國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識(shí)別

陳龍 宋慶國(guó) 廖孟豪

摘要：以百年未有之大變局下的大國(guó)博弈為切入點(diǎn)，立足未來(lái)航空科技發(fā)展的軍事應(yīng)用需要界定國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的概念內(nèi)涵，遴選適合國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的識(shí)別方法，并以航空領(lǐng)域特定時(shí)段公開(kāi)發(fā)表且被工程索引收錄的高質(zhì)量期刊/會(huì)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(zhuān)利為源數(shù)據(jù)構(gòu)建顛覆性技術(shù)識(shí)別的數(shù)據(jù)集，通過(guò)文本聚類(lèi)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法和軍事應(yīng)用潛力評(píng)估完成一批國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識(shí)別，為開(kāi)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(lèi)；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：V11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2022.05.006

習(xí)近平總書(shū)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(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)防安全和其他安全，他進(jìn)一步強(qiáng)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(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，要瞄準(zhǔn)關(guān)鍵領(lǐng)域加速孕育顛覆性科技創(chuàng)新，對(duì)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(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)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(lái)，發(fā)展顛覆性技術(shù)更是各類(lèi)科技發(fā)展規(guī)劃的核心內(nèi)容和重要命題。2021年，全國(guó)“兩會(huì)”審議通過(guò)的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》再次指明，“加快武器裝備現(xiàn)代化，聚力國(guó)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(guó)未來(lái)若干年的國(guó)防和軍隊(duì)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(shū)，該書(shū)作者美國(guó)哈佛商學(xué)院的克萊頓·克里斯滕森（Clayton M. Christensen）教授認(rèn)為，顛覆性技術(shù)通過(guò)性能提升或功能優(yōu)化取代已有技術(shù)并開(kāi)辟新的市場(chǎng)，形成新的價(jià)值體系，被視為“改變游戲規(guī)則、重塑未來(lái)格局”的革命性力量[1]。20余年來(lái)，大量學(xué)者致力于豐富充實(shí)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(kuò)展到國(guó)防、軍事、科技乃至經(jīng)濟(jì)社會(huì)等領(lǐng)域[2]。我國(guó)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(yùn)用案例分析法闡述了顛覆性創(chuàng)新的發(fā)生發(fā)展過(guò)程[3]，逐漸引起學(xué)術(shù)界乃至國(guó)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(lái)，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(zhēng)、國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了不可替代的作用；與之對(duì)應(yīng)，戰(zhàn)爭(zhēng)需要也是推動(dòng)航空領(lǐng)域技術(shù)變革的強(qiáng)勁動(dòng)力。在百年未有之大變局和美國(guó)已將我國(guó)列為“頭號(hào)威脅”的大背景下[4-5]，立足新形勢(shì)下的國(guó)防建設(shè)需要，科學(xué)識(shí)別國(guó)防領(lǐng)域航空的顛覆性技術(shù)，有針對(duì)性地謀劃新質(zhì)航空武器裝備發(fā)展，對(duì)我國(guó)航空裝備體系建設(shè)有著重要且緊迫的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)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(guò)借鑒前沿科技領(lǐng)域的主流顛覆性技術(shù)識(shí)別方法，以航空領(lǐng)域重要期刊、會(huì)議論文和發(fā)明專(zhuān)利為基礎(chǔ)開(kāi)展顛覆性技術(shù)識(shí)別、評(píng)估和分析預(yù)測(cè)，并對(duì)其軍事應(yīng)用潛力進(jìn)行評(píng)估，最終形成國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)清單，以期支撐國(guó)防領(lǐng)域航空新技術(shù)研發(fā)布局。

1國(guó)防領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的研究概況

與民用領(lǐng)域強(qiáng)調(diào)替代主流技術(shù)、變革市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、改變社會(huì)形態(tài)的技術(shù)突破性、產(chǎn)業(yè)變革性和市場(chǎng)認(rèn)同性不同，國(guó)防領(lǐng)域顛覆性技術(shù)更強(qiáng)調(diào)技術(shù)及其轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力后對(duì)國(guó)防安全乃至在特定沖突場(chǎng)景下對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)格局的影響，即“改變戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)則”的潛力。美軍則將國(guó)防領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)定義為“支撐形成讓對(duì)手半夜驚醒的非常規(guī)和非對(duì)稱(chēng)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(zhēng)形態(tài)的新技術(shù)[6]。

