美科学家发现清除放射性废物的新材料-近程探测技术试验室-南京

第一篇：美科学家发现清除放射性废物的新材料-近程探测技术试验室-南京

内部 总第249期 5 南京理工大学图书馆 二零一五年五月二十五日

美智库研究机器人系统集群概念

美智库新美国安全中心最近发布题为《战场上的机器人(第二部分)：即将到来的机器人集群》的报告，指出由单个机器人系统经过协作形成的集群系统，将给未来军事行动带来更加显著、更具颠覆性的变化。2014年以来，新美国安全中心共发布了3份以“战场上的机器人”为主题的研究报告。第一份《20YY：备战机器人时代》报告指出，未来将出现一种基于无人与自主系统的新的作战样式-“20YY样式”，该作战样式有可能改变基本防御战略的核心理念。第二份《战场上的机器人(第一部分)：作战范围、持久性、作战任务》提出单个机器人系统可确保新型作战概念的作战范围更广、持久性更强、作战任务更多样。

机器人集群系统除具备单个系统所拥有的作战范围更大、持久性更强、可执行更危险任务的能力外，同时还具备额外的集群式侦察-打击能力，但新技术只有最终得到应用，才能真正实现“改变游戏规则”的创新。为维持美军当前在机器人领域尚不稳固的领先地位，报告分别对各部门提出建议：

1、国防部长办公厅：应对无人系统进行全寿命周期成本研究；评估低成本无人系统增加敌方成本的可能性；研究通过将复杂系统分解为数量更多的更小型、更简单系统，以增加无人系统灵活性并降低成本；确保未来的军事系统基于模块化设计和开放式体系结构构建而成；为多年期多无人平台协同控制与集群试验提供资金；创立国防机器人系统办公室；对人类认知能力增强技术进行全面的政策评审；继续在武器系统自主性的国际讨论中发挥主导作用。

2、联合参谋部：应当将系统平台的全寿命周期成本作为平衡新项目需求的一个因素；确保无人与自主系统相关试验中所获取的经验教训能够在国防部中广泛共享。

3、海军：应当构建试验型无人导弹艇样艇，用以演示验证远程控制以及从大型无人艇上发射导弹 的能力；构建水下无人有效载荷概念演示验证模块；积极部署集群式自主防御艇；演示利用空中、水面和水下多作战域集群系统执行各种任务；持续发展低成本的集群对抗武器。

4、空军：应当研究低成本集群式无人机执行各种不同任务的可能性；对较低成本的无人机进行备选方案分析，作为有人机额外的传感器使用；为现有无人机的改进型多机控制接口提供研发资金；开展作战人员控制无人机集群的试验。

5、陆军：应当对地面机器人进行一系列机动试验，研究其远程侦察与机动作战能力，并明确技术研发方向和最终的项目需求；对集群式无人机进行试验，研究其持续监视、近距空中支援、空中补给和通信中继能力。

6、海军陆战队：应当对两栖型集群机器人系统进行试验，利用该系统执行侦察与反水雷作战任务，确保其可在两栖作战开始前对水域进行清理。

美空军寻求太空控制技术

美空军研究实验室去年底发布“太空行动倡议”项目跨部门公告，向工业界寻求关于“那些能提供太空优势的技术”的白皮书，旨在为空军太空行动中心提供两种能力：一是对太空力量进行有效力和有效率的指挥与控制；二是对太空能力在战场空间实现既定目标的效果进行评估。项目所需开发的技术，应能在战略、战役和战术层面上改善太空行动。这些技术具体分为三个领域：

1、指挥与控制技术；

2、电磁频谱可视化技术；

3、行动路线的自动实时生成技术。

工业界的技术白皮书应提供增强的事件监控和任务执行、态势评估、自动决策辅助的技术，以便更好地开展行动路线分析和筛选、动态资源管理、敏捷指挥控制业务管理，目标是开展更有适应力的、实时的、坚韧的作业，支持指挥与控制功能、电磁频谱可视化功能以及行动路线的自动实时生成功能。这些技术应能与联合太空运行中心任务系统的体系架构兼容，并能清晰验证终端产品的性能测量指标和作战效度测量指标。空军必需为加强太空指挥与控制能力的规划、进度安排和评估而研发必要的创新性技术；为“提供跨空、天、赛博三大疆域无缝集成路径以实现所需全球性效果”而发展必要的能力。空军最主要的工作是发现、制定、生成近实时的行动路线。此外，空军还关心在不断演变的电磁环境下对持续的太空行动和未来的太空行动进行规划的能力，尤其关心基于当前及预期的电磁频谱状态对太空力量进行指挥与控制的能力。

“行动路线的自动实时生成”领域正在寻求多种创新方法，开发用于太空指挥与控制行动路线规划与评估的符合“以服务为导向的体系架构”的能力，空军将考虑实现这种能力的端到端系统和独立组件。空军还需要对“相关电磁频谱现状及其对太空力量指挥与控制的影响”进行持续分析的能力。端到端系统能力应能帮助操作者判定行动路线在实现指挥官意图方面的可行性。最关键 的能力是使规划者能分配低密度、高需求的资源，满足全局需要。所有开发出来的框架将通过预测未来并推荐最佳备选方案，实现对各种变化的评估、预测及回应。人类规划者将获取一组综合排序分值，借以判定该向司令官推荐哪个行动路线。排序的关键指标包括：可信结果数量；分析的保真性；处理不同场景的敏捷性；模板和知识库在加速规划进程方面的运用；清晰显示每一行动路线利弊的结果。

俄罗斯AU-220M轻型自动炮塔

该炮塔是隶属于俄罗斯乌拉尔车辆厂的海燕中央研究所为多种新型和正进行升级改进的装甲车辆研制的。AU-220M轻型自动炮塔上安装的是从A-220M自动舰炮衍生而来的57mm线膛炮，炮管上安装有独特的胡椒瓶状炮口制退器。该炮射速为120发/min，配用弹种有榴弹、脱壳穿甲弹和激光制导炮弹，可对付地面和空中目标，最大射程为12km，最大射高为8km。57mm线膛炮右侧安装有PKTM 7.62mm并列机枪，携带2000发待发弹。炮塔上还可配装多排81mm电动烟幕榴弹发射器，与炮塔四周配装的激光探测器连接。火炮控制设备采用全电操控，方向射界为360。，方位角速度为60。/s，高低射界为-5。-+75。，高低角速度为40。/s。AU-220M炮塔配用的计算机火控系统，借助于顶置传感器提供的气象数据，使其具备行进间射击移动目标的能力。车长(位于右侧)和炮手(位于左侧)均配有顶置双轴稳定昼夜瞄准具以及激光测距机。炮塔的其余部分采用全焊接钢装甲，其中前弧部可防御30mm炮弹(弹道防护水平达到STANAG 5级)，其他部位可防御7.62mm枪弹(弹道防护水平达到STANAG 3级)。

