時(shí)間:2023-08-21 17:22:02
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇航空航天技術(shù)專業(yè)范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
Shenyang University of Aeronautics and Astronautics, Shenyang, 110136, China
Abstract: Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage, combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience, the author summed up the content, meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook, this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.
Key words: quality-oriented education; general education; aeronautics and astronautics
隨著高校課程改革的不斷深入,通識教育在高等教育中的地位和作用越來越受到重視。與此同時(shí),由于科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,航空航天技術(shù)開始走進(jìn)人們的日常生活,并影響著人們的思維和觀念。特別是近幾年來我國航天事業(yè)取得了世界矚目的輝煌成就,更加引起人們對航空航天技術(shù)的關(guān)注。為了適應(yīng)時(shí)展的需要,目前國內(nèi)很多知名高校先后成立航空航天專業(yè),如清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)和西安交通大學(xué)等高校。與此同時(shí),一些普通高校,如南京財(cái)經(jīng)大學(xué),也將航空與航天(也有的學(xué)校稱為航空航天技術(shù)概論或航空航天技術(shù)博覽)作為通識課。筆者結(jié)合自己的授課經(jīng)歷和體會,并參考?xì)W美高校開設(shè)通識課的教學(xué)模式,探究航空與航天通識教育教學(xué)內(nèi)容、目的和方法等。
1 我國專業(yè)化教育模式的問題與通識教育
1.1 現(xiàn)階段我國高校人才培養(yǎng)模式面臨的問題
我國現(xiàn)階段的專業(yè)化教育模式是高等教育在特定時(shí)期(20世紀(jì)80年代)和特定社會背景(生產(chǎn)力亟待恢復(fù))中的選擇,這個(gè)選擇盡管在當(dāng)時(shí)有合理性,并對我國社會發(fā)展起到了積極作用,但卻不適應(yīng)今天社會發(fā)展的需要。
我國目前的高等教育過分強(qiáng)調(diào)專業(yè)劃分,把學(xué)生的學(xué)習(xí)限制在一個(gè)狹窄的知識領(lǐng)域內(nèi),不利于學(xué)生全面發(fā)展。過去大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)中的“專業(yè)對口”已經(jīng)不再是一個(gè)最優(yōu)目標(biāo)了,高等教育的專業(yè)化做得越好,學(xué)生就越難適應(yīng)變換了的工作,面臨的情況可能就越糟糕。
社會和技術(shù)發(fā)展日新月異,舊的工作崗位不斷消失,新的工作崗位不斷出現(xiàn),高校里專業(yè)調(diào)整的步伐,無法跟上社會職業(yè)更新的速度。應(yīng)對工作崗位的變化,既要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力,又要培養(yǎng)學(xué)生的“一般”能力。
1.2 通識教育起源和目的
通識教育,國外稱“General Education”,也稱為“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。
通識教育源于19世紀(jì)[6-8],當(dāng)時(shí)大學(xué)的學(xué)術(shù)分科過于精細(xì)、知識被嚴(yán)重割裂,于是提出通識教育,目的是讓學(xué)生對不同學(xué)科的知識有所了解,將不同領(lǐng)域的知識融會貫通。20世紀(jì),通識教育成為歐美大學(xué)的必修科目。今天,歐美大學(xué)仍在不斷完善其通識教育。如哈佛大學(xué)的通識教育有著悠久的歷史,目前已經(jīng)經(jīng)歷五次較大的通識教育改革[7-10]。
在我國,通識教育的思想源遠(yuǎn)古代?!兑捉?jīng)》主張“君子多識前言往行”,《中庸》主張做學(xué)問應(yīng)“博學(xué)之,審問之,慎思之,明辨之,篤行之”。古人認(rèn)為博學(xué)多識就可達(dá)到出神入化,融會貫通。《論衡》認(rèn)為“博覽古今為通人”。所以,通識教育旨在培養(yǎng)“通才”,它的培養(yǎng)目的是提高人的整體素質(zhì),強(qiáng)調(diào)整合不同領(lǐng)域的專業(yè)知識,重視培養(yǎng)人的思維方法及敏銳的洞察力,同時(shí)也重視培養(yǎng)人的情志等。
2 航空與航天通識教育的意義
航空與航天課程在我國一直是航空航天專業(yè)院校的公共必修課[1,2],其目的首先是為學(xué)生未來從事航空航天及其相關(guān)領(lǐng)域工作培養(yǎng)興趣,更主要的是為學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),它在很大程度上起到了專業(yè)導(dǎo)論的作用。
近年來,我國一些普通高校將航空與航天課程納入通識教育,其教學(xué)目的包括如下幾個(gè)方面。
2.1 提高大學(xué)生的整體文化素質(zhì)
大學(xué)教育的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才,開展通識教育不僅能增加大學(xué)生專業(yè)課以外的知識,還可以拓寬學(xué)生的眼界。航空與航天課程,不僅可以幫助學(xué)生了解有關(guān)航空航天的基礎(chǔ)知識,同時(shí)還能潛移默化地影響學(xué)生的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。
2.2 提升大學(xué)生的民族自豪感
中國作為東方的文明古國,向往飛翔的夢想由來已久,嫦娥奔月的美麗傳說,萬戶飛天的勇敢實(shí)踐,表明了古老的中國人渴望飛向藍(lán)天的美好愿望。通過航空與航天課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解中國航天事業(yè)的發(fā)展和取得的矚目成績,學(xué)習(xí)偉大的航天精神,增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心。
2.3 鼓勵(lì)大學(xué)生在困難面前勇于攀登
學(xué)生通過航空與航天課程的學(xué)習(xí),了解航天先驅(qū)身上所具有的優(yōu)秀品質(zhì)和堅(jiān)忍不拔的毅力。在航天開拓者的眼里,“只有想不到的事情,沒有做不到的事情”,通過這樣的教育,激發(fā)學(xué)生努力奮進(jìn),敢于開拓創(chuàng)新。
2.4 啟發(fā)學(xué)生規(guī)劃未來人生
航空與航天知識可以啟發(fā)和拓展人們的思維,尤其是航天器的出現(xiàn),極大地推進(jìn)了人類對宇宙的探索,人們對宇宙了解得越多,就越能感受到重新思索自身存在的價(jià)值的意義。飛過天的宇航員大多存在一個(gè)共識:“地球在宇宙中是非常渺小的,生命僅僅是宇宙形成過程中的一個(gè)產(chǎn)物?!庇浀糜形幻绹詈絾T說過,“昨天的夢想是今天的現(xiàn)實(shí),今天的夢想是明天的現(xiàn)實(shí)?!彪S著人類對宇宙的認(rèn)識,很多人開始重新思索這些問題,人類存在的意義何在?人類怎樣存在?
3 航空與航天通識教育的教材問題與改革
3.1 教材方面的問題
航空航天技術(shù)在非專業(yè)大學(xué)生眼里,是十分神圣的,因?yàn)橛钪娴膴W秘神秘莫測,很多大學(xué)生對航空與航天課程比較感興趣。作為通識課,目前我國沒有一本適合通識教育的教材,大多采用“代用”教材,如《航空航天技術(shù)概論》《航空航天技術(shù)》等,由此帶來很多問題。
(1)專業(yè)性很強(qiáng)
翻開《航空航天技術(shù)概論》教科書,插圖不少,可是大部分是平面圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖和設(shè)計(jì)圖。對于非工科專業(yè)的大學(xué)生而言,內(nèi)容過深,尤其是文科學(xué)生,沒有工程概念,理解起來非常困難。
(2)內(nèi)容單調(diào)乏味
細(xì)看“代用”教材的文字內(nèi)容,大多是定義和概念,枯燥乏味,對非專業(yè)學(xué)生而言,即便把這些內(nèi)容熟記于心,又有何意義?另外,由于書本的空間有限,介紹性的內(nèi)容往往類似于綱要。
(3)課后練習(xí)或思考題沒有價(jià)值
思考題是運(yùn)用大腦思考后得出答案的題目,而目前的“代用”教材章節(jié)后的思考題,不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,以第一章課后思考題為例,“試述直升機(jī)的發(fā)展史,試述火箭、導(dǎo)彈發(fā)展史”,很多學(xué)生認(rèn)為是“百度題”,學(xué)生只要靈活運(yùn)用手中的工具,就可以“百度”到答案,這類題能算是思考題嗎?
