航空航天的发展范文
时间:2023-07-25 17:18:34
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关键词:低膨胀高温合金;发展;Fe-Ni-Co;性能;因瓦效应;时效硬化;分析
中图分类号:D993.4 文献标识码:A 文章编号:
现代低膨胀高温合金发展,是以因瓦效应以及时效硬化的发现为基础的,在上世纪70年代,随着国内航空航天事业的快速发展以及社会经济发展中能源危机的日益严重,逐渐为低膨胀高温合金在航空航天领域中的应用以及发展进步,提供了重要的契机。在低膨胀高温合金的发展历程中,最早出现的商用Fe-Ni-Co系列合金,在通过使用Nb以及Ti进行强化,去除Al并加入Si等一系列成分变化后,对于原有的商用合金材料的应力加速晶界氧化脆性进行明显改善后,使得低膨胀高温合金在航天航空领域中的应用得到大量的突破。后来,为了改善低膨胀高温合金的抗氧化以及裂纹扩展速率等性能,又进行了相关的新合金系研究,形成了以Inconel 783合金为主的Fe-Ni-Co-Al-Cr系合金与以Haynes242合金为主的Ni-Mo-Cr系合金的研究主流,使得低膨胀高温合金能够在750度的高温环境中仍能够实现完全的抗氧化功能和作用。
1、低膨胀高温合金的发展分析与概述
1.1 低膨胀高温合金的发展基础分析
在现代低膨胀高温合金的发展历程中,低膨胀高温合金的发展是以“因瓦效应”以及“时效硬化”现象的发现为发展基础的。在19世纪90年代后期,法国的一位研究学者发现Fe-Ni合金中的Ni成分含量在合金所有成分含量的36%左右时,合金的热膨胀系数会出现最低值情况,促成了因瓦合金的提出,它为低膨胀高温合金的发展奠定了一定的发展基础。随后,在对于低膨胀高温合金的发展研究中,由于精密仪器仪表行业以及电真空玻璃封装行业的发展需求,低膨胀高温合金以及定膨胀高温合金的的研究发展取得了较为突破性的发展与进步提升,在这一时期也先后出现了Fe-Ni系以及Fe-Ni-Co系、Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系等低膨胀以及定膨胀合金,也就是在低膨胀合金的这一发展过程与阶段时期,时效硬化现象被发现并研究提出,使得现代低膨胀合金发展的两大基础条件全部具备,并使得低膨胀高温合金随着时代的发展随之逐渐的发展起来。在现代低膨胀高温合金发展的两大基础条件中,时效硬化现象的发现提出,不仅使低膨胀高温合金的热稳定性能得到了显著的改善,并且也为低膨胀合金在航空航天中的应用创造了可能性。
1.2 商用Fe-Ni-Co系低膨胀高温合金的发展
在上世纪70年代,航空航天事业的迅速发展以及能源危机的日益加重,最终促成了商用低膨胀高温合金的出现产生。在航空航天领域发展中,应用低膨胀高温合金作为薄壁静子结构部件,比如机匣以及外环,或者是封严环、隔热环等,进行航空航天的生产制造应用,不仅具有生产制造控制部件间隙简单易行,并且能够减少航空航天机械设备的发动机零部件数量,降低发动机的重量以及生产制造成本,提高生产制造飞机的性能。随着商用低膨胀高温合金的出现,上世纪70年代初期,美国某公司推出了第一种商用低膨胀高温合金,主要是以Nb以及Ti、Al时效强化的Fe-Ni-Co基合金,这种低膨胀高温合金具有与Inconel 783系合金相近的优良抗拉强度,但是该类型商用低膨胀高温合金的热膨胀系数在Inconel 783系合金的热膨胀系数一半左右,能够应用于600度的高温环境中。在70年代中期,人们对于商用低膨胀高温合金进行了工艺以及成分上的研究探索,实现了添加Cr以及Hf、B成分,或者是降低合金中的Al含量来提高合金的应力加速晶界氧化脆性。随后,在80年代初期,对于低膨胀高温合金的发展研究中,又出现了第三代低膨胀高温合金,也就是Incoloy 909/CTX-909系合金,这类低膨胀高温合金在原有合金的基础上提高了对于Si的含量,最终形成该系列低膨胀高温合金,使合金的强度以及韧性、抗应力加速晶界氧化脆性、低膨胀系数等得到了良好改善。
1.3 抗氧化低膨胀高温合金的发展
在上世纪90年代,航空航天制造发展中,为了提高飞机发动机的效率,同时提高飞机发动机部件的工作温度,对于应用于航空航天领域飞机制造生产的低膨胀合金材料,也就提出了抗氧化以及高强度、低膨胀的要求,从而促进了抗氧化低膨胀高温合金的研究发展与应用实现。对于抗氧化低膨胀高温合金的发展研究,主要集中在对于Fe-Co-Ni系合金成分的调整研究以及对于Ni-Mo-Cr系低定膨胀系数合金的研究上,从这两个研究思路出发,在上世纪80年代末90年代初以及90年代中期,分别对于低膨胀高温合金有了新的研究与发展突破,实现了抗氧化性能好以及组织稳定、塑性损失小,工作温度可达到750度的低膨胀高温合金研究提出与应用实现。根据这一发展研究与应用趋势,低膨胀高温合金未来将集中于向抗氧化高强度低膨胀高温合金的研究与发展应用方向发展。
2、低膨胀高温合金在航空航天业的应用
在我国的航空以及航天事业发展中,都有对于低膨胀高温合金的应用实现,但是,两个领域中对于低膨胀高温合金的应用侧重点却有不同。首先,在航空领域以及行业应用中,由于低膨胀高温合金本身具有高强度以及低膨胀等性能特点,使得该类型的合金材料在进行航空设备发动机的转动部件与静止部件生产制造应用中,能够严格的进行生产制造部件间间隙与公差的控制,从而提高航空设备发动机能量的输出以及燃油效率,并且高强度的合金材料降低了飞机发动机的重量,使得低膨胀高温合金材料在燃气轮机以及蒸汽涡轮的密封环以及外环、隔热环、轴。机匣、叶片等结构部件制造中广泛应用。比如,CFM-56以及F101等发动机中都大量使用了低膨胀高温合金材料。而在航天领域中,低膨胀高温合金由于其特殊性能特征,在航天飞机的主发动机制造中,也被考虑应用。
3、结束语
总之,低膨胀高温合金是一种具有特殊和突出性能材料,在航天航空领域中有广泛应用,进行低膨胀高温合金材料的分析,有利于促进应用和发展,具有积极作用。
参考文献
[1]贾新云,赵宇新.长期时效对低膨胀高温合金GH783组织与性能的影响[J].航空材料学报.2006(4).
[2]郭绍庆,李晓红,袁鸿,毛唯,颜鸣皋.低膨胀高温合金焊缝金属凝固行为的模拟预测[J].航空材料学报.2004(6).