无人机用“短柄斧”导弹

“短柄斧”导弹由美国轨道-阿连特技术系统公司研制，可装备无人机及其他平台使用。导弹重约3.2kg，战斗部重约1.8kg，尺寸与手榴弹相当，采用GPS/INS+激光半主动复合制导。“短柄斧”导弹可装在“影子”无人机机翼下方挂点处的专用双联装发射器内，配置形式为上下各一枚。从发射器中发射出去后，“短柄斧”导弹的3片尾舵及3片卷弧翼展开，随后滑翔飞向目标。导弹头部装有3个激光探测器，启动工作后可以探测从被指示目标上反射的激光束。一旦捕获到激光光斑，“短柄斧”导弹将飞向目标。

目前，市场上正在销售的小型化制导弹药体积小、重量轻，主要是通过较低的毁伤效应攻击目标，从而控制并避免造成附带毁伤。而“短柄斧”导弹配用轨道-阿连特技术系统公司研发的杀伤力增强器战斗部，破片杀伤效应与外型尺寸为其5倍的弹药相当，据称与配用226.8kg级Mk82战斗部的“杰达姆”制

导炸弹相当，但是爆轰波杀伤效应有限。另外，“短柄斧”导弹的预期价格与“杰达姆”制导炸弹组件相当。在某些情况下，军方会使用配用226.8kg级Mk82战斗部的“杰达姆”制导炸弹为与敌方人员及软篷车辆短兵相接的地面部队提供火力支援，而此时使用“短柄斧”导弹的效果更佳，不仅可以有效消灭敌方部队，而且对友军的附带毁伤较小。

由于体积小、重量轻，“短柄斧”导弹可显著增加无人机的挂弹量。例如，除装备制式情报、监视与侦察和无线电中继设备外，“影子”等小型无人机还可以再挂载4枚该弹，体积较大的无人机的每个挂架下方可挂载12枚或更多的弹药。“短柄斧”导弹还可以装备固定翼飞机，从而提高飞机单次出动摧毁目标的数量。载机的挂弹量可达到50-250枚，但具体取决于飞机的类型。此外，由于挂弹量大，飞机可以发射多发弹药执行区域压制任务。

法国萨吉姆公司为陆军研制“菲林”士兵系统

“菲林”士兵系统采用像增强瞄准具，是为数不多的采用昼夜瞄准具的士兵系统，其他多采用夹持式瞄准具。其昼夜瞄准具包含昼用通道和像增强或红外通道。昼用通道采用1024×768像素CCD，工作在400-700nm可见光波段。具有宽(7.6)和窄(2.5)两个视场和数字变焦能力。其所成图像显示在视场为。25的800×600彩色OLED单目镜。该单目镜也可用来显示像增强通道图像。像增强通道位于昼用通道下方，像管分辨率为1280×1024，具有电子变焦功能，宽视场为8，窄视场为5。在白天晴朗天气下，窄视场对人形和车辆目标的探测距离分别为8km和10km，识别距离为2km和4km；宽视场的探测距离分别为2km和4km，识别距离为lkm和2km。在夜间模式下，探测距离为600m。其他特点包括：全防水设计；重量不到1.5KG；内部电池可供电3h，也可连接“菲林”士兵系统的主电源；采用蓝牙链路可与士兵系统无线通信，将图像发送到头盔显示器上，可供射手在拐角使用(也可用电线代替蓝牙)。。俄罗斯发展下一代航电系统核心技术

近日，俄罗斯无线电电子技术公司(KRET)宣布，该公司和俄先期研究基金会签署了一项协议，将开展名为“基于无线电-光子学的有源相控阵发展”(ROFAR)的科学与技术专项。该专项的总投资为6.8亿卢布，全部由俄联邦政府预算拨付，主要工作包括建立一个新的专用实验室，并发展可用于下一代雷达和电子战系统的纳米光子学技术。专用实验室将在KRET成员单位正在使用的试验台基础上建立，这些单位包括稳相加速器公司、拉缅斯克仪器仪表设计局股份公司、梁赞国有仪表厂、卡卢加无线电工程研究所、屏幕光学系统公司等。

KRET首席执行官表示，纳米光子学技术将有助于俄罗斯研制出高效和先进的发射机/接收机、雷达系统、电子情报系统和电子战套件，用以取代现有的系统。利用无线电-光子学原理发展和生产下一代有源相控阵系统将是ROFAR专项的主要研究领域之一，该技术可以将设备的重量减轻1/3-2/3，可靠性和效率提高2-3倍，同时数十倍地提升扫描速度和分辨率。通过执行该专项，将建立可能改善“灵巧蒙皮”各项特性的技术。

目前，俄最新型直升机和飞机已采用了“灵巧蒙皮”。ROFAR发展的元件系统将被集成到机体，并分布在其整个表面，使机组人员能够时刻看到无缝的全向雷达图像，保证天线能以主动和被动方式工作，使用所有类型的干扰对抗措施，实现隐蔽或抗干扰的发射，确保载机与地面和其他飞机的通信，完成敌我识别等。KRET将在新型材料和组件的基础上，利用光子学原理发展高功率光探测器和半导体激光模块。该专项将在2020年之前完成。

日本演示新单光子源

日本信息通信研究机构与电气通信大学成功演示了采用2.5GHz重频可调谐频率梳状激光器泵浦的双光子源。与采用76MHz激光器泵浦的传统光子源相比，该光子源的信噪比提高了30倍，并且量子干涉性能更好。自发参量下转换产生的单光子是量子信息处理和量子通信研究中应用最广泛的信息载体。但是，由于自发特性，高速率数据需要更高的泵浦功率，而这会导致不必要的多量子对发射从而降低量子干涉可见性，增加量子密钥分发和光量子信息处理的误差率。信息通信研究机构新开发的2.5GHz的重频可调谐梳状激光器可在相对低的脉冲能量下工作，同时由于重复频率较高，可以保持较高的平均功率。低脉冲能量将减少多量子对发射，同时高平均功率还能实现高计数率。

梳状激光器工作在1553nm波长，利用高功率掺铒光纤放大器放大，并通过10mm长的O型周期性反转铌酸锂光波导管倍频，再利用短通滤波器过滤出1553nm的光。随后，由二次谐波产生的776.5nm激光对30mm长的Ⅱ型周期性极化磷酸钛氧钾晶体进行泵浦，以实现自发参量下转换。转换后的光子、信号由偏振分束器分离，并通过耦合器耦合进单模光纤中。单模光纤通过两个光纤连接器连接到光纤分束器，以测试HOM干涉。研究人员还推出了76MHz的泵激光器(Mira900，工作在776.5nm，约2PS)，并内嵌有光圈，以控制光束尺寸，便于对两个泵浦激光器进行比较。

在实验中，研究人员对10GHz和2.5GHz的重复频率都进行了尝试，但主要采用2.5GHz。其超导纳米线单光子探测器具有约70%的系统探测率与不到1KCPS的暗计数率。为了对2.5GHz和76MHz激光器进行比较，研究人员在不同泵浦功