(4)條理性很強(qiáng)帶來的問題
航空與航天是兩個(gè)明顯不同的概念和領(lǐng)域,盡管有聯(lián)系,但對于非專業(yè)的學(xué)生而言,不能混為一談。目前的大部分“代用”教材在內(nèi)容安排上每章都是以飛行器設(shè)計(jì)為主線,航空器、航天器和導(dǎo)彈與火箭等內(nèi)容相互交叉[1,2]。如不管是火箭發(fā)動機(jī)還是航空發(fā)動機(jī),統(tǒng)統(tǒng)納入同一章節(jié),對于非專業(yè)學(xué)生,理解起來稍顯費(fèi)力。再如,《飛行器構(gòu)造》這章內(nèi)容中,既有航空器的構(gòu)造,也有航天器的構(gòu)造,根據(jù)整體教學(xué)效果分析,這種航空航天結(jié)構(gòu)的相互交叉會導(dǎo)致概念的混淆。
另外,由于中國基礎(chǔ)教育多年形成的以學(xué)科為主導(dǎo)的教育模式,加之應(yīng)試教育的長期導(dǎo)向作用,使基礎(chǔ)教育在單一學(xué)科教育上越來越深入,學(xué)科分化加劇,基礎(chǔ)教育功利性越來越明顯,而在人文、心靈和智慧等通識教育方面卻越來越弱化?;A(chǔ)教育已經(jīng)走向思想單一、思維狹窄、僵化,缺乏思辨性、創(chuàng)造性思維的模式,對中華民族的智慧培養(yǎng)是非常不利的。
綜上所述,航空與航天作為通識教育課程,不是必修課的陪襯,更不是專業(yè)課的附庸,其重要性并不比專業(yè)課低?!熬有苑钱愐玻萍儆谖镆病?,學(xué)好航空與航天課程,掌握其相關(guān)知識,有助于學(xué)生在以后的生活與工作中更好地開闊思維。
3.2 教材改革的建議
對于航空與航天課程,只有拓寬知識面,全面介紹不同學(xué)科研究對象的特點(diǎn),才能更準(zhǔn)確地反映這門課的內(nèi)涵。為使學(xué)生具備開拓新領(lǐng)域的基礎(chǔ),課程內(nèi)容應(yīng)具有前瞻性,把本學(xué)科領(lǐng)域的最新學(xué)術(shù)成果、最新技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容。在反映學(xué)科前沿的同時(shí),拓寬學(xué)生的知識面。
航空航天技術(shù)涉及領(lǐng)域之廣是其他學(xué)科無法比擬的。因此,如何保持課程的完整性也值得探討。作為面向非航空航天專業(yè)學(xué)生的通識課,該課程內(nèi)容應(yīng)集知識性、趣味性于一體,需要教學(xué)內(nèi)容豐富多彩,由風(fēng)箏飛行延伸到飛機(jī),由早期火箭延伸到各種導(dǎo)彈,由嫦娥奔月延伸到阿波羅飛船,由恐龍滅絕延伸到宇宙探索,讓學(xué)生在感興趣的實(shí)例中汲取航空、航天和航宇知識。國外有一本航天知識方面的書,名字起得非常好,叫“沒有公式的航空航天技術(shù)”,值得我們借鑒。
生命不可能從謊言中開出燦爛的鮮花。
航空vs航天
先來解釋一下航空航天專業(yè)究竟指的是什么。其實(shí),航空和航天有很大區(qū)別。航空技術(shù)主要是研制軍用飛機(jī)、民用飛機(jī)及吸氣發(fā)動機(jī),航天技術(shù)主要是研制無人航天器、載人航天器、運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈武器,最能集中體現(xiàn)兩者成果的是航天器和航空器。
舉個(gè)直觀的例子,所有航空器都是在稠密大氣層中飛行的,其工作高度有限?,F(xiàn)代飛機(jī)最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以后飛機(jī)上升高度提高,它也離不開稠密大氣層。而航天器沖出稠密大氣層后,要在近于真空的宇宙空間以類似自然天體的運(yùn)動規(guī)律飛行,其運(yùn)行軌道的近地點(diǎn)高度至少也在100千米以上。對在運(yùn)行中的航天器來講,還要研究太空飛行環(huán)境。還有,動力裝置不同。航空器都應(yīng)用吸氣發(fā)動機(jī)提供推力,吸收空氣中的氧氣作氧化劑,本身只攜帶燃燒劑。而航天器其發(fā)射和運(yùn)行都應(yīng)用火箭發(fā)動機(jī)提供推力,既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發(fā)動機(jī)離開空氣就無法工作,而火箭發(fā)動機(jī)離開空氣則阻力減小有效推力更大。除此之外,在飛行速度、工作時(shí)限、升降方式等多方面,航天器和航空器都有差異。所以,航空航天類既是一個(gè)整體,兩者又要獨(dú)立對待。
前景篇
航空航天事業(yè)對國家,無論從軍事國防還是經(jīng)濟(jì)國力上講,都有著中流砥柱的地位。
從軍事意義上講,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,空戰(zhàn)已經(jīng)占據(jù)著主導(dǎo)地位。像軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈、航母這些衡量著一個(gè)國家的國防力量的重要指標(biāo),和國家的航空航天技術(shù)水平有著直接的聯(lián)系。
從經(jīng)濟(jì)意義上講,航空航天事業(yè)是一個(gè)國家制造業(yè)生產(chǎn)力的重要標(biāo)志,因?yàn)楹娇蘸教飚a(chǎn)品往往綜合了許多高、精、尖的先進(jìn)技術(shù)。在這些技術(shù)上的突破不僅僅對航空航天事業(yè)是意義重大的,更重要的是對國家科技實(shí)力的提升是一個(gè)有力的促進(jìn)。另外,航空航天中像民用機(jī)這樣對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生直接影響的行業(yè)的發(fā)展對國家經(jīng)濟(jì)的影響力也是十分巨大的,如大型客機(jī)。
就我國現(xiàn)狀而言,航空航天水平還很落后,尤其是航空業(yè),戰(zhàn)斗機(jī)主要還是依靠國外進(jìn)口發(fā)動機(jī)。航空航天科技工業(yè)極具發(fā)展前景,對人才的需求會持續(xù)旺盛,在最新的調(diào)查中,航空航天專業(yè)已經(jīng)成為最被看好的專業(yè)之一。
學(xué)習(xí)篇
航空航天類專業(yè)主要包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動力工程、飛行器制造與工程、飛行器環(huán)境與生命保障工程4個(gè)專業(yè)。第一個(gè)專業(yè)做的是飛行器的總體設(shè)計(jì),包括外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);第二個(gè)做的是飛行器動力裝置和動力裝置控制系統(tǒng),屬于核心技術(shù);第三個(gè)在于“制造”,對飛行器的零件加工與成型工藝、裝配工藝獨(dú)成一門;第四個(gè)是學(xué)習(xí)民用領(lǐng)域的熱能利用、空調(diào)、供暖等系統(tǒng)設(shè)計(jì),到了研究生階段還要深入學(xué)習(xí)航空航天環(huán)境模擬與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、航空航天生理和生命保障。但要注意的是,航空航天并不局限于這幾個(gè)專業(yè),它更包含像信息、能源、制造等的技術(shù)綜合。
飛行器設(shè)計(jì)與工程
簡單地講,飛行器設(shè)計(jì)與工程最主要指的就是對飛機(jī)、導(dǎo)彈等飛行器的設(shè)計(jì)。這個(gè)廣泛的概念既包括飛行器整體的設(shè)計(jì),也包括飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。可想而知,這樣的工作肯定不像網(wǎng)上的軍事迷個(gè)性化地畫一些飛機(jī)設(shè)計(jì)圖那樣簡單有趣,而是需要在十分深厚的理論知識的指導(dǎo)下,綜合一切實(shí)際因素進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)的十分復(fù)雜繁瑣的工作。
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)飛行器設(shè)計(jì)方面的基本理論和基本知識,受到航空航天飛行器工程方面的基本訓(xùn)練,具有參與飛行器總體和部件設(shè)計(jì)方面的基本能力。需要學(xué)生對數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)等有比較濃厚的興趣。
飛行器動力工程這個(gè)專業(yè)從廣義上講就是能源動力工程,而對于航空航天飛行器來講,就是飛機(jī)和火箭上的發(fā)動機(jī)。航空發(fā)動機(jī)是提供飛行器所需的動力裝置,被稱為“飛機(jī)的心臟”。 對于一架飛機(jī)而言,往往發(fā)動機(jī)的成本占了飛機(jī)總成本的一半,而發(fā)動機(jī)的制造技術(shù)又是飛機(jī)制造中難點(diǎn)中的難點(diǎn)。
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)有關(guān)飛行器動力裝置的基礎(chǔ)理論和基本知識,受到機(jī)械工程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測試和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基本訓(xùn)練,具有飛行器動力裝置及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)等方面的基本能力。需要提醒大家的是,學(xué)生應(yīng)具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等方面的理論知識,掌握外語、計(jì)算機(jī)等必備工具。
飛行器制造與工程能夠設(shè)計(jì)出來的東西往往不一定能夠制造出來。因此,許多關(guān)鍵技術(shù)的制約瓶頸不是在設(shè)計(jì)能力上,而是在制造能力上。制造能力越強(qiáng),可設(shè)計(jì)的空間就越大,技術(shù)水平就越高。制造技術(shù)不僅僅制約著飛機(jī)制造行業(yè),更影響著國家制造業(yè)的整體水平,也就是標(biāo)志著汽車、船舶、航空航天的制造能力。
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、制造工程基本理論和飛行器制造的基本理論和知識。通過各種實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基本知識和技能,分析和解決飛行器制造工程中實(shí)際問題的能力。如果對飛機(jī)機(jī)械原理感興趣,希望做一名飛機(jī)設(shè)計(jì)師,這個(gè)專業(yè)就適合你了。
沉沉的黑夜都是白天的前奏。
成功往往是最后一分鐘來訪的客人。
飛行器環(huán)境與生命保障工程
本專業(yè)培養(yǎng)具備航空、航天環(huán)境模擬及控制、生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究能力,能在航空航天領(lǐng)域從事環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì),在民用領(lǐng)域從事熱能用、空調(diào)、供暖等系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人才。
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)航空航天生理、空間環(huán)境工程、熱控系統(tǒng)理論、控制理論、人機(jī)系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論,掌握從事航空航天環(huán)境模擬、控制與生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究所必需的基本知識和技能。
[分類號]G301 G358
1
引言
“核心技術(shù)”被認(rèn)為是一種能夠帶來競爭優(yōu)勢的技術(shù)資源和能力,是一種難于模仿的、不可替代的技術(shù)競爭力。對核心技術(shù)進(jìn)行測度將為產(chǎn)業(yè)R&D資金投入決策和科技人力資源配置提供輔助決策,具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外學(xué)者對核心技術(shù)競爭力、核心技術(shù)創(chuàng)新、核心技術(shù)能力、核心技術(shù)的獲取戰(zhàn)略、核心技術(shù)的確認(rèn)方法。等進(jìn)行了一些研究,但這些研究成果主要采用定性研究方法進(jìn)行,尚缺少實(shí)證支持;少量的定量研究成果也只是嘗試探索核心技術(shù)領(lǐng)域的確認(rèn)和識別等問題,未探討核心技術(shù)領(lǐng)域的測度問題。
社會網(wǎng)絡(luò)分析方法(Social Network Analysis,SNA),曾被普遍用于人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的研究,但運(yùn)用SNA對技術(shù)進(jìn)行研究的成果并不多,筆者尚未發(fā)現(xiàn)運(yùn)用SNA方法測度核心技術(shù)領(lǐng)域的研究成果。本研究運(yùn)用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法和世界權(quán)威專利數(shù)據(jù)庫《德溫特創(chuàng)新索引》的專利數(shù)據(jù),以2009年全球航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)為應(yīng)用實(shí)例,進(jìn)行實(shí)證分析和研究。
2 核心技術(shù)領(lǐng)域測度方法與指標(biāo)選擇