[3]孙雅茹,孙文儒,孙晓峰,郭守仁,刘正,胡壮麒.P的分布形态对一种低膨胀高温合金持久性能的影响[J].材料研究学报.2008(3).
[4]贾新云,赵宇新,张绍维.热处理对GH783合金组织与性能的影响[J].材料工程.2006(1).
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关键词: 毕业生 航空航天 就业高地
一、航空航天相关单位就业形势分析
1.人才需求出现大幅度“缩水”。
国防科技单位特别是航空航天类就业单位,均在“十二五”前期增加了毕业生的招聘数量,到后期人才储备已相对饱和,招聘人才数量逐渐减少。以航天科技集团为例,2013年度较2012年度减少招聘指标1100多人,2014年还将继续缩减招聘计划。中航工业近三年招聘人数呈现下降趋势,2014年计划数比2013届减少了约1000人。
2.人才学历显著提高。
近年来,航空航天类单位对高学历人才的需求逐年增加。以航天科技集团为例,2011至2013年引进的高校毕业生中研究生招收比例从2011届的65%,迅速提升至75.3%。优质单位的准入门槛开始由本科生向硕士生倾移,博士毕业生成为大量国防院所、企业所追捧的生源。在这样的情况下大量研究生不得不通过降低就业目标获得职位,本科生今后进入航空航天系统单位特别是研究所即将成为神话。
3.对毕业生综合素质要求升高。
航空航天类单位在人才招聘“供大于求”的背景下,在选拔考核中对毕业生的综合素质和相关能力提出了更高要求。招聘以前期培养、重点宣传、层层筛选进行目标性人才储备。另外,用人单位对毕业生的英语和计算机应用能力等非专业知识的技能要求显著提升。
二、占领航空航天就业高地的思路与对策
1.大力推行素质能力教育,提高学生素质。
航空航天类用人单位对毕业生的奉献精神、爱岗敬业精神和团结协作精神有很高的要求。高校应全面推动学生的素质与能力培养,促进毕业生“外语应用能力”、“计算机应用能力”、“跨学科相关专业知识”的全面发展,着重提升学生的综合素质,增强竞争力。
2.继续提升本科生升学率,实现学生高层次发展。
针对当前社会特别是航空航天单位对高学历人才的需求,高校应进一步提高本科毕业生学历层次,提高就业竞争力。积极鼓励引导本科生报考硕士研究生,为参加考研的学生创造条件,切实提高毕业生考研成功率。
3.重点加强毕业生就业引导,坚持占领就业高地。
要占领毕业生就业高地,就要创造机会,让最优秀学生在航空航天系统能够进入重点领域重点单位的重点岗位工作和学习。这些学生毕业后,能够有机会直接接受并有能力完成重点任务,迅速成长,从而产生高校毕业生品牌效应,树立高校的丰碑,全面占领航空航天就业高地。
4.着重发挥高校特色,创新校企合作形式。
校企合作是促进就业工作的有效渠道。在全国毕业生人数总量不断增加的情况下,为了提高招聘工作效率,大部分航空航天类单位会倾向于从熟悉的、有产学研合作的、开设联合培养课程的高校招录毕业生,同时能有参加校企合作课题或在单位有实习经历的学生,因为能够较快融入工作环境而更受单位青睐。创新校企合作形式,让企业参与到学生的培养全过程,利于从源头上培养适合企业的人才就显得尤为重要。
三、占领航空航天就业高地的具体措施
1.发挥高校名师优势,促使学生明确航空报国的奋斗目标。
全面组织航空航天相关的名师大家开展“名师导航”活动,组织知名教授与学生面对面交流,帮助学生了解航空航天专业内涵和发展前景,鼓励学生明确奋斗目标,刻苦学习,树立投身祖国航空航天事业的理想,励志航空报国。
2.整合内外资源,提高学生就业竞争力。
高校要注重整合校内外资源,积极争取社会单位特别是航空航天单位的支持,大力开展飞行器设计系列比赛、力学系列竞赛、航空航天知识竞赛等活动;提供专门的创新基金,鼓励学生自己动手,发散思维;举办航空航天特色的学术会议、学术论坛等交流活动,全面提高学生的综合竞争力。
3.建立“校友信使”制度,加强与航空航天单位校友的联系。
建立高校“校友信使”制度,培养校友们的集体荣誉感,建立相应的渠道和机制,让他们贡献和回馈母校。同时,效法国外和港台的众多高校,发挥校友会的作用,定期向校友学校信息、校友信息变更等,定期邀请他们回母校开展学术交流等活动,加大和校友的联系力度,充分利用校友资源。
4.鼓励学生报考航空航天类单位研究生,注重高层次人才的培养。
用人单位都逐渐提高人才引进的层次,研究生越来越成为需求重点。另外,为缩短人才培养的周期和成本,拓宽当前选择口径,尤其要鼓励学生报考航空航天类研究所的研究生,既提高高校培养层次,又占领航空航天就业高地。
参考文献:
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航空航天行业信息化是指航空航天行业在生产和经营、管理和决策、研究和开发、市场和销售等各方面广泛应用现代信息技术,建立现代企业信息系统,从而不断提高生产、经营、管理、决策及研究开发方面的能力、水平和效率,最终提高我国航空航天行业的核心竞争力。
近年来,我国航空航天企业信息化建设取得显著成效,已经广泛应用在产品设计、制造、管理的各个环节,诸如CAD,CAPP,CAM,CAE,PDM,PLM和ERP等单项技术与系统的应用比较普及,产品研制周期明显缩短,设计制造质量显著提高。
1 航空航天行业的信息化建设内容与作用
航空航天行业方面信息化建设主要包括企业总体的信息管理、研制与制造的协同及产品研制能力的提升3部分。
1.1 企业总体的信息管理
企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)系统,是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。在航空航天企业中,由于需要涉及整体调动和资源整合很多,ERP作为对企业资源进行有效共享和利用的系统,可以使航空航天行业达到整体的资源规划统一。
1.2 研制与制造的协同