率下测试了量子干涉。结果显示，随着泵浦功率增加，76MHz激光器的量子干涉可见性迅速降低。而2．5GHz激光器的量子干涉可见性几乎不变，仍高达35mW，这主要是因为重复频率高、多量子对发射少。相关技术为未来利用性能好、成本低的电信组件制作量子光子电路奠定了基础，最终有望在光学设备上实现可升级的量子信息和通信技术。

美国推出纳米多孔硅/NaClO4发射药点火器

美国陆军研究实验室成功开发出了一种纳米多孔硅/NaClO4发射药点火器，测试了其点燃JA2发射药的点火性能。该点火器是纳米多孔硅圆片孔洞中装有高氯酸钠(NaClO4)强氧化剂的纳米多孔硅芯片，大致制备流程是：采用电化学腐蚀法制得纳米多孔硅晶片，在多孔区域附近接入电桥线；将整个晶片固定在双列直插式封装插座上，以便连接外部导线；为“激活”芯片，将几滴NaClO4甲醇溶液滴在纳米多孔硅晶片的腐蚀区域，使其渗透并润湿硅晶片上的孔洞。由于NaClO4具有吸湿性，上述操作需要在低湿度的氮气气氛中进行。

将单个连接电导线的孔洞中注入NaClO4的纳米多孔硅芯片置于透明且韧性好的PVC管中，PVC管在从制备室向密闭爆发实验室转移的过程中，管内要充入干燥氮气。PVC管外部的电导线连接在点火电路上，外接电压为3V。借助高速摄像机，可以透过PVC管体的透明区域观察点火情况，拍摄频率为21000fps/s。为了明确点燃发射药的是热气体与颗粒，还是反应产生的热辐射，研究人员制备了透明和普通的两种JA2发射药圆片作为点火对象，外径均为13mm、厚度为3mm。其中，普通JA2发射药中添加了少量碳黑颗粒。试验发现，由气体和颗粒组成的热羽流是点燃发射药的主导因素。

由于高氯酸钠与纳米多孔硅反应非常剧烈，且反应持续时间短、整体能量释放小，因此需要在多孔硅芯片和发射药圆片之间加入辅助点火材料。研究人员选用氧化铜和三氧化二铋纳米铝热剂粉体作为辅助点火材料。试验结果显示，加入三氧化二铋纳米铝热剂后，点火器输出能量有所提高，但仍未点燃JA2发射药圆片，只是在发射药圆片表面出现了因热流导致的部分损伤；氧化铜纳米铝热剂的反应更剧烈、反应持续时间更长，成功地将JA2药片点燃。因此，在添加少量辅助点火材料后，纳米多孔硅/NaClO4点火器可以应于发射药点火。

美国陆军研究实验室研制的集成电路的内置点火控制信号滤波器可以避开外部电磁信号的干扰，每个电路的点火时间可控，采用多芯片程序点火方式，可优化发射药能量向弹丸的传递过程，优化炮弹发射性能。

审核：王敏芳

本期编辑：王瑛

第二篇：美科学家发现清除放射性废物的新材料-近程探测技术试验室-南京

内部 总第244期 11 南京理工大学图书馆 二零一四年十一月二十五日

美陆军研究实验室重点发展三项颠覆性军事技术

美国陆军研究实验室(ARL)正通过研发新材料、新技术寻求武器系统在功率、能量和杀伤力方面的颠覆性突破，为2025年以后的美陆军提供革命性作战能力。ARL正重点发展以下3个领域的军事技术：低成本超精确打击武器、颠覆性能源与推进技术、弹头杀伤性和可扩展性。

未来武器系统都将是精确武器系统，随着射程不断扩大，如何准确击中移动目标将成为关键挑战。ARL将通过放宽飞行器发动机以及导航、制导与控制技术研究等方面的准入限制，研制更具备经济可承受性的超精确打击系统。ARL着重开展了两方面研究：一是在诸如GPS拒止等对抗环境中确保武器的使用。ARL试图通过使用先进算法和其他数学工具的导航传感器网络，引导武器击中目标；面临的关键挑战是：大量先进算法无法在弹上芯片内实时运行。ARL正在研究使用压缩传感技术进行基于图像的导航，将利用新兴的传感技术和斑点检测技术在武器发射前、发射时和发射后进行目标定位。二是发展“父子武器”(主从武器)降低武器系统使用成本，即一套武器系统包括一个父武器和多个子武器，且子武器比父武器成本低廉。父武器发射后将搜集到的目标信息与各子武器实时交互，从而显著增强子武器杀伤力。从初始模型分析来看，使用“父子武器”概念设计的武器系统，其杀伤力将比现有武器系统提高1-2倍。

当前的传统能源材料主要基于单一的碳、氢、氮、氧元素，且相关技术已经比较成熟。ARL正在研究能量密度更高的碳基、氢基、氮基、氧基合成高能材料及其他类型的能源材料，如固体能源材料。新能源材料有望至少将能量密

度提高30%，并可应用于新型武器平台。ARL利用陆军任务与高性能计算资源建立了一套复杂的多尺度材料模型，通过软件计算评估备选材料分子的性能和易损性，从而拓展合成材料的遴选方法，缩短研发时间。通常情况下，固态能源材料在气压降低且无能量释放的情况下会自动变回气态。ARL利用超高压技术合成了一种新型固体能源材料。这种超高压技术通过改变原子的键合结构来增加原子间的能量存储，使得固体材料具有极强的分子力，性能稳定，不会转变为气态。目前，ARL在实验室环境下能够小规模生产这种新型固体能源燃料，并通过实验研究其高能特性，且正在开发大规模生产所需的技术基础。

在弹头杀伤性和可扩展性方面，ARL的研究不仅局限于弹头击中目标时是否能够释放足够能量，还包括其能量分布的精准性。ARL正在研究一种可配置的单一穿甲弹。这种穿甲弹能够有效针对多种威胁目标，包括装甲车辆、建筑物、碉堡和人员等。为提高弹头释放能量的效能，ARL提出了一种能够重新分配弹头击中目标释放的能量的新理念。利用“父子武器”模式投送这种可精确控制能量配置的弹头，将显著提升攻击目标的能效。

此外，为满足美陆军2025年及以后的作战需求，ARL还关注了微波、激光等定向能武器以及电磁导轨炮等其他新兴技术，并认为定向能武器将由当前的战略资产转变为战术资产，替代传统武器执行作战任务。

印度试射“无畏”亚声速远程巡航导弹

10月17日，印度成功进行了“无畏”远程巡航导弹的发射试验，并达到所有任务目标。巡航导弹从机动发射架上垂直发射升空，达到预定高度和速度后，固体火箭助推器与弹体分离，导弹依靠自身的涡轮发动机提供动力进行巡飞，弹体机翼展开保持飞行平衡。导弹全程飞行时间接近73min。除一系列地面雷达站和遥测站对导弹飞行过程进行监测外，一架印度空军的飞机也对导弹飞行进行了近距离观测。