在世界權(quán)威專利數(shù)據(jù)庫《德溫特創(chuàng)新索引》中,到經(jīng)過德溫特專業(yè)技術(shù)人員的標(biāo)引,具有逐級細(xì)分的技術(shù)分類體系,具體在專利文獻(xiàn)中的表現(xiàn)是每條專利數(shù)據(jù)可以通過使用多個(gè)分類號詳細(xì)描述專利的特質(zhì)。如果一項(xiàng)專利涉及N個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,數(shù)據(jù)庫的技術(shù)標(biāo)引人員就會在技術(shù)分類項(xiàng)目中同時(shí)標(biāo)注N個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,這就意味著這N個(gè)技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)了一次。將技術(shù)領(lǐng)域視為節(jié)點(diǎn),共現(xiàn)關(guān)系產(chǎn)生了邊,有了節(jié)點(diǎn)和邊,技術(shù)領(lǐng)域之間就形成了共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。專利所屬的技術(shù)領(lǐng)域越多,技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)就會越密集,《德溫特創(chuàng)新索引》為技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的繪制提供了比較理想和規(guī)范的專業(yè)數(shù)據(jù)。
基于社會網(wǎng)絡(luò)中心性原理,國內(nèi)外學(xué)者曾將中心度指標(biāo)用來測度科學(xué)引文網(wǎng)絡(luò)中的核心文獻(xiàn)或關(guān)鍵文獻(xiàn)以及學(xué)科領(lǐng)域的核心人物或代表人物。筆者認(rèn)為,社會網(wǎng)絡(luò)中心性原理同樣可以應(yīng)用到技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的研究中。在技術(shù)網(wǎng)絡(luò)中,代表技術(shù)領(lǐng)域節(jié)點(diǎn)的中心度越高,表明該技術(shù)領(lǐng)域與其他技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)的次數(shù)越多,該技術(shù)領(lǐng)域的輻射能力也越強(qiáng),這樣的技術(shù)領(lǐng)域可以被認(rèn)為代表了某個(gè)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。
3 核心技術(shù)領(lǐng)域測度方法與指標(biāo)的應(yīng)用
本研究數(shù)據(jù)來源于美國科學(xué)情報(bào)研究所IsI的網(wǎng)絡(luò)檢索平臺Web of Science的《德溫特創(chuàng)新索引》(DII)數(shù)據(jù)庫,筆者選擇了專利國際分類代碼IPC,選擇航空航天技術(shù)領(lǐng)域B64,檢索時(shí)間范圍是2009年。檢索結(jié)果共得到3 660條專利數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)下載日期為2010年1月1日。
采用“德溫特指南代碼”(Derwent Manual Code,DMC)對2009年全球航空航天領(lǐng)域?qū)@暾埖臒狳c(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行可視化分析。DMC是由德溫特的專業(yè)人員根據(jù)專利文獻(xiàn)的文摘和全文對發(fā)明的應(yīng)用和重要特點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)家標(biāo)引的代碼,該代碼可用于顯示發(fā)明中的新穎技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用,能提高檢索的全面性和準(zhǔn)確性。關(guān)于DMC代碼的準(zhǔn)確性和合理性,筆者于2010年11月20日在深圳大學(xué)城舉辦的“國內(nèi)外專利文獻(xiàn)的檢索與分析”專題講座過程中,請教了Thomson Reu―ters中國辦公室科學(xué)解決方案顧問、“專利信息用戶組(patent information user group,PIUG)”中國分會的發(fā)起者吳正先生,吳正先生解釋說,由德溫特專業(yè)人員細(xì)分的DMC代碼,具有比《國際專利分類表》(IPC分類)更長的發(fā)展歷史,其準(zhǔn)確性和合理性是值得信賴的。通過對DMC進(jìn)行分析,可以比較準(zhǔn)確地掌握一個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域涉及到的、主要的熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)集群。
通過運(yùn)用瑞典科學(xué)計(jì)量學(xué)家Persson開發(fā)的大型文獻(xiàn)處理軟件Bibexcel ,對2009年全球航空航天領(lǐng)域?qū)@墨I(xiàn)的DMC進(jìn)行處理,得到的專利申請共涉及1 435個(gè)不同技術(shù)領(lǐng)域,選取出現(xiàn)頻次10次以上的87個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,運(yùn)用netdraw繪制出2009年全球航空航天領(lǐng)域技術(shù)網(wǎng)絡(luò)圖譜,如圖1所示:
圖1顯示出2009年全球航空航天的專利技術(shù)主要分布在以下三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域:通訊技術(shù)領(lǐng)域(w大類:Communications)、聚合物技術(shù)領(lǐng)域(A大類:Plasdoc)、計(jì)算與控制技術(shù)領(lǐng)域(T大類:Computing and Con―tro1)。圖l的中心性分析結(jié)果顯示,網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)中心度最高值為46.512,對科技成果產(chǎn)出數(shù)據(jù)的選取一般取3―5年為宜,評價(jià)時(shí)可以根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性綜合進(jìn)行處理,一般年度越近的截面權(quán)重越高。512,該節(jié)點(diǎn)所代表的技術(shù)領(lǐng)域是2002年興起的代碼為T01-J07D1的“交通工具微處理系統(tǒng)”(vehicle microprocessor system)技術(shù)。中心度明顯高于其他技術(shù)領(lǐng)域的前6位技術(shù)領(lǐng)域的DMC代碼、中心度、頻次和具體所代表的技術(shù)領(lǐng)域,如表l所示:
由表1可知,中心度最高的前6個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中,w類占了5個(gè),該結(jié)果與筆者所做的2008年波音公司技術(shù)前沿探測研究的結(jié)果是一致的,通訊技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前世界航空航天領(lǐng)域重要的核心技術(shù)領(lǐng)域。
選擇中心度作為測度核心技術(shù)領(lǐng)域的指標(biāo),是因?yàn)橹行亩雀叩募夹g(shù)領(lǐng)域與其他技術(shù)領(lǐng)域共現(xiàn)的機(jī)會多,對其他技術(shù)領(lǐng)域的影響也相對較大。在一個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)中,一個(gè)對其他許多技術(shù)領(lǐng)域都有影響的技術(shù)領(lǐng)域,會成為該產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)領(lǐng)域。
4 結(jié)論與不足
本研究主要有以下初步結(jié)論:
?社會網(wǎng)絡(luò)分析方法是一個(gè)比較好的對核心技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行測度的可視化方法,可以用來繪制技術(shù)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò),并進(jìn)一步對全球某一個(gè)產(chǎn)業(yè)或某企業(yè)的核心技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行可視化分析。
實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校開展教育教學(xué)活動的重要場所。在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對大學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)發(fā)揮了巨大的作用[1],據(jù)統(tǒng)計(jì),20世紀(jì)最偉大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)是在著名高校的實(shí)驗(yàn)室中取得的,而我國歷屆國家自然科學(xué)獎(jiǎng)、國家發(fā)明獎(jiǎng)以及國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)中半數(shù)以上也是在高校實(shí)驗(yàn)室和開放實(shí)驗(yàn)室中完成的[2]。創(chuàng)新的源頭在實(shí)驗(yàn)室。實(shí)踐證明,推動創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是提高大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑。因此,學(xué)校應(yīng)提供創(chuàng)新實(shí)踐活動的平臺,創(chuàng)造條件使學(xué)生有更多的機(jī)會、更多的空間進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動。創(chuàng)新平臺建設(shè)主要包括空間場地的建設(shè)、儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備[3]。其中,空間場地是創(chuàng)新平臺建設(shè)的前提條件,然而,我國很多高校的老校區(qū)建在市區(qū),能利用的空間資源越來越少,如何利用現(xiàn)有條件,開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)就顯得愈發(fā)重要。我校宇航學(xué)院充分利用學(xué)?,F(xiàn)有的資源條件,通過對原場地進(jìn)行創(chuàng)新性規(guī)劃、設(shè)計(jì)和改造,完成了航空航天科教實(shí)踐基地的建設(shè)。
1 航空航天科教基地的建設(shè)過程
我校飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)與國內(nèi)航空航天院校同類專業(yè)相比側(cè)重方向不同,因此我校航空航天科教實(shí)踐基地建設(shè)綜合考慮了航空航天技術(shù)領(lǐng)域特點(diǎn)、國家發(fā)展戰(zhàn)略以及我校的實(shí)際情況。
1.1 綜合考慮,提出建設(shè)目標(biāo)
依托我校航空宇航科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科,突出航空航天科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域多學(xué)科融合的特色,發(fā)揮我校學(xué)科綜合優(yōu)勢,堅(jiān)持“創(chuàng)新、跨越、特色、集成”的指導(dǎo)思想,建設(shè)及展示航空航天典型產(chǎn)品,進(jìn)行學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn),開展學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)踐活動,在滿足本校師生教學(xué)實(shí)踐的同時(shí)面向社會開放,普及航空航天知識,增強(qiáng)公眾對航空航天知識的了解,激發(fā)公眾學(xué)習(xí)科學(xué)、熱愛科學(xué)的熱情。
1.2 充分利用場地特點(diǎn),完成場地規(guī)劃
中關(guān)村校區(qū)是我校的老校區(qū),經(jīng)過多年的發(fā)展建設(shè),很難另辟場地進(jìn)行航空航天科教實(shí)踐基地規(guī)劃,因此基地建設(shè)必須挖掘、整合校內(nèi)的現(xiàn)有資源。當(dāng)時(shí)學(xué)校有一處過渡食堂因?yàn)樾率程媒ê靡淹V故褂?,其建設(shè)面積1 200 m2。通過實(shí)地考察發(fā)現(xiàn),地面承重、安全設(shè)施、水、電均能滿足實(shí)踐基地場地建設(shè)的要求,但原場地布局及結(jié)構(gòu)承重是按學(xué)生就餐要求規(guī)劃設(shè)計(jì)的,并且層高僅有2.7 m。實(shí)踐基地的建設(shè)原則是不能對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行大幅調(diào)整。通過對當(dāng)時(shí)場地特點(diǎn)的分析,同時(shí)考慮實(shí)踐基地的建設(shè)目標(biāo),我們提出了如圖1所示的實(shí)踐基地建設(shè)方案。