在航空航天行业,信息化主要为科研生产服务。该行业的重大工程是1个多学科综合、多专业集成、多个子系统集成和多单位跨地域协同的庞大系统工程;其复杂性、研制周期以及研制过程中各种因素的不确定性,需要采取信息化手段进行约束;其设计与制造中涉及大量的信息系统,并且需要在严格的流程管理控制下实现这些信息系统之间的交互和协作,以支持并行的协同设计和制造。设计研制过程中会涉及到成百上千个子系统、多种BOM表和多种变更管理。航空航天产品研制生产数据分散存放在各承担单位,大多数分系统和单机的研制生产数据没有实现集中存放和统一管理,上下游间难以保证数据的一致性和数据的有效重用。同时,近年来航天企业的研制与生产并重,设计与制造间的协同需求也很迫切。如此众多的系统、流程以及异构的数据协同实现集成需要1个统一的管理平台和集成环境。
航空航天行业又与其他行业不同,对质量管理、产品可靠性的要求非常严格,每个零部件要能追溯生产制造源头。
PDM主要针对的是产品数据管理。它以软件技术为基础,以产品为核心,实现对产品相关的数值处理过程、资源一体化的集成管理技术。PLM则指产品生命周期管理,作为全局信息的集成框架,可有效实现资源集成和协同研发生产及精益化管理。所谓集成框架,即在异构分布式计算机环境中能使企业内各类应用实现信息集成、功能集成和过程集成的软件系统。PDM和PLM可为航空航天产品的研制和制造创造协同工作环境。基于信息化协同工作环境,设计人员可以跨越空间的限制,利用计算机通信网络等技术实现资源共享,完成异地协同设计与协同制造。
重点需要实现下列两个方面的集成:(1)PDM,PLM与CAD/CAPP/CAM的集成;(2)PDM,PLM与ERP的集成。ERP与PDM,PLM的互通,可以最大限度地共享企业全部信息系统。将PDM和PLM技术引入航空航天企业的研制和生产过程中,对改进现有技术和管理流程有非常重大的意义,能在一定程度上解决航空航天企业在研制过程中信息与流程的集成与管理及协同。
1.3 实现航空航天产品的三维全数字化定义设计与制造集成,提升产品研制能力
CAD,CAPP,CAM及CAE主要针对航空航天产品的研发及制造过程的信息化,在产品设计和制造加工的集成上提升产品的研制能力。从技术角度看,航空航天产品的研制过程涵盖现代科技的诸多领域,如机械、材料、电子、力学、声学、热学和能源等;多学科多性能的要求致使各种CAE之间需要协同,而在CAE仿真后进行的优化也需要CAD与CAE之间实现协同。
在航空航天产品的研制技术方面(CAD和CAE),通过数字样机的建立,可以实现部件或整机的虚拟装配运动机构仿真、装配干涉检查、空间分析管路设计、气动分析和强度分析等。总体而言,在航空航天产品研制中全面采用信息化技术,可实现三维数字化定义、三维数字化预装配和并行工程,建立产品的数字样机,取消全尺寸实物样机,使工程设计水平和产品研制效率得到极大提高,大幅度降低干涉、配合安装等问题带来的设计更改。
CAPP与CAM则指航空航天产品的制造协同。CAPP包括工装设计系统建立和工艺系统,在工装分类和典型化基础上,建立各自的工装设计资源库;开发基于工装族和有工艺知识支持的专用辅助工装设计系统,加强工装标准化、组件化和系列化工作,显著提高工装设计效率;实现产品模型在工装设计过程中的信息共享,提高工装设计与产品设计的协同程度;进行基于三维模型的计算机柔性化组合夹具工装研究,使工装快速组合装配,满足型号不同研制阶段和状态的快速工艺准备需求。工艺方面,针对产品制造过程中的铸造、数控加工、钣金成型、焊接等关键工艺过程,利用CAE进行计算机模拟的研究与应用,实现工艺方案的评估及优化;最终实现工艺流程的优化。CAM方面,运用CAD进行制造过程的前期设计,利用CAE进行计算机模拟,实现CAM方式与过程的优化。
总之,设计人员通过CAD完成设计,由专门仿真人员利用CAE完成设计多性能之间的协同仿真优化,通过CAD得到最终设计;而后通过CAD,CAE与CAPP,CAM的协同完成航空航天产品制造的过程。同时,运用两者之间的沟通,通过对航空航天产品的整体信息化建设,建立起CAD设计知识库、CAE仿真知识库、CAPP和CAM的制造工装知识库,使其成为航空航天企业在研发、制造方面的宝贵经验财富。
2 航空航天行业的信息化建设目标
通过上述几个部分的交互运用和协同,可以实现航空航天行业的管理、资源、设计、制造的全方位信息化工程,最终达到以下目标:
(1)实现信息的共享和传递速度,加强各地各部门之间的沟通与交流,提高工作效率;
(2)确保整体信息流的畅通,如产品各方面性能的仿真协同、设计协同等,有效开展工艺与设计的网上协同工作;
(3)提高总体设计能力,建立航空航天行业的设计知识库、仿真知识库和制造知识库等;
(4)提高制造过程信息化应用水平,建立工艺管理平台。实现制造过程计算机化,工艺流程管理及工艺信息与其他信息系统的集成,优化工艺和制造过程;
(5)建立产品设计、制造协同平台;
(6)加强管理信息系统的集成和共享,形成基于网络的、可视化的、高效的生产管理平台。
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关键词:焊接技术;航空航天工业;应用
焊接技术是链接技术中的一部分,是航空航天工业紧密器件制造中补课或缺的技术。在现代生产中,各种新型焊接技术的广泛引用,极大地简化了航空航天中各类构件的加工,节省了生产材料,提升了生产效率。随着焊接技术的不断进步,航天飞机的重量得到了坚强,同时也为航天飞机及其器件的设计提供了技术支持,带动了航天飞机整体性能的提升。文章将对焊接技术在航空航天工业中的应用研究
1 航空航天工业常见焊接技术
1.1 电子束焊技术
在真空环境下,将高速电子流聚焦后对准工件进行缝接,而这时电子束的动能转化为热能,将金属工件熔合,这种焊接方法就称为电子束焊( EBW)。它也是一种高能束流加工技术,与其它焊接技术相比具有很多优点,例如:能量密度高、焊接深宽比大、变形小、精度高,还可以自动控制等。电子焊接技术这些优势,使得它在航空、航天、电子、核工业等产业方面应用广泛。将电子束焊接技术运用于航空制造业中,使得制造飞机发动机更加精密,质量更加先进,也使得很多零件的减重设计、异种材料或者难以整体加工的零件材料的焊接得以实现。在航空航天产业方面,最重要的技术就是焊接零件具备高强度、低重量和稳定性的特点,而电子束焊接恰好解决了这一问题。由此可见,在航天航空领域,电子束焊接已经成为一项必不可少的技术。
