各有關(guān)單位：

國家自然科學(xué)基金委員會現(xiàn)發(fā)布多物理場高效飛行科學(xué)基礎(chǔ)與調(diào)控機(jī)理重大研究計(jì)劃2025年度項(xiàng)目指南，請申請人及依托單位按項(xiàng)目指南所述要求和注意事項(xiàng)申請。

多物理場高效飛行科學(xué)基礎(chǔ)與調(diào)控機(jī)理重大研究計(jì)劃2025年度項(xiàng)目指南

“多物理場高效飛行科學(xué)基礎(chǔ)與調(diào)控機(jī)理”重大研究計(jì)劃面向一小時左右全球抵達(dá)高速民航和航班化天地往返運(yùn)輸國家重大需求，聚焦多物理場高效飛行重大基礎(chǔ)問題（多物理場是指跨域變構(gòu)高速飛行器在飛行過程中，表面與空氣摩擦產(chǎn)生氣體環(huán)境溫度>3000K的高溫場，飛行器構(gòu)型和表面氣固界面非穩(wěn)態(tài)時變、壓強(qiáng)峰值≥7.5kPa的氣動力學(xué)場，跨域高速飛行產(chǎn)生1016~1020m-3等離子體電子密度的復(fù)雜電磁環(huán)境）。重點(diǎn)針對兩級入軌總體圖像（一二級飛行器均可通過變形呈現(xiàn)近似火箭構(gòu)型和近似飛機(jī)構(gòu)型），建立跨大空域、寬速域、可重復(fù)的高效智能飛行器設(shè)計(jì)理論與方法，實(shí)現(xiàn)飛行器構(gòu)型連續(xù)變化、主動流動調(diào)控和智能控制等核心基礎(chǔ)理論與技術(shù)突破，為航天運(yùn)輸系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。

一、科學(xué)目標(biāo)

瞄準(zhǔn)中國航天運(yùn)輸系統(tǒng)國家重大需求，提出跨域高效智能飛行新思路，面向跨域、變構(gòu)、可重復(fù)飛行關(guān)鍵特征，建立非定常空氣動力學(xué)模型，發(fā)展多物理參數(shù)實(shí)時感知與智能控制理論，突破主動熱防護(hù)、變構(gòu)型機(jī)構(gòu)-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主動流動控制和電磁力熱環(huán)境模擬與科學(xué)實(shí)驗(yàn)等關(guān)鍵技術(shù)，取得一批多物理場高效飛行原創(chuàng)性成果，牽引學(xué)科深度融合與創(chuàng)新發(fā)展，革新面向航天巨系統(tǒng)的智能系統(tǒng)工程范式，為我國未來航天運(yùn)輸系統(tǒng)提供關(guān)鍵理論、方法、技術(shù)和人才隊(duì)伍儲備，促進(jìn)中國航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的順利實(shí)施。

二、核心科學(xué)問題

本重大研究計(jì)劃圍繞以下三個核心科學(xué)問題開展研究：

（一）變構(gòu)型材料與機(jī)構(gòu)的多物理場耦合機(jī)理。

揭示柔性材料-變形機(jī)構(gòu)在復(fù)雜約束下熱防護(hù)、變形機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、剛?cè)狁詈系葯C(jī)理，建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、耐久性與損傷容限評價新方法，滿足對飛行器變構(gòu)材料與機(jī)構(gòu)的極限需求。

（二）跨域非穩(wěn)態(tài)流動模型及調(diào)控機(jī)制。

研究復(fù)雜時變邊界條件下飛行器流動與飛行變形的相互作用機(jī)制，發(fā)展主動流動調(diào)控手段，實(shí)現(xiàn)氣動特性精確預(yù)示和高效降熱減阻。

（三）變構(gòu)與飛行的一體化智能控制。

揭示強(qiáng)不確定環(huán)境下飛行動力學(xué)耦合控制機(jī)理，突破跨域無縫自主導(dǎo)航及環(huán)境-任務(wù)自匹配的在線自主規(guī)劃決策等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建變構(gòu)型與飛行器的一體化智能控制方法。

