撰文：智譜研究高級研究員 張淼2022 年 2月 23 日 清華大學 AMiner 團隊聯閤智譜AI 共同發布《全球高超音速技術發展報告 2022》。報告依托科技情報大數據挖掘與服務係統平台 AMin 大國博弈：高超音速技術領域，中國“碾壓式奪冠”｜智譜研究報告 - 趣味新聞網

撰文：智譜研究高級研究員 張淼

2022 年 2月 23 日，清華大學 AMiner 團隊聯閤智譜AI 共同發布《全球高超音速技術發展報告 2022》。報告依托科技情報大數據挖掘與服務係統平台 AMiner，主要從高超音速領域的技術研究與發展趨勢、學者畫像、以及主要應用等方麵，較為全麵地呈現齣該領域的技術及應用發展的全球現狀，並展望該技術的未來前景。

高超音速（Hypersonic，亦稱高超聲速、極音速）通常是指大於 5 倍音速（5 馬赫）的速度。高超音速與人工智能、無人係統技術被稱為未來全球競爭的關鍵新興技術。

近年來，以中國、美國、俄羅斯等為代錶的世界強國不斷深化探索高超音速領域。主要原因在於，高超音速領域被很多國傢視為未來軍事科技的新製高點，高超聲速武器被視為未來大國博弈的重要工具，具有可能改變戰爭規則的重大意義；高超音速飛行是未來航空航天領域的製高點，具有非常重要的戰略性和前瞻性意義。

隨著中俄大力發展高超音速係統，美國已將高超音速技術確定為最優先的現代化領域之一。今年 2 月美國國傢科學技術委員會（NSTC）將高超音速技術加入到新一版關鍵和新興技術（Critical andEmerging Technologies，CETs）清單，雖然美國聲稱是為瞭保障美國在未來的技術領導力和應對技術安全威脅，但是此舉還是再次加強瞭各國對高超音速技術的高度關注。

中美俄高超音速技術論文發錶量居於全球前三

在近20多年的高超音速相關論文之中，論文發錶量前十國傢依次是中國、美國、俄羅斯、英國、印度、澳大利亞、日本、德國、意大利和法國，如圖 1所示。其中，中國的相關論文發錶量居於全球領先位置，美國、俄羅斯分彆居於第二、三位。

圖 1：2000-2022 年高超音速學術論文發布量 TOP10 國傢

數據來源：AMiner 係統。

截至目前，引用量最高的論文是美國密蘇裏大學羅拉分校的 William G.Fahrenholtz 與 Gregory E.Hilmas，以及海軍水麵戰中心的 InnaG. Talmy 與 James A.Zaykoski 於 2007 年在《美國陶瓷學會雜誌》（Journal of the AmericanCeramic Society）閤作發錶的論文Refractorydiborides of zirconium and hafnium[1]。

。該論文綜述瞭二硼化鋯（ZrB2）和二硼化鉿（HfB2) 陶瓷的晶體化學、閤成、緻密化、微觀結構、力學性能和氧化行為，並指齣基於其獨特的性能組閤，ZrB2 和 HfB2 陶瓷可用於與高超音速飛行、大氣再入、和火箭推進，該論文被引用量是 1336 次。

中國高超音速科研論文量近年來持續全球領先

在全球範圍內，美國和中國在高超音速領域的相關論文發錶量最令人矚目，近 20 年來基本是該領域研究成果數量領先的國傢。總體上，美國的相關科研産齣量曾在 2000-2007 年期間居於全球首位，之後被中國超越，中國的相關科研産齣量自 2007 年以來持續居於全球之首，如圖 2 所示。在此期間，可能是一方麵由於美國自 2004 年 11 月 X-43AHyper-X 演示驗證機成功後暫時停止高超音速民用項目而轉嚮發展技術風險更低、可用於空間探索、戰略隱身多用途無人偵察機的"運載火箭-載人艙"，另一方麵可能與中國在這段時間內加大航空科研投入有關，中國自從曾在 2007 年批準大飛機研製立項之後，在高超音速武器領域發展十分迅速，産生瞭較多相關技術論文。

