在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，美國(guó)陸軍航空系統(tǒng)有可能要在反介入/區(qū)域拒止（A2AD）空域內(nèi)面對(duì)擁有先進(jìn)能力的對(duì)手，這些能力可以限制美軍的機(jī)動(dòng)自由。為了在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境中有效作戰(zhàn)，未來(lái)美國(guó)陸軍航空系統(tǒng)將需要更大的航程、更強(qiáng)的態(tài)勢(shì)感和更高的速度，以便能夠進(jìn)入優(yōu)勢(shì)陣地、存活下來(lái)并與敵方進(jìn)行交戰(zhàn)，還需要增加使用無(wú)人系統(tǒng)突防對(duì)抗空域。

因此需要在航空系統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)（S＆T）方面進(jìn)行多重投資，致力于產(chǎn)品的研發(fā)、創(chuàng)新和過(guò)渡，從而使美國(guó)在當(dāng)前和未來(lái)垂直起降（FVL）系統(tǒng)方面保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)并贏得戰(zhàn)爭(zhēng)，投資包括五大研究領(lǐng)域：

平臺(tái)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，著重于擴(kuò)大垂直起降系統(tǒng)的航程和速度。

動(dòng)力裝置，以確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的速度并提高效率，以實(shí)現(xiàn)更大的航程。

任務(wù)系統(tǒng)技術(shù)，確保平臺(tái)一旦進(jìn)入作戰(zhàn)環(huán)境就可以提供所期望的殺傷力和生存能力。

無(wú)人機(jī)的自主性和協(xié)同能力，拓展到達(dá)能力和致命性，同時(shí)提供穿透A2/AD環(huán)境的能力。

可維修性和可持續(xù)性，以確保平臺(tái)能夠在降低后勤要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高作戰(zhàn)率。

平臺(tái)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)

平臺(tái)無(wú)論是在攻擊、起降、偵察還是醫(yī)療撤離方面都可以在戰(zhàn)場(chǎng)上為航空系統(tǒng)擔(dān)負(fù)主要的作用。平臺(tái)根據(jù)任務(wù)和環(huán)境可能是有人，也可能是可選有人或無(wú)人?？茖W(xué)技術(shù)在平臺(tái)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)是支持FVL。該領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)包括通過(guò)系統(tǒng)研發(fā)與演示進(jìn)行概念研發(fā)和設(shè)計(jì)分析。這包括當(dāng)前項(xiàng)目（如“聯(lián)合多任務(wù)技術(shù)演示”JMR-TD）和未來(lái)項(xiàng)目（如“下一代戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)”NGTUAS）。JMR-TD正在演示支持FVL的平臺(tái)和任務(wù)系統(tǒng)技術(shù)。NGTUAS的重點(diǎn)是研發(fā)和演示可提高飛行性能、生存性和可靠性的無(wú)人機(jī)的技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)可承受性，長(zhǎng)期側(cè)重于研發(fā)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速和高效盤(pán)旋的垂直起降技術(shù)。

動(dòng)力

動(dòng)力系統(tǒng)是支配未來(lái)作戰(zhàn)環(huán)境的最重要的技術(shù)領(lǐng)域之一。該領(lǐng)域包括提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)能力的先進(jìn)技術(shù)。目前用于垂直起降航空器的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系被設(shè)計(jì)成以固定的速度和升力運(yùn)轉(zhuǎn)；前進(jìn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)調(diào)整直升機(jī)旋翼葉片的傾斜度。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)針對(duì)這種固定速度進(jìn)行了優(yōu)化，但受限于效率和功率。

為了實(shí)現(xiàn)航程和速度效率最高，正在研發(fā)變速渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和多速變速器相關(guān)技術(shù)。為了制造未來(lái)動(dòng)力系統(tǒng)，新型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、材料和部件研發(fā)需要借助創(chuàng)新制造能力，如增材制造。此外，未來(lái)作戰(zhàn)環(huán)境要求出動(dòng)速度快、飛機(jī)維護(hù)時(shí)間間隔比現(xiàn)有飛機(jī)更長(zhǎng)，為了滿(mǎn)足未來(lái)作戰(zhàn)環(huán)境要求，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求具有很高的可靠性。混合動(dòng)力系統(tǒng)等跨越式技術(shù)也正處于研發(fā)之中。與目前的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)不同，這些技術(shù)結(jié)合了電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)效率，為了使FVL飛機(jī)能夠滿(mǎn)足未來(lái)所有作戰(zhàn)要求，將需要綜合各種新技術(shù)和能力。

任務(wù)系統(tǒng)

