航空装备拥有高空高速、机动灵活等独特优势，向来是影响战争胜负和促进经济发展的重要抓手，技术密集型产业的属性也使其天然成为承载颠覆性技术的平台载体。颠覆性技术对航空领域的变革十分显著，使航空装备成为了工业革命的重要成果和“抵消战略”的有效支撑。自1903年莱特兄弟发明飞机以来，每隔一段时间都会出现一批典型的颠覆性技术，最终塑造出了当今空中作战和民航运输的基本形态。
1 机枪射击协调器：空战一边倒，引发“福克式灾难”
一战初期，飞机主要担负侦察、地面火力目标指示等任务。1914年，法国首次将机枪安装在双座飞机后座上，但射击精度差，易击中本机尾翼。另外还将机枪装在战斗机机翼两侧，但射击效果仍很差。
之后，荷兰飞机设计师安东尼·福克发明了机枪射击协调器，其可实现子弹仅从桨叶空隙间射出，而在桨叶转到机枪枪口时停止击发，使飞机可以非常方便地攻击机头方向的目标，最终大幅提高了射击精度。
1915年，德国开始使用配装射击协调器的战斗机，并迅速获得了压倒性的空战优势，造成航空史上著名的“福克式灾难”。据统计，一战中协约国被击落战斗机8400架，80%是被“福克式”系列战机击落，其中德国王牌飞行员“红男爵”曼弗雷德･冯･里希特霍芬更是完成了空战交换比80:1的壮举。直至喷气战斗机的出现，机枪射击协调器才完成了历史使命。
在人类对航空技术上下求索的道路上，喷气飞机是一座重要的里程碑，其使各国人民的距离快速拉近，地球成了名副其实的“地球村”，但同时也使现代战争更加残酷和激烈，多少无辜平民因此丧生。
喷气飞机的基础是喷气发动机，其利用牛顿第三定律，低速流入发动机的工质（空气和燃油）燃烧后产生的高温高压气体，以高速从尾喷管向后喷出，由此产生反作用力推动飞机向前飞行，一经推出便快速替代了活塞发动机，相比前者，喷气发动机具备以下优势。
一是高速性能好。在重量相同前提下，可提供远大于活塞发动机的动力，显著提高飞机速度；二是高空性能好。进入发动机的空气流量远高于活塞发动机，在空气稀薄的高空仍能产生足够的推力；三是乘坐舒适性好。与活塞发动机相比，喷气发动机的噪声和振动均相对较小，可有效改善空勤人员和乘客的乘坐环境。
1937年4月，英国工程师弗兰克•惠特尔研制的世界首台涡轮喷气发动机完成试车。但当时英国并没有预判到喷气发动机的颠覆性影响，反而让德国取得了技术领先地位。1939年8月，德国工程师亨克尔设计的世界第一架喷气动力飞机He-178完成首飞，其配装了HeS 3B喷气发动机。1944年，德国Me-262战斗机出现在战场，成为人类航空史上第一型投入实战的喷气战斗机。
随着喷气发动机的不断升级和改进，喷气飞机的性能也不断提高。当今，喷气飞机已成为军民用航空的主流构型，并正向高超声速和绿色环保等方向不断发展。
精确制导技术由美军第二次“抵消战略”孕育而生，是利用导弹自身获取或外部输入的目标信息，探测、识别和跟踪目标，导引和控制导弹命中的制导技术。
精确制导武器打击距离远，可大幅提高载机平台的安全性；命中精度高，直接命中概率达50%以上；作战效能高，可显著减少弹药投放数量和载机出动架次，已成为信息化局部战争中实现物理杀伤的主要手段。
越战期间，美军为摧毁北越清化大桥，曾历时七年，投放弹药上万吨，损失飞机上百架，耗资约10亿美元，仍没能成功。1972年5月美军出动8架战机，投放了26枚刚刚研制成功的“宝石路”-I型激光制导炸弹，全部直接命中清化大桥并将其彻底摧毁，由此使精确制导武器世人皆知。随后其地位持续上升，战时使用占比不断提高。海湾战争中，以美国为首的多国部队用约8％-9％的精确制导武器击毁了约75％-80％的目标。伊拉克战争中，精确制导武器用量已占全部使用武器的68％。21世纪初以来，在美军的“斩首”行动和无人机反恐作战中，精确制导武器使用占比已达100%。
20世纪60-70年代，由于先进防空导弹系统的出现，美军战机在越战中损失惨重，以色列在第四次中东战争期间同样遭受了较大损失，因此美军希望寻求一种能穿透敌防空系统并攻击其核心节点的技术，这使隐身战机最终浮出水面。
隐身技术，亦称“低可观测技术”，是通过控制和降低飞机的信号特征，使其难以被发现、识别、跟踪和打击的技术，包括雷达隐身、红外隐身、射频隐身、目视隐身等，其中雷达隐身是最重要的研究方向。
美国国防高级研究计划局（DARPA）于1973年开始投资高度保密的“海弗兰”（HAVE BLUE）特征信号减弱项目，并最终演变成了F-117A隐身战机。1982年F-117A进入美国空军服役，海湾战争期间42架F-117A共出动1296架次，虽仅占多国部队战机总出动架次的约2％，所攻击的目标却占到攻击目标总数的40％，命中概率高达80%-85%，隐身技术初露峥嵘。
从此之后隐身技术成为军事强国主战飞机的标配。隐身战机可实现“先敌发现、先敌发射、先敌脱离、先敌命中”，战术优势明显，可跨代碾压非隐身战机。2006年美军“北方利刃”军演中，隐身战机F-22A与F-15C、F/A-18E/F模拟空战的交换比达到了惊人的144:0。