實(shí)踐基地的建設(shè),既不能建成各種飛行器模型的展室,也不能全部建成航空航天模型制作實(shí)驗(yàn)室。我們最終提出了產(chǎn)品展示加創(chuàng)新實(shí)踐的規(guī)劃思路,將整個(gè)場地規(guī)劃成1個(gè)多功能展示區(qū)、4個(gè)功能區(qū)和1個(gè)辦公區(qū)。其中,多功能展示區(qū)主要用于航空航天領(lǐng)域典型產(chǎn)品、我校研究成果的介紹以及實(shí)踐基地研究成果的展示,主要包括民用飛機(jī)模型展示廳、軍用飛機(jī)模型展示廳、導(dǎo)彈模型展示廳、火箭及發(fā)射架模型展示廳、航天器模型展示廳5個(gè)小廳,同時(shí)為了突出我校學(xué)生的創(chuàng)新作品,在各展示廳都留有擺放創(chuàng)新作品的空間。4個(gè)功能區(qū)主要包括飛行控制仿真實(shí)踐區(qū)、航空航天模型制作實(shí)踐區(qū)、飛行組網(wǎng)及空氣動力實(shí)踐區(qū)、多功能研討區(qū)。同時(shí)為了安全考慮,多功能展示區(qū)留有緊急情況下人員迅速撤離的安全通道。
1.3 充分調(diào)動本校資源,完成布局設(shè)計(jì)
航空航天科教實(shí)踐基地建設(shè)最初的理念就是調(diào)動全校資源,大家共同參與建設(shè)。因此在完成整體方案規(guī)劃后,我校沒有聘請專業(yè)設(shè)計(jì)公司進(jìn)行布局設(shè)計(jì),而是請本校工業(yè)設(shè)計(jì)系的教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì),學(xué)校還提供了一部分支持經(jīng)費(fèi),這樣不僅為本校師生提供了一次鍛煉的機(jī)會,同時(shí)也節(jié)省了建設(shè)經(jīng)費(fèi)。
航空航天科教實(shí)踐基地布局設(shè)計(jì)如圖2所示,依據(jù)總體規(guī)劃要求,完成多功能展示區(qū)及各功能實(shí)踐區(qū)布局安排設(shè)計(jì),其中多功能展示區(qū)總體呈S形布局,各廳之間采用可移動展架式隔斷方案,展架上可擺放相應(yīng)的飛行器模型,較大的模型可擺放在各展廳中間,展架根據(jù)需要也可隨時(shí)調(diào)整。功能實(shí)踐區(qū)及辦公室位于整個(gè)展示區(qū)的一側(cè),分成5個(gè)獨(dú)立區(qū),各功能實(shí)踐區(qū)之間以及展示區(qū)之間均采用透明玻璃隔斷,其目的是使參觀的學(xué)生能與各功能實(shí)踐區(qū)的學(xué)生進(jìn)行互動,激發(fā)參觀學(xué)生參與實(shí)踐創(chuàng)新的興趣,同時(shí)也激勵(lì)實(shí)踐的學(xué)生更好地完成科技創(chuàng)新活動。
1.4 多方籌措資金,保證建設(shè)順利進(jìn)行
為了保證航空航天科教實(shí)踐基地建設(shè)的順利進(jìn)行,學(xué)校多方籌集資金,其中實(shí)驗(yàn)設(shè)備處、教務(wù)處、國資處及宇航學(xué)院都給予了大力支持,分別從航空航天工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)經(jīng)費(fèi)、宇航學(xué)院配套建設(shè)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)基礎(chǔ)條件專項(xiàng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備處修購專項(xiàng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)、985建設(shè)經(jīng)費(fèi)中提供了資金支持,確保建設(shè)順利進(jìn)行。
2 航空航天科教實(shí)踐基地的運(yùn)作及成效
實(shí)踐基地的建設(shè)本著邊建設(shè),邊使用,邊完善的原則進(jìn)行,從建設(shè)使用效果分析,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),激發(fā)調(diào)動了學(xué)生參與科技創(chuàng)新的熱情。
2.1 配合航空航天專業(yè)課教學(xué)
專業(yè)課學(xué)習(xí)與基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)不同,需要一定的工程背景知識,學(xué)生僅從書本上學(xué)習(xí)這些專業(yè)知識會感覺枯燥,提不起興趣。多功能展示區(qū)及實(shí)踐區(qū)的使用可以很好地彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足,如宇航學(xué)院開設(shè)的飛行器系統(tǒng)概論充分利用了多功能展示區(qū)陳列的各種飛行器模型,這種三維立體的直觀感受比書本二維平面可以使學(xué)生更好地認(rèn)知各種飛行器;專業(yè)課空氣動力學(xué)通過在空氣動力實(shí)踐區(qū)的演示及學(xué)生的動手實(shí)踐,可以讓學(xué)生更加生動地掌握空氣動力學(xué)原理;在專業(yè)課現(xiàn)代控制原理學(xué)習(xí)中,學(xué)生通過在飛行仿真控制實(shí)踐區(qū)的動手參與,可以很好地驗(yàn)證課堂所學(xué)的理論知識。隨著各功能區(qū)的不斷改進(jìn)、補(bǔ)充和完善,將為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會補(bǔ)充課堂教學(xué)。
2.2 開設(shè)公開選修實(shí)驗(yàn)課
為了更好地發(fā)揮實(shí)踐基地的作用,充分利用各功能區(qū)的設(shè)施,實(shí)踐基地直接開設(shè)面向全校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)選修課。如依托航空航天模型制作實(shí)踐區(qū)開設(shè)了多功能飛行器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選修課,主要是培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)及實(shí)踐動手能力,從學(xué)生的反饋看,效果非常好,他們的選課積極性很高。課程實(shí)踐環(huán)節(jié)以分組合作的方式開展,這樣不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力,同時(shí)對學(xué)生分工合作、組織協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng)也有很大幫助。
2.3 提供平臺,鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生科技創(chuàng)新比賽
興趣是創(chuàng)新的原動力。通過鼓勵(lì)參加競賽調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也是航空航天科教基地建設(shè)的目的之一。青年學(xué)生具有強(qiáng)烈的榮譽(yù)感,爭強(qiáng)好勝??平袒卣亲プ×藢W(xué)生這些特點(diǎn),為他們材料設(shè)備,制作場地等硬件支持[4],鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新比賽。
到目前為止,實(shí)踐基地支持學(xué)生參加的比賽包括2011年、2012年的“科研類全國航空航天模型錦標(biāo)賽”,2011年、2013年的“中航工業(yè)杯國際無人飛行器創(chuàng)新大獎(jiǎng)賽”,第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽以及北京市級和校級大學(xué)生科技創(chuàng)新比賽,并且都取得了不俗的成績。很多學(xué)生正是通過實(shí)踐基地的培養(yǎng),獲得了保研資格。
2.4 教學(xué)相長,完善實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)
通過鼓勵(lì)學(xué)生參加比賽,實(shí)踐基地自身也獲得了進(jìn)一步的發(fā)展。一個(gè)個(gè)成績的取得,都是實(shí)踐基地背后支持的結(jié)果,學(xué)生感受到了參與實(shí)踐基地活動的樂趣,學(xué)校也更加重視實(shí)踐基地的建設(shè)。在學(xué)校和學(xué)院的大力支持下,目前實(shí)踐基地有專職人員2人,指導(dǎo)教師10余人,從事創(chuàng)新活動的學(xué)生人數(shù)保持在30人左右。同時(shí)一些任課教師也體會到科教基地的作用,也愿意參與實(shí)踐基地的建設(shè)。這些都為實(shí)踐基地建設(shè)提供了人力及物力保障。
3 結(jié)束語
航空航天科教實(shí)踐基地是人才培養(yǎng)的重要載體,更是學(xué)校孵化創(chuàng)新特色人才的重要場所。抓好科教基地建設(shè)是培養(yǎng)高水平創(chuàng)新人才的關(guān)鍵,通過科教基地的建設(shè),我們更加深刻地體會到面對科技日新月異的當(dāng)今社會,只有青年人的創(chuàng)新能力增強(qiáng)了,才能實(shí)現(xiàn)科技的真正進(jìn)步,才能真正實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興,實(shí)現(xiàn)“中國夢”。以學(xué)?!巴靥臁卑l(fā)展為契機(jī),以培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新為主要目標(biāo),我們充分利用場地條件,調(diào)動各方因素,克服多種困難,因地制宜地開展實(shí)踐基地建設(shè),堅(jiān)持以人為本,逐步推進(jìn)科教基地的建設(shè)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新,為社會培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新人才而繼續(xù)努力。
參考文獻(xiàn)
[1] 刁鳴.示范中心創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007,26(1):74-77.
中圖分類號:TQ028.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-3973(2012)011-030-02
膜分離技術(shù)是基于膜材料形成的分離邊界的分離技術(shù),最初應(yīng)用于軍事、航空航天、原子能等高端領(lǐng)域,隨著其在民用領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛,被公認(rèn)為是20世紀(jì)末到21世紀(jì)最有發(fā)展前途的高新科技之一。
1 膜分離技術(shù)在高端領(lǐng)域的應(yīng)用
膜是具有選擇性分離功能的材料。膜分離技術(shù)是指利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發(fā)生相的變化和添加助劑?;谀し蛛x技術(shù)的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn)料液的無熱相變分離,高精度分離過濾及濃縮提純。
2 膜分離技術(shù)在軍事上的應(yīng)用
軍事戰(zhàn)爭是一個(gè)國家國防的重要手段,單兵作為軍事戰(zhàn)爭的最小戰(zhàn)斗單元,在整個(gè)戰(zhàn)爭的過程中具有舉足輕重的作用。戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場危險(xiǎn)叢生、環(huán)境惡劣,單兵的生存維持和體力保障是單兵作戰(zhàn)保障的頭等大事。飲用水保障是單兵戰(zhàn)場生存維持和體力保障的重要課題,但是戰(zhàn)場環(huán)境往往沒有任何的可以供單兵利用水源,比如海灣戰(zhàn)爭中的伊拉克和科威特,大片的沙漠沒有水源可以利用,這在水處理技術(shù)層面上稱為水量型缺水。另外的情況即使有水源,但是由于敵方投毒甚至各種污染導(dǎo)致無法正常飲用,即水質(zhì)型缺水。無論哪種形式的缺水,都對單兵戰(zhàn)場生存構(gòu)成威脅。為了應(yīng)對戰(zhàn)場中的飲水問題,單兵攜帶大量的飲用水參加戰(zhàn)斗顯然是不現(xiàn)實(shí)的解決方案。膜技術(shù)與其它水處理技術(shù)的優(yōu)化組合,為單兵在戰(zhàn)場環(huán)境下的飲水問題提供了良好的解決方案。
如圖2所示,膜分離技術(shù)與物化沉淀技術(shù)相結(jié)合,以單兵的尿液為水源,經(jīng)過處理后可產(chǎn)生供士兵飲用的純凈水,且純凈水的水質(zhì)達(dá)到飲用純凈水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),妥善科學(xué)的解決了單兵戰(zhàn)場生存中飲水供應(yīng)的首要難題。該技術(shù)通過一套簡單的單兵供水裝置得以實(shí)現(xiàn),膜分離過濾的壓力通過手動施壓機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn),操作簡便、靈活高效,具有良好的戰(zhàn)地實(shí)用性,有力的保障了單兵的戰(zhàn)場生存能力。
3 膜分離技術(shù)在航空航天上的應(yīng)用
航空航天工程是現(xiàn)代社會人類文明的的重要標(biāo)志,而載人航天技術(shù)是航空航天技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。載人航天空間站技術(shù)是實(shí)現(xiàn)人類太空生存的關(guān)鍵技術(shù),國際上美國、俄羅斯在此方面創(chuàng)造過連續(xù)兩年載人太空空間站生活的記錄。連續(xù)長時(shí)間的載人太空生活,生命維持所需的各種資源和生存環(huán)境維持是必須解決的關(guān)鍵問題。供航天員生存所需的空氣、水、食物以及航天員代謝的尿液、糞便等排泄物的處理,以及空間站環(huán)境中的空氣質(zhì)量控制等一系列問題的解決,是載人航天工程取得成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些關(guān)鍵問題的解決,一方面靠從地球發(fā)射航天飛機(jī)補(bǔ)充給養(yǎng),另一方面是靠空間站內(nèi)相關(guān)設(shè)備設(shè)施工作來處理廢物維持空間生存環(huán)境的品質(zhì)。