縱觀全球，世界各軍事強(qiáng)國(guó)都高度重視顛覆性技術(shù)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)格局的影響，并注重研究其在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用。早在2005年，美國(guó)國(guó)防部就將“顛覆性技術(shù)”納入戰(zhàn)略謀劃范疇[7]。事實(shí)上，早于“顛覆性技術(shù)”概念的提出，美國(guó)國(guó)會(huì)1958年就授權(quán)國(guó)防部成立了國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）的前身預(yù)先研究計(jì)劃局（ARPA），以開(kāi)展“改變游戲規(guī)則”的高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)國(guó)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(duì)對(duì)手的技術(shù)突襲，是最早的顛覆性技術(shù)研究機(jī)構(gòu)[8]，高超聲速飛機(jī)[9]、分布式無(wú)人機(jī)群[4]等先進(jìn)技術(shù)便是其在軍事航空領(lǐng)域的代表作。與美國(guó)類(lèi)似，俄羅斯于2012年設(shè)立了先期研究基金會(huì)，負(fù)責(zé)探索、突破國(guó)防前沿技術(shù)的組織工作，重點(diǎn)支持的細(xì)分領(lǐng)域包含新型材料、人工智能、未來(lái)能源、仿生學(xué)，以及下一代航空電子等技術(shù)。英國(guó)也在著力打造“軍產(chǎn)學(xué)研”，組織軍事部門(mén)與工業(yè)部門(mén)、高校、科研院所建立廣泛的合作關(guān)系，致力于研究滿(mǎn)足各類(lèi)國(guó)防技術(shù)創(chuàng)新需求的先進(jìn)材料和納米技術(shù)等。

“十三五”以來(lái)，我國(guó)科技部、自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院，以及軍隊(duì)有關(guān)部門(mén)也高度重視對(duì)顛覆性技術(shù)研究的經(jīng)費(fèi)支持，但尚未成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)來(lái)開(kāi)展或組織開(kāi)展國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的識(shí)別和研究。放眼整個(gè)國(guó)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(jī)制、資源投入等方面開(kāi)展研究的顛覆性技術(shù)識(shí)別早期階段，如曹曉陽(yáng)等[10]系統(tǒng)分析了DARPA使命定位、顛覆性創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)，探討了對(duì)我國(guó)發(fā)展顛覆性技術(shù)的啟示；侯樹(shù)強(qiáng)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(qiáng)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(jià)值高和帶來(lái)顛覆性影響大4個(gè)共同特點(diǎn)。

事實(shí)上，在當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，能夠在軍事航空領(lǐng)域構(gòu)成“技術(shù)突襲”的先進(jìn)技術(shù)都應(yīng)歸屬?lài)?guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的范疇。如何在現(xiàn)有國(guó)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(duì)獲得技術(shù)優(yōu)勢(shì)具有不可替代的作用。因此，有必要深入開(kāi)展國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識(shí)別研究，以把握未來(lái)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(shí)代空基多域?qū)沟闹鲃?dòng)權(quán)，形成非對(duì)稱(chēng)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而最終贏得潛在的軍事對(duì)抗乃至戰(zhàn)爭(zhēng)。3B86AB7F-2AE9-42A2-8552-9231C4FC578D

2顛覆性技術(shù)識(shí)別方法遴選

自“顛覆性技術(shù)”概念提出以來(lái)，眾多研究機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)都在開(kāi)展顛覆性技術(shù)識(shí)別研究[1]。如何在萌芽初期準(zhǔn)確識(shí)別顛覆性技術(shù)，進(jìn)而在技術(shù)孵化和后續(xù)發(fā)展階段謀求主動(dòng)，已成為行業(yè)、地方政府和國(guó)家層面密切關(guān)注的問(wèn)題[10-12]。過(guò)去的20余年間，結(jié)合不同領(lǐng)域顛覆性技術(shù)識(shí)別的任務(wù)需求，已發(fā)展的識(shí)別方法種類(lèi)眾多、適用性各異，需要針對(duì)國(guó)防特性遴選合適的識(shí)別方法。

2.1通用識(shí)別方法概述

（1）基于專(zhuān)家智慧的識(shí)別方法

基于專(zhuān)家智慧的識(shí)別方法依托領(lǐng)域?qū)＜业倪^(guò)往研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治發(fā)展環(huán)境，對(duì)未來(lái)的技術(shù)演進(jìn)方向、發(fā)展路線(xiàn)及措施、關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行識(shí)別和預(yù)測(cè)。

