和编队协同算法。还计划研发先进的水声物理、水声和非水声的海上目标探测、识别和定位方法与装备，以及探索突破性降噪技术和水下装备。

水下军事冲突早已不再是科幻作家的领地。例如，美国国防部高级研究计划局已经投入巨资发展水下进攻和防御技术多年，从2010年代初开始进行ACTUV水下无人反潜装备的研发工作，而在2015财年的计划中，将启动独一无二的“海狼”水下机器研发项目。

除了研发最新的水下机动平台，国外还在资助一些旨在研发为水下船舶执行长期自主任务提供保障以及优化其相互协同的通用自适应设施的综合项目——实现统一而灵活的分布式信息交换保障和修理、资源恢复过程协调架构，这将大大提高水下机动综合系统（包括小型无人潜艇）在战斗中集体行动和制定作战计划的效能与协调性。

此外，西方国家涉及显著提高水下导航仪表精度的项目也令人很感兴趣。例如，英国的一个军事试验室已经开始研发集现代化原子钟、加速度表和陀螺仪的能力于一体的系统。

在先期研究基金会的支持下发展先进的水下技术，是其成果将在两用技术中得到应用的经典研究范例。一方面，为了获得世界海洋中的矿藏，需要开发勘探和开采水下矿区（包括北极地区）的新方法；另一方面，在激烈争夺北极自然资源的情况下，不排除俄罗斯的油气开采设施会成为偷袭的目标。研究方向包括研发和整合旨在开发水下资源和进行水下作战的自主技术。

目前正在该方向框架内研究“北极海洋矿区水（冰）下开采技术”初步方案。先期研究基金会、“红宝石”中央海事工程设计局、天然气工业公司、俄罗斯石油公司和俄罗斯科学院远东分部从2013年6月开始展开这项工作。

先期研究基金会组织邀请俄罗斯著名科学家参加的一些活动也证明了研究先进水下技术的迫切性。例如，去年初举行的“仿生学系统及其服务于国防力和国家安全的运用能力评估”研讨会有两个与在研课题有直接关系的方向：“采用基于人造肌肉的发动机的水下仿生机器人的前景”和“对海豚能力在海底物体探测中应用的仿生学观点”。

智能武器

目前，对最近几场武装冲突的分析和预测表明，未来战争将具有空间上分散、高度机动和短促的特点。为了确保在这种冲突中拥有军事优势，需要装备全新的智能武器系统。对其主要要求包括：高度自主，不依赖外部系统；能够独立寻找和消灭目标；作用距离更远；通用；使用简单、灵活。

在该方向框架内，先期研究基金会正在开发和整合相关技术，其目标是研发能确保在未来战争中高效完成作战任务的武器系统。

高精度自主导航系统、新一代小型陀螺仪、超光谱监视系统、最新的影像合成和处理算法、高效率小型机载计算机、先进的控制、自导、识别和编队协同算法、使用范围大的光子无线电电子装置、先进信息系统的新型电子元件都是涉及“智能武器”的基金会项目，用西方军事术语来说，它们与C5ISR（指挥、控制、通信、计算机、作战系统、情报、监视和侦察）构想完全吻合。

如果说关于先期研究基金会的“智能武器”研发项目的信息是完全保密的，那么只有最一般的消息才能见诸报端，例如，基金会科学技术委员会主席维塔利·达韦多夫在一次接受记者采访时介绍了对可在远距离上修正弹道的智能子弹研制建议的挑选，（美国）高级研究计划局报告中列举的不少计划在先期研究基金会的项目中都会有类似的计划（顺便提一下，高级研究计划局已于去年中期成功地试验了超小型制导弹药）。

美国高级研究计划局在该领域中的许多研究与最新材料和现象的应用联系在一起。例如，所谓的冷原子（用精准调谐的高光谱纯度激光器将原子冷却到超低温）在导航任务中有巨大的实用价值，包括用于制造超精确时钟和原子干涉仪，因此是高级研究计划局的“冷原子微系统”（Cold-AtomMicrosystems）计划攻关伙伴的研究对象。“冷原子微系统”计划需要解决在微电路上布置基于冷原子的元件的问题，包括减少能量消耗和原子钟、陀螺仪、基于新物理原理的加速度表的尺寸与重量问题。

在高级研究计划局的新项目中越来越大胆地提到运用光子学和量子物理学原理（“量子使能技术”（EnablingQuantum Technologies）计划和“基础光子科学”（Basic Photon Science）计划），而一系列研究与对GPS全球定位系统的“替代品”的探索联系在一起。例如，“自适应导航系统”（ANS：AdaptableNavigation Systems）旨在确保士兵在任何情况下（包括因敌方电子对抗、地理因素（如南极或北极）而无法接收GPS信号的情况）高效地判定方向。ANS基于三种主要的技术革新。首先，研发对GPS系统定位依赖更小的新型惯性测量装置，例如，通过使用采用冷原子的超紧凑原子钟。其次，开发利用来自各种辐射源（地面、空中、太空和自然界无线电信号——用地球物理场导航）的无线电信号的方法，以减少位置修正对GPS数据的依赖。第三，开发将无线电信号源的数据与来自惯性和其他传感器的数据相结合的方法，以获得能够在野战条件下改变配置的多用途导航系统，为任意设备在任何条件下运行提供保障。（未完待续）

（平台编辑：黄潇潇）