當(dāng)今世界最前沿的航空水處理技術(shù),如圖3所示,將航天員在空間站中所排泄的尿液、汗液、呼出的水蒸汽收集作為水源,通過化學(xué)沉淀、蒸發(fā)、冷凝、膜單元過濾等操作單元,最終產(chǎn)生純凈的水供給航天員使用,滿足長時(shí)間持續(xù)的生存對于水的需求。
4 膜分離技術(shù)在人工器官醫(yī)療上的應(yīng)用
人類疾病與醫(yī)療衛(wèi)生貫穿人類發(fā)展的整個(gè)歷史,不同的疾病致病機(jī)理的闡明為醫(yī)學(xué)尋找可靠的治療方法提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保證。在人類的眾多疾病中,呼吸系統(tǒng)的疾病往往危及人類的生命,因?yàn)檠貉h(huán)和氧氣供給為生命的支撐提供了最重要的氧與二氧化碳的代謝,將人體中的部分代謝產(chǎn)物通過呼吸系統(tǒng)排出體外,保證了人體體液系統(tǒng)的酸堿平衡以及其他的體液成分穩(wěn)定。重要的人體器官肺在整個(gè)呼吸系統(tǒng)中占據(jù)不可替代的位置,其中的數(shù)以億計(jì)的微小肺泡為人體完成呼吸功能提供了必備場所,但是由于諸多疾病可以造成人體肺部功能喪失,在這樣的情況下人體呼吸功能無法完成,帶來一系列生理機(jī)能障礙將會直接威脅生命。無獨(dú)有偶,人體血液中各個(gè)組織器官的無數(shù)細(xì)胞都在進(jìn)行新陳代謝,尿素、尿素等對人體有害的物質(zhì)將在人體腎臟腎小球細(xì)胞的收下形成尿液排出體外,這樣可以避免人體體液中由于尿素、尿酸等有害物質(zhì)不斷積累導(dǎo)致的中毒癥狀。由于腎臟炎癥造成的腎臟功能損傷,直接導(dǎo)致尿素、尿酸收集效率降低,尿中出現(xiàn)蛋白質(zhì)和血液,身體浮腫,情況嚴(yán)重可危及生命,這就是“尿毒癥”。
基于膜分離技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢,使用特殊的氣體膜分離單元,可實(shí)現(xiàn)人體中氧氣和二氧化碳的有效交換,為肺功能缺失的病人提供肺部的功能,以人造器官代替人體器官,這就是“人工肺”。
如圖4所示,結(jié)合膜分離技術(shù)與其它技術(shù)優(yōu)化組合,可實(shí)現(xiàn)人體血液中不同成分的相互交換,專業(yè)名稱定義為血液透析。經(jīng)過血液透析之后,可以將血液中的尿素、尿酸等有毒有害物質(zhì)排出體外,而血細(xì)胞、蛋白質(zhì)等有用成分繼續(xù)保留在人體血液中,為腎臟功能缺失的病人提供正常的腎臟功能,這種技術(shù)就是“人工腎”。
飛行器設(shè)計(jì)與工程,顧名思義,就是設(shè)計(jì)先進(jìn)的飛行器,主要面向航空飛行器設(shè)計(jì)。本專業(yè)方向具有較強(qiáng)的行業(yè)特色,航空航天工程是基本的服務(wù)方向;同時(shí),在民用工程領(lǐng)域有廣闊的市場。轟動世界的“阿波羅登月計(jì)劃”“神舟”飛船等,都是本專業(yè)的杰作。
2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)飛行器設(shè)計(jì)方面的基本理論和基本知識,受到航空航天飛行器工程方面的基本訓(xùn)練后,具有參與飛行器總體和部件設(shè)計(jì)方面的基本能力。
主干學(xué)科:航空宇航科學(xué)與技術(shù)、力學(xué)、機(jī)械學(xué)。
主要課程:材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)與空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、飛行器動力學(xué)、飛行力學(xué)、力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、試驗(yàn)技術(shù)、自動控制理論、飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合材料設(shè)計(jì)與分析、空間制導(dǎo)控制、傳熱學(xué)與熱防護(hù)等。
3.發(fā)展前景
在轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、民航飛機(jī)等其他機(jī)型上面,中國與世界先進(jìn)水平存在著不小的差距。各航空公司使用的大型民航飛機(jī)都是進(jìn)口的,目前國內(nèi)沒有能力生產(chǎn)。本專業(yè)極具發(fā)展空間。
二、人才塑造
1.考生潛質(zhì)
對數(shù)學(xué)、物理等有比較濃厚的興趣。常查詢航天飛機(jī)的資料,對航天飛機(jī)感興趣,對飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)感興趣。喜歡飛機(jī)模型,??慈嗽斓厍蛐l(wèi)星發(fā)射的實(shí)況轉(zhuǎn)播??释?dāng)一名宇航員。注意了解宇宙飛船的材料,常收集宇宙飛船的模型等等。
2.學(xué)成之后
本專業(yè)培養(yǎng)的工程技術(shù)人員和研究人員,具備較好的數(shù)學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)知識和飛行器工程基本理論,同時(shí)有較強(qiáng)的飛行器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析、試驗(yàn)的能力。
3.職場縱橫
本專業(yè)畢業(yè)生能從事飛行器(包括航天器與運(yùn)載器)總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與試驗(yàn),通用機(jī)械設(shè)計(jì)及制造等多方面的工作。
一、專業(yè)簡介
1.專業(yè)初識
飛行器動力工程專業(yè)主要以航空發(fā)動機(jī)為研究對象,其目的就是生產(chǎn)出高效、實(shí)用、先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)。由于航空發(fā)動機(jī)為載人飛行器提供動力,其在高速飛行、高性能和高可靠性等方面要求都極為嚴(yán)格,因此飛行器動力裝置在動力工程領(lǐng)域一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位并帶動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)有關(guān)飛行器動力裝置的基礎(chǔ)理論和基本知識,受到機(jī)械工程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測試和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基本訓(xùn)練,具有飛行器動力裝置及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)等方面的基本能力。
主干學(xué)科:機(jī)械工程、力學(xué)、動力工程與工程熱物理。
主要課程:機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)、工程力學(xué)、自動控制原理、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體(含氣體)力學(xué)、動力裝置原理及結(jié)構(gòu)、動力裝置制造工藝學(xué)、動力裝置測試技術(shù)等。
3.發(fā)展前景
我國航天、航空事業(yè)的迅速發(fā)展,展示了本專業(yè)良好的發(fā)展前景。
二、人才塑造
1.考生潛質(zhì)
具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等方面的理論知識,掌握外語、計(jì)算機(jī)等必備工具。對飛行器的燃料裝置感興趣,了解飛行原理。常研究宇宙飛船的燃料,關(guān)注飛機(jī)的新燃料。常搜集飛行器動力資料,對飛機(jī)動力系統(tǒng)感興趣,了解導(dǎo)彈動力裝置等等。
2.學(xué)成之后
本專業(yè)培養(yǎng)具備飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(tǒng)等方面知識的專門人才。
3.職場縱橫
本專業(yè)畢業(yè)生可以在航空、航天、交通、能源、環(huán)境等部門從事飛行器動力裝置及其他熱動力機(jī)械的設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理等方面的工作。
一、專業(yè)簡介
1.專業(yè)初識
飛行器制造工程專業(yè)是國防科工委重點(diǎn)建設(shè)專業(yè),主要研究探索更方便、更快捷、更可靠的飛行器制造工藝、方法。本專業(yè)屬于機(jī)械制造范疇,需要有很強(qiáng)的實(shí)踐能力,不僅要學(xué)習(xí)機(jī)械制造的各種工藝、整套方法和流程,而且要對飛行器的設(shè)計(jì)有一定了解。
2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、制造工程基本理論和飛行器制造的基本理論和知識。通過各種實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)的基本知識和技能,分析和解決飛行器制造工程中的實(shí)際問題的能力。
主干學(xué)科:機(jī)械工程、電子科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程。
主要課程:理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、航空工程材料、電工與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、金屬塑性成形原理、模具設(shè)計(jì)與制造、飛機(jī)零件加工與成形工藝、飛機(jī)裝配工藝、飛機(jī)構(gòu)造、計(jì)算機(jī)輔助飛機(jī)制造等。
3.發(fā)展前景
國內(nèi)不僅在飛行器設(shè)計(jì)上與國外差距很大,在制造方面也有很大的差距。加強(qiáng)航空建設(shè)、國防建設(shè),需要大批專門人才的不斷努力,這預(yù)示著本專業(yè)前景十分廣闊。
二、人才塑造
1.考生潛質(zhì)
關(guān)注新型飛機(jī),對飛機(jī)機(jī)械原理感興趣,了解宇宙飛船的構(gòu)造,收集過飛機(jī)圖片資料,常觀察各種飛機(jī)模型,希望做一名飛機(jī)設(shè)計(jì)師等等。
2.學(xué)成之后
本專業(yè)培養(yǎng)從事飛行器制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)、制造、研究、開發(fā)與管理的專門人才。
3.職場縱橫
本專業(yè)畢業(yè)生適應(yīng)性強(qiáng),社會需求量大,就業(yè)范圍廣,在廣大科研院所、高科技產(chǎn)業(yè)和航空、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)公司等單位都有用武之地。
一、專業(yè)簡介
1.專業(yè)初識
飛行器環(huán)境與生命保障工程是以空間環(huán)境、生物技術(shù)、環(huán)境化工等學(xué)科為基礎(chǔ),研究飛行器救生系統(tǒng)為主,將人、機(jī)器、環(huán)境有機(jī)結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)。目前,國內(nèi)有三所高校開設(shè)了飛行器環(huán)境與生命保障工程專業(yè):北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué)。
2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)航空航天生理、空間環(huán)境工程、熱控系統(tǒng)理論、控制理論、人機(jī)系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論,掌握從事航空航天環(huán)境模擬、控制與生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究所必需的基本知識和技能。
主干學(xué)科:動力工程與工程熱物理、控制科學(xué)與工程。
主要課程:工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、空間環(huán)境工程、航空航天生理學(xué)、控制理論、人機(jī)工效學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、空調(diào)制冷技術(shù)、航空航天環(huán)境控制系統(tǒng)、航空航天安全工程、空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)等。
3.發(fā)展前景
科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,預(yù)示著航空航天技術(shù)廣闊的發(fā)展前景。
二、人才塑造
1.考生潛質(zhì)
喜歡關(guān)注宇航新聞,關(guān)注空間站的建設(shè),對宇宙探索節(jié)目或介紹宇宙的文章感興趣。對宇航員訓(xùn)練條件感興趣,對宇航生物實(shí)驗(yàn)感興趣。了解空間生理學(xué),渴望了解外層空間等等。
2.學(xué)成之后
5月6日,美國航空航天局局長博爾登在名為“人類前往火星峰會”上表示:“載人登陸火星是眼下人類在太陽系的終極目標(biāo),也是美國航空航天局的優(yōu)先任務(wù),美國航空航天局期望在2033年前后實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃?!?/p>
火星人也選秀