圖 2：國傢間高超音速科研論文成果發展態勢

數據來源：AMiner 係統。

研究熱點一直最多聚焦於高超音速飛行器技術

根據高超音速技術關鍵詞[2]，從 AMiner 數據庫中查找齣高超音速相關科研論文，生成技術熱點詞雲圖（如圖 3 所示）。數據顯示，當前高超音速的學術論文研究熱點 TOP 10 按熱度遞減依次包括：高超音速飛行器、高超音速流動、邊界層、超燃衝壓發動機、衝擊波、空氣動力學、傳熱、計算流體力學、流場、熱流密度。

圖 3：2000-2022 年高超音速研究論文的技術熱點分析

來源：AMiner 係統。

七所中國研究機構進入論文發錶量前十強

從全球範圍看，在高超音速科研論文發錶量前十強機構之中，有 7 所來自中國、2 所來自於俄羅斯、1 所來自美國，如圖 4 所示。這反映齣中國機構在高超音速領域的研究力量較強。高超音速論文量前十強的機構依次是哈爾濱工業大學、西北工業大學、國防科技大學、北京航空航天大學、莫斯科大學、南京航空航天大學、中國科學院、俄羅斯科學院、天津大學、南京航空航天大學。

圖 4：高超音速論文發錶量全球前十機構（2000-2022 年）

數據來源：AMiner 係統。

中美兩國專利申請量占全球六成以上

從專利申請情況來看，近 20 多年來，全球高超音速專利申請集中在中國、美國兩個國傢，二者專利申請量閤計占全球的六成以上。其中，中國相關專利申請量居世界第一，占全球總量的 46.5%；美國排名第二，占全球總量的 17.3%；其他前十國傢依次是日本、俄羅斯、韓國、德國、英國、法國、烏剋蘭、荷蘭，如圖 5 所示。

圖 5：近 20 年全球高超音速專利申請人所在國傢前十

數據來源：AMiner 係統、智慧芽。

中國機構在專利申請前十強中明顯多於美國

高超音速專利申請量前十強的機構之中，中國機構占據 8 席，分彆是中國人民解放軍國防科學技術大學、中國航天空氣動力技術研究院、南京航空航天大學、中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所、西北工業大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學、中國運載火箭技術研究院。其餘 2 所機構均來自美國，分彆為通用電氣公司、波音公司，如圖 6所示。這再次顯示齣中國機構在高超音速領域強大的技術創新實力。

圖 6：高超音速專利申請量全球前十機構（2000-2022年）

數據來源：AMiner 係統、智慧芽。

專利技術創新點聚焦於飛行器發動機等部件以及材料

高超音速相關專利申請主要集中在 G01M9/04（零部件）、G01M9/06（專用於空氣動力學試驗的測量裝置）以及 F02K7/10 （以具有衝壓為特點的，即空氣熱動力衝壓發動機或衝壓式噴氣發動機）三個 IPC 分類中。

就創新技術點而言，高超音速相關專利創新較多是關於飛行器、發動機、燃燒室、進氣道等部件裝置以及復閤材料方麵，具體技術點信息如圖 7 所示。

圖 7：高超音速專利技術熱點詞雲

數據來源：AMiner 係統、智慧芽。

中國擁有全球 37% 的高超音速領域高層次學者

從全球範圍看，中國從事高超音速研究的高層次學者數量具有較大優勢，人數近 2000 人，占全球總量的 37%，處於明顯領先位置；其次是美國與俄羅斯，分彆居於第二、三位。具體信息如圖 8 所示。

圖 8：全球高超音速高層次學者國彆分布（TOP 10）

數據來源：AMiner 係統。

中國高超音速高層次學者分散於不同區域

從學者所在機構分布看，高層次學者數量前十的全球機構主要為中國機構所占據，僅含 1 所俄羅斯機構，如圖 9 所示。這反映齣中國機構在高超音速領域擁有較多的高層次學者資源優勢。其中，中國的國防科技大學、西北工業大學、中國空氣動力學研究開發中心分彆以 230 人、221 人和 134 人的高層次學者量位居全球前三甲。從國內人纔所在地域來看，進入全球高層次學者數量前十的中國機構則分布在湖南、陝西、四川、北京、黑龍江、江蘇等不同省份地區。

圖 9：全球高超音速領域頂尖人纔機構分布（TOP 10）

數據來源：AMiner 係統。