“无畏”导弹是印度自主研发的全天候、亚声速、远程巡航导弹，由隶属DRDO的航空发展公司研制。导弹长6m、弹径0.52m、翼展2.7m、重约1.5T，可携带核弹头或常规弹头；采用环形激光陀螺仪/全球定位系统导航、射频高度计测高，可在地面30m或水面10m的高度上巡航；弹体采用常规导弹布局，具有弹出式机翼和十字形尾翼，两级助推结构，第一级为火箭助推器，发射后首先依靠火箭动力进行加速，助推器分离后，导弹依靠涡轮发动机进行巡航飞行，最大巡航速度为0.7马赫，携带250kg和450kg载荷时的射程分别为1200km

和750km；导弹可自主或遥控飞行，具备从多个目标中选择特定目标进行打击的能力。导弹飞行1000km后的圆概率误差在10m之内。

乌克兰推出“萨玛特”遥控武器站

“萨玛特”遥控武器站由乌克兰基辅设计局研制，可安装在地面平台和海军舰船上使用。武器站左侧安装有一组四联装反坦克导弹发射器，可发射RK-3和RK-2S导弹，最大射程分别为2.5km和5km。这两种导弹均采用激光驾束制导，配有以下两种战斗部：串联破甲战斗部，对付披挂爆炸反应装甲目标；杀爆战斗部。武器站中部安装有可快速更换枪管的M2 HB式12.7mm机枪，可发射多种弹药。传感器组件安装在武器站右侧，包括带激光信道和宽窄视场光学组件的导弹制导系统以及“鹰”SLX热像仪(采用4X变焦和固定视场)。操作人员的座位带全装甲防护，可利用平板显示器锁定目标并尸身导弹。

美空军寻求主动网络防御能力

日前，美空军研究实验室(AFRL)发布一份名为“网络弹性能力”项目的跨部门公告，寻求发展主动网络防御能力。该项目总投资4900万美元，重点关注5个技术领域，并设定了每个领域的研究期限。具体如下：

设计保证(2014-2017财年)将开发能够修改域名的数学规范，用于验证软硬件产品安全设计正确性，另外还将开发消除新型威胁的创新性主动防御技术。研究成果将用于创建一个可靠网络系统的设计框架，并形成一个基于数学上的安全工程文化。

基本功能的生存和修复(2015-2017财年)将开发能够发现自身脆弱性并恢复丢失服务和数据的系统。寻求发展的概念包括自我保护软件，能够预测威胁、自动修复代码和数据的自我修复软件，网络防御度量系统，基础设施的虚拟化技术。

网络欺骗(2015-2019财年)将开发欺骗和误导对手网络攻击的网络诱饵能力。所开发的机制对于合法用户是透明的，对对手则是隐蔽的。除增加对手的网络攻击成本外，还能降低其收益。

网络敏捷性(2015-2017财年)将寻求发展防御性网络机动和敏捷性技术，增加网络敏捷性、多样性和冗余性，迫使对手花费更多的时间和成本来应对网络的不确定性和复杂性，提高其人侵风险。敏捷性机制必须对合法用户是透明的，最低限度地影响网络的功能和性能。

嵌入式系统弹性和灵敏性(2015—2017财年)系统的软件、数据和存储器

通常包含了高价值信息并控制着关键资产，安全规则对于嵌入式系统极为关键。该技术领域将研究和演示先发制人的防御途径，保护脆弱的嵌入式系统，并发展响应技术，通过数据恢复和适应性调整来保护关键功能和数据。

美研制出可自动折叠组装行进的机器人

美国哈佛大学威斯生物启发工程研究所和麻省理工学院的研究人员，联合研制出可自动折叠组装成复杂形状的自组装机器人，其组装过程不超过4min，组装后可自动行进。该机器人是首个无需人工干预即可完成自组装并具备特定功能的机器人。

机器人主要由纸和聚苯乙烯形成的聚合物薄片、以及嵌入薄片内的全机电系统两部分组成。全机电系统包含2个发动机、2块电池和1个微控制器。与传统组装方式不同，该机器人的组装采用类似于手工折纸的方法。机器人薄片内嵌入有多个可按预设程序折叠成特定角度的铰链。每个铰链含有嵌入式电路，可由微控制器控制产生热量，软化薄片中的聚苯乙烯，触发机器人按特定顺序完成自我折叠。经过大约4分钟的自我折叠后，铰链冷却，薄片中的聚苯乙烯变硬，使得机器人变得坚硬，微控制器随后可控制机器人以160m/h的速度行进。每个机器人成本约100美元。

目前该机器人通过定时器启动，在装上电池10s后开始折叠。研究人员还在对机器人进行改进，希望机器人的折叠可通过温度、压力等环境传感器进行触发。此外，由于机器人在折叠组装过程中的瞬时电流是普通电灯中电流强度的10倍，容易发生自燃，避免自燃是该机器人面临的主要挑战之一。未来，研究人员将进行相关试验，以获得更坚固、触发热量更少的形状记忆聚合物材料。

美国寻求三维地理信息图像自动生成技术

美国国家地理空间情报局(NGA)发布信息征询书，寻求能从多种二维商业卫星图像中提取数据点，自动生成包含地理坐标信息的三维点云的技术。

点云是指在同一坐标系下包含空间分布和自身特性的数据点的海量集合。在地理信息系统内，点云可用于建立数字地形高程模型和绘制三维城市模型。点云内的数据点通常包含了扫描对象或区域的三维几何坐标信息。数据点可通过多种方式获取，如激光雷达和激光扫描仪等。

NGA要求征询技术具备的最低限度能力包括：至少能够融合2种商业卫星图像；无需人工干预能够全自动完成点云生成；能够产生统一标准格式的3D点云；点云内的每个数据点必须包含一个空间位置数据和像素灰度数据。

NGA期望征询的技术最终能够实现：生成高精度、高保真、密集的空间3D点云；能够反映城市、农村等典型的地形场景；能够反映季节和昼夜引起的光照自然变化；点云数据点间距能够匹配图像分辨率；在同一地理位置能够融合不同时间的多重图像(时间间隔3～100秒)；能够处理覆盖达几百平方千米大面积区域的图像；能够通过“通用激光雷达误差模型”对数据点或数据点子集进行不确定性评估。NGA希望，与北美公司或其他研究机构合作，最终开发一个能够融合数百张重叠图像生成三维空间点云的自动化系统。

德国IBD公司推出高性能透明陶瓷装甲

德国IBD戴森罗特工程公司推出了新型PROnchTN-T高性能透明陶瓷装甲，其以不透明纳米技术陶瓷为基础，通过连接透明陶瓷瓦形成大型板材。这种透明陶瓷材料具有极高的硬度，可以减少陶瓷层的厚度，在相当的面密度下实现与不透明装甲相同的防护水平，另外还具有相同的抗多次打击能力。与不透明装甲相似，透明陶瓷防护产品也需要衬板来吸收弹丸剩余动能。传统的装甲玻璃由大量的层状结构组成，在高温下会快速老化，导致分层。IBD公司成功开发了一种纤维增强透明衬板，这种纳米纤维增强的透明衬板结构层较少，非常稳定，可在较宽的温度范围内使用，材料强度比标准聚碳酸酯更高。透明陶瓷和高强度衬板的结合可以确保窗口在经历多次打击后仍保持高能见度，而在相同情况下标准装甲玻璃几乎变得不透明。