任務(wù)系統(tǒng)領(lǐng)域的目標(biāo)是使人機(jī)任務(wù)設(shè)備的軟硬件技術(shù)成熟，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，以便在未來(lái)作戰(zhàn)環(huán)境中具備超強(qiáng)的生存能力。如果飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和轉(zhuǎn)子是FVL的主體，那么任務(wù)系統(tǒng)可以被看作是眼睛、耳朵和大腦。為了給任務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和使用提供一個(gè)全面的方法，需要采用開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)，允許士兵通過(guò)“即插即用”使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)偵察、生存能力和殺傷力的升級(jí)。目前傳感器和有效載荷是相關(guān)聯(lián)的，這意味著它們不能進(jìn)行太多的互操作。為了安裝升級(jí)后的有效載荷設(shè)備，有可能需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行升級(jí)，這將增加成本和飛機(jī)停飛時(shí)間。陸軍的空中系統(tǒng)科技研究組合正在進(jìn)行多功能傳感器的研究，以免超過(guò)飛機(jī)的尺寸、重量和功率，態(tài)勢(shì)感知和目標(biāo)定位能力綜合就是該類(lèi)型傳感器。

任務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也需要像FVL飛機(jī)那樣滿(mǎn)足隨時(shí)隨地、全天候環(huán)境下作戰(zhàn)的要求。這需要系統(tǒng)增加態(tài)勢(shì)感知能力和生存能力，同時(shí)也要減少因先進(jìn)傳感器數(shù)據(jù)過(guò)大給飛行員所帶來(lái)的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。正在研發(fā)用于人工智能的新型算法，以創(chuàng)建被稱(chēng)為“有監(jiān)管的自治”新型飛行模式，由飛行員監(jiān)管而不是執(zhí)行低級(jí)飛行功能。在美國(guó)陸軍協(xié)會(huì)2017年9月7日舉行的航空論壇上，美國(guó)陸軍阿拉巴馬州立大學(xué)陸軍航空中心指揮官比爾·蓋勒（Bill Gayler）少將表示，“有監(jiān)管的自治”將幫助人類(lèi)更有效率地掌控裝備，而不是取代飛行員。所有這些新型先進(jìn)功能都將改變FVL的作戰(zhàn)方式，并將在快節(jié)奏、變化多端的未來(lái)作戰(zhàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)生存能力。

自主性和協(xié)同

未來(lái)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（UAS）可用于拓展有人系統(tǒng)的到達(dá)能力，同時(shí)將士兵從危險(xiǎn)情況中解放出來(lái)。潛在的應(yīng)用包括偵察、攻擊、補(bǔ)給和傷員撤離。該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)是下一代無(wú)人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)，以支持聯(lián)合陸軍作戰(zhàn)中的有人/無(wú)人協(xié)同。這包括從控制界面到先進(jìn)自主等方面的研究。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人系統(tǒng)的潛力，這些領(lǐng)域的研究需要同時(shí)進(jìn)行。人機(jī)界面的研究側(cè)重于人機(jī)界面設(shè)計(jì)，以提高空降作戰(zhàn)中的任務(wù)效能。調(diào)查領(lǐng)域包括提示、控制和顯示的先進(jìn)駕駛艙設(shè)計(jì)。在自主協(xié)同方面的重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)自主算法和認(rèn)知決策，前者允許一個(gè)飛行員控制UAS，后者可以幫助士兵減少直接控制UAS的時(shí)間。長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是將UAS能力從遠(yuǎn)程控制或遠(yuǎn)程操作擴(kuò)展到真正的自主能力，通過(guò)系統(tǒng)適應(yīng)不斷變化的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，允許在對(duì)抗環(huán)境中聯(lián)合有人-無(wú)人平臺(tái)。

可維修性和可持續(xù)性

可維修性和可持續(xù)性的重點(diǎn)是研發(fā)可以提高設(shè)計(jì)可靠性、預(yù)測(cè)部件故障，以及減少維護(hù)和后勤負(fù)擔(dān)的相關(guān)技術(shù)和方法，這是陸軍航空最大的成本動(dòng)因之一。具體研究領(lǐng)域包括綜合健康管理，為優(yōu)化可靠性的高效部件設(shè)計(jì)，材料失效模式以及熱機(jī)械和電磁加載影響。迭代目標(biāo)是從基于時(shí)間的維修轉(zhuǎn)向基于狀態(tài)的維修，并最終轉(zhuǎn)向預(yù)測(cè)性的維修。

目前，美國(guó)在航空系統(tǒng)方面的科技投資定位是提供下一波能力，確保美軍下一代的垂直起降飛機(jī)和無(wú)人機(jī)能夠提供近距離空中支援，以此保持美國(guó)在戰(zhàn)場(chǎng)上的統(tǒng)治地位。