該類(lèi)型方法凝聚了領(lǐng)域?qū)＜业难芯亢蛯?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研究結(jié)果具有較強(qiáng)的科學(xué)性和權(quán)威性。但受主觀認(rèn)知的影響較大，專(zhuān)家組難以對(duì)萌芽期的新技術(shù)、新想法達(dá)成共識(shí)，容易遺漏部分潛在的新興顛覆性技術(shù)，甚至對(duì)潛在顛覆性技術(shù)形成錯(cuò)誤評(píng)價(jià)。

（2）基于指標(biāo)評(píng)估的識(shí)別方法

基于指標(biāo)評(píng)估的識(shí)別方法通過(guò)建立多指標(biāo)的評(píng)估框架來(lái)識(shí)別顛覆性技術(shù)，并結(jié)合技術(shù)實(shí)例驗(yàn)證框架的有效性。目前，多指標(biāo)分析方法大致可以分為三類(lèi)：基于客觀指標(biāo)計(jì)算的定量研究法；基于主觀指標(biāo)評(píng)估的定性研究法；基于主觀指標(biāo)評(píng)分的定性與定量相結(jié)合法。

通過(guò)構(gòu)建多維度指標(biāo)體系，基于指標(biāo)評(píng)估的識(shí)別方法可對(duì)顛覆性技術(shù)進(jìn)行較為全面、系統(tǒng)地評(píng)估和預(yù)見(jiàn)，科學(xué)性和客觀性較強(qiáng)。但同時(shí)，部分評(píng)估指標(biāo)依然需要依靠專(zhuān)家打分，難免會(huì)干擾評(píng)價(jià)的客觀性。

（3）基于模型構(gòu)建的識(shí)別方法

基于模型構(gòu)建的識(shí)別方法是按照一定理論框架和準(zhǔn)則，通過(guò)統(tǒng)計(jì)等方式構(gòu)建模型，并對(duì)顛覆性技術(shù)進(jìn)行的識(shí)別和預(yù)測(cè)。目前，常用的模型包括突變理論、創(chuàng)新問(wèn)題解決理論等。

基于模型構(gòu)建的識(shí)別方法充分借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論，形成了相對(duì)完整的分析框架和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，能夠更加系統(tǒng)客觀地開(kāi)展顛覆性技術(shù)識(shí)別。模型分析法具有客觀、簡(jiǎn)便易操作、時(shí)間周期短等特性。同時(shí)，構(gòu)建模型對(duì)技術(shù)進(jìn)行分析需要具備完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，充分掌握技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢(shì)信息，因而對(duì)研究者的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐技能要求較高。

（4）基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的識(shí)別方法

近年來(lái)，隨著“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”觀念的深化，機(jī)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(shí)別帶來(lái)了新的問(wèn)題解決思路。該類(lèi)方法基于科技文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)信息等文本數(shù)據(jù)，利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)、文本內(nèi)容和關(guān)系挖掘等手段開(kāi)展顛覆性技術(shù)識(shí)別。目前，常用方法包括傳統(tǒng)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法以及融合機(jī)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(shí)別方法。

以論文、專(zhuān)利等科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析技術(shù)未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)的傳統(tǒng)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法已經(jīng)成為顛覆性技術(shù)識(shí)別的有力工具，并有諸多研究和實(shí)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(dòng)”的觀念深化，機(jī)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(shí)別和預(yù)見(jiàn)活動(dòng)中也逐漸得到應(yīng)用?；谖谋緝?nèi)容和關(guān)系的技術(shù)識(shí)別和預(yù)見(jiàn)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(qiáng)，一定程度上緩解了專(zhuān)家認(rèn)知偏差對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響，是開(kāi)展顛覆性技術(shù)識(shí)別活動(dòng)的有力工具。