1.2 激光焊技术
激光技术首先依靠偏光镜反射装置,将激光束聚焦在工件上,利用光束产生的巨大能量,瞬间就可以将工件熔化和蒸发,这种技术就是激光焊接。激光焊所需的装置较为简单,焊接时能量密度高、精确度高,工件变形小,而且可以焊接难熔零件等,这种技术在室温或特殊条件下都可以进行。在对飞机大蒙皮和附件进行拼接时,经常用到激光焊技术。早在1970年左右,美国就将激光焊技术运用于航空航天工业中。他们制造了一台15kW的CO2仿激光焊机弧光器,在生产飞机的各种零件和材料时运用了激光焊技术,对其进行焊接试验及提高工艺标准。空中客车公司生产的A340飞机,其零件中的全部铝合金内隔板都是利用激光焊接技术完成,使得机身重量有所,生产成本也得到降低。
1.3 搅拌摩擦焊技术
1991年,英国焊接研究所(英文简称为TWI),研发了一种新的固相连接技术,并将其命名为搅拌摩擦焊技术(英文简称为FSW)。该项技术是世界焊接技术发展史上研究历史最短但传播速度最快的焊接技术。它的工作原理是,通过一种非耗损的搅拌头,使其高速旋转,然后压入待焊界面,经过高速摩擦加热被焊金属界面从而产生热塑性。最后,零件在压力、推力和挤压力的共同作用下形成致密的金属间扩散连接。该项技术的特点是,焊接时无需材料、无飞溅、无需气体保护、零件损伤小等,由此也被称作当代最具革命性的焊接技术。例如,波音公司在生产C-17和C-130运输机时,也利用该技术焊接地板来代替紧固件连接,使得地板结构得到简化,生产成本得到降低。总而言之,搅拌摩擦焊技术将在未来的工业应用中发挥巨大的潜力。
1.4 扩散焊技术
扩散焊又称扩散连接,它是指在真空环境或者气体保护下,对母材加热至熔点以下,将两个或多个零件表面施加压力,使界面产生微观塑性变形形成紧密接触,保持某一温度使原子在界面扩散而,最终将零件连接到一起。使用该焊接方法,一次可焊接多个接头,零件的接头质量好、形变小,而且焊后无需机加工。由于这些优点,在直升飞机的钛合金旋翼桨毂、夹层风扇叶片、飞机大梁、发动机机匣、涡轮叶片等零件的生产制造过程中,扩散焊技术已经得到了广泛的运用。在航空航天领域,焊接技术已经成为了必不可少的重要连接技术,该技术的运用使得飞行器重量有所减轻,发动机质量有所提高,所以大大推动了航天航空产业的发展和生产技术的提高。很显然,我国航天航空工业在将来的发展中,离不开焊接技术。与此同时,该技术的运用也会推动航天航空工业的飞速发展。
2 焊接技术在航空航天工业中的应用―以电子束焊接技术为例
随着技术的不断进步,越来越多的先进焊接技术被研发出来,不仅可以有效地减轻航天航天结构的重量,更可以通过提供先进的技术支持,为航天航空飞机、发动机综合性能和整体性能的提升提供帮助。电子束焊接技术则是航空航天工业中普遍运用的一种焊接技术。
2.1 电子束焊接在发动机燃烧室中的应用
发动机燃烧室身部主要使用的是不锈钢焊接结构和铜胎上电铸金属。但是,在进行焊接时,由于受各自物理化学性能存在巨大差别,极大地增加了焊接难度,特别是在接头处记忆产生杂质。当存在较大的焊接应力时,接头处容易出现开裂。同时,在高温情况下,电铸层容易出现削弱,甚至剥离。此外,在采用电子束焊接时,也会受到来自电铸金属层的磁性的影响。因此,在采用电子束焊接技术进行焊接时,首先应对电铸金属层进行整体退磁,对电子束的路径进行磁场屏蔽处理。焊接时,主要采用高压型电子束焊机对燃烧室进行焊接。要尽量避免焊接时产生过多热量,避免变形,并尽可能的降低接头的应力,防止易熔夹层的形成,避免应高温而出现的结合力降低的情况,可以有效地避免开裂情况的出现。
2.2 电子束焊接在波纹管组合件中的应用
航空航天发动机产品中波纹管组合件是其重要组件之一。同时,也是需要利用电子束焊接技术进行焊接的重要部分。一般而言,多层金属波纹管是航天发动机的主要的动密封原件。多层金属波纹管作为动密封原件的主要优势在于不会出现卡滞现象,相对比较灵活。为此,保证运动灵活与良好气密性是波纹管组合件生产的关键所在,而这个环节需要通过焊接来实现。采用电子束焊接技术,可以有效地增强波纹管的接头强度,从而在尽可能避免变形的同时,保证焊接的美观和密封性。
2.3 电子束焊接在压力容器中的应用
在航空航天工业应用中,压力容器的主要用途在于对各种流体介质进行存储。压力容器质量的好坏,直接关系到空间系统的稳定性。电子束焊接在制造高质量压力容器中具有主导作用。在推进系统中,燃料储箱与气瓶是关键部件。根据有关部门的统计结果显示,压力容器的多发故障主要集中在气瓶焊缝处。因此,在进行焊接时,气瓶处焊接要求极高。采用电子束焊接时,可以通过单面焊双面成形,从设备和工艺的角度控制焊缝内外表面的咬边缺陷的出现。此外,随着近年来复核材料气瓶逐渐增多,其由内外两层构成。其中,内层为金属衬层,而外层的复合材料层。前者的作用在于气密作用,而后者的复核材料则主要承担大部分内压载荷。通过电子束焊接技术主要针对气瓶中的内层,即金属内衬进行焊接,这部分的金属一般采用钛合金或铝合金制作,因而相对比较薄。通过真空电子束可以更加精确的进行焊接,避免气孔缺陷。
3 结束语
焊接技术是航空航天领域的重要连接技术,它在促进航空航天制造技术的发展、实现飞行器的减重、高效中发挥着越来越重要的作用。可以预见,我国航空航天工业在突飞猛进的焊接技术的推动下定将取得快速发展。我们相信,随着技术焊接技术的不断进步,我国航空航天工业水平也将得到明显的提升。
参考文献
[1]王亚军,卢志军.焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术,2008,16:26-31.
[2]马卓.先进焊接技术发展现状与趋势[J].科技创新与应用,2013,3:122.
