机械与运载工程领域颠覆性技术｜中国工程院院

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导读

机械与运载工程领域的颠覆性技术战略研究，涉及机械、微机电系统、增材制造、机器人、航空、航天、海洋运输装备、汽车、轨道交通、综合交通等十多个子领域，所涉及产业几乎为技术密集型、高关联性的大规模产业，无一例外地成为各国战略布局的重点。

本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2018年第6期

作者：杨艳明，赵云，邵珠峰，李道春，高增桂，张子龙，沈悦，王林军

来源：.机械与运载工程领域颠覆性技术战略研究[J].中国工程科学,2018,20(6):27-33.

编者按

机械与运载工程涵盖机械、制造、航空、航天、船舶、汽车、交通等众多技术领域，所涉及产业均为技术密集型、高关联性的大规模产业，无一例外地成为各国战略布局的重点。

中国工程院院刊《中国工程科学》刊发的《机械与运载工程领域颠覆性技术战略研究》中，利用专家访谈与文献分析相结合的方法，提出了未来机械与运载工程领域已有或潜在的五项颠覆性技术，包括：

1. 仿生智能集群技术，基于仿生微型飞行器和智能集群技术的出现而发展起来的技术领域，未来飞行器设计将朝微型化方向发展，其中蕴藏着出现颠覆性技术的巨大潜力。

2. 无轴推进系统技术，将颠覆现有电力推进系统的结构设计，结合轮缘驱动技术，设计出无轴轮缘驱动推进器，是未来船舶新动力。

3.智能无人飞行器技术，人工智能技术与无人飞行器深度融合，将对传统领域产生颠覆性的影响，在军民领域均具有非常广阔的应用前景。

4. 超回路列车技术，可降低活动部件和空气阻力所造成的摩擦，将成为新一代地面交通的典范，颠覆传统地面交通运输系统。

5. 微机电系统技术，通过微纳制造及工艺，融入微机械、微电子、微光学、微能源、微流动等各种技术，实现制造的微型化、高精度、低能耗，具有广泛的应用前景。

一、前言

历史上的每一次科技革命、工业革命和能源革命，都伴随着颠覆性技术的出现。如第一次世界大战期间出现无线电技术、飞机技术，第二次世界大战期间出现雷达技术、数字计算机技术、导弹技术和核技术，冷战时期出现集成电路技术、人造卫星技术、激光技术，冷战后的互联网技术、全球定位系统以及隐身技术等。这些颠覆性技术伴随着性能与功能的不断改进和完善，最终取代了原有技术，开辟了新的市场。从历史演变来看，只有具备敏锐的洞察意识，掌握并发展颠覆性技术，才能保持一个国家的世界领先地位。美国、俄罗斯等国均成立了专门机构，加紧颠覆性技术的相关研究，我国也应开展颠覆性技术研究，捕获新兴前沿技术机遇。

机械与运载工程领域的颠覆性技术战略研究，涉及技术领域广泛，涵盖机械、微机电系统（MEMS）、增材制造、机器人、航空、航天、海洋运输装备、汽车、轨道交通、综合交通等十多个子领域，所涉及的产业几乎全部为技术密集型、高关联性的大规模产业，无一例外地成为各国战略布局的重点。

以创新和高科技为特色的各类技术的广泛发展，警醒每一个国家都需要抓住机械与运载工程领域快速发展机遇期，及时、准确识别颠覆性技术，占领世界技术发展的制高点。

二、当前机械与运载工程领域颠覆性技术的发展情况

中国工程院机械与运载工程学部按专业划分为机械工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学技术、兵器科学与技术、动力与电气设备工程与技术、交通运输工程。这一领域学科众多，工程技术发展迅速。在前期文献研究的基础上，结合专家访谈方法，提出了应当引起关注的机械工程、航空航天、海洋运载装备及轨道交通领域的颠覆性技术。

（一）机械工程领域的发展情况

1.智能制造技术

智能制造是我国制造业由大变强的核心技术和主线。我国已经涌现出一些企业积极制定并实施本企业发展智能制造的规划计划，智能制造技术将在我国制造业获得大力发展和广泛应用。

2.MEMS的潜在颠覆式应用

未来将有四种趋势改变MEMS的市场格局：新兴器件，如微镜和环境组合传感器；新应用，如压力传感器应用于位置（高度）感测；颠覆性技术，包括封装、新材料（如压电薄膜和300 mm/12寸晶圆，1寸≈3.333cm）；新的设计，包括纳机电系统（NEMS）和光学集成技术。

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