12月6日，國家自然科學基金委員會（以下簡稱基金委）審批同意“近空間飛行器的關(guān)鍵基礎科學問題”重大研究計劃結(jié)束。該重大研究計劃是基金委在“十一五”期間第一批啟動的重大研究計劃，自2007年4月正式啟動后，共資助項目173項，其中培育項目135項，重點項目26項，集成項目7項，戰(zhàn)略研究項目5項，資助總經(jīng)費1.9億元，全部資助項目已于2015年底前結(jié)題。

　　近空間飛行器的發(fā)展涉及國家安全與和平利用空間，是目前國際競相爭奪空間技術(shù)的焦點之一，是綜合國力的體現(xiàn)。“近空間飛行器的關(guān)鍵基礎科學問題”重大研究計劃以30-70公里中層近空間的高超聲速遠程機動飛行器涉及的關(guān)鍵基礎科學問題為核心，以跨學科的創(chuàng)新理論和源頭創(chuàng)新方法為手段，期望在近空間飛行環(huán)境下的空氣動力學、先進推進的理論和方法、超輕質(zhì)材料/結(jié)構(gòu)、熱環(huán)境預測與熱防護、高超聲速飛行器智能自主控制理論和方法等方面實現(xiàn)跨越發(fā)展。

　　該重大研究計劃實施期間，從國家重大需求和學科發(fā)展相結(jié)合出發(fā)，提出了近空間飛行環(huán)境下的空氣動力學、先進推進的理論和方法、超輕質(zhì)材料/結(jié)構(gòu)及熱環(huán)境預測與防熱、高超聲速飛行器智能自主控制理論和方法等四個核心科學問題。通過頂層設計、主動引導、重點布局、動態(tài)調(diào)整、集成創(chuàng)新、促進交叉等方法和手段，開展了系統(tǒng)性基礎研究，在學科前沿領(lǐng)域創(chuàng)新理論和方法、技術(shù)方法的源頭創(chuàng)新等方面取得了如下主要創(chuàng)新性研究成果：

?

　　圖1 高溫氣動熱環(huán)境下材料耐燒蝕測試

　　圖2 超燃沖壓發(fā)動機燃燒納米粒子激光散射顯示

　　一、提出了高超聲速復雜流動新理論，提高了對多物理效應耦合作用的認識能力；發(fā)展了復雜流動的建模和數(shù)值模擬方法，建立了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度動態(tài)氣動力、熱測試手段。

　　二、提出了高超聲速飛行器流道設計方法，深入認識了超聲速燃燒機制，獲得了有效的穩(wěn)定控制方法；填補了燃料基礎研究的空白，提高了推進與機體一體化設計能力，有力地支撐了我國高超聲速飛行試驗平臺的研發(fā)。

　　三、揭示了超高溫防熱材料響應機理、多種失效模式及其機制，建立了輕質(zhì)化材料和結(jié)構(gòu)一體化設計和層級結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論；系統(tǒng)發(fā)展了多場耦合高溫實驗方法與在線信息獲取技術(shù)；在熱防護材料及其涂層性能表征方法方面發(fā)表了引起國際關(guān)注的高水平文章，突破了超燃發(fā)動機陶瓷基復合材料體系與高導熱復合材料體系的技術(shù)方法瓶頸。

　　四、提出了高超聲速飛行器精細姿態(tài)控制系統(tǒng)、多通道協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設計新概念和新方法，并成功指導了工程應用；建立了飛行器動力學建模、飛行姿態(tài)/氣動力耦合建模新方法，提出在線辨識自適應結(jié)構(gòu)濾波的主動控制律設計方法；建立了高超聲速熱氣動彈性顫振控制方法。

　　在該重大研究計劃資助下，研究人員發(fā)表SCI檢索論文1381篇、EI檢索論文895篇，在國際重要學術(shù)會議作特邀報告150次、國內(nèi)重要學術(shù)會議作特邀報告192次；授權(quán)發(fā)明專利270項；研究成果支撐獲得國家自然科學獎二等獎9項、國家技術(shù)發(fā)明將二等獎4項，國際學術(shù)獎4項，省部級科學技術(shù)獎一等獎12項、二等獎10項。同時，為我國高超聲速飛行器研究凝聚和培養(yǎng)了一批優(yōu)秀人才和創(chuàng)新團隊，研究團隊在計劃執(zhí)行期間6人入選長江學者特聘教授，7人獲得國家杰出青年科學基金資助，9人獲得優(yōu)秀青年科學基金資助，10人獲得教育部新世紀人才基金資助。近50名中青年學者已經(jīng)成長為我國高超聲速飛行器基礎研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的中堅力量，并形成了30余個多學科交叉、創(chuàng)新能力強的研究團隊，成為我國系統(tǒng)性研究高超聲速飛行器關(guān)鍵科學問題和促進成果轉(zhuǎn)化的中堅力量。

　　評估專家組認為，該重大研究計劃的實施，使得我國在近空間高超聲速飛行器研究領(lǐng)域構(gòu)建了具有中國特色的高超聲速飛行器的基礎研究框架，全面提升了核心科學問題的研究能力，填補多項理論與技術(shù)方法的國內(nèi)空白，有力支撐了國家重大工程關(guān)鍵技術(shù)的突破，綜合研究水平已躋身國際前列，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

　　該重大研究計劃指導專家組提出，結(jié)合國內(nèi)外近空間高超聲速技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，國家重大需求和學科發(fā)展需求，以及重大研究計劃所取得的發(fā)展態(tài)勢，今后的研究工作應重點關(guān)注提高對高超聲速飛行所帶來的特殊物理效應的認識和把控能力，關(guān)鍵是“高能量”、“極端熱”帶來氣動、推進、材料和控制等多學科領(lǐng)域的一系列問題和挑戰(zhàn)。同時還要促進學科交叉，提升綜合研究能力，發(fā)展近非擾動、耐極端環(huán)境的高超聲速地面和飛行試驗中關(guān)鍵物理現(xiàn)象的診斷器件和試驗技術(shù)，不斷提升多學科優(yōu)化和控制方法，持續(xù)強調(diào)不確定性量化（UQ）和驗證與確認（V&V）的作用，提出明確科學實驗目標的飛行試驗和有效載荷設計方案。