三、2025年度資助研究方向

（一）重點(diǎn)支持項(xiàng)目。

圍繞核心科學(xué)問題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，2025年擬資助前期研究成果積累較好、處于當(dāng)前研究熱點(diǎn)前沿、對總體科學(xué)目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請項(xiàng)目，研究方向如下：

1. 跨域變構(gòu)飛行器多維光滑連續(xù)變形翼時變動力學(xué)特性與主動控制方法研究

針對跨域變構(gòu)飛行器多維光滑連續(xù)變形翼在氣動、結(jié)構(gòu)、熱環(huán)境耦合作用下復(fù)雜的動力學(xué)穩(wěn)定性問題和可靠建模難題，提出寬域氣動環(huán)境下剛-彈-柔耦合系統(tǒng)非線性時變動力學(xué)建模方法，揭示變形過程中機(jī)翼動力學(xué)失穩(wěn)現(xiàn)象的觸發(fā)條件和演化規(guī)律、建立高可靠性和高魯棒性的智能化主動控制方法，采用仿真與試驗(yàn)相結(jié)合的方式驗(yàn)證復(fù)雜非線性時變動力學(xué)系統(tǒng)模型的預(yù)測誤差控制在10%以內(nèi)，動態(tài)失穩(wěn)發(fā)生的概率降低至1%以下，顫振臨界速度提升至少15%。

2. 跨域變構(gòu)飛行器發(fā)汗冷卻過程內(nèi)外流耦合機(jī)制與預(yù)示方法

針對跨域變構(gòu)飛行器表面非穩(wěn)態(tài)流動力熱特征與主動流動調(diào)控手段復(fù)雜耦合的問題，建立高超聲速外流場作用下多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部幾何特征與冷卻工質(zhì)亞聲速流動、相變過程的準(zhǔn)確描述和調(diào)控方法，解決傳統(tǒng)方案熱流-相態(tài)-流量強(qiáng)耦合導(dǎo)致的氣動建模難、流量控制難、傳熱惡化預(yù)測難等問題；建立發(fā)汗冷卻作用下跨域變構(gòu)飛行器氣動力熱特性預(yù)示的建模理論與高效計(jì)算方法，開展風(fēng)洞試驗(yàn)方法研究，突破跨域變構(gòu)主動流動控制飛行器氣動力熱響應(yīng)特性高精度高效預(yù)示關(guān)鍵技術(shù)，解決發(fā)汗冷卻與外流場耦合計(jì)算和發(fā)汗冷卻控制調(diào)控問題，建立可控相變發(fā)汗冷卻功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，研制原理樣機(jī)，采用仿真與試驗(yàn)相結(jié)合的方式驗(yàn)證可控發(fā)汗冷卻高超飛行器標(biāo)模氣動力預(yù)示誤差不超過15%，氣動熱預(yù)示誤差不超過20%。

3. 跨域變構(gòu)飛行器力熱等離子體環(huán)境測量與重構(gòu)方法研究

針對跨域變構(gòu)飛行器飛行環(huán)境參數(shù)跨度大、流動狀態(tài)復(fù)雜以及主動流動控制耦合導(dǎo)致的飛行器弱模型飛行控制難題，圍繞高速飛行器非平衡高溫流場的復(fù)雜變化過程，重點(diǎn)開展飛行環(huán)境下多物理場耦合模型、力熱等離子體環(huán)境參數(shù)測量與全表面快響應(yīng)重構(gòu)（測量物理量：表面壓力場/表面溫度場/等離子體（最高達(dá)到1020m-3），重構(gòu)更新速度≤500ms）、地面模擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證方法（地面等離子體環(huán)境電子密度最高達(dá)到1020m-3、總溫達(dá)到6000K）等研究，獲得飛行過程力熱等離子體物理場分布以及物理場演化重構(gòu)模型，為克服飛行器弱模型飛行控制難題，提供全表面環(huán)境參數(shù)支撐。