IBD公司将其开发的透明陶瓷装甲安装到军用卡车上与标准装甲玻璃进行比较：窗口面积为3m2，防护水平达到STANAG 4569 3级时，标准装甲玻璃所需的面密度为190Kg/m2，总重达570kg，而透明陶瓷装甲的面密度仅为56kg/m2，总重为170kg，减重程度达到70%(400kg)。

美国采用CAN-BD工艺制备纳米TATB 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)是一种极不敏感含能材料，但在某些情况下，这种钝感特性也限制了其应用范围，如感度太低，不利于爆炸波的传播。有研究表明，绝大多数含能化合物的冲击波感度与其颗粒尺寸间接相关，减小1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯的颗粒尺寸有利于提高其感度，从而改善其起爆性能。但是，1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯几乎不溶于大部分常用溶剂，因此不能采用常规的快速重结晶工艺对其进行细化。

2014年，美国桑迪亚国家实验室的研究人员采用带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺(CAN-BD)制备了纳米1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯，并进行了

表征。具体工艺为：100℃下，将0.040g 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯溶于40ml二甲亚砜，然后将所得溶液通过加热的不锈钢管路(85℃)虹吸到85℃的热注射泵中，并用二氧化碳泵加压至98MPa，用20ml循环溶剂装载27ml 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯/二甲亚砜溶液以0.3ml/min的速率运行，将加热的氮气(约80℃)以30L/min的速率通入干燥器中以辅助样品的干燥，最后通过过滤膜收集样品，产品得率为35%。整个工艺过程中，保持加热确保1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯是溶解状态；混合T形管的温度保持在160℃，泵、混合T形管和节流阀处的压力保持恒定(14-21kPa)；过滤膜采用对高温和二甲亚砜耐受性好的聚四氟乙烯基膜；节流阀采用熔融石英制成，长10cm，内径75um；采用三个独立的泡沫干燥器，其工艺条件相同。

为了确定带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺的重现性并实现样品粒径的平均分布，研究人员制备了三批试样，并分别进行了表征。采用扫描电子显微镜确定纳米颗粒的尺寸和形态。结果表明，采用带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺获得的1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯纳米颗粒与传统的超细、极细1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯明显不同，传统的1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯比表面积大，但颗粒形态各异、不均匀，而采用带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺制备的纳米颗粒的形状和尺寸更为均匀；三批试样的平均粒径分别是217nm、248nm和238nm，每一批的尺寸分布都类似，表明带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺可控且重现性好。

研究人员还采用拉曼光谱和质谱，研究带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺是否引起1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯发生分解或分子结构的变化。结果表明，纳米1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯没有发生不适当的变化，所有信号峰都与起始1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯相符；而且，三批试样的拉曼光谱中都没有出现任何额外的信号峰，表明没有出现明显的分解产物和溶剂残留。质谱表征结果也表明，三批产物的质谱结果与起始原料在构造和裂解方面都很类似，没有出现任何不同或额外的信号峰。

结果表明，采用带气泡干燥器的二氧化碳辅助喷雾工艺或其他喷雾干燥工艺成功制备了1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯纳米，获得了粒径在100-140nm间的纳米颗粒，且颗粒尺寸易于控制；该工艺不会引起1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯的分解或分子结构的改变，因此可对该工艺进一步优化获得更好尺寸、形态控制和更高的产品得率。

审核：王敏芳

本期编辑：王瑛

第三篇：美科学家发现清除放射性废物的新材料-近程探测技术实验室-南京理工

内部 总第236期 1、2 南京理工大学图书馆 二零一四年二月二十五日

SR-72高超声速飞行器主要性能及关键技术

美国洛克希德·马丁公司旗下的臭鼬工厂宣布将研制SR-1“黑鸟”后继机SR-72“黑鸟之子”高超声速飞行器。该飞行器集情报、监视与侦察(ISR)及打击功能为一体，有望显著提升美军的情报收集与打击能力。

主要性能 SR-72将是一种双发动机高超声速飞行器，机长超过30.5m，其尺寸与SR-71相似，作战半径约5400km。SR-72以“涡轮基组合循环发动机”(TBCC)为动力系统，利用涡轮发动机从0速度起飞，到达一定速度后利用双模态(亚燃/超燃)冲压发动机加速到6马赫巡航速度。SR-72将具备有人、无人两种飞行模式，在0-3马赫数可采用有人驾驶方式执行飞行试验、作战等任务，在3-6马赫数可选用无人驾驶方式执行ISR和打击等任务。

研制基础 自2006年起，臭鼬工厂致力于研究利用现有涡轮发动机与双模态冲压发动机结合的方法，以实现飞行器速度从0加速至6马赫。设计团队开发了涡轮发动机和双模态冲压发动机之间工作模式切换，以及双模态冲压发动机模态转换的方法，并验证了方法的有效性。TBCC动力系统的研制面临着一个难题，即如何解决最大速度为2.5马赫的现有涡轮发动机，与启动速度为3-3.5马赫的双模态冲压发动机间的动力接力问题。将飞行器加速至3马赫(研究人员称其为“推进鸿沟”)达到双模态冲压发动机启动速度下限，是解决上述问题的关键：据有关专家推测，臭鼬工厂克服“推进鸿沟”可能采用下列方法之一：一是使用射流预冷涡轮发动机技术，即利用大量的冷介质流入压气机来提高涡轮发动机性能；二是采用“高超燃烧器”概念，即利用推力增强设备，使飞行器速度达到一定马赫数后再转换至亚燃冲压发动机工作模式；三是采用火箭引

射亚燃冲压发动机方案。

关键技术

1、SR-72飞行器将使用TBCC推进系统，系统舱将安装在机身靠近内侧，采用上下组合式发动机布局以及内旋式进气道设计。TBCC系统由小型高马赫涡轮发动机和双模态超燃冲压发动机组成，两种发动机共用一个轴对称进气道和尾喷管。

2、R-72将采用“突出脊背+三角翼+单垂尾”的气动布局，而不像X-51A那样的乘波体布局，突出脊背和三角翼，旨在增加方向稳定性，并在高速巡航时提供更多升力。机翼前缘、机翼内翼外段、进气道外侧构成了一个梯形翼面。该梯形翼面所产生的涡升力将有助于飞行器的低速段飞行。

3、超声速飞行器以速度取胜，通常无需过多考虑隐身问题，SR-72采用大型发动机进气道和低隐身性气动布局的设计，表明其基本没有考虑隐身问题，尖锐前缘的热防护是高超声速飞行器面临的更为重要的问题。SR-72可能采用热金属前缘和“热/加热”金属主结构设计解决飞行器热防护问题。