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关键词 现代控制方法 人工智能控制 最优控制
中图分类号:TP18 文献标识码:A
0前言
现代控制理论是以解决航空航天领域的科技问题所诞生的一种拥有特定意义的理论,随着科学技术的不断进步,各种现代控制方法被逐渐研究出来,为了使现代控制方法更好地应用于航空航天领域,因此人们逐渐加深对现代主要控制方法的研究现状及未来发展趋势的探索分析。
1现代控制理论概述
现代控制理论的基础是状态空间学,然后结合了线性代数、微积分方程等数学方法,从而形成的一种控制系统。该理论自上世纪五十年代诞生以来便受到人们的广泛关注并且得到快速的发展。该理论最初主要运用于航空航天领域,是为了解决如何使用最少的燃料和最短的时间将宇宙火箭或者是人造地球卫星发射到预定的轨道等问题,随着这些问题的逐渐解决,控制理论的范围也逐渐扩大,经过半个多世纪的发展,现代控制理论已经产生了多种不同的控制理论分支,应用于社会生产生活的各个领域。
2现代主要控制方法
目前应用于航空航天领域的现代控制方法主要有以下几种。
2.1人工智能控制
人工智能控制中又衍生出多种不同的控制方法,主要有:
(1)神经网络控制。神经网络一般是用于对信息的处理及控制。神经网络的结构具有分层的特性,在每个神经元之间都可以进行输入与输出的连接,但是在不同层次的神经元则无法实现连接。神经网络具有不同的网络形式,其中以BP网络和RBF网络形式最为典型。自八十年代以来,神经网络在控制理论中的广泛应用已经可以解决控制理论中的绝大多数问题,成为社会上关注的焦点。例如建模与辨识系统、配置极点、控制内膜、自适应控制等。而神经网络可以对航空航天领域进行智能控制,主要归功于神经网络具备的学习能力,从而减少了适应环境的变化,能够十分方便地对控制系统进行在线离线的控制。而且神经网络具备计算的特质,可以准确高效的完成计算处理。同时信息的分布式储存和处理结构,有较高的泛化与容错能力。
(2)模糊控制。模糊控制的理论基础是计算机的模糊集合论、模糊逻辑推理和模糊语言变量这是中模糊理论。目前,模糊控制理论可以对不确定的控制对象模型进行满足系统非线性的操作,同时模糊控制系统可以将枯燥难懂的数学变量变为语言文字信息,方便人们进行理解。模糊控制理论是对人的思维进行高度的模拟,以此根据人在航空航天工程建设中积累的经验进行模糊推理。
但是,模糊控制理论中仍存在一些问题,例如:模糊控制器的工作原理相对复杂,影响到系统运行的稳定性,而且模糊控制同鲁棒控制的对比关系还需进一步进行研究,因此模糊控制理论还在在不断的完善发展中,在未来模糊控制理论将更趋近于专家模糊控制、智能优算法相结合的模糊控制等。
2.2最优控制
最优控制理论又被称为动态最优化或过程最优化理论,在满足各类式对初始、过程以及终端的制约条件的情况下,找到最优的控制策略,确保系统的性能指标可以符合规定的性能指标式,以此来实现对系统最优化的操作。
极值原理、微分对策以及动态规划是现阶段最优控制下形成的主要理论,我们在使用最优控制时所使用的数值方法主要有:梯度法、伪谱法、遗传算法等,我们也可以将不同的算法进行组合,融合每种算法的优点,打破只用一种算法的局限性,从而提高整体算法的控制水平,可以有效地对一些更加复杂的最优控制问题进行解决。
目前最优控制理论主要应用于航空航天工程中的一些问题,例如:如何解决线性二次型指标的最优问题、伺服机构问题、跟踪问题等。但是随着时代的发展,社会的进步,我们对最优控制的要求也越来越高,需要使用最优控制解决的问题也越来越多,因此在未来,最优控制的对象将会变的多样化,系统的结构也会更加复杂,从而使最优控制理论可以解决一些更加复杂的不确定性的系统问题。
2.3自适应控制
自适应控制理论下的系统通常带有明显的不确定性,所谓的不确定性指的是被控制对象的环境模型是不确定的,其中包含着一些随机因素和未知情况。因此,在自适应控制中需要对系统的工作状态进行自动的调节,所以自适应控制主要是对控制法则进行修改调整,对控制器的可变参数进行在线调整,对性能指标或辨识对象的动态特性进行在线测量,从而实现对系统的自适应控制。根据应用领域的不同,我们建立的自适应系统也存在一定的差别,但是自适应系统所完成的功能都是相同的,我们建立的自适应系统控制模型主要分为两种:一种是模型参考自适应系统和无模型参考自适应系统。
3结论
综上分析可知,现阶段我国在航空航天领域所使用的现代主要控制方法有:人工智能控制、最优化控制、自适应控制等,我们只有加深对现代控制方法的研究,将现代控制方法的作用最大限度的发挥出来,才能提高现代控制方法对航空航天领域的控制水平,才能促进我国航空航天领域的进一步发展。
参考文献
[1] 史国庆,高晓光,吴勇,等.航空航天领域现代主要控制方法的研究[J].南京航空航天大学学报,2014,18(1).
篇6
这一成功令一直紧张注视“好奇”号的美国国家航空航天局火星项目团队异常兴奋。在得知“好奇”号成功登陆火星后,美国总统奥巴马表示,“好奇”号是迄今登陆其他星球最为复杂、精密的移动实验室,标志着科技空前进步,表明即便是最艰难的挑战也无法抵挡创新和决心的脚步。奥巴马的科学顾问霍德伦认为,这是人类在太空探索上迈出的巨大一步,是一项无与伦比的成就。
这是美国国家航空航天局所发射的探测器第七次在火星着陆。“好奇”号着陆在火星盖尔陨坑内一块平坦地面,所载的一台照相机捕捉了着陆瞬间情景。对此连称“漂亮”的美国国家航空航天局局长博尔登说,“好奇”号的轮子已经开始为人类踏足火星开辟道路。
在“好奇”号登陆火星的过程中,最令人揪心的惊险过程当属进入火星大气层后的下降和着陆。在短短7分钟内,“好奇”号的时速由约2万公里下降至零,且无法人为控制,完全由一项最新着陆技术自行完成,其间充满不确定性,任何一个微小失误便将导致全盘皆输,因此美国国家航空航天局称之为“恐怖7分钟”。
此外,由于“好奇”号所发出的信号需要围绕火星运行的另外3颗探测器中转,“好奇”号着陆的信号最快也要在14分钟后才能传递到美国国家航空航天局地面控制中心。这一“度秒如年”的等待更使这一着陆的成功令人欣喜异常。
在火星表面着陆约两小时后,“好奇”号探测器发回了一张有关其“新家”盖尔陨坑的高分辨率黑白图片。“好奇”号还将发回更多图片,并将传回彩色图片。人类也因此能够更为真切地了解火星景象。
据了解,此次“好奇”号的任务目标是搜寻碳、氮、磷、硫和氧等基本生命元素,但没有计划搜寻生物或化石微生物。未来将岩石和土壤样本带回地球后,人们才能最终确认火星是否确有生命存在。
此次“好奇”号之所以选定在盖尔陨坑着陆,是因为有迹象表明,那里曾经有水存在,盖尔陨坑旁的高山富含矿物质。在经过几周“身体检查”后,“好奇”号将开始行走并登山,使用机械臂等钻探岩石、采集土壤,开展查看是否有微生物生长环境等科研工作。
火星一直被称为宇宙飞船的墓地。自上世纪60年代以来,美国、苏联及欧洲等一直进行火星探索活动,但多数失败。耗资25亿美元的“好奇”号是美国国家航空航天局一次代价最为高昂的“豪赌”,其成功与否事关美国国家航空航天局今后发展前景。由于经费紧张,美国国家航空航天局已经停止与欧洲航天局原定于2018年联合登陆火星计划。欧洲航天局因此决定与俄罗斯联手进行相关领域合作。
美国国家航空航天局希望“好奇”号此次登陆火星后能有重大发现,为今后宇航员登陆火星打好前站。
(综合8月7日《人民日报》和《北京日报》)
花 絮
美华裔少女为“好奇”命名
2009年5月27日,美国宇航局宣布,堪萨斯州小学6年级12岁的华裔学生马天琪在美国太空总署举办的为火星探测器命名的作文比赛中获得冠军,得以用“好奇”命名美国下一代火星探测器。
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【关键词】先进焊接技术;电子束焊;激光焊;搅拌摩擦焊
前言