只要你年滿18周歲,向“火星一號”官方網(wǎng)站提交一份時(shí)長1分鐘的視頻,解釋自己想成為火星居民的理由,再交5至75美元不等的報(bào)名費(fèi),你就可以成為火星人候選人了。報(bào)名費(fèi)考慮了申請人國家的富裕程度,比如美國公民大約要支付38美元,中國公民11美元,卡塔爾公民75美元,非洲剛果公民僅需5美元。在“火星一號”官方網(wǎng)站,主辦方羅列了火星宇航員應(yīng)具備的五大關(guān)鍵特征:超強(qiáng)的承受力、極好的適應(yīng)性、超級的好奇心、極高的信任度、非凡的創(chuàng)造力。未涉及專業(yè)知識和技能,而是更傾向“高情商”。
而“靈感火星”基金團(tuán)隊(duì)挑選一對夫婦有很大的象征意義,因?yàn)橐荒幸慌拍苷嬲砣祟?。?dāng)然也有其現(xiàn)實(shí)的合理性,漫長的旅途中夫妻在情感上可以彼此支持。創(chuàng)造在太空連續(xù)飛行438天世界紀(jì)錄的俄羅斯航天員波利亞科夫說:“在長期太空飛行過程中,克服心理困難比克服生理困難還難,有時(shí)很孤獨(dú)、郁悶。如果讓我去火星,條件是一定要與妻子同行?!?/p>
如何選拔火星航天員
其實(shí),“火星一號”和“靈感火星”選拔火星宇航員的方法都不全面和科學(xué)。那么,如何選拔真正的火星宇航員呢?因?yàn)榛鹦沁b遠(yuǎn)、荒無人煙、環(huán)境惡劣,連細(xì)菌都難于生存下去,去那里所面臨的風(fēng)險(xiǎn)是站在地球上難以想象的。所以,選拔和培訓(xùn)火星航天員比一般航天員以及登月航天員的要求更高。有人說,在未來的載人火星飛行中,任務(wù)成敗的關(guān)鍵不在于能不能設(shè)計(jì)出可安全飛往火星的飛船,而在于能不能選拔和訓(xùn)練出能夠完成這項(xiàng)任務(wù)的航天員。
如果使用目前載人航天技術(shù)水平,航天員到火星1個(gè)來回路途中至少需要約520天。在這樣長的時(shí)間里呆在1個(gè)狹小的環(huán)境中,對于火星航天員的生理和心理來說都是極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),尤其是對心理考驗(yàn)極大?;鹦呛教靻T能不能保持正常和穩(wěn)定的心理狀態(tài)將火星旅行堅(jiān)持到底取決于航天員的心理選拔和培訓(xùn),心胸開闊、樂觀自信和助人為樂是不可或缺的性格要素,其次才是身體素質(zhì)和知識水平。
研究表明,去火星最好是由4或6人等偶數(shù)組成的乘員組,以免在相互交談中孤立出1個(gè)人來。如果由4人組成,其中1名應(yīng)是航天器駕駛員,1名懂心理、婦科和牙科等的全科醫(yī)生,1名全能工程師,還有1名懂氣候、地質(zhì)的全才科學(xué)家。如果由6人組成,則其中應(yīng)該有2名工程師航天員和2名科學(xué)家航天員。另外,男女混合編隊(duì)比清一色的男性航天機(jī)組更有利于長期火星任務(wù)的完成。
難于上青天
雖然為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)和降低技術(shù)難度,“火星一號”只是“單程票”,以使飛行時(shí)間少一半,大大減少長時(shí)間太空飛行等帶來的各種不利影響,并且不需要費(fèi)用高昂、技術(shù)復(fù)雜的返回裝置;“靈感火星”不在火星表面著陸,則無需裝備火星著陸和返回裝置,從而也能大大降低成本和技術(shù)的復(fù)雜性。但要完成“火星一號”和“靈感火星”的任務(wù)仍困難重重。
首先需要史無前例的重型運(yùn)載火箭。冷戰(zhàn)時(shí)期,蘇聯(lián)之所以在載人登月領(lǐng)域敗北,就是因?yàn)槠渲匦瓦\(yùn)載火箭4次發(fā)射失敗,而美國用近地軌道運(yùn)載能力達(dá)上百噸的“土星”5號重型火箭多次發(fā)射了質(zhì)量約50噸的“阿波羅”飛船。載人火星飛船的質(zhì)量必然大于載人月球飛船,所以首先需研制出比“土星”5號火箭推力還大的重型火箭才行。當(dāng)然,也可采用分批發(fā)射載人火星飛船的艙段到近地軌道,再交會對接成完整的載人火星飛船,從而降低重型火箭的成本和難度,但這會增加載人火星飛船的成本和復(fù)雜性,因此對接次數(shù)也不能太多,否則還會影響可靠性。
能長期單獨(dú)飛行的載人火星飛船也是一大難題。有不少專家認(rèn)為,載人登陸火星最大的困難之一是宇宙輻射。由于地球磁場有屏蔽作用,能把銀河宇宙輻射的強(qiáng)度降低70%~90%。即使在近地軌道上飛行,地球人所乘坐的載人航天器也可受地球磁場的庇護(hù),使其受到的輻射劑量較低。但在去往火星的路上會受到大劑量宇宙輻射,對此目前還沒有可行的對策。
即使抵達(dá)目的地,進(jìn)入火星軌道后,還將面臨在火星表面著陸的“恐怖7分鐘”?;鹦巧蠍毫拥淖匀粭l件,比如遠(yuǎn)甚于12級臺風(fēng)的沙塵暴對火星著陸器和艙外火星服的密封性、可靠性是一個(gè)考驗(yàn)?;鹦菈m埃含細(xì)粒的硅酸鹽礦物,如人類不幸呼吸入將與胃里的水發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生有害的化學(xué)物質(zhì)?;鹦且κ堑厍虻募s1/3,在地球軌道上使用的艙外航天服(120千克)以及為1/6引力定制的月球航天服都無法在火星上使用?;鹦秋w船返回地球時(shí)的速度也比登月飛船快得多,使其難度大增,要嚴(yán)格控制進(jìn)入地球軌道的角度和速度及時(shí)機(jī),否則不是掠過就是墜毀在地球上。
假若有一天,火星人回到了家,想跟地球上的朋友打個(gè)電話也要忍受長達(dá)20分鐘的信號延時(shí),話費(fèi)很貴的。遇到故障,也無法獲得地球控制中心的及時(shí)幫助,必須依靠飛船的先進(jìn)自主控制設(shè)備和航天員的知識、經(jīng)驗(yàn)來解決。由于信號的強(qiáng)度與距離的平方成反比,所以這套通信設(shè)備必須高增益、高可靠。
最有效的解決辦法
從上述掛一漏萬的困難不難看出,私營公司的“火星一號”和“靈感火星”活動對激發(fā)人類的太空探索精神有一定推動作用,但實(shí)施的可行性不大。私營公司目前只適合從事把已成熟的航天技術(shù)商業(yè)化。從各方面講,美國航空航天局通過用小行星作為中轉(zhuǎn)站,在2033年左右實(shí)施的載人登陸火星計(jì)劃可行性最高。關(guān)鍵是經(jīng)費(fèi)能否落實(shí)。冷戰(zhàn)時(shí)期,為了登陸離地球約38萬千米的月球,“阿波羅”工程耗資255億美元(大約相當(dāng)于現(xiàn)在的1 000億美元)。在工程高峰時(shí)期,參加工程的有2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個(gè)科研機(jī)構(gòu),參加項(xiàng)目總?cè)藬?shù)超過30萬,奮斗了8年。而火星離地球的最近距離為5 000萬千米,最遠(yuǎn)達(dá)約4億千米,僅單程飛往火星的時(shí)間就達(dá)250天左右(單程飛往月球的時(shí)間只需4~5天),所以它比載人登月復(fù)雜得多。如今,不可能像當(dāng)年載人登月那樣為了政治而不惜血本進(jìn)行投入,并且還可能遇到政府更迭而影響實(shí)施的連續(xù)性。所以,即使是舉全國之力實(shí)施載人登陸火星難度也很大。
“十一五”成績驚人
“十一五”期間中國航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,產(chǎn)業(yè)規(guī)??焖贁U(kuò)張,外貿(mào)和轉(zhuǎn)包生產(chǎn)取得長足進(jìn)步,國際地位和影響力不斷提升。
自主研發(fā)成果顯著
武器裝備研制成果豐碩,實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展和升級換代。自主研制的新型殲擊機(jī)、殲擊轟炸機(jī)、轟炸機(jī)、特種飛機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、偵察機(jī)、教練機(jī)、直升機(jī)、空中加受油機(jī)、無人駕駛飛機(jī)以及多型號、成系列的航空發(fā)動機(jī)、機(jī)載設(shè)備等軍用航空裝備均批量生產(chǎn)。
民用飛機(jī)發(fā)展取得重大突破,多種產(chǎn)品進(jìn)入國內(nèi)外市場?!靶轮邸?0、運(yùn)八、運(yùn)十二、直十一、直九等航空產(chǎn)品批量走出國門。具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新支線飛機(jī)ARJ21-700系列飛機(jī)累計(jì)中外訂單已達(dá)340架;“新舟”60Z機(jī)累計(jì)訂單總數(shù)已達(dá)162架,迎來了批量出口多個(gè)國家和地區(qū)的新局面。民用直升機(jī)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,直八、直九、直十一、HC120等機(jī)型已形成系列化發(fā)展格局。
具備發(fā)射各種軌道空間飛行器的能力,在可靠性、安全性、成功率和入軌精度等方面都達(dá)到了國際一流水平。近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力將達(dá)到14噸。研制的衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了系列化、平臺化發(fā)展。衛(wèi)星技術(shù)水平、應(yīng)用水平、可靠性有了長足進(jìn)步。初步形成了返回式遙感、通信廣播、氣象、地球資源、導(dǎo)航、科學(xué)探測與技術(shù)試驗(yàn)、海洋等7個(gè)系列。
攻克了飛船總體技術(shù),制導(dǎo)、導(dǎo)航控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)等國際宇航界公認(rèn)的技術(shù)難題,20余項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。2005年神舟六號升空,標(biāo)志著我國跨入真正意義上有人參與的空間試驗(yàn)階段。2008年9月神舟七號取得了圓滿成功,實(shí)現(xiàn)了我國空間技術(shù)發(fā)展具有里程碑意義的重大跨越。
第一顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥一號”于2007年1月24日發(fā)射。標(biāo)志著我國已經(jīng)進(jìn)入世界具有深空探測能力的國家行列。2010年10月1日嫦娥二號衛(wèi)星升空,主要任務(wù)是獲得更清晰、更詳細(xì)的月球表面影像數(shù)據(jù)和月球極區(qū)表面數(shù)據(jù),因此衛(wèi)星上搭載的CCD照相機(jī)的分辨率將更高,其他探測設(shè)備也將有所改進(jìn)。
走出去參與國際合作
近年來,我國航空工業(yè)積極推進(jìn)國際化開拓,全面擴(kuò)大對外開放,廣泛開展國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作,全面融入世界航空工業(yè),對外貿(mào)易大幅度躍升,先后向十多個(gè)國家出口上千架飛機(jī)和發(fā)動機(jī)。目前,從“梟龍”、K8、ARJ21、L15到ERJ145,從EC120、S-92到6噸級直升機(jī)項(xiàng)目,在飛機(jī)、直升機(jī)制造領(lǐng)域國際合作走向多樣化,國際合作的層次又上一個(gè)新的臺階。
國際合作方面,全方位推進(jìn)與國外航空工業(yè)界的合作關(guān)系,有效地促進(jìn)了與空客、波音等伙伴之間的合作,為實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、互利共贏的合作創(chuàng)造了條件;與國外知名航空制造企業(yè)以聯(lián)合研發(fā)、合作生產(chǎn)、合資建廠等形式共同參與C919項(xiàng)目等。一些新項(xiàng)目合同陸續(xù)簽訂與執(zhí)行,如與龐巴迪簽署C系列飛機(jī)風(fēng)險(xiǎn)供應(yīng)商合同,與空客簽署關(guān)于建立復(fù)合材料制造中心的合資合同。
國際市場開拓方面,我國自行研制的ARJ21-700新支線飛機(jī)在第八屆珠海航展進(jìn)行首次飛行,美國最大飛機(jī)租賃公司通用電氣金融航空服務(wù)有限公司訂購7"25架ARJ21-700。ARJ21-700是中國按照國際慣例自主研制的第一個(gè)先進(jìn)支線飛機(jī)產(chǎn)品,它的出現(xiàn)將打破波音、空客、龐巴迪、安博威等外國飛機(jī)廠商在中國民用航空市場近乎壟斷的格局?!靶轮邸?0、運(yùn)十二飛機(jī)以其優(yōu)良的性能贏得用戶,實(shí)現(xiàn)批量出口。截至目前,已有17架“新舟”60飛機(jī)在海外七國運(yùn)營。其別值得一提的是玻利維亞兩架機(jī)的交付以及在海拔4000米的拉巴斯機(jī)場的試飛成功,標(biāo)志著國產(chǎn)的民航客機(jī)在南美市場邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步。
在航天工業(yè)方面,2007年我國首次以火箭、衛(wèi)星及發(fā)射支持的整體方式,為尼日利亞成功發(fā)射通信衛(wèi)星一號并在軌交付,中國航天實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星整星出口零的突破。第二顆整星出口衛(wèi)星――委內(nèi)瑞拉通信衛(wèi)星已于2010年10月30日發(fā)射,第三顆衛(wèi)星――巴基斯坦通信衛(wèi)星項(xiàng)目已正式簽約,成為世界上為數(shù)不多的提供完整配套的發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星、地面設(shè)備等航天產(chǎn)品及服務(wù)的供應(yīng)商,火箭已成為享譽(yù)世界的高科技品牌。
“十二五”,輝煌再鑄
中國將航空航天產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),“十二五”期間將進(jìn)一步加大政府支持力度,促進(jìn)其快速發(fā)展。
航空展望