4、对于巡航速度为6马赫的SR-72而言，被侦察目标即使提前发现该飞机，也没有足够的时间进行隐藏。在设计SR-72时，除考虑ISR能力外，还考虑了携带导弹的打击能力。速度为6马赫的SR-72发射的导弹无需助推器，这将显著减少导弹重量。

未来发展 洛·马公司已完成SR-72部件的缩比试验，下一步将进行一系列演示验证试验，计划2018年开始研制技术验证机，2023年实现首飞。该高超声速飞机可在1小时内到达全球任何地点，凭借其速度优势突破敌防空系统，执行ISR及打击等多样化作战仟务。

韩国研发新型遥控武器站

三星特克温公司为韩国海军陆战队现役AAV7A1(原称LVTP7A1)两栖突击车设计的新一代遥控武器站已完成研发和射击试验。新型遥控武器站安装在AAV7A1两栖突击车上，于2013年10月在首尔国际航空与防备展上展出。

新型遥控武器站配装K6式12.7mm机枪和K4式40mm自动榴弹发射器，此外还配装有2组(每组4具)电动操控的榴弹发射器。遥控武器站的回转范围为360°，高低射界为-20°-+60°，采用双轴稳定系统和先进瞄准系统，包括红外摄像机和昼用CCD摄像机以及最大测距范围为5.5km的一体式激光测距机。标准配置还包括自动目标跟踪器，AAV7A1两栖突击车静止或机动时目标跟踪器可以跟踪固定和移动目标，有助于在执行濒海突击任务时提供压制火力。炮手通过位于车体内部的12.1英寸平板显示器瞄准目标。遥控武器站除了能够提供更加精确的火力外，还能对付移动目标，且重量较轻，能节省AAV7A1两栖突击车的车内空间。

美国提出弹药组合惯性制导系统新思路

为了探索制导弹药在GPS系统无法工作时仍可实现精确制导，美国陆军研发与工程司令部下设的两个实验室都在研发下一代低成本精确制导弹药。

目前已部署的GPS制导弹药都是利用GPS信息确定其飞行过程中某一时刻的位置，产生控制气动面动作的指令，从而将弹丸导引至预定目标。如果因故障或敌方干扰而导致无法获取GPS信号，那么GPS制导系统将不能正常工作。惯性制导系统利用加速度计和惯性陀螺等惯性传感器感知物体运动速率、方向和滚转姿态等参数变化，利用计算机计算出弹药位置，可在无GPS信号的情况下完成制导功能。然而，对于制导弹药而言，惯性传感器必须非常精确，否则只要弹丸持续飞行60秒以上，累计误差将非常大；另一方面，提高惯性器件精度的成本通常较高。为此，美国陆军科研人员提出了一种低成本、高精度的组合惯性制导系统设计思路：在组合惯性制导系统中，将10个普通车用惯性导航传感器组合成传感器簇，通过优化算法让传感器协同工作，使整个系统的制导精度比单个传感器精度提高一个数量级，从而达到导弹的制导精度水平。该组合惯性制导系统的精度高、体积小、成本低，有望应用于身管发射的制导弹药，即使在无GPS制导系统配合的情况下，也能达到“准精确”的精度水平。

在惯性测量传感器簇中，单个普通车用惯性测量传感器的分辨率仅有1/300G，单价为100美元。研究人员通过优化算法，即通盘考虑单个传感器测量得到的6种数据间的多维联系，以及传感器簇中各传感器间的联系，从而最大限度地发挥每个传感器的潜力。如果传感器簇中某个传感器出现故障，那么算法可对此进行识别，并最终在计算中不采用该传感器的输出值。同时，如果某个传感器的读数总是偏高或偏低，则算法会对该传感器的输出进行校正。

仿真数据及惯性测量传感器性能试验和抗高过载能力试验结果表明，炮弹采用新型组合惯性制导传感器后，可达到的精度与GPS制导炮弹的精度接近。目前，典型的GPS制导炮弹包括“神剑”155mm炮弹和精确制导组件的榴弹，圆概率误差分别在10m和50m内。

研究人员已利用皮卡汀尼兵工厂的软捕获与回收系统对传感器簇原型电路板的耐用性进行了测试。除组合惯性制导系统外，美国陆军研发与工程司令部还在研发其他不依赖GPS的弹用精确制导技术，如将炮弹探测到的目标图像与卫星地形图像进行匹配、以修正飞行弹道的技术。预计，研究人员将于2014年底进行这些新技术的飞行验证试验。

土耳其为无人机研发灵巧微型弹药

土耳其洛克桑公司研制的灵巧微型弹药最近正在进行鉴定，研制工作即将完成。此外，该公司同时也在考虑在原有“标枪”导弹的基础上研发新型导弹。

灵巧微型弹药是洛克桑公司新型机载及地面发射型导弹之一，设计目标是提供灵活、“可调整”的作战能力，主要用于装备无人机，也可用于近战支援飞机和轻型攻击机。该弹为滑翔式制导弹药，借鉴了洛克桑公司为UMTAS远程反坦克导弹系统研发的技术。实际上，灵巧微型弹药是UMTAS反坦克导弹拆掉发动机后的版本。为了支持无动力投放方式，灵巧微型弹药的气动力控制面采用了与UMTAS导弹不同的设计。该弹的射程为8km，最大飞行高度为4570m，杀伤半径为25m，可打击软防护目标及步兵。另外，该弹还可配用串联聚能破甲战斗部，用于打击重型装甲目标。灵巧微型弹药的导引头与激光制导型UMTAS及“标枪”反坦克导弹的相同。基本型UMTAS反坦克导弹配用红外成像导引头，激光制导型是其低成本型号。由于灵巧微型弹药定位为低成本装备，因此不会像UMTAS一样发展配用红外成像导引头的版本。

此外，法国萨吉姆公司和意大利塞莱克斯公司也分别在考虑为各自的“巡逻者”和“法尔科”无人机装备“标枪”导弹。“标枪”是一种多用途导弹，已经装备了土耳其和阿联酋武装部队，并用于实战。该导弹设计用于反步兵和轻型装甲目标，能够侵彻20mm厚的装甲，且曾在无人机平台上进行过发射试验。

颠覆性坦克炮弹--美国XM1069 “艾布拉姆斯”主战坦克是当前作战环境中的一种精确间射火力平台，可打击各种类型目标。该坦克的主炮为120mm滑膛炮，可发射多种弹药，对付装甲车辆、加固阵地、障碍物及人员等目标。美国坦克条令规定，指挥官必须根据作战任务和对目标情况的预计，决定坦克携带的弹药类型。因此，指挥官往往需要估计在特定战术条件下最可能遭遇的目标类型，然后装填相应弹药。一旦在战场上遇到的目标是事先未曾预料到的，则会出现所谓的“载弹困境”。

在当前的战场上，现有坦克炮弹无法有效打击的两类目标是反坦克导弹小分队(包括远距离开阔地带的下车士兵)和城区环境中的墙体目标。M1028霰弹是专门为对付开阔地带下车士兵而设计的，但其射程非常有限。在支援步兵作战时，“艾布拉姆斯”需配备精确效应战斗部，能够在障碍物上开辟一个足够大的入口，且不会对周围区域造成附带毁伤。

