兵器科学与技术_科学技术学科 - 威林百科weilinceramic.com

兵器科学与技术

科学技术学科

兵器科学与技术是研究军事对抗中所使用的武器系统和军事技术器材的科学技术，研究内容涉及到武器系统及军事技术器材的科学原理、技术手段、系统分析、工程设计、技术运用、工程保障及效能评估等，是一门综合性的工程技术学科。

学科历史

武器以及兵器科学与技术有着悠久的发展历史，人类早在石器时代已学会制造石刀、石斧和弓箭。随着冶金技术的发明，人类进入了冷兵器时代。中国的金属兵器曾长期处于世界先进水平。至迟在公元808年以前，中国已发明黑火药，到10世纪初应用于军事，兵器技术进入了利用化学能源的时代。火药作为发射和爆炸能源，13世纪传入阿拉伯国家和欧洲，从而结束了冷兵器时代，对人类文明、社会进步及军事技术发展都产生了深远影响。特别伴随着近代自然科学和工程技术的诞生和发展，冶金工业、机械制造工业和化学工业的迅速发展，推动了独立军火工业的产生，出现了专门从事兵器科学技术工作的科学家和工程师。

19世纪时，枪、炮身管由滑膛改进为线膛，现代火炸药取代黑火药，使枪、炮的射程和射击精度、弹药对目标的毁伤威力都大幅度地提高。19世纪末，对从兵器发射到彻目标全过程的力学规律和伴随物理化学现象进行了全面的研究，建立了系统的弹道理论和枪炮设计理论方法。20世纪以来，特别是两次世界大战中，本学科获得迅猛的发展，1916年坦克的发明和用于战争，显著地增强了地面作战的攻防能力。30年代末一些主要军事国家实现了以坦克为基础的机械化和自动化，坦克及各种甲战车已成为现代及未来地面战争中最主要的和不可替代的攻防一体化机动作战台。在两次世界大战期间，随着作战飞机的出现，防空兵器随之发展起来。潜和航空兵的大量使用，使海上封锁与反封锁斗争日趋尖锐，进一步促进了水中兵器发展。德国是首先大量使用毒气、化学武器的国家，受到各参战国的重视，防化器材获得迅速发展。

特别是随着火箭、导弹与核武器的出现，使本学科得到迅猛发展。世界主要国家陆续形成和建立了国家规模的兵器科学与技术研究体系，出版了一系列专门著作和学术刊物，使本学科的学科体系得到进一步丰富和完善。由于武器装备是实现国家意志的重要物质手段，现代科学技术的最新成就以更快的速度和更大的规模优先用于武器装备的研制。受军事需求的牵引和现代科学技术进步的推动，本学科的内涵不断丰富和更新，已成为与机械、电子、化学、光电、信息、控制等学科交叉融合性较强的学科。

为了在现代高技术战争中克敌制胜，对武器系统及军事技术器材的性能提出了新的更高的要求，促使本学科在武器体系攻防对抗的科学原理和实现途径上出现新的突破，将与微电子技术、材料科学与技术、计算机技术、信息技术、控制工程等更紧密地结合，为提高军队信息对抗能力、精确打击能力、应急机动作战能力、快速反应突防作战能力、封锁与反封锁能力和综合支援保障能力提供系统完整的知识和技术。

兵器科学与技术的发展受军事思想和战略战术的需求牵引，同时又对军事思想、战略战术乃至军队编制产生重大影响。本学科的一些研究成果还可向民用领域转移，直接为国民经济建设服务。

学科简介

兵器是以非核常规手段杀伤敌有生力量、破坏敌作战设施、保护我方人员及设施的器械，是进行常规战争、反恐、应对突发事件、保卫国家安全的重要物质基础。

兵器科学技术是以兵器工程技术为研究对象，具有与其他学科完全不同的科学内涵，并形成了一个较为完整的学科知识体系。兵器科学技术的研究内涵是指各类兵器的构造原理、战术技术性能以及在兵器方案选择、论证、工程研制、试验、生产、使用、储存、维修过程中需要的理论和技术，包括新概念、新原理、新技术、新材料、新型元器件和新装置等。在人类社会发展的进程中，通常是将最先进的科学技术首先用于军事和战争中。从这个意义上说，兵器科学技术既是一门历史悠久的传统学科，又是一门极富时代特色的现代综合性工程技术学科，它在整个科学技术发展进程中占有十分重要的地位。