无人机是利用无线电遥控设备和搭载的程序控制飞行的不载人飞行器。相比有人机，无人机具有结构相对简单、体积小、成本低、续航力强、使用限制小、无人员伤亡危险等特点，可以替代有人机执行枯燥、肮脏、危险的任务。
无人机的发展至今已有数十年的历史。1960年代，DARPA便开始投资无人机。但当时无人机的使用在美军中存在广泛争议。DARPA凭借其对颠覆性技术的超前眼光和持之以恒的兴趣，持续支持无人机结构、动力、导航、传感器、通信和自主性等技术研发，成功转化了多型经过实战考验的无人机型号。
军事上，无人机任务执行能力已实现三级跨越。最初是承担作战支援任务，如情监侦、诱饵、通信中继、靶机、后勤运输等。1982年以色列在贝卡谷地成功运用多型无人机，开展引诱、侦察、干扰等任务，一举摧毁了叙利亚防空阵地，使无人机一战成名；其次是在反恐等局部战争中实施低强度任务。2001年11月美军MQ-1无人机击毙了塔利班高官；目前无人机正朝着在高强度战争中承担主战任务的方向发展。从2011年至今的叙利亚战争、2020年春季的土叙冲突，无人机成为战场的重要角色。2020年9月的第二次纳卡战争，无人机对战争结局起到了决定性作用。2022年初至今的俄乌冲突，某种程度上成为了无人机的大比拼，极大影响了战争走向。
材料制造是航空发展的基础，能源动力对飞行器有决定性影响，信息电子将全方位变革传统航空形态，跨学科跨领域交叉融合是航空的重要特征。本文预判了上述四个领域的九项航空颠覆性技术及潜在影响。
超材料技术实现了功能到结构的逆向设计，对航空领域可能产生潜在颠覆性影响：①构造能实现完美隐身的超材料“隐身斗篷”和超材料吸波体，控制入射波传播方向或通过吸波方式降低目标信号特征，大幅提高战机的隐身性能；②制造小型相控阵天线和超分辨率成像系统，应用在战机、导弹等领域可有效强化探测跟踪能力，在未来信息化空战中进一步加快OODA（观察、定位、决策、行动）循环；③将平面传输天线与超材料耦合设计，可提高天线辐射效率并缩小尺寸，推动航空装备关键微波射频组件的小型化、集成化发展。
智能结构对航空领域可能产生潜在颠覆性影响：①机翼自适应结构变形可进一步减阻降噪，提高飞行经济性；②采用智能结构的高超声速飞行器可感知高温区域并进行外形自适应和材料自修复，有效解决“热障”问题，降低热防护设计难度；③采用智能可见光隐身材料、智能雷达隐身材料和智能红外隐身材料可进一步提高隐身性能，提升飞行器突防能力。
可持续航空燃料技术对助力碳达峰碳中和目标、增强能源安全具有不可替代的作用，对航空领域可能产生如下颠覆性影响：可实现航空动力系统的重大变革。未来民用航空动力系统通过使用可持续燃料作为涡轮发动机燃料，或直接使用燃料电池为飞机提供动力，将大幅降低航空业碳排放。
自适应变循环发动机经济性能佳、工作范围宽，对航空领域可能产生的颠覆性影响：①可满足多种性能需求，使未来飞行器呈现多任务和多用途发展趋势；②可在多种飞行器上共享发动机技术，应用基准发动机衍生出系列发动机，扩大发动机适用范围并降低研发成本。
旋转爆震发动机已成为未来航空动力领域最具潜力的变革者之一，在军民用领域应用前景广阔，对未来航空领域可能产生如下颠覆性影响：①在前期作为机载武器、无人机、靶机、诱饵机的动力系统，推动无人飞行器向小型化、远航程方向发展；②在后期可单独或作为组合动力系统应用在中大型军民用飞机上，提高推重比、降低油耗、提高经济可承受性。
脑机交互技术能创造出新型的飞行器控制方式，可能对未来航空领域产生如下颠覆性影响：①实现由大脑直接控制飞行器，减少或完全替代肢体操作，极大改变传统人机界面；②借鉴人脑构造和运行，开发全新信息处理系统，赋予航电系统新的功能和形态；③与虚拟现实技术结合，应用于飞行模拟训练中，能有效降低训练成本并提高训练的安全性。
量子信息技术将全方位变革传统航空电子以及航空武器装备的形态，对未来航空领域可能产生如下颠覆性影响：①量子计算超常规算力不但可实现飞机研发优化，还可加速人工智能算法训练与执行，提升体系指挥决策效能；②量子通信可提供体系化作战高速保密通信保障；③量子传感能极大增强远距隐身探测和抗干扰能力；④基于量子陀螺的惯性导航能大幅提高航空武器装备的自主导航精度；⑤量子计量可为航空计量体系建立提供重要支撑。
高超声速技术对未来航空领域可能产生如下颠覆性影响：在民用领域，高超声速客机将极大缩短旅途中花费的时间，显著提高出行效率的同时，大幅改善乘客旅途中的舒适度。在军用领域，高超声速武器凭借其高速特性，可突破当前几乎所有防空反导系统，实现对固定、时敏、高价值目标快速精确打击；高超声速飞机可执行多元化任务，慑打一体，灵活机动性更强，对未来空战样式带来巨大变革。
机载定向能武器对未来航空领域可能产生如下颠覆性影响：①在进攻方面，传统弹药主要依靠战斗部进行毁伤，而机载定向能武器使用高能激光、微波等攻击，速度快、精度高、损伤可控且攻击成本低；②在防御方面，机载定向能武器对无人机/巡航弹集群防御有显著效果，可摧毁其导引头或传感器甚至弹体，使目标直接丧失作战能力。