现有破障弹采用聚能装药战斗部，虽然侵彻能力强，但却无法在钢筋混凝土墙体上开出足够大的孔。而且，在城区中使用聚能装药及霰弹，会造成比较

严重的附带毁伤。对于采用聚能装药的破障弹来说，其强大的侵彻能力可能对目标身后区域造成误伤。而霰弹可能对目标前方区域造成附带毁伤。

XM1069先进多用途坦克炮弹(AMP)的研制与装备，虽然不能完全消除上述“载弹困境”，但可以很大程度地克服这一难题。坦克乘员仅需将先进多用途坦克炮弹上膛，即可从容应对临时遭遇的不同类型目标。XM1069是一种多用途全口径弹药，集4种现役弹药功能于一身，即M830聚能破甲弹、M830A1多用途聚能破甲弹、M908破障弹及M1028霰弹。射手可以通过弹药数据链对先进多用途坦克炮弹的引信进行编程，将其作用模式设定为触发、触发延期或空爆模式中的一种。这种根据目标类型设定作用模式的能力为坦克乘员带来了极高的作战灵活性和效率。XM1069的一弹多用特性，可以极大地提高作战效能，从而成为一种颠覆性的装备。

先进多用途坦克炮弹最初是美国陆军装备研发与工程中心的科学与技术研究项目，2006年已达6级技术成熟度。随后，美国陆军明确了该弹与未来作战需求之间的差距，并于2008年得到联合需求监督委员会批准，进而完成后续研发工作。目前，只要资金到位，先进多用途坦克炮弹即可进入采办周期中的工程制造与研发阶段。

“野猫”军用仿生机器人

“野猫”军用仿生机器人是波士顿动力公司为美国国防高级研究计划局机动性与操纵性最优化项目研制的一款四足仿生机器人演示样机，是美国国防高级研究计划局整个机器人谱系的重要组成部分，旨在改善机器人运动的流畅性和机体的柔韧性，于2013年10月进行了首次户外演示。

“野猫”军用仿生机器人是波士顿动力公司“猎豹”机器人的改进型，采用与“大狗”机器人相似的躯干结构和汽油发动机，最快速度约26km/h，能够完成奔跑、跳跃和转弯等动作，具有摔倒后快速起立的能力；奔跑方式是四足腾空且身体带一定俯仰角度，步幅很大；采用四足着地的方式休息，不会磨损其他部件；动力装置增加了防弹能力，不仅可用于紧急救援和救灾等任务，还可用于军事作战支援领域。

“野猫”军用仿生机器人目前仍处于早期研发阶段，研究重点是提高机动性，最终目标是在各种地形条件下运动速度可以达到80km/h，并提高其转弯能力，降低发动机噪声。未来，“野猫”军用仿生机器人的某些型号还可能会用于快速前线补给或是承担自杀式炸弹机器人等攻击任务。

英国研发“背包腿”简易外骨骼装置

为帮助士兵分担背包负重，英国BAE系统公司研发了一种名为“背包腿”的简易外骨骼装置，即“娇正负重辅助装置”，由一副与士兵背包和靴子相连的机械腿组成。

BAE系统公司认为，士兵负重超过45kg后，其作战性能将受影响，甚至会对脚踝、膝盖、背部造成长期损伤。“娇正负重辅助装置”能够绕过头部、后腰、膝盖以及脚踝，不与士兵任何身体部位连接，只与士兵的背包和靴子相连，负重能力达45kg。如果该装置为士兵承载了45kg的负重，那么士兵就可以零负重街，但如果突然移动就会失去平衡。士兵能够负重约18kg步行8h，一旦开始增加重量，士兵的各项性能指标就迅速下降。因此，27kg负重的转移有利于保证士兵的各项性能指标。“娇正负重辅助装置”有望减轻士兵背负重物行走数小时造成的疲劳损伤，使士兵不再感觉劳累，还能够避免膝盖和脚踝扭伤。

“娇正负重辅助装置”是一种采用电池供电的机电系统，由铝和碳纤维复合材料制成，整个系统重量为8kg(不含电池)。士兵可以手动调节装置，确定其负重状态，在休息或站立时，可调节“娇正负重辅助装置”承担全部重量，不使用时可折叠收入背包。该装置经过2年的研制，现已达到6级技术成熟度。

美国“毒刺”防空导弹将配用新型近炸引信

为延长FIM-92“毒刺”防空导弹的服役寿命，美国陆军对该导弹进行升级改造。美国陆军武器研发与工程中心责成新泽西州的美国陆军司令部和皮卡汀尼兵工厂开展市场调研，以确定未来能够执行“毒刺”导弹引信与战斗部配件制造、检测、测试和交付工作的潜在供应商。即将生产的引信/战斗部装配件有两种型号：一种配装“毒刺”导弹原来使用的M934E6触发引信，另一种配装新型M934E7引信。

M934E6引信集成有混合微电子器件、惯性和离心力组件以及电子起爆装置，并与战斗部装配在一起。战斗部是整个导弹弹体的主要支撑结构之一，主要由配有硬目标传感器的钛金属壳体、射频干扰滤波器和电缆组件组成。其中，电缆组件用于连接引信/战斗部和导弹的其他部件。

M934E7近炸引信与M934E6引信类似，但是在原有基础上加装了一个无线电探测和测距近炸传感器以及一个共形天线，并保留了原引信的触发起爆功能。配有M934E7引信的“毒刺”导弹将具有近炸起爆模式，从而提高其对无人机的拦截能力。

瑞、德、法等联合研制具有感知规避能力的无人机

日前，由瑞士、德国和法国等联合组成的研究团队在“弧面人工复眼”(CurvACE)项目下，研制出了世界首个全功能弧面人工复眼。这种人工复眼类似昆虫复眼，具有广视野且图像处理较快的特点。研究人员希望能够基于该传感器，制造出具备自主感知规避能力的小型无人机。

这个半球形的传感器体积为2.2cm3，重约1.75kg，最大功耗0.9w，内含嵌入型可编程式信号微控制器，允许其他研究人员从外部重写控制代码。该传感器拥有630个光学元器件(或称“小眼”)，能适应低强度光强变化，其性能足可匹敌果蝇复眼。研究人员曾将该传感器安装在小型机器人上，引导机器人在预定的走廊和拐角间穿梭，验证了传感器在相对简单环境下的感知规避能力。研究人员希望能将其安装在小型旋翼机上，计划2014年初完成室内飞行试验。

CurvACE项目的总经费约370万美元，目前传感器已完成研制，下一阶段工作将开发使传感器对快速接近物体具备自主反应能力的软件。项目初期目标是实现无人机的半自主飞行，即无人机通过无线电控制的同时，还具备自身的感知规避能力。随后，项目将研发具有完全自主飞行能力的无人机。届时，装有人工复眼的小型旋翼无人机能在诸如坍塌建筑物内或受损核电厂等未知且随时可能变化的环境中，自主寻找路径开展探测工作，并将飞行过程中收集的数据安全带回，最终，传感器将安装到固定翼飞机上，用于户外探测。