与传统的焊接技术相比较,当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势,目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术,无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论,并且阐述在实际中的应用。
一、先进焊接技术应用领域
(一)在航空领域的应用
在当前,新的焊接技术在世界上应用的都比较广发,主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造,也使用这种新的焊接技术,已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新,高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步,在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高,飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展,正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构(以复合材料为主)、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%,焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。
激光焊广泛应用于航空航天制造业,特别是武器装备和飞行器结构制造中,如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配(如腹鳍和襟翼的翼盒)、薄壁零件的制造(如进气道、波纹管等)以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。
搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面:机翼、机身、尾翼;飞机油箱;飞机外挂燃料箱;运载火箭、航天飞机的低温燃料筒;军用和科学研究火箭和导弹;熔焊结构件的修理等。
由以上资料可以看出,随着新材料、新技术的出现,在航空航天领域,先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。
(二)在汽车制造领域的应用
电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛,影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是,接头的力学性能不发生变化。同时,可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件,也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件,这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。
激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中,根据车身不同的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量,减少电焊数目,优化材料用量,减小零件重量,降低成本,提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件,无焊接变形,焊接速度快,不需要焊后热处理,激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。
目前,搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为:发动机引擎和汽车地方车身支架,汽车轮毂,液压成型管附件,汽车车门预成型件,轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架,载货车的尾部升降平台汽车起重器,汽车燃料箱,公共汽车,和机场运输车,铝合金电梯,铝合金汽车修理等。
二、技术创新的趋势
当前,新的焊接技术主要应用在大型的设备行业,这些行业关系着国计民生,但是随着科技的进步,技术方面也会相应的有所创新,相对也会渐渐的融入到民生行业当中,就当前发展情况来看,在未来主要有以下三方面发展趋势:小型化、集成化、信息化。
(一)小型化
随着各种新技术的涌现和融合,这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本,使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊(LAFSW),就是在焊前通过激光进行辅助加工,得到满意效果,还可以加工非金属和不导电的材料,大大扩大了该技术的使用范围。同时,还可以将已有焊接技术进行嫁接,以期达到更佳效果。目前,已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。
(二)集成化
当前主流的焊接技术在使用的过程中,很少出现与其他的技术共同使用的情况,基本上都是独立运行的,而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大,而且运行也十分复杂,与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高,也会有更广阔的发展空间,相应的也提高了生产效率。
(三)信息化
随着科技发展,计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合,使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用,也使得焊接技术可以基于网络信息的平台,建立一个庞大的数据库,通过数据库,完成了焊接技术的信息化。信息化的出现,方便了整个行业对该技术的使用与共享,从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考,在使用中也会有详细的记录,对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助,这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次,从而达到产业升级。
三、结语
焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步,品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠,性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求,焊接设备与制造业将以市场为目标,加强对现代焊接技术的研究开发,特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料,另一方面,先进制造技术的蓬勃发展,正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求,推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入,促进焊接自动化技术革命性的发展。
参考文献
[1]李亚江,吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术,2010 (9).
