機載能量系統(tǒng)是航空器上涉及能量供給、能量轉(zhuǎn)化、熱量排散系統(tǒng)的總稱。這些系統(tǒng)不僅保證和支持當(dāng)前飛機機載系統(tǒng)的正常工作，極大影響其作戰(zhàn)效能，并直接決定未來作戰(zhàn)飛機能否安裝定向能武器，以及高超聲速飛機是否能投入實用等。美空軍一直十分重視機載能量系統(tǒng)技術(shù)研究，并已實施多個科研計劃。2018年10月25日美空軍研究實驗室又開始了“電力、能量、熱、綜合和控制”計劃（PETIC計劃）招標(biāo)，以繼續(xù)推動相關(guān)技術(shù)發(fā)展，使之成為美軍未來航空裝備的關(guān)鍵優(yōu)勢技術(shù)。

美空軍研究實驗室在美國“聯(lián)邦商機”網(wǎng)站上發(fā)布“電力、能量、熱、綜合和控制”計劃征求書（美國聯(lián)邦政府“聯(lián)邦商機”網(wǎng)站圖片）

一、計劃的投資背景與研究基礎(chǔ)

1．以滿足未來軍用航空平臺能量與電力需求為目標(biāo)

美空軍認(rèn)為，為了在未來對抗環(huán)境中保持空中優(yōu)勢，下一代戰(zhàn)斗機必須具備電子攻擊、激光打擊、更高隱身等先進能力，這對電力系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)都提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。此外，復(fù)合材料蒙皮、高效率發(fā)動機和高度嵌入式的系統(tǒng)將使得飛機散熱更加困難，加劇了對熱管理技術(shù)研究的挑戰(zhàn)。為此，須圍繞實際作戰(zhàn)需要，通過持續(xù)科研工作尋求機載能量系統(tǒng)技術(shù)新突破，使之成為未來航空裝備的促進性而非瓶頸性技術(shù)。

美空軍在2015年提出的機載激光武器技術(shù)路線圖（美空軍圖片，中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心漢化）

2．已連年實施多個綜合演示驗證計劃，促進部件和子系統(tǒng)技術(shù)成熟

美空軍已針對未來裝備需求，實施了多個預(yù)研計劃和演示驗證計劃，促進了部件和子系統(tǒng)技術(shù)的成熟。

針對第五代戰(zhàn)斗機需求，從1990年左右開始先后實施了多電飛機計劃、子系統(tǒng)綜合技術(shù)計劃和“聯(lián)合攻擊機綜合子系統(tǒng)”演示驗證計劃。這些計劃研究并驗證了高壓直流電機、電作動器、動力與熱管理系統(tǒng)等機載能量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，并在F－35等型號上獲得應(yīng)用。

針對未來空中優(yōu)勢平臺需求，實施了“飛行器能量綜合”計劃（INVENT）、“綜合動力與熱管理驗證機”計劃等。前一計劃重點發(fā)展自適應(yīng)動力與熱管理系統(tǒng)、魯棒電源系統(tǒng)和高性能電作動系統(tǒng)三大子系統(tǒng)，2016年年底完成地面綜合演示驗證；后一計劃2011－2014年實施，重點開發(fā)了包含電氣模擬器和武器載荷模擬器等的綜合驗證平臺，并集成到前一計劃形成的系統(tǒng)綜合設(shè)施中。

美空軍在“飛行器能量綜合技術(shù)”計劃中，圍繞能量綜合，通過基于模型的設(shè)計，針對發(fā)動機（ENGINE）、燃油熱管理系統(tǒng)（FTMS）、自適應(yīng)電力與熱管理系統(tǒng)（APTMS）、飛行器系統(tǒng)（AVS）、高性能機電作動系統(tǒng)（HPEAS）、魯棒的電源系統(tǒng)（REPS）建立了綜合模型（美空軍圖片）

3．持續(xù)投資機載能量系統(tǒng)基礎(chǔ)科研，探索推動新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

除了上述演示驗證機計劃，美空軍還先后實施了多個基礎(chǔ)科研計劃，探索和研究機載能量系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)和材料、器件、建模仿真等技術(shù)。

2003－2010年，實施了“航空航天電力與熱技術(shù)”計劃，在發(fā)電、電能管理與分配、儲能和子系統(tǒng)綜合四個技術(shù)領(lǐng)域開展基礎(chǔ)科研，先后開展了電力組件、固體氧化物燃料電池、用于電絕緣的納米填充聚合物、高溫超導(dǎo)體、高性能永磁體、高能量密度聚合物薄膜電介質(zhì)、先進導(dǎo)體和熱科學(xué)等研究。

2012年起，啟動了“電力、能量和熱科學(xué)研究”計劃，繼續(xù)在上述四個技術(shù)領(lǐng)域開展研究。招標(biāo)書中規(guī)定該計劃在2012～2018年實施，目前還在進行當(dāng)中。已經(jīng)公開的一項研究為電力、熱與控制技術(shù)與工藝實驗研究，包括飛控機電作動器熱管理研究、評價飛控機電作動系統(tǒng)的實驗室設(shè)備等內(nèi)容。