2.2基于科技文獻(xiàn)的顛覆性技術(shù)識(shí)別

由前文可知，采用專(zhuān)家智慧、指標(biāo)評(píng)估和模型構(gòu)建三類(lèi)方法開(kāi)展顛覆性技術(shù)識(shí)別活動(dòng)均需要相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員深度參與，易受主觀認(rèn)知的影響。中國(guó)工程院院士徐匡迪認(rèn)為，在現(xiàn)有的行政審批和專(zhuān)家評(píng)審制度下，識(shí)別顛覆性技術(shù)的愿望難以實(shí)現(xiàn)[13]；中國(guó)科學(xué)院院士楊衛(wèi)也認(rèn)為，在孕育顛覆式創(chuàng)新初期，很難達(dá)成學(xué)術(shù)共識(shí)，現(xiàn)有評(píng)審體系無(wú)法滿(mǎn)足顛覆性創(chuàng)新的評(píng)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(zhǎng)，需要多學(xué)科交叉融合，對(duì)開(kāi)展顛覆性技術(shù)的全面、客觀、科學(xué)評(píng)估提出了較大挑戰(zhàn)。本文以公開(kāi)發(fā)表的高質(zhì)量論文集專(zhuān)利為基礎(chǔ)，從文本內(nèi)容和關(guān)系出發(fā)，融合經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和科學(xué)計(jì)量學(xué)方法構(gòu)建一套客觀性強(qiáng)、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(jìn)航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)識(shí)別提供可靠方案。

3研究路線(xiàn)、識(shí)別過(guò)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(biāo)志，戰(zhàn)爭(zhēng)制勝機(jī)理實(shí)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(zhēng)都表明先進(jìn)航空武器裝備的快速發(fā)展和實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用顯著加快了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的進(jìn)程，制空權(quán)對(duì)奪取戰(zhàn)爭(zhēng)勝利起著決定作用。

面向未來(lái)作戰(zhàn)需要，國(guó)防領(lǐng)域航空的顛覆性技術(shù)識(shí)別需要充分考慮技術(shù)顛覆性、影響性和預(yù)期實(shí)現(xiàn)性，再通過(guò)科學(xué)的方法、算法和手段進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別進(jìn)而確保識(shí)別結(jié)果具備參考價(jià)值。

3.1研究路線(xiàn)

本文以航空領(lǐng)域核心文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法構(gòu)建識(shí)別工具，進(jìn)行航空領(lǐng)域顛覆性技術(shù)識(shí)別，具體的研究路線(xiàn)如圖1所示。

具體來(lái)說(shuō)，本文以詳細(xì)記載技術(shù)研發(fā)過(guò)程、集前沿科技成果于一體的航空領(lǐng)域重要期刊論文、會(huì)議論文及高質(zhì)量三方專(zhuān)利等科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為顛覆性技術(shù)識(shí)別的載體，進(jìn)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(shì)及潛藏線(xiàn)索等，力求完成針對(duì)從科學(xué)研究、工程實(shí)踐到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的顛覆性技術(shù)識(shí)別體系。具體而言，通過(guò)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(lèi)和發(fā)展趨勢(shì)評(píng)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(guò)評(píng)估各單項(xiàng)技術(shù)的軍事應(yīng)用潛力完成國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識(shí)別。

3.2識(shí)別過(guò)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(huì)先通過(guò)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(guò)專(zhuān)利轉(zhuǎn)化體現(xiàn)[16]，綜合考慮技術(shù)的時(shí)效性和不同性質(zhì)研究成果的公開(kāi)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(kù)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(guò)整合上述論文的題錄信息，包括標(biāo)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(huì)議的分析數(shù)據(jù)集。

（2）以航空領(lǐng)域4種頂級(jí)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(píng)價(jià)技術(shù)創(chuàng)新性重要指標(biāo)的航空領(lǐng)域高質(zhì)量三方專(zhuān)利（美國(guó)、歐盟和日本，已合并同族專(zhuān)利）作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此構(gòu)建專(zhuān)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(lái)源、統(tǒng)計(jì)時(shí)段和元數(shù)據(jù)數(shù)量見(jiàn)表1。

3.2.2文本聚類(lèi)識(shí)別

本文首先遴選出特定學(xué)科領(lǐng)域的核心文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)文本預(yù)處理并向量化表達(dá)后進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，再采用無(wú)監(jiān)督聚類(lèi)算法完成文獻(xiàn)知識(shí)聚合，最終形成多個(gè)文獻(xiàn)簇。通過(guò)文本結(jié)構(gòu)化表達(dá)、關(guān)鍵詞聚類(lèi)、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估和顛覆性潛力評(píng)估，結(jié)合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及可視化分析方法，遴選其中具有突發(fā)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的技術(shù)簇，以此作為顛覆性技術(shù)識(shí)別遴選的依據(jù)。