这种人工复眼尺寸小、功耗低，未来还可以用于医疗器械、假肢、家庭自动化装置、监控器、动作捕捉装置，甚至制作智能服装。

DARPA利用“网络大挑战”开发自主网络防御系统

目前，美国防部信息系统利用的操作系统和应用软件主要基于商业现货采购。软件潜在漏洞的发现和修复主要由高素质软件分析人员完成。这些分析人员依靠自身的推理能力，开发基于签名的防御系统，分析软件功能，确定并消除新型威胁，整个过程通常耗费数天乃至数月。另外，一些自动化程序分析技术已用于辅助软件分析人员，这些技术包括动态分析、静态分析、符号执行、约束求解、数据流跟踪、模糊测试等。

由此，美国防高级研究计划局(DARPA)发布了名为“网络大挑战：自动网络推理”的跨部门公告，首次启动“网络大挑战”竞赛活动，吸引富有创新能力的公司、研究机构和团体，开发具备完全自主网络防御能力的网络推理系统。

在“网络大挑战”中，参赛团队将利用并进一步改进已有的自动分析技术，开发一个具备完全自主防御能力的无人网络推理系统，这个系统将超出分析人

员推理能力的速度和范围，能够自动分析并证明程序漏洞存在，形成有效防御机制。“网络大挑战”项目共设定了5项网络推理工作，包括自动化分析、自动化补丁、自动化漏洞扫描、自动化服务弹性、自动化网络防御。该项目的目标是将这些工作能够有效集成并自动执行。整个竞赛活动分为资格赛和决赛两个阶段，各为期一年。资格赛阶段从2014年7月开始，参赛团队主要开发具备前4项能力的网络推理系统。DARPA从预选赛中挑选出获胜者进入决赛阶段。决赛阶段从2015年底到2016年中期，将开发具备并集成所有5项网络推理工作的网络推理系统。DARPA将根据参赛的网络推理系统在评估软件、测试系统漏洞、生成安全补丁的能力，评定最终名次。

美国海军开发出耐冲击的高性能聚合物材料

美国海军研究实验室化学分部的科学家开发出一种低成本类聚醚醚铜(PEEK)邻苯二甲腈树脂技术(被称作“第二代树脂技术”)，并获得专利。这种树脂适用于成熟的工业化复合材料制造工艺，例如树脂传递模塑技术(RTM)、树脂注塑成型技术(RIM)、纤维缠绕技术、预浸料固化技术等，还适用于自动化复合材料制造工艺，例如自动带材铺放技术和自动化纤维铺放技术，具有出色的耐高温性能和阻燃性能，可在车辆、舰船和飞机结构件上应用。

邻苯二甲腈基聚合物是一类耐高温的热固性材料，可以承受500℃的高温，并且可以利用低成本非热压罐技术成型为纤维增强复合材料部件。其中，碳纤维和玻璃纤维增强的邻苯二甲腈复合材料的阻燃性能要比当前使用的一些热固性复合材料更为优越，从而为这种树脂系统的扩大应用开辟了广阔的空间。

美国海军研究实验室利用新技术开发的邻苯二甲腈复合材料具有出色的阻燃性和低吸水性，其耐高温性能高于现有市场上的所有材料。而且，完全固化的邻苯二甲腈没有玻璃化温度，可以制造出氧化和热冲击环境使用的复合材料结构件。此外，邻苯二甲腈树脂的熔融粘度较低，工艺窗口较大，熔融态邻苯二甲腈注入厚截面的纤维预制件中可以制造出厚截面复合材料零件。另外，邻苯二甲腈树脂还具有合适的介电常数和损耗角正切值，可用于高温整流罩和其他透波结构中；固化温度低于250℃，其物理性能优于其他高温聚合物(例如聚酰亚胺)，具有较强的应用潜力，可应用于多种军用平台。

与普通环氧树脂相比，美国海军研究实验室开发的邻苯二甲腈材料具有较低的工艺温度，树脂在200℃以下完成熔化和初始固化，温度超过375℃时热氧化稳定性好，其处理工艺与普通树脂相同，可以使用标准的工业化复合材料制造方法，可应用于制造发电机叶片、电池壳体、阻燃织物、结构复合材料和弹药壳体等。

此外，类聚醚醚铜邻苯二甲腈低聚物在50℃以上为液态，150℃以上就开始发生聚合反应形成热固性塑料，具有较宽的工艺温度窗口。温度和固化剂用量可以控制聚合的速度，当二次固化到温度高于375℃时，完全固化的无孔隙的邻苯二甲腈基聚合物没有玻璃化温度(不会熔融或软化)。目前，邻苯二甲腈树脂/预聚物或树脂预浸料的贮存寿命还不明确，但不需要冷藏贮存。

美国开展氮化硼改良的先进发射药研究

为满足美国陆军对能量更高、综合性能更佳的发射药的需求，同时解决炮管磨损和烧蚀等重大问题，美国皮卡汀尼兵工厂与PH Matter公司联合开展了一项改良的氮化硼(BN)先进发射药研究。

氮化硼分子为六边形结构，可以起到润滑剂的作用，而且含氮化硼的发射药在燃烧过程中，会与炮管发生硼掺杂反应，不仅能够改善炮管强度，还可以阻止炮管的化学腐蚀。

研究人员制备了粒径为37-143nm、比表面积为20.0-77.4m2/g的多种规格纳米氮化硼。与发射药进行混合的具体工艺为：首先将纳米氮化硼加入到乙醇/丙酮(1:1)溶剂中，利用超声波均匀分散，然后与软化的发射药进行混合。研究人员以IMR-4198发射药配方作为基础配方(配方组成为＞85%硝化纤维素、＜10%二硝基甲苯、＜10%非危险性添加剂)，分别对不添加氮化硼和添加2%氮化硼的配方进行了热分析、密闭爆发器试验。

差示扫描量热试验结果显示，IMR-4198发射药的起始分解温度为161℃、分解峰温为207℃、分解终了温度为265℃、燃烧热为10038J/g；在添加了2%的氮化硼后，发射药分解温度没有任何变化，燃烧热为10036 J/g，变化很小。

密闭爆发器试验中，对比了不含和含2%氮化硼的发射药燃烧时对钢片的烧蚀情况。结果显示，5g和7.5g不含氮化硼的IMR-4198发射药燃烧后，钢片分别表现为表面有黑色残渣(无可见氧化)和可能轻度氧化(绿色)。可见，含有2%氮化硼的发射药燃烧对钢片的烧蚀程度明显降低。

研究表明，在发射药中添加一定量的纳米碳化硼，可以明显降低发射药燃烧时对钢片的烧蚀。下一步将在发射试验台进行炮管的磨损和烧蚀试验，并检验其他添加剂的应用情况。

主编：王敏芳

本期编辑：王瑛