4. 面向復(fù)雜動態(tài)任務(wù)的航班化天地往返智能規(guī)劃決策方法

針對飛行器空天跨域飛行過程中點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸、在軌服務(wù)等多任務(wù)實(shí)時規(guī)劃難題，建立點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸、在軌服務(wù)等典型任務(wù)場景以及區(qū)域規(guī)避等安全約束的形式化描述與分析架構(gòu)，提出飛行任務(wù)時序和航跡的魯棒規(guī)劃決策方法；建立異構(gòu)載荷和復(fù)雜飛行任務(wù)的邏輯模型，提出飛行器頻繁進(jìn)出空間場景下的任務(wù)航跡自動匹配、智能任務(wù)滾動規(guī)劃與動態(tài)臨機(jī)調(diào)度方法；突破融合環(huán)境態(tài)勢預(yù)測和任務(wù)特征學(xué)習(xí)的快速自適應(yīng)規(guī)劃方法，進(jìn)行動態(tài)未知場景下基于經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的規(guī)劃加速以及實(shí)時在線驗(yàn)證與評估，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動態(tài)任務(wù)下航班化天地往返的智能決策規(guī)劃。所建立的智能規(guī)劃決策方法針對≥100個復(fù)雜線性時序任務(wù)和50個飛行器場景，預(yù)先任務(wù)規(guī)劃時間≤5秒；基于板載計(jì)算資源，針對≥15個臨機(jī)時序任務(wù)和10個飛行器場景，規(guī)劃時間≤1秒。

5. 跨域變構(gòu)飛行器高性能AI模型架構(gòu)研究

針對跨域變構(gòu)飛行器在力-熱-電磁多物理場環(huán)境下的變構(gòu)型、主動降熱減阻及智能自主飛行等帶來的多學(xué)科強(qiáng)耦合綜合優(yōu)化難題，研究適用于跨域變構(gòu)飛行器力-熱-電磁多物理場耦合的關(guān)鍵參數(shù)訓(xùn)練基礎(chǔ)架構(gòu)；設(shè)計(jì)適用于多物理場耦合環(huán)境的AI算法輕量化內(nèi)核，提出高效環(huán)境感知與三維建模方法；研究多源干擾與不確定性建模方法，建立考慮氣動、結(jié)構(gòu)、防隔熱、飛控、感知、建模等多專業(yè)強(qiáng)耦合的跨域高速飛行器垂直AI模型。實(shí)現(xiàn)稠密大氣、臨近空間、外空間等3種跨域變構(gòu)型建模，支持主被動結(jié)合降熱減阻，完成因果與溯源分析驗(yàn)證。完成跨域變構(gòu)飛行器垂直AI模型千萬核級國產(chǎn)超算并行化訓(xùn)練，高效融合的模態(tài)數(shù)據(jù)種類≥3種，模型參數(shù)量≥7000M；完成異步并行收斂性分析，設(shè)計(jì)可擴(kuò)展性異步并行訓(xùn)練框架，算法訓(xùn)練效率相比同步并行方法提升≥20%。。

（二）集成項(xiàng)目。

在本重大研究計(jì)劃前期布局和資助成果的基礎(chǔ)上，集中優(yōu)勢力量，圍繞以下方向進(jìn)行集成，力爭實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。

1. 多物理場高效飛行關(guān)鍵成果耦合匹配機(jī)制與集成飛行試驗(yàn)技術(shù)