在未來幾年里,快速提升民機(jī)適航能力,推進(jìn)民機(jī)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。要深入開展適航技術(shù)研究,完善適航性管理體系,同時(shí)在未來5到10年間,重點(diǎn)推進(jìn)61~99座渦扇飛機(jī)以及渦軸系列發(fā)動機(jī)的適航取證工作,重點(diǎn)支持技術(shù)含量高、市場潛力大、技術(shù)基礎(chǔ)相對較好的機(jī)載設(shè)備單獨(dú)適航取證和維修適航取證,為民機(jī)市場提供成熟的貨架產(chǎn)品;強(qiáng)化適航驗(yàn)證能力建設(shè),逐步具備國內(nèi)大型客機(jī)、通用航空型號、大型民用直升機(jī)、航空機(jī)載設(shè)備等型號研制的適航符合性演示驗(yàn)證能力;重視專業(yè)人才培養(yǎng),提升職業(yè)素質(zhì),達(dá)到每年20名試飛員的培養(yǎng)能力,以滿足未來民機(jī)試飛的需求;突破關(guān)鍵試飛駕駛技術(shù)和評審技術(shù),使我國的試飛員技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
低空空域開放
低空域開放將會列入單獨(dú)列入新興產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃,未來五年有望實(shí)現(xiàn)全國性的開放。通用航空相關(guān)的航空配套的設(shè)施和服務(wù)(生產(chǎn)、銷售、培訓(xùn)、維修等)進(jìn)展緩慢亦成為制約發(fā)展的因素。估計(jì)在未來一到兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)開放試點(diǎn),預(yù)計(jì)2010~2020年間我國通用航空飛機(jī)需求市場容量將達(dá)到1500億人民幣。在“十二五”期間,預(yù)計(jì)通用航空產(chǎn)業(yè)處于市場鋪墊和積累期:低空域開放首先需要機(jī)場、空管和航油等配套逐步完善;通用航空運(yùn)營業(yè)務(wù)也將直接開展;由于細(xì)分市場較為成熟,外資品牌將占據(jù)大半江山,國內(nèi)與外資品牌合作的維修企業(yè)將直接獲益。
走出去
為全面加快國際化開拓步伐,中國航空工業(yè)的骨干企業(yè)必須勇敢地走向世界,立志成長為跨國公司、全球公司,對國家戰(zhàn)略形成有力支撐。要建立全球視野、利用全球資源、參與全球競爭和拓展全球市場。要立足國內(nèi)已有資源,積極融入國際航空產(chǎn)業(yè)鏈,參與國際合作與競爭。在此基礎(chǔ)上積極進(jìn)行海外生產(chǎn)、銷售布局,建設(shè)海外研發(fā)中心,初步完成全球生產(chǎn)布局和跨國投融資布局,最終實(shí)現(xiàn)利用全球資源,在全球范圍內(nèi)經(jīng)營,服務(wù)全球市場,實(shí)現(xiàn)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售網(wǎng)絡(luò)的全球化,完成全球融資平臺搭建,發(fā)展成為真正的全球公司。
載人空間站
1、焊接技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
焊接技術(shù)是制造業(yè)中的基礎(chǔ)工藝之一,雖然焊接技術(shù)的發(fā)展時(shí)間不長,但是技術(shù)卻已經(jīng)很成熟了。目前常見的焊接技術(shù)多種多樣,如逆變焊接技術(shù)、高速高效氣體焊接、二氧化碳焊接設(shè)備、短路過渡技術(shù)、多絲焊接技術(shù)、激光焊接技術(shù)等,這些方法為焊接技術(shù)的發(fā)展指明了方向,并且在交通、機(jī)械、能源、化工、電子、石油、航空等多個(gè)領(lǐng)域都得到了良好的應(yīng)用。因此,焊接技術(shù)滲透于現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)的各個(gè)方面,促進(jìn)了工業(yè)經(jīng)的發(fā)展。
2、我國焊接生產(chǎn)的現(xiàn)狀
市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展催生了制造業(yè)的蓬勃興起和發(fā)展,焊接技術(shù)因其生產(chǎn)成本低,效率高及市場反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn),越來越受到焊接生產(chǎn)企業(yè)的重視。隨著現(xiàn)代智能技術(shù),信息處理技術(shù),傳感技術(shù),高性能CPU 芯片等高新技術(shù)的運(yùn)用,使焊接技術(shù)取得了現(xiàn)代化的長足進(jìn)步。
目前包括今后幾十年內(nèi),鋼材將是我國的主要結(jié)構(gòu)材料。2004 年,我國的鋼產(chǎn)量突破2 億噸,成為世界最大的鋼材生產(chǎn)消費(fèi)國。鋼材作為一種結(jié)構(gòu)材料,若轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪o定功能的產(chǎn)品,須經(jīng)過一定的加工技術(shù)。焊接技術(shù)因其自身重量輕便,成本低,生產(chǎn)周期短等市場發(fā)展優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。2004年,用焊接加工的鋼材問題突破1 億噸,躋身世界焊接大國。
為了使焊接技術(shù)應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,完成更多重要產(chǎn)品的焊接任務(wù),在近幾十年內(nèi),我國先后自主研發(fā)了一系列焊接技術(shù),設(shè)備及材料,國外應(yīng)用成熟的焊接技術(shù)和設(shè)備在我國雖應(yīng)用范圍和廣度不同,但均有不同層度的運(yùn)用。如激光焊接,激光切割,數(shù)控切割,機(jī)器人焊接,STT 焊接電源等技術(shù)設(shè)備已在我國制造業(yè)中不同程度采用。
3、我國焊接技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
3.1 船舶工業(yè)中的應(yīng)用
高效焊接技術(shù)在船舶制造工業(yè)中具有至關(guān)重要的地位,高效焊接技術(shù)是一項(xiàng)專業(yè)性、技術(shù)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,尤其是二氧化碳?xì)怏w有效的保護(hù)半自動焊接技術(shù)的應(yīng)用率達(dá)到60%-65%,高效焊接技術(shù)成為我國船舶制造工業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一?,F(xiàn)階段先進(jìn)的船舶焊接技術(shù)是保證船舶制造質(zhì)量、縮短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途徑,也可以有效地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 在航空航天中的應(yīng)用
眾所周知,焊接技術(shù)性能可靠、焊接質(zhì)量優(yōu)良,在航空航天工業(yè)中被廣泛的應(yīng)用,在航空航天工業(yè)中焊接技術(shù)占全部工時(shí)的10%,航空航天領(lǐng)域中50%以上的連接部件使用的都是焊接技術(shù)。由于航空航天工業(yè)對材料的要求比較特殊,所以在航空航天種焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,在現(xiàn)階段,高能束流焊接技術(shù)及固態(tài)焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中應(yīng)用比較多。其中在我國航空航天工業(yè)中最常用的先進(jìn)焊機(jī)技術(shù)是攪拌摩擦焊、電子束焊及激光焊,焊接技術(shù)在航空航天技術(shù)中被廣泛的應(yīng)用,促進(jìn)了航天航空業(yè)的快速發(fā)展。
3.3 汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用
在汽車制造領(lǐng)域中汽車的變速箱齒輪、汽缸、離合器、行星齒輪框架、后橋及發(fā)動機(jī)增壓器渦輪等部件都使用的是電子束焊接技術(shù);而汽車中的車身拼焊、零部件的焊件及框架結(jié)構(gòu)主要使用的是激光焊接技術(shù);在汽車制造領(lǐng)域中汽車的液壓成型管附件、汽車車門預(yù)成型件、汽車地方車身支架、汽車輪轂及發(fā)動機(jī)引擎主要應(yīng)用的也是攪拌摩擦焊接技術(shù),由此可見,焊接技術(shù)廣泛地應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域。
4、當(dāng)前焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢
4.1 焊接材料
焊接材料對焊接質(zhì)量有著非常重要的作用,它的發(fā)展趨勢也有了很大的變化。如焊接材料正在從黑色金屬向有色金屬發(fā)展; 由金屬材料轉(zhuǎn)化為非金屬材料; 由結(jié)構(gòu)材料轉(zhuǎn)化為功能材料; 由多維材料轉(zhuǎn)化為低位材料; 由單一材料轉(zhuǎn)化為負(fù)荷材料。隨著焊接材料的不斷發(fā)展,對焊接技術(shù)的要求更高,這樣就促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展。新的焊接材料如陶瓷、耐熱合金、欽合金等它們之間的連接亟待解決,普通的方法已經(jīng)不能滿足要求,需要研發(fā)出更加先進(jìn)的技術(shù)。目前普遍使用的是摩擦焊和擴(kuò)散焊。
4.2 焊接設(shè)備和焊接方法
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展焊接的設(shè)備和方法有了很大的發(fā)展。對于焊接設(shè)備,它最主要的特點(diǎn)是精度高、質(zhì)量高、可靠性強(qiáng)、多為智能化和數(shù)字化控制、集成度比較高、節(jié)能環(huán)保等。我國的焊接設(shè)備也在不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,大力發(fā)展自動化程度較高的焊機(jī),如二氧化碳焊機(jī)、電阻焊技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、自動化焊接技術(shù)、焊接機(jī)器人、智能化焊接等,這些焊接技術(shù)正在向低能耗、環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。它應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛,西氣東輸工程、船舶工程、三峽工程、航天工程等大型工程都離不開先進(jìn)的焊接技術(shù),并且對焊接技術(shù)的性能要求越來越高。
4.3 焊接熱源
在焊接過程中,熱源是保證焊接質(zhì)量的基本能源,并且熱源是不斷運(yùn)動,通過點(diǎn)、線、面來進(jìn)行熱傳導(dǎo)。因此,焊接熱源的能量密度要高度集中、焊接過程要快速、焊縫要保證質(zhì)量。焊接熱源的種類有很多,如電弧焊、電阻熱、摩擦熱、化學(xué)熱、等離子焰、高頻感應(yīng)熱、激光束、電子束等,應(yīng)該根據(jù)不同的焊接材料和焊接精度的要求,選擇最合適的焊接熱源,保證焊接的質(zhì)量和效率。
4.4 焊接自動化水平和機(jī)械化水平的提高
要保證焊接的質(zhì)量和效率,在進(jìn)行焊接前要做好充分的準(zhǔn)備,如焊接人員要充分熟悉自身的業(yè)務(wù)流程、準(zhǔn)備好焊接的設(shè)備和工件等,因此焊接設(shè)備的準(zhǔn)備車間非常重要,要不斷提高它的機(jī)械化和自動化水平,才能更好地工作。現(xiàn)在常對傳統(tǒng)的焊接工藝裝備進(jìn)行改造,運(yùn)用微電子技術(shù)來代替,這樣大大提高了焊接的自動化水平。將數(shù)控技術(shù)、焊接機(jī)器人、專家系統(tǒng)等運(yùn)用到焊接機(jī)械設(shè)備中,使焊接更加地柔性化、自動校正、自動控制等。
4.5 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
目前,人們正在不斷提倡環(huán)保節(jié)能,焊接技術(shù)的發(fā)展也要將節(jié)能技術(shù)放在重要的位置。焊接工藝應(yīng)該高效節(jié)能,這樣才能為保證焊接技術(shù)的效率提供了一定的幫助。在現(xiàn)在的焊接技術(shù)中,手弧焊機(jī)、晶閘管焊機(jī)已經(jīng)不能滿足節(jié)能的要求,智能化的、能夠自動調(diào)節(jié)參數(shù)的逆變焊機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。在技術(shù)快速發(fā)展的今天,操作技能在逐漸地淡化,焊接技術(shù)也在向簡單化、智能化方向發(fā)展。
結(jié)束語
焊接技術(shù)自誕生以來,一直受到很多學(xué)科最新發(fā)展的影響和引導(dǎo),在新材料以及信息科學(xué)技術(shù)的影響下,出現(xiàn)了數(shù)十種焊接的新工藝,并且使得焊接工藝正從手工焊向自動焊以及智能化過渡。焊接新方法和先進(jìn)材料技術(shù)的引入,提高了焊接技術(shù)的水平,同時(shí)也提出了新的挑戰(zhàn)。國外專家認(rèn)為,焊接作為一種精確、可靠、低成本并且采用高科技連接材料的方法,到2020 年仍舊是制造業(yè)的重要加工工藝。我們廣大焊接工作者任重而道遠(yuǎn),務(wù)必樹立知難而上的決心。抓住機(jī)遇,為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃建平,黃永平,肖延江.論我國焊接行業(yè)的現(xiàn)狀[J].科技與企業(yè),2012,(1).