我国兵器科学技术自“八五”以来，在装甲兵器、身管兵器、制导兵器、弹药、水中兵器等技术领域和燃烧与爆轰、含能材料、防护、弹道、兵器信息、兵器材料与制造等兵器基础性支撑技术领域均取得了长足发展，在某些领域达到或接近世界先进水平。

研究进展

（一）装甲兵器技术

我国装甲兵器发展经历了三代，初步建立起完整的装甲兵器体系；通过运用系统科学的思想，采用一体化设计、集成技术，综合提升了装甲车辆的“机动、火力、防护”三大性能；在设计方法上从一代设计、二代仿制到开始拥有自主知识产权；开展了大功率柴油机、快速燃烧、高增压、高温冷却等关键技术的研究应用，使得主战装甲兵器达到了可与世界先进装备抗衡的水平。

（二）身管兵器技术

身管兵器技术的研究主要集中在身管兵器系统分析与总体技术、现代设计理论与方法、身管兵器自动化技术、提高射速技术、身管兵器轻量化、新概念与新原理武器技术等方面。取得的研究成果比较显著，已在我国的自行火炮、单兵武器、火箭炮等各类身管兵器的研制中得到了重要的工程应用。

（三）制导兵器技术

制导兵器的主要进展包括：在制导兵器总体设计、气动布局、固体火箭发动机设计、制导控制系统设计等方面，在国内常规武器平台上发展了新的制导兵器系列产品，初步形成了反坦克导弹、末制导炮弹、炮射导弹、制导炸弹和制导火箭的系列化。

（四）弹药技术

我国弹药技术的研究主要集中在底排/火箭增程弹、激光半主动末制导炮弹、非致命杀伤弹药、弹药信息化、弹药射击精度、弹药威力、引信技术、火工品技术等方面。总体上弹药性能处于20世纪90年代水平，其中底排增程技术、弹道修正技术、穿破甲弹技术等达到国际先进水平。

（五）水中兵器技术

鱼雷技术的研究进展主要包括鱼雷总体设计技术方、减阻与降噪技术、鱼雷导航与控制技术、鱼雷动力推进技术、自导与引信技术等方面；水雷技术方面包括微电脑和智能传感技术在水雷中的应用、主动攻击式微机控制的智能化水雷、沉雷、锚雷、漂雷等技术；深弹技术的研究进展包括深弹数字化设计和仿真技术、深弹减阻技术、深弹装药及引信技术等。

（六）燃烧与爆轰学

主要进展包括：扩散火焰的理论研究、燃烧现象物理解释和化学解释的统一、炸药爆轰产物性质和化学反应过程的模拟、反应流动理、论、脉冲爆轰发动机研究等。

（七）含能材料技术

含能材料技术的主要研究进展包括高能量密度材料、高能低感材料、钝感炸药、量子化学在含能材料领域中的应用、炸药量子化学、新概念与新结构的发射装药、运用发射药燃面和燃速的调控技术、含能材料制备工艺等方面。

（八）防护技术

国内防护技术的研究集中在装甲陶瓷抗侵彻机理和应力波在多种复合装甲结构中压力波传播特性、不同结构形式的防护单元、主动防护技术、伪装及隐身防护技术、激光防护技术等研究方面上。

（九）弹道学

弹道学的进展主要包括：基于两相流理论而进行的膛内流场模拟仿真与安全性评估、新型装药技术、电热/电磁发射技术、膛口流场、基于多体系统传递矩阵法的发射动力学、外弹道模拟与仿真计算技术、弹箭简易控制及弹道修正技术、终点弹道设计理论和方法、弹道瞬态物理量测试技术等。

（十）兵器信息技术

在兵器指挥与控制系统方面，主要开展了兵器战术战役指挥自动化、野战防空指挥、数字化信息管理等研究；在探测与识别技术方面，我国的微光夜视仪的性能属于第二代水平，激光测距机和红宝石激光机在技术性能上处于世界先进行列，军用热像装置技术水平与国外相当；在兵器作战平台信息化技术方面，主要作战平台已配置车载光电和电子信息系统，某些系统与国际先进水平相近。