3.2.3復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)識(shí)別

文本聚類(lèi)識(shí)別層面的數(shù)據(jù)分析可以揭示相對(duì)宏觀的顛覆性技術(shù)方向，但缺乏對(duì)萌芽狀態(tài)或跨學(xué)科交叉融合的顛覆性技術(shù)進(jìn)行發(fā)掘辨識(shí)的能力。需要在文本聚類(lèi)的基礎(chǔ)上，從關(guān)鍵詞及技術(shù)術(shù)語(yǔ)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(diǎn)網(wǎng)絡(luò)）方法開(kāi)展航空領(lǐng)域關(guān)鍵詞及術(shù)語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)的分析挖掘，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加細(xì)粒度的顛覆性技術(shù)識(shí)別和遴選。三種識(shí)別方法的技術(shù)路徑簡(jiǎn)述如下。

（1）高頻詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別

關(guān)鍵詞體現(xiàn)了科技文獻(xiàn)的主旨研究?jī)?nèi)容，是論文作者對(duì)研究成果的高度凝練，而通過(guò)大量科技文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)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(diǎn)。首先，通過(guò)抽取科技文獻(xiàn)中的作者關(guān)鍵詞，利用Python編程語(yǔ)言的開(kāi)源包對(duì)同義不同形的關(guān)鍵詞進(jìn)行歸并清洗；其次，通過(guò)統(tǒng)計(jì)選取高頻關(guān)鍵詞，并以關(guān)鍵詞為節(jié)點(diǎn)、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(duì)網(wǎng)絡(luò)圖中的高頻關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)進(jìn)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(shí)別

跨學(xué)科領(lǐng)域的交叉融合和集成創(chuàng)新已成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的鮮明特征，通過(guò)預(yù)測(cè)多個(gè)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(shí)別潛在的顛覆性技術(shù)。上述研究過(guò)程構(gòu)建的高頻關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)是對(duì)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的描述，但對(duì)于未來(lái)交叉融合態(tài)勢(shì)的揭示尚有欠缺。因此，本文利用鏈路預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中尚未有共現(xiàn)關(guān)系、但未來(lái)可能產(chǎn)生較強(qiáng)共現(xiàn)關(guān)系的關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)對(duì)（即缺失邊），并計(jì)算其產(chǎn)生連接的概率。其次，以預(yù)測(cè)計(jì)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(guò)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(diǎn)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別

顛覆性技術(shù)相對(duì)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(lèi)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(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)特性（如介數(shù)中心性）評(píng)估網(wǎng)絡(luò)中的離群節(jié)點(diǎn)，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(shí)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(shí)別方法對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析、評(píng)估，再綜合考慮各項(xiàng)技術(shù)的軍事應(yīng)用前景可得出國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)清單（見(jiàn)表2）。

（1）在對(duì)前述Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)的174019篇工程索引論文進(jìn)行文本預(yù)處理、向量化表達(dá)、K-means++聚類(lèi)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算輪廓系數(shù)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后確定聚類(lèi)簇?cái)?shù)量K=400時(shí)，具有較好的聚類(lèi)效果。以每三年為時(shí)間周期窗口，通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量可視化方法量化展示各文獻(xiàn)簇所代表的技術(shù)主題發(fā)展趨勢(shì)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(kù)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(gè)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(jìn)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(guò)介數(shù)中心性計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的離群節(jié)點(diǎn)，再利用離群節(jié)點(diǎn)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(guò)鏈路預(yù)測(cè)算法計(jì)算缺失邊并進(jìn)行離群節(jié)點(diǎn)的技術(shù)簇劃分，最終得出國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)備選清單。

（4）對(duì)前述9647項(xiàng)專(zhuān)利進(jìn)行文本預(yù)處理、向量化表達(dá)處理、K-means++聚類(lèi)，通過(guò)計(jì)算輪廓系數(shù)，通過(guò)算法優(yōu)化后確定聚類(lèi)簇?cái)?shù)量K=90時(shí)，具有較好的聚類(lèi)效果，以每三年為時(shí)間周期窗口，通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量可視化方法量化展示各個(gè)文獻(xiàn)簇所代表航空技術(shù)主題的發(fā)展趨勢(shì)及其顛覆性潛力評(píng)估結(jié)果。