[2]航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].岩石航空制造技术.2010(9):58.
[3]殷声.燃烧合成[M].北京:冶金工业出版社,1999,8,31.
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为期两天的南京航空航天大学2012年自主招生航模特长生考试于2月9日结束,来自全国各地的50多名航模特长生报名参加了考试。报考条件为:在航空、航天、航海模型运动项目上具有特长,获得过省级比赛冠军或全国比赛前三名。考试分外场飞行操作测试和室内手工制作。主要依据选拔测试成绩并结合学生特长与获奖等情况综合考虑,分类确定合格名单,最后经招生工作领导小组讨论审定。2012年参加测试的人数创历年新高,总体水平明显高于往年。考试结果于3月在网上公示。 (袁 伟)
北京航空航天大学2012年自主招生航模特长生面试
2012年3月11日,北京航空航天大学自主招生航模特长生面试在北京航空航天大学创新实践基地进行。2012年自主招生航模特长生考试分为笔试和面试两个环节,来自全国各地的6位航模特长生通过严格的笔试考试(已于2月12日举行)进入此次面试环节。由于笔试环节主要考查考生的基础知识、书面表达及综合应用等方面的能力,因此面试着重考察考生的制作能力,同时还包括对考生航空航天及航模等方面理论知识的提问环节等。考试结果随后将在网上进行公示。 (马家骏)
本刊点评:在国内四大自主招生联盟联考进行期间,一些具备航空航天相关专业的院校也同时开展了航模特长生自主招生考试。虽然各校在考试内容、形式及准入资格、要求等方面有所不同,但对在航模方面有突出特长的考生无疑增加了一次继续深造的机会。经过不断学习历练,入选的考生大都会成为各校在科研类全国航空航天模型锦标赛中的主力队员,其中的佼佼者还有机会投身我国航空航天尖端领域的科研工作。
机器狗狂奔视频引轰动
近日美国官方公布了一段关于军用机器狗在粗糙的路面上疾速狂奔的视频,展示出其惊人的活动能力和适应性,在互联网上引起轰动。这个形似机器狗的四足机器人被命名为“大狗(Bigdog)”,由波士顿动力学工程公司(Boston Dynamics)专为美军研究设计。这只机器狗与真狗一般大小,能在战场上发挥重要作用――为士兵运送弹药、食物和其他物品。其原理是:由单缸两冲程发动机驱动的液压系统带动有关节的四肢保持平衡与运动。每条腿有三个动力关节与一个“弹性”关节,均由机载计算机控制,根据内力传感器探测到地势变化来进行主动平衡控制。陀螺仪和其它传感器则帮助机载计算机规划每一步的运动。如果有一条腿比预期更早地碰到了地面,计算机就会认为它可能踩到了岩石或山坡,进而会相应调节运动步伐。最新款“大狗”可以承载40多千克的装备(约相当于其重量的30%),并能攀越35°的斜坡。“大狗”可自行沿简单路线行进,或通过远程遥控控制。据悉,未来的“大狗”-V3改进型每条腿上还将增加一个动力关节,使其以更快的速度攀越更陡的斜坡及地势更险峻的路段。
本刊点评:这款“机器狗”突破了以往人们对智能机器人行动缓慢的传统印象。它行动迅速、反应灵敏、动力和智能自动化程度很高,且非常结实耐用。虽然可能与实用阶段还有很大差距,但已经让世人看到了智能机器人的发展曙光。
■国际空中机器人大赛(IARC2012,亚太赛区) 将于2012年8月7~9日在北京航空航天大学新体育馆举行。国际无人机系统协会(Association for Unmanned Vehicles System International,AUVSI)于1991 年在佐治亚理工大学举办了首届国际空中机器人大赛(IARC),至今已走过21年的历程。为方便更多的大学参加比赛,2012年将设立亚太赛区,定在北京举行,与美国北达科他州的大福克斯赛区同步。两个赛区的比赛规则完全一致。IARC大赛至今已完成5代任务,每代任务相对独立,完成后进入下一代任务,2010年进入第6代任务,目前尚未完成,期待新的突破。有关比赛详情,可访问大赛官方网站:iarc.省略或亚太赛区网站:iarc.buaa.省略。
■2012年全国航空航天模型锦标赛 将于5月20~25日在河南省安阳市举行,将囊括自由飞、遥控及线操纵等各项目比赛。
■2012年全国青少年航海模型锦标赛与2012年全国航海模型锦标赛 初步拟定于8月在福建省厦门市举行。
■第十三届“我爱祖国海疆”全国青少年模型教育竞赛 分为选拔赛和全国总决赛。其中航海模型选拔赛将于2012年3~7月举行,全国总决赛拟定于8月初在福建省厦门市举行;建筑模型选拔赛将于2012年3~11月举行,全国总决赛拟于12月底择地举行。
■第十四届“飞向北京-飞向太空”全国青少年航空航天模型教育竞赛 分为选拔赛和全国总决赛。其中选拔赛将于2012年3~7月举行,全国总决赛拟定于8月中旬择地举行。
■第十七届“驾驭未来”全国青少年车辆模型教育竞赛 分为选拔赛和全国总决赛。其中选拔赛将于2012年3~11月举行,全国总决赛拟定于12月底择地举行。
■ 沈阳农民手工打造客机 2012年2月28日,辽宁沈阳市长白乡夏河村58岁的农民李京春(音)正在和家人手工打造一架客机。李京春是一名狂热的飞行爱好者,两年多来,他和家人已投入约4万元进行飞机制造。这架飞机长5米、翼展约4米、重达1吨,制作材料多数由买来的废弃钢材焊接而成。目前,这架“客机”已初见雏形并开始内饰装修。据李京春介绍,制作这架“客机”是为了圆儿时成为一名飞行员的梦想。
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一直以来,航天工业都被披上一层神秘的面纱,与普通大众的日常生活相距甚远。但航天技术绝不是高处不胜寒的技术,目前中国航天技术的民用化正在形成新的产业。据了解,航天高科技的“溢出效应”无处不在,例如我国近年来开发使用的1100多种新材料中,80%是在航天技术的牵引下研制完成的。此外有许多航天技术其实已经走进千家万户,载人飞船上天、月球探索任务等航天事件已不再是距离我们很远的伟大试验,它正改变着我们的生活。
“嫦娥三号”相关技术,将对我国空间科技和航天产业具有直接而广泛的推动作用,包括运载技术、卫星技术、地面遥测系统和深空测控网等一系列基础建设。另外,据专家说,“嫦娥三号”技术的二次开发带来的作用,包括对航天器本身、航天技术本身的促进,以及对于人工技能、机器人、遥控作业、办公自动化、超音速飞行、光通讯、数据处理,超高强度、超高温材料,电能微波传送,无污染飞行器,空间生命研究等高科技产业都将发挥溢出效应。如:用于“嫦娥三号”月球车的一些关键技术将可望实现“民”,被应用于商业领域,推动国内机器人产业的发展。中国航天科技集团公司第八研究院承担了“嫦娥三号”月球车四个半分系统的研制,该院正计划将用于月球车的移动系统和机械臂等机器人技术向民用领域拓展,用于服务和工业机器人,实现“民”。
事实上,航天技术推广是需要一个过程的。如美国“阿波罗”计划实施后,过了约30年时间,大量航天军用技术才被普及。从目前国内政策看,政府正鼓励相关技术的“民”,在不远的将来这些技术肯定会向民用转化。
探月工程同时也是一项全社会广泛参与的高科技工程,在“嫦娥三号”任务各系统研制过程中,一大批民营配套单位积极参与、无私奉献、发挥自身优势,为“嫦娥三号”任务作出了重要贡献。如华力创通很早就进入军品领域,目前公司的仿真业务属于军工核心领域。该公司研制的半实物仿真系统HRT-1000应用于中国“神舟”系列飞船研制、国产先进战机“歼十”的研制和自主产权的支线客机ARJ-21的航电测试系统中。华力创通的案例仍是数量稀少的个案,大批非航空航天系统的企业仍被阻挡在行业门外。
对于民营企业参与军工建设来说,有机会也有壁垒。由于军工涉及到国家的安全,具有保密性,因此其竞争并非是完全市场化的。同时,国内非航空航天系统的企业并不了解我国航空航天等军工领域的运作模式,很多民企更是抱着“赚一把”就走的目的硬闯这个领域。因而,民营企业为了更好地服务军工领域,需要做足工课。