（十一）兵器材料与制造技术

重点开展了与兵器材料使用性能密切相关的金属材料、非金属材料、复合材料和隐身材料以及实现兵器装备产品特性的精密成型、焊接、特种加工、机械加工、精密超精密及微细加工、表面工程等研究，橡胶材料、氢化丁腈橡胶等的关键性能指标达到先进水平。

（十二）兵器基础技术

兵器试验与测试技术方面的进展包括微型化的存储测试系统或近场遥测系统、弹载遥测系统、兵器测试专用仪器等；兵器维修性技术方面，重点研究了基于数字样机的维修性设计、分析、评价的方法和技术，得到初步推广应用；兵器可靠性技术方面，制订了相关的可靠性标准，可靠性增长试验和可靠性试验已进入装备研制工程领域。兵器标准化和兵器计量技术取得了长足进步。

我国差距

（一）装甲兵器技术

从整体上看，我国装甲兵器在综合技术性能、研发能力、制造水平方面尚存在一定差距，主要为：部分核心技术、关重件尚需从国外引进；装甲兵器型谱不全；新一代主战坦克所需的技术储备比较薄弱。

（二）身管兵器技术

我国身管兵器与世界先进水平相比存在的差距主要包括：高初速技术尚不成熟，还未完全实现全自动装填技术，火炮结构缺乏创新，火炮轻量化进程迟缓；轻武器的装备已接近国际先进水平，但在创新技术、基础技术等方面与先进水平存在一定的差距；在陆用远程火箭发射方面，其技术已接近世界先进水平；在中、大口径舰载火箭武器发射方面，部分指标已达世界先进水平；在信息交融与一体化控制方面，落后于美国和俄罗斯。

（三）制导兵器技术

我国在制导兵器装备上已解决有无问题，其中反坦克导弹的技术水平接近先进水平，但在技术上还有一定差距，主要包括：我国一体化设计平台的研究工作刚刚起步，仿真技术在我国制导兵器技术中的应用刚刚开展；红外成像制导、激光雷达制导、多模制导及各种复合制导技术距先进水平尚有一定差距；毫米波器件、双色红外器件、小型高重频激光器、光纤陀螺、激光陀螺、微机电惯性器件等也落后于国外。

（四）弹药技术

国内弹药技术与国外相比，尚存在较大差距，主要体现在：弹药品种少、弹药性能和可靠性评估方面比较落后；在激光弹、高功率微波弹、电磁脉冲弹、非致命性杀伤弹等领域的研究尚处于探索阶段；制导弹药在制导精度、抗干扰性、机动性尚存在一定的差距；国内灵巧和智能弹药技术与国外相比差距较大；电子引信存在较大差距；火工品的换能无耗能高，抗环境能力弱，火工药剂性能优良的品种少。

（五）水中兵器技术

1. 鱼雷技术

总体技术方面的原创性成果较少，缺乏数字化虚拟仿真设计的相关理论系统研究；导航和控制技术方面起步较晚，与先进水平相比存在较大的差距；动力推进技术方面，与先进技术水平差距较大；在自导与引信技术方面，自导系统的智能化程度相对较低，基本停留在排除诱饵攻击单个目标的水平上；水下鱼雷发射装置与技术与先进技术水平有一定差距。

2. 水雷技术

相对于其他发达国家来说，我国尚有一定差距，在水雷自身的智能化、通用性、隐蔽性和组网技术上有待进一步提高。

3. 深弹技术

型号较少，火箭式深弹射程较短，在动力深弹研究方面还没有起步。

（六）燃烧与爆轰学

我国的燃烧与爆轰研究与国外相比仍存在许多不足，主要包括：无法采用先进的计算方法进行三维燃烧与爆轰的计算；燃烧与爆轰试验研究的实验设备落后于国外发达国家；燃烧与爆轰发动机的研究尚处于起步阶段。

（七）含能材料技术

在含能材料设计与合成、火炸药现代设计理论和方法等基础技术方面，国内与国外的差距较大，缺乏系统的、完整的应用基础研究；含能材料制备工艺技术水平与发达国家仍然有较大差距，自动化、连续化水平不够高；工艺基础技术落后。