面向重大計(jì)劃三大核心科學(xué)問題的理論、方法集成匹配與考核驗(yàn)證需求，建立面向柔性變形、主動流動控制、信息智能感知傳輸與智能飛行控制耦合匹配的總體優(yōu)化方法，明確不同驗(yàn)證載荷的設(shè)計(jì)邊界與能力考核準(zhǔn)則，揭示多學(xué)科載荷成果集成匹配的耦合機(jī)制以及對飛行能力的影響規(guī)律；探明大尺寸連續(xù)變形與飛行器本體耦合干擾機(jī)制，實(shí)現(xiàn)跨域變構(gòu)飛行中飛行器表面復(fù)雜強(qiáng)時變流場表征與飛行器結(jié)構(gòu)動態(tài)特性精準(zhǔn)分析需求；構(gòu)建多載荷驗(yàn)證窗口匹配與軌跡優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)非對稱連續(xù)變形干擾下的姿態(tài)穩(wěn)定控制與多約束窗口飛行試驗(yàn)軌跡優(yōu)化；突破跨域高效飛行復(fù)雜空間約束與流動界面下的力、熱參數(shù)原位測量技術(shù)，獲取跨域變構(gòu)飛行環(huán)境下的力、熱、變形等物理量的測量數(shù)據(jù)；開展面向跨域高效飛行成果驗(yàn)證的飛行平臺集成研究與試驗(yàn)設(shè)計(jì)，構(gòu)建高超飛行條件力熱耦合環(huán)境，完成多物理場高效飛行理論、方法等關(guān)鍵成果在近真實(shí)飛行條件下的考核驗(yàn)證。驗(yàn)證載荷總重不低于200kg，有效飛行時長不低于200s，最大速度不低于6Ma，最大飛行高度不低于50km，變形部件幾何尺寸不小于1.5m。

2. 跨域變構(gòu)飛行極端環(huán)境下信息感知與傳輸系統(tǒng)集成驗(yàn)證

針對跨域變構(gòu)飛行器在極端力熱等離子體環(huán)境下電磁感知與信息傳輸?shù)男枨螅芯靠缬蝻w行器變構(gòu)下信息窗口區(qū)域的力熱等離子體多物理場耦合機(jī)理、多因素耦合下電磁波輻射特性調(diào)控機(jī)制、多物理場與信息特征的關(guān)聯(lián)模型等科學(xué)問題，突破極端環(huán)境參數(shù)（非平衡高溫流場電子密度1015-1020/m3、總溫≥6000K）解耦測量與空間分布重構(gòu)、分布式天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)（極小開窗尺寸≤φ100mm、耐溫＞1700K）與輻射特性調(diào)控、電磁信息智能感知與定位、分布式自適應(yīng)信息傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，研制變構(gòu)與等離子體環(huán)境電磁信息感知傳輸原理集成系統(tǒng)，開展地面模擬環(huán)境（等離子體電子密度1015-1020/m3、總溫≥6000K、等離子體射流速度不小于4000m/s）綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為跨域高效智能飛行提供信息化支撐。

3. 跨域變構(gòu)飛行器流動調(diào)控非穩(wěn)態(tài)氣動特性精確預(yù)示理論與方法

針對跨域變構(gòu)飛行器稀薄-連續(xù)跨域飛行環(huán)境和變構(gòu)型、大面積主動熱防護(hù)特征強(qiáng)耦合帶來的強(qiáng)非穩(wěn)態(tài)效應(yīng)使得飛行器氣動建模與精確預(yù)示面臨巨大困難的問題，建立適用于大空域、寬速域非穩(wěn)態(tài)流動調(diào)控與多尺度變構(gòu)飛行流場統(tǒng)一的非線性本構(gòu)氣體動力學(xué)理論與氣動力/熱智能高效數(shù)值計(jì)算方法；發(fā)展面向飛行器總體高效降熱減阻的主動流動調(diào)控手段與布局優(yōu)化技術(shù)，揭示跨域變構(gòu)主動流動調(diào)控飛行器氣動力熱響應(yīng)規(guī)律與飛行性能提升機(jī)制，開展地面試驗(yàn)驗(yàn)證研究；構(gòu)建滿足航天運(yùn)輸系統(tǒng)工程應(yīng)用需求的多域融合變構(gòu)型方案，探索寬域時變非線性流動調(diào)控機(jī)理和規(guī)律，應(yīng)用跨域變構(gòu)非穩(wěn)態(tài)氣動特性精確預(yù)示理論，發(fā)展智能變體與流動調(diào)控快速決策與評估方法，完成半實(shí)物仿真驗(yàn)證。建立跨域變構(gòu)非穩(wěn)態(tài)流動及其主動調(diào)控理論與方法體系，形成可兼容多種流動控制手段和變形方式、能夠覆蓋稀薄-連續(xù)跨流域狀態(tài)的高效計(jì)算CFD軟件平臺；與風(fēng)洞試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)或DSMC仿真對比，所獲取的典型跨流域工況軸向力偏差不大于12%、大攻角法向力系數(shù)偏差不大于8%；經(jīng)平臺優(yōu)化后采用主動流動調(diào)控技術(shù)的高超飛行器關(guān)鍵部位降熱70%、宏觀減阻40%、整體機(jī)動性提升30%。