按照加大自主创新、发展高新技术、推进产业化、提升产业规模的要求,民营企业应当研究开发科技含量高、市场前景好的航天军民两用高新技术产品,参与航空航天等军民结合高新技术产业的发展,参与航空航天科研生产任务的竞争和项目合作。民营企业可承担航空航天分系统和配套产品研制生产任务,具体承担任务的范围按照国防科技工业主管部门的武器装备科研生产许可目录及有关管理办法执行。
为了进一步推动军民结合,有关部门需要加强内部各单位之间在技术链、产业链之间的协同与配合,促进资源整合与能力的形成,同时积极推动与有关大企业集团的战略合作。打破军工集团“自成体系、部门封闭、企业全能、产研分离”的状态,通过吸收更多优势资源向武器装备科研生产领域集聚,形成开放竞争的国防科技工业发展格局。大力发展军民两用技术,提高军民通用资源和重大设施的共享程度。
产业基地是军民融合的载体和抓手,建立起一批具有军工特色的军民融合产业基地,并搭建军地需求信息平台。完善信息制度,搭建适合非公有制经济发展特点的信息交流和共享平台。及时定向相关政策法规、武器装备科研生产许可目录、社会投资领域指导目录、军工企业股份制改造指导目录、军工产品和技术需求、技术标准等信息,指导民营企业加强与军工科研生产单位的信息沟通。
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一、瞄准地方资源发展前景,选择航空作为科技教育特色项目
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的要求,普通高中除了主要通过国家课程的教学外,还须开设一些内容丰富、形式多样的校本课程来实现育人目标。从培养一流高端科技后备人才的战略目标出发,根据学校情况和依托地方资源优势,选择突出某项特色,不但能使特色项目教育活动开展得更有深度,更具活力,而且可更好地实现我们的育人目标和促进学校的特色发展。
始于1998年的两年一届的珠海国际航空航天博览会,已经成为代表当今世界航空航天先进科技的主流和展示世界一流航空航天产业发展的盛会。每届航展的举办,不仅在珠海特别是在我校,都会掀起一股航空航天热。这使许多学生对航空航天产生了极大兴趣,甚至就此产生立志未来成为航空航天人才的热切愿望。在航展的带动下,许多新兴航空产业,如亚洲最大的珠海摩天宇飞机发动机维修企业、中航工业通用飞机产业和珠海雁洲轻型飞机制造有限公司等都陆续在珠海安家落户。特别值得一提的是珠海航空产业园于2008年破土动工。其将以“五基地一新城”作为骨架,将建中国最具综合竞争力的民用航空产业基地、世界著名的航空展览基地、国际一流的通用航空(公务机)制造基地、亚太地区综合性的航空维修基地和国内重要的民用航空数控加工基地。如今,珠海不仅具有以航空为特征的经济功能,而且具有以航空为特征的社会功能和城区形态,成为拥有相当一部分从事航空产业人口的、现代化的、宜居的珠海航空新城区,这就标示着珠海未来的航空产业有着巨大发展前景。珠海如此得天独厚的航空教育资源,使我们意识到选择航空科普作为我校科技教育中的特色项目是可行的。
二、依托地方资源优势,构建航空校本新课程
为满足学生对高新科技产业之现代航空业的喜爱,在构建航空校本新课程前,我们先对这些资源进行了一个选择、引入和转化的开创过程。在此过程中,我校根据教育目标采取寻找机会、及时跟进等办法,把一些优势资源逐步转化为航空科普教育校本新课程。
在我校开创的航空科技教育新项目里,航空爱好者们组织的航空航天俱乐部,是学生喜爱的一种活动组织形式。学生航空航天俱乐部实行“三自”管理模式,即由学生“自主管理、自我教育、自主发展”,自己选举产生俱乐部管理人员,自主策划一些活动。航空航天俱乐部名为“志翔”,是由学生自己命名的,意喻志在飞翔。我们在学校科技楼上配备了用于展示航空科普知识、组织学生动手制作、陈列学生活动成果的2间专用工作室,其中一间为探究室,安装了一架AU-1轻型飞机和一架直升飞机模拟器。高仿真度的操控、电子装置和前方投影显示屏,使“飞行员”登上驾驶室,就能身临其境地驾驶“飞机”从世界上任何一个著名机场起飞、降落。
为开展好俱乐部活动,我校积极寻找校外航空课程资源,分别与珠海雁洲公司、北京理工珠海航空学院等企业和院校签订航空科技教育基地的协议。根据协议。专业人员定期来校给俱乐部授课与讲座;指导我校教师编写航空科普校本课程;帮助学校进行航空科普设备的安装、调试和操作培训,举办航空科普夏令营等活动。在校友和社会各界人士的支持下,我校还设立了珠海一中航空俱乐部活动基金。
我校开设的航空校本课程还有航模制作,在现有本校科技教育专职教师基础上,我们专门聘请珠海市著名航模教练来给学生授课与指导。直接利用航展举办活动也是航空校本课程的--+突出亮点。航展期间学校除鼓励学生们利用假日前往观展外,还在校园内举办以航空科普为主题的科技节活动。如邀请航空专家来我校进行科普讲座和指导、举行航空知识航展摄影作品竞赛及有关航展主题征文活动等。
2008年珠海第七届航展期间,我们结识了中航集团领导和第一飞机设计研究院总设计师唐长红。在他们的帮助下,我校在2009年7月成功举办了西安航空夏令营。学生在中航集团第一飞机设计研究院、飞机试飞院和西安飞机设计研究院等三地,进行实地参观、学习和体验。活动中,我校航模队又跟他们的业余航模协会建立长期联系。我们邀请“小鹰500”民用飞机总设计师龚国政来校讲座,同时聘请他为“志翔”航空航天俱乐部专家顾问。就这样,我校航空科技课程资源链在这种机遇和跟进的开创过程中不断延伸发展。在学校航空科技教育校本课程实施中,最突出的是航展期间举办的大型主题活动。2008年11月第七届航展期间,我校在校体育馆与中航集团、中央人民广播电台中国广播网联合举办了“振翅长空、梦翔蓝天”航空知识擂台赛。
在科技创新活动中,我校航空爱好者用遥控航模创新研制的“智能警用直升机”获第21届广东省青少年科技创新大赛一等奖。使用遥控直升机模型为装载工具研制的“森林火情遥控探测装备”获得第25届珠海市青少年科技创新大赛一等奖,得到珠海市森林防火指挥部的赞扬和支持,并由市防火指挥部邀请当地航模厂家与学校合作共同参与继续研制,装备研制成功后将在本市乡、镇森林防火部门试用。
我校每年暑假期间举办的航空夏令营,是航空爱好者期盼的科普实践活动,继西安航空夏令营之后,我校在珠海雁洲轻型飞机制造公司内举办的“放飞梦想”航空科普夏令营,也是一次内容极其丰富的航空科普实践活动。活动中,学生们结合实物倾听了轻型飞机的构造、发动机工作原理和飞行原理的介绍,观看了发动机拆、装演示;在专家的指导下,观看了该公司生产轻型飞机的全过程;听专家讲座、观看内部录像资料;学习操纵APOLLOSM飞机模拟器飞行,并分组进行操纵比赛;进行航模制作及放飞比赛。整个活动过程中,学生亲身体验和操作实践的机会特别多,内容紧紧围绕航空,活动形式新颖、生动、直观。活动过后,学生都很有感触,并表示要立志航空事业的发展。
三、着眼经济社会长远发展,为国家培养后备人才
近年来,我国航空产业发展很快,但要从一个航空大国提升为航空强国,还需作出很大努力。如作为航空产业基础的我国通用航空还相当薄弱,据了解,到目前止,美国每百万人拥有通用飞机743架,巴西是56架,而我国只有0.5架,为此,我国通用航空产业应以更快的速度发展。珠海的国际航展、航空产业园、十字门商务区等国际产业的发展,吸引了海内外大批大型航空产业在珠落户。中航集团通用航空公司总部和中国通用航空研究院也都迁居珠海。珠海市立足当前着眼未来,在抓紧落实《广东省航空产业发展规划(2010-2025)》和《珠海航空产业园发展规划》时提出:要以航空业抢占新兴产业制高点。这预示着珠海航空产业将会以更快的速度发展,同时也急需更多的航空人才,特别是高端航空人才。
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