（八）防护技术

对各种装甲材料与冲击过程的响应规律缺乏系统、深入、全面的研究，没有建立有效的数据库；模拟技术和测试技术落后；陶瓷复合装甲的高速侵彻穿甲动学、主动防护技术的研究还处于起步阶段；在对付几种侦察手段同时作用的综合伪装效果尚不理想。

（九）弹道学

在现代弹道学的精确物理模型刻画以及数值模拟方面，与先进水平还有一定的差距；对电磁轨道炮的基本理论和支撑技术开展了研究，但在武器化方面与国际领先水平还有较大的差距；国内仅在红外、毫米波或二者复合的原理上进行了研究；国内在一些高精尖弹道测试技术方面欠缺很多，与国外存在一定的差距。

（十）兵器信息技术

各种装备的指挥控制系统缺乏统一规范，尚未完全形成战术的一体化信息系统体系，难以实现互联、互通；在信息技术的前端技术方面还有较大差距；微光管还处于第二代水平，美国已经直接过度到第四代水平；我军仍使用二代焦平面探测器；兵器平台的信息化建设尚未完成，车辆综合电子信息系统缺乏统一标准。

（十一）兵器材料与制造技术

国内装甲铝合金与国外存在代差；块状非晶合金的工程化应用研究相对滞后；装甲车辆行动系橡胶材料整体技术水平同国外相比有较大差距；国内SiC、Si3N4、TiB2等尚处于试验研制阶段；铝基复合材料的材料性能与先进水平存在差距；结构复合材料应用技术与先进水平存在明显差距；在自适应隐身材料、结构隐身材料、纳米材料应用技术及隐身结构设计等研究方面刚刚起步；兵器产品精密成形技术总体上存在基础薄弱、设备落后、工艺开发不足等差距：兵器产品焊接技术与西方先进国家相比水平仍然偏低；兵器企业的焊接技术基础差、技术管理、技术储备等明显不足；兵器电解加工与国外相比尚有较大差距；与发达国家相比，兵器行业的机械加工工艺水平还存在较大差距。

（十二）兵器基础技术

传感器和仪器工业基础薄弱；系统综合性差，由于基础设施及高精仪器系统投入过少，缺少具有综合性能的试验测试技术与设备；数据库管理系统没有建立，缺少相应的技术规范；在维修性工程实践上，与国外还有较大差距，一些维修性工作项目实施还不理想；在工程技术手段上，还缺乏比较有效的工具等；兵器可靠性分析、设计、试验与评价手段十分缺乏；兵器标准化和计量技术比较滞后、设备老化。

发展趋势

根据现代战争的特点，兵器科学技术发展的主要趋势是向轻型化、机动性、远程化、精确化、信息化、多用途等方向发展。

（一）兵器系统向轻型化、机动性方向发展

未来快速反应、机动部署需要高机动性、高可部署性的地面作战平台和武器系统。轻型化是提高常规武器系统的机动性、可部署性的重要途径。

（二）兵器系统向远程化方向发展

现代兵器系统的远距离攻击能力是有效打击敌人和保存自己的重要手段，因此现代武器系统发展的主要方向之一就是远程化。

（三）兵器系统向精确化和高效毁伤方向发展

在武器平台上采用先进的技术，构建远程精确打击武器体系，使武器装备具有更强的战场感知能力、快速反应能力、远程精确打击能力以及高效毁伤能力，使武器装备的综合作战效率成倍增长。

（四）兵器系统向信息化、数字化方向发展

在现代和未来的战场上，武器平台的信息化及数字化、信息战装备及技术、先进信息系统对夺取信息优势、发挥武器体系的整体作战效能、克敌制胜至关重要，必将得到优先发展。

（五）兵器系统向适应于复杂环境下的战争需要发展

未来战场向太空和深海领域扩展，面临极高温差、超高压、稀薄气体、微重力、微尺度等极端恶劣环境与条件，对现有武器系统提出了更高的要求和挑战。微小型武器、深水武器和空天武器等是未来发展的一个趋势。

（六）多用途及特种需求兵器技术发展方兴未艾

满足不同特殊需要或多用途的兵器具有强烈的需求背景，如：子母抛撒将在许多领域都得到应用；为了适应制导弹药技术的发射需求的低过载发射技术；提高发射速度和方便勤务处理的埋头弹发射技术，满足反恐、维和、维稳等特殊任务需要。