四、項(xiàng)目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學(xué)問題，注重需求及應(yīng)用背景約束，鼓勵原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性和交叉性的前沿探索。

（二）優(yōu)先資助能夠解決多物理場高效飛行中的基礎(chǔ)科學(xué)難題并具有應(yīng)用前景的研究項(xiàng)目。

（三）重點(diǎn)資助具有良好研究基礎(chǔ)和前期積累，對總體科學(xué)目標(biāo)有直接貢獻(xiàn)與支撐的研究項(xiàng)目。

五、2025年度資助計(jì)劃

擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目5項(xiàng)，資助直接費(fèi)用約為300萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，重點(diǎn)支持項(xiàng)目申請書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日—2029年12月31日”；擬資助集成項(xiàng)目3項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為1000—1500萬元/項(xiàng)，資助期限為3年，申請書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日—2028年12月31日”。

六、申請要求及注意事項(xiàng)

（一）申請條件。

本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

2. 具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進(jìn)行申請。

（二）限項(xiàng)申請規(guī)定。

執(zhí)行《2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請規(guī)定”中限項(xiàng)申請規(guī)定的相關(guān)要求。

（三）申請注意事項(xiàng)。

申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。

1. 本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無紙化申請。申請書提交日期為2025年3月1日－3月15日16時。

項(xiàng)目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下：

（1）申請人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

（2）本重大研究計(jì)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，對多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個項(xiàng)目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的具體科學(xué)問題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說明選擇“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”或“集成項(xiàng)目”，附注說明選擇“多物理場高效飛行科學(xué)基礎(chǔ)與調(diào)控機(jī)理”，受理代碼選擇T02，根據(jù)申請項(xiàng)目的具體研究內(nèi)容選擇不超過5個申請代碼。

重點(diǎn)支持項(xiàng)目的合作研究單位不得超過2個，集成項(xiàng)目的合作單位不得超過4個。集成項(xiàng)目主要參與者必須是項(xiàng)目的實(shí)際貢獻(xiàn)者，合計(jì)人數(shù)不超過9人。

（4）申請人在申請書起始部分應(yīng)明確說明申請符合本項(xiàng)目指南中的資助研究方向（寫明指南中的研究方向序號和相應(yīng)內(nèi)容），以及對解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。

如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2025年3月15日16時前通過信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請書及附件材料，并在線提交本單位項(xiàng)目申請清單。

3. 其他注意事項(xiàng)。

（1）為實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項(xiàng)目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計(jì)劃其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。

（2）為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項(xiàng)目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計(jì)劃將每年舉辦一次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計(jì)劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動，并認(rèn)真開展學(xué)術(shù)交流。

（四）咨詢方式。

交叉科學(xué)部交叉科學(xué)二處

聯(lián)系電話：010-6232 9548，010-6232 9489

學(xué)校科技處計(jì)劃項(xiàng)目科聯(lián)系方式：8830 2962，likeky@nwu.edu.cn

科技處

2025年1月27日