隨著我國航空航天的不斷進(jìn)步,航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展也不斷的提高,燃油和控制系統(tǒng)由原來的簡單系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的復(fù)雜技術(shù),由原來的液壓機(jī)械操作發(fā)展到現(xiàn)在由全權(quán)限數(shù)字電子控制(FADEC)進(jìn)行操作。原有的軍用航空發(fā)動機(jī)中燃油和控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是多變幾何控制能力,而現(xiàn)在的FADEC技術(shù)將發(fā)動機(jī)的故障診斷和監(jiān)視系統(tǒng)歸入到發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)中。在航空航天發(fā)展速度較快的今天,防喘控制也受到航天專家的重視。因此,本文將對航空發(fā)動機(jī)燃油和控制系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行闡釋,為我國的航空航天發(fā)展提供理論依據(jù)。
1我國現(xiàn)階段航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1燃油控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
燃油控制系統(tǒng)是航空發(fā)動機(jī)的核心控制系統(tǒng),其主要性能直接影響整個(gè)發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng),而燃油泵是燃油系統(tǒng)的重要組成部分。燃油泵包括燃油增壓泵和主燃油泵,目前全球各國研制的軍用航空發(fā)動機(jī)中的燃油增壓泵是采用離心式獨(dú)立轉(zhuǎn)動模式,其增壓能力可達(dá)到0.4-0.8 MPa;而主燃油泵一般采用的是齒輪泵,主要是由于齒輪泵的體積較小、流量較大。還有一種比較合理的選擇是采用高壓柱塞泵,它既可以作為主燃油泵還可以作為噴口油泵,據(jù)調(diào)查顯示,該泵使用情況較為普遍,在英國生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)中就采用了高壓柱塞泵作為主燃油泵,最大的出口壓力可達(dá)21 MPa,最大的流量也可達(dá)每小時(shí)10000kg,而近期俄羅斯也研發(fā)出了高壓燃油柱塞泵。而通過大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用顯示,在泵油系統(tǒng)中還是應(yīng)該采用離心泵作為發(fā)動機(jī)的主燃油泵,其主要特點(diǎn)是制造結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)地較輕、燃油溫升較少,且質(zhì)量達(dá)到了要求。離心泵在設(shè)計(jì)上較為簡單,其控制操作也極為方便,但在小流量的啟動過程中其性能較低,因此需要再單獨(dú)配置一個(gè)啟動泵,這樣將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和流量變?yōu)榭烧{(diào)控的模式。
1.2噴管控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
發(fā)動機(jī)的噴管控制系統(tǒng)在航空發(fā)動機(jī)中也占有舉足輕重的位置,對于發(fā)動機(jī)尾噴管的介質(zhì),我國目前采用液壓油、燃油和滑油,但由于滑油和液壓油的性較好,可導(dǎo)致噴管油源泵在工作時(shí)壓力達(dá)到最高。在發(fā)動機(jī)中使用液壓油系統(tǒng)則可以無需設(shè)立獨(dú)立的油源系統(tǒng),但在這樣共同使用液壓油源時(shí),可對飛機(jī)的動態(tài)操作系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響,還會導(dǎo)致飛機(jī)的液壓系統(tǒng)遭到污染。有調(diào)查顯示,英國曾采用發(fā)動機(jī)尾噴管的獨(dú)立滑油系統(tǒng),雖然對噴管的控制得到了靈敏的提升,但在油源系統(tǒng)中增加了油箱和油泵等裝置,使得控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。目前在我國的軍用發(fā)動機(jī)中,使用較多的噴管控制系統(tǒng)是以燃油為介質(zhì),與此同時(shí),在噴管油源泵的選擇上多以高壓柱塞泵為主。該泵的最大出口壓力可達(dá)23 MPa,最大流量可達(dá)每小時(shí)3600L。
1.3FADEC技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
FADEC技術(shù)是新研發(fā)的全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng),其主要包括傳感器、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、微處理機(jī)以及數(shù)據(jù)的通訊。數(shù)據(jù)傳感器的使用數(shù)量在不斷的增加,致使軍用發(fā)動機(jī)電纜的質(zhì)量也有進(jìn)步,在發(fā)動機(jī)的燃油和控制系統(tǒng)中,傳感器的質(zhì)量占有不可或缺的位置。我國對傳感器的研發(fā)方向是制造出光纖和智能的傳感器,這將是迎合光纖通信的最大亮點(diǎn)。與此同時(shí),微電子技術(shù)也給FADEC的發(fā)展提供了電子硬件,隨著電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展,微處理機(jī)也越來越受到航空專家的關(guān)注。在發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)通訊過程中,通過高速的光纖數(shù)據(jù)把發(fā)動機(jī)的智能傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效的連接起來,取代了原有的點(diǎn)到點(diǎn)式的串行通訊方式,這樣提高了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全性。在發(fā)動機(jī)未來的研發(fā)過程中,要注重防喘控制等相結(jié)合的應(yīng)用,要做到同監(jiān)視系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)以及火控系統(tǒng)共同結(jié)合。FADEC技術(shù)可以實(shí)施較復(fù)雜的控制計(jì)劃,用自適應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行對發(fā)動機(jī)的綜合控制。
1.4防喘系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
防喘系統(tǒng)在軍用航空發(fā)動機(jī)中的主要作用是防止飛機(jī)飛行或發(fā)射武器時(shí)發(fā)動機(jī)出現(xiàn)喘振和熄火。美國和俄羅斯等國家在軍用發(fā)動機(jī)上都使用了防喘和消喘的控制系統(tǒng),同樣的在我國的軍用航空發(fā)動機(jī)中也應(yīng)用了數(shù)字化的防喘控制系統(tǒng),并取得了較大的研究進(jìn)展。我國軍用發(fā)動機(jī)中防喘控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是采用有靜壓傳感器的喘振信號器和高響應(yīng)壓力傳感器,其設(shè)計(jì)可以利用數(shù)字濾波準(zhǔn)確的判斷出喘振的征候。不同類型的發(fā)動機(jī)其采用的防喘控制系統(tǒng)也是不盡相同的。在發(fā)動機(jī)的研發(fā)過程中,進(jìn)口溫度在90-100℃之內(nèi)方可保證發(fā)動機(jī)工作的穩(wěn)定性,若超過140℃時(shí),發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)瞬間的喘振現(xiàn)象,但發(fā)動機(jī)自身的防喘控制系統(tǒng)會將其回復(fù)到原始的穩(wěn)定狀態(tài)。
1.5監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
在我國軍用發(fā)動機(jī)中均配置了不同模式的監(jiān)視控制系統(tǒng),根據(jù)飛機(jī)功能的不同配置不同模式的監(jiān)視控制系統(tǒng),有的配置專用的監(jiān)視系統(tǒng),有的同飛行記錄系統(tǒng)相兼容。我國研制的軍用發(fā)動機(jī)中的監(jiān)視控制系統(tǒng),為了監(jiān)視發(fā)動機(jī)在使用過程中關(guān)鍵參數(shù)的變化情況,監(jiān)視系統(tǒng)可記錄發(fā)動機(jī)的工作時(shí)間、工作溫度、渦輪葉片的使用壽命系數(shù)以及高壓轉(zhuǎn)子的主、次循環(huán)等參數(shù)。監(jiān)視系統(tǒng)在正常工作時(shí),有兩個(gè)機(jī)構(gòu)在執(zhí)行著相應(yīng)的職責(zé),一個(gè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制系統(tǒng),另一個(gè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng),當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),就由狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行對發(fā)動機(jī)的控制,在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)間里對飛行的數(shù)據(jù)和存儲的監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行記錄,以便對監(jiān)視故障的診斷提供幫助。
2我國未來燃油和控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
2.1供油系統(tǒng)的加強(qiáng)
我國研發(fā)的軍用發(fā)動機(jī)主要是以燃油和控制系統(tǒng)為主導(dǎo)地位,采用新型的燃油泵控制系統(tǒng)同科學(xué)的電子硬件相結(jié)合,共同提高FADEC系統(tǒng)的工作性能。運(yùn)用科學(xué)的控制系統(tǒng)和合理的控制算法可提高發(fā)動機(jī)的控制指令,不僅可以提高控制系統(tǒng)的使用壽命,同時(shí)還可以降低研發(fā)控制系統(tǒng)的成本。而降低供油系統(tǒng)的成本也成為學(xué)者的研究目標(biāo),研究表明當(dāng)燃油的溫升在20-30℃之間時(shí),供油系統(tǒng)的質(zhì)量便可減輕一半,這就大大的提高了供油系統(tǒng)的使用壽命。為了降低燃油系統(tǒng)對污染的增加,我國研制的軍用發(fā)動機(jī)多采用離心式油泵,進(jìn)而取代原有的齒輪泵和柱塞泵。但離心泵在工作過程中有弊端,即在小流量時(shí)效率較低,便會造成燃油溫度的升高,因此,專家研發(fā)得出通過調(diào)節(jié)泵的工作轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)燃油泵的供油量。目前我國軍用的航空發(fā)動機(jī)的燃油系統(tǒng)是應(yīng)用電子技術(shù)進(jìn)行控制,這就需要應(yīng)用高集成度和耐高溫的電子元件和器件,獨(dú)立的燃油泵轉(zhuǎn)動裝置便成了發(fā)動機(jī)自我監(jiān)視和診斷的保證。
2.2先進(jìn)技術(shù)和科技的應(yīng)用
我國軍用發(fā)動機(jī)的燃油和控制系統(tǒng)中,應(yīng)用了先進(jìn)的技術(shù)和科技,采用耐高溫的半導(dǎo)體元件可耐高溫350℃、應(yīng)用最先進(jìn)的高溫光電技術(shù)測量裝置、采用砷化鎵材質(zhì)作為集成電路、高速處理器可達(dá)每秒一億次以及高性能的復(fù)合材料。在軍用航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上運(yùn)用先進(jìn)的分析和檢測軟件。在發(fā)動機(jī)研制過程中,應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)理念,在燃油附件中利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行改造,從發(fā)動機(jī)的工裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及編程等發(fā)面共同發(fā)展,提高發(fā)動機(jī)的質(zhì)量,節(jié)省研制時(shí)間。要利用先進(jìn)的技術(shù)積極展開對控制系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)的研發(fā)工作,加強(qiáng)對FADEC技術(shù)的研發(fā),利用智能傳感器、數(shù)字執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行發(fā)動機(jī)的研發(fā)。
3結(jié)語
在我國航空航天行業(yè)迅速發(fā)展的今天,軍用航空發(fā)動機(jī)燃油和控制系統(tǒng)的研究取得了較大的進(jìn)步。隨著我國科研人員的不斷研究,中國航空發(fā)動機(jī)的燃油和控制系統(tǒng)也達(dá)到了較高的水平。為能研制出更高質(zhì)量的航空發(fā)動機(jī)燃油和控制系統(tǒng),研究人員應(yīng)繼續(xù)加大對FADEC系統(tǒng)的研發(fā)工作,增加試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和應(yīng)用性,要注重軟件系統(tǒng)的編程,結(jié)合實(shí)踐中發(fā)動機(jī)的型號進(jìn)行研究,加快FADEC系統(tǒng)的研發(fā)。本文通過闡釋燃油控制系統(tǒng)、噴管控制系統(tǒng)、FADEC技術(shù)系統(tǒng)、防喘系統(tǒng)以及監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)而提出了我國要加強(qiáng)供油系統(tǒng),同時(shí)采用先進(jìn)技術(shù)和科技來提高我國未來燃油和控制系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。為我國軍用航空發(fā)動機(jī)的研制提供理論依據(jù),與此同時(shí),也為我國的航空航天發(fā)展指明了方向。
參考文獻(xiàn):