（七）兵器科学技术与其他学科进一步交叉、渗透、融合

为适应现代兵器的发展趋势，应拓宽兵器科学技术学科的研究内涵，推动远程精确打击武器研究领域进入国际发展前沿，促进我国兵器科学技术学科的长远、持续发展和常规兵器技术的跨越式发展。

发展建议

（一）加大力度促使兵器系统向集成化、自动化、数字化、网络化和智能化方向发展

兵器系统组成的日趋复杂，常常需要依靠多种技术才能实现高技术指标条件下的全方位的优化使用，机电一体化是兵器系统发展的基本方向，这样可大大提高使用效能。

提高武器装备的自动化程度是设计人员追求的主要目标，这不仅可以减轻使用者的体力，而且对提高武器装备的工效也具有十分重要的意义。数字化技术的使用和推广，使兵器系统工作过程的精度和准确化程度进一步得到提高，使其设计与制造过程更趋向科学化。网络技术可以将兵器系统的各个环节联系起来，以便使武器系统从目标探测、目标识别、目标攻击和目标毁伤等各环节达到高效、高速、高技术性能、高经济性、各种资源的高度共享等。

智能化是提升兵器系统的综合性能，是学科未来发展的重要方向。机器人是一种具有不同智能化程度的机器，机器人技术在兵器科学技术学科具有远大的发展前途。

（二）保持传统兵器优势，进一步拓展新概念兵器

传统兵器的纵深攻击火力在不断提高，特别是采用各种形式增程弹、子母弹，不仅打得远而且打得准；防空兵器已是未来战争胜败的关键，随着空中目标的多样化，空中威胁与日俱增，防空任务越来越重，要求越来越高，建立起反导、反直升机和反固定翼飞机的防空武器体系是地面防空的基本要求。国内外兴起的简易制导火箭武器与高炮、防空导弹相结合的弹炮一体化系统，代表着防空武器发展趋势；与传统兵器相比，新概念兵器无论是在功能上还是在结构上已有了质的飞跃，如电磁炮、电热炮、速射炮，自适应引信和弹药，用于侦察和排雷的武装机器人等在新世纪中必定有新的发展。

（三）开展新型材料研究与应用，为兵器综合性能提高提供物质基础

“一代材料，一代装备”已经成为兵器装备领域的共识；先进材料技术已成为世界各国科技竞争的焦点；新材料中最具活力的是信息功能材料，高温、高比强度、高比刚度的结构材料等。

（四）转变设计理念适应新军事变革要求

随着国际风云的变化，过去着眼于大规模战争的思路正在向维护国家安全与稳定、维护世界和平、打击恐怖势力和防治自然灾害方向转变。主要表达在以下几个转变：①大面积杀伤性武器装备向非致命、软杀伤武器转变；②大规模集团作战武器系统向快速、机动、多功能武器系统的转变；③攻击性武器装备向军民两用功能化方向转变。

（五）加强交流与合作，增添学科发展活力

各领域之间开展交流与协作，包括开展国际间的交流、合作与竞争，有利于科学技术的进步，有利于国际学术标准和科学行为规范的形成，有利于增强本国科学研究的国际显示度；国内科研院所、高等学校和企业等单位之间的交流与合作，也是促进学科发展、激发学科活力、促进成果转化、推动科技进步的有效措施。

（六）努力创新提升兵器科学技术未来发展动力

突出观念更新、思维创新，强调理论创新，提倡方法创新和技术创新。创新要追求技术的先进性，但是对于中国的军工企业而言，技术的先进性并不是最终的追求目标。是否适应中国国情，是否能满足国家安全和未来战场需要，是最终要的衡量标准。无论是方法创新还是技术创新，都要以原始创新为基点，以集成创新为重点，以引进消化吸收再创新为途径。在这个过程中，要大力加强人才队伍建设，培养大量的创新人才；要突破影响创新的体制和机制性障碍，营造良好的创新环境，培育浓烈的创新氛围，从而从根本上提升兵器科学技术未来的发展动力