對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)和顛覆性潛力簡(jiǎn)述如下。

（1）高超聲速飛機(jī)

基于組合動(dòng)力的高超聲速飛機(jī)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(shì)大幅提升飛機(jī)生存力和戰(zhàn)斗力，是顛覆性航空武器裝備，被譽(yù)為繼螺旋槳和噴氣式飛機(jī)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(guò)機(jī)翼、尾翼、進(jìn)氣道和蒙皮等結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變形，可大幅改善飛機(jī)性能、擴(kuò)展飛行包線(xiàn)，任務(wù)航程可增加30%～50%，是可能帶來(lái)未來(lái)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(wú)人機(jī)集群技術(shù)

基于“集群智能”的無(wú)人機(jī)群通過(guò)行動(dòng)協(xié)調(diào)和能力互補(bǔ)提升機(jī)群體系效能，將構(gòu)成新質(zhì)力量并顛覆戰(zhàn)場(chǎng)形態(tài)；美國(guó)國(guó)防部指出“全自主集群”是無(wú)人機(jī)自主控制的最高等級(jí)并預(yù)測(cè)2025年后無(wú)人機(jī)將具備全自主集群能力[4]。

（4）新型推進(jìn)技術(shù)

以電推進(jìn)、沖壓動(dòng)力、爆震發(fā)動(dòng)機(jī)乃至核動(dòng)力等新型推進(jìn)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(jìn)方式、運(yùn)行模式乃至作戰(zhàn)樣式，不僅會(huì)革新傳統(tǒng)飛行器的設(shè)計(jì)理念，甚至將對(duì)其研發(fā)生產(chǎn)、使用維護(hù)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(jī)的氣壓、液壓等二次能源，將大幅提升飛機(jī)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(guó)空軍啟動(dòng)了“MW級(jí)電源系統(tǒng)”計(jì)劃，旨在顛覆傳統(tǒng)飛機(jī)能源體系乃至作戰(zhàn)樣式。

（6）輕質(zhì)高效熱防護(hù)技術(shù)

大氣層內(nèi)的高馬赫數(shù)飛行活動(dòng)受限于飛發(fā)結(jié)構(gòu)的熱強(qiáng)度，突破對(duì)流熱、化學(xué)熱和輻射熱等主動(dòng)熱調(diào)控技術(shù)可顯著降低結(jié)構(gòu)壁面溫度進(jìn)而顯著提升飛發(fā)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)熱防護(hù)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?jī)?yōu)化技術(shù)

第五代戰(zhàn)斗機(jī)采用的一系列革命性技術(shù)帶來(lái)了突出的能量與熱管理問(wèn)題，為此美國(guó)相繼啟動(dòng)能量?jī)?yōu)化飛機(jī)、INVENT等計(jì)劃，取得技術(shù)突破后，在大幅提升飛機(jī)航程的同時(shí)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(jī)協(xié)同技術(shù)

智能決策尚不足以將空戰(zhàn)體系無(wú)人化，通過(guò)耦合機(jī)器智能的邏輯問(wèn)題處理能力與人類(lèi)應(yīng)對(duì)非邏輯問(wèn)題的潛力構(gòu)建人機(jī)量化算法，并與可信任人類(lèi)決策者達(dá)成一致，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于混合智能的人機(jī)協(xié)同，是智勝體系化對(duì)抗的關(guān)鍵[20]。

4結(jié)束語(yǔ)

立足科技情報(bào)開(kāi)展國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)識(shí)別方法的探索實(shí)踐，以科技創(chuàng)新基本規(guī)律為理論基礎(chǔ)，以文本聚類(lèi)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建為分析主線(xiàn)，以無(wú)監(jiān)督聚類(lèi)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)為分析方法進(jìn)行國(guó)防領(lǐng)域航空顛覆性技術(shù)的挖掘和識(shí)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(duì)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(shuō)明的是，受限于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源，本文未能對(duì)其他領(lǐng)域可能對(duì)軍事航空產(chǎn)生顛覆性影響的技術(shù)進(jìn)行評(píng)估識(shí)別。同時(shí)，受?chē)?guó)防領(lǐng)域航空前沿技術(shù)研究的保密限制，也無(wú)法辨識(shí)未以論文、專(zhuān)利等載體公開(kāi)的潛在顛覆性技術(shù)。

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

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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