学科名单

国家重点（培育）学科名单

学科排名

本一级学科中，全国具有“博士一级”授权的高校共13所，2012年教育部学科评估有10所参评；还有部分具有“博士二级”授权和硕士授权的高校参加了评估；参评高校共计11所。注：以下得分相同的高校按学校代码顺序排列。

相邻学科

与本学科联系较密切的相邻学科主要有：力学，化学工程与技术，机械工程，光学工程，材料科学与工程，信息与通信工程，航空宇航科学与技术，系统科学，船舶与海洋工程，电子科学与技术，控制科学与工程，动力工程及工程热物理，军事学学科中的战略学、战役学、战术学和军队指挥学等。

武器系统

学科概况

武器系统与运用工程是研究现代战争条件下各种武器系统及其装备的系统分析、总体设计、技术保障、综合运用以及战术和技术的协同等问题的综合性技术学科。它涉及武器系统的方案论证、系统分析、总体设计与综合技术集成、子系统专门技术、安全工程、维修工程、寿命与可靠性、武器系统的运用方法以及作战效能评估等科学技术内容，是兵器科学与技术中的综合性学科。

现代武器系统是多种子系统及多种技术的综合集成。武器系统与运用工程的基本目的是通过系统总体和各子系统的优化、协调匹配及有效运用，获得最大的系统效能。近代武器系统与运用工程的思想产生于第一次世界大战期间，并在第二次世界大战及战后得到迅速发展，对于武器系统的综合作战效能具有倍增作用。未来战争是交战双方之间体系与体系的对抗，武器系统与应用工程的作用将进一步增强。它所形成的现代系统分析理论与方法还被推广应用于国民经济建设的其它领域。本学科涵盖了原兵器系统工程、兵器运用工程及水中兵器学科部分内容，并形成了新的学科内涵。本学科与系统科学、军事学、信息与通信工程、控制科学与工程、机械工程、光学工程等学科有密切联系。

培养目标

1．博士学位应具有武器系统与运用工程学科领域坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识。牢固掌握武器系统的分析优化与仿真、系统总体设计与核心子系统设计、系统运用与技术保障等方面的理论和方法，深入了解本学科及主要相关学科的发展方向和国内外研究前沿，能熟练运用相关理论、计算机技术和先进的实验测试手段从事本学科领域的科学研究和产品研制，创造性地将本学科与相关学科相互渗透与交叉。具有严谨求实的科学态度和作风，具备学术带头人或重要研究项目技术负责人的素质。能够独立承担并完成有重大意义的科研课题。能够胜任高等学校、科研院所及有关军兵种相关部门的教学、科学研究、产品研制或技术管理工作。

2．硕士学位应具有武器系统与运用工程学科领域坚实的理论基础和深入的专门知识。较好掌握武器系统分析、优化与仿真、系统总体设计与核心子系统设计、系统运用与技术保障等方面的基本理论和方法，能够熟练运用相关理论、计算机技术和仪器设备等技术手段独立从事本学科领域的科学研究与技术开发。较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料，了解本学科的国内外现状与发展方向。具有严谨的科学态度和作风。具有在企业、科研院所、高等学校及有关军兵种相关部门从事工程技术及产品开发、科研、教学、工程运用及技术管理等工作的能力。

业务范围

1．学科研究范围武器系统的建模、分析、优化与仿真；武器系统总体及核心子系统设计；军用目标特性分析、探测、识别、制导与控制；武器装备综合技术运用与军械技术保障：武器安全工程；武器系统可靠性与维修工程；武器系统的环境效应、毁伤能力与作战效能；武器系统对抗技术研究；武器装备与作战指挥一体化技术。

2．课程设置

（1）博士学位

基础理论课现代信号处理，专业数学，复杂系统理论，系统、信息与控制等。

专业课武器系统工程专论，武器运用工程专论，武器安全工程专论，武器总体设计及核心子系统设计，武器系统优化仿真，武器体系对抗分析与综合等。

（2）硕士学位

基础理论课高等代数，计算方法，运筹学，最优化方法，数理统计，系统工程，信号处理，现代控制理论，系统仿真与模拟等。

专业课武器系统原理与工程设计，武器系统运用工程，武器系统保障工程，目标探测与识别技术，武器安全工程，武器系统设计概论，现代测试技术，人机环境工程等。