航空航天范文10篇

摘要：航空航天技术是21世纪最活跃、发展最迅速，对人类社会生活最有影响的科学技术领域之一，航空航天学科的人才培养需要符合这一科学技术领域的应用要求。通过分析航空航天产业的特性，对比分析国内外经典校企合作培养模式，航空航天学科背景下校企合作的深度融合，注重学生创新意识和实践能力的培养，提升学生的开拓创新精神和精益求精的工匠精神。

关键词：校企合作；创新型；航空航天学科；工匠精神

进入新世纪，经济全球化、技术及产业革命发展迅速，科学、技术、工程对国家安全和经济竞争力起着至关重要的作用。面对全球科技革命与产业变革的重大机遇和挑战，必须充分发挥人才的先导性作用，这最终归结到创新型人才的培养。《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》中指出，人才作为创新的第一资源；让企业成为技术创新的主体力量[1]。教育部出台《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》的文件，提出大力推进高校、科研院所、企业、政府以及国外科研机构之间的深度合作，提升高校、学科、科研三位一体的创新能力[2]。校企合作作为产学研的重要形式之一，已被中央定位到国家坚持走自主创新的战略高度[3]。校企合作培养模式有大学-学生-企业三个共同主体，大学主体从学术型、应用型和职业类院校等上均有较多的研究和实践，总结出了多种合作模式[4]。企业主体千差万别，校企合作模式也呈现出针对产业类型不同的特异性，本文从航空航天产业特性出发，借鉴国内外的校企合作模式对航空航天学科背景下的校企合作创新型培养模式进行探讨。

1航空航天技术及学科特性

航空航天技术是21世纪最活跃、发展最迅速、对人类社会生活最有影响的科学技术领域之一，航空航天产业显示了国家科技水平，更体现了国家整体综合实力。1.1航空航天工业的高速发展特性航空科学技术飞速发展，1903年美国莱特兄弟设计制造的飞机进行了成功的飞行，实现了人类历史上第一次动力飞行，20世纪80年代后，飞机的最大音速超过3倍音速，短短几十年实现跨洲际和数倍超音速的飞行，飞机已成了国民经济和人民生活不可缺少的交通工具。飞行器不仅仅指飞机，其概念已发展到航空飞行器和航天飞行器，其中航空飞行器包括直升机、无人机、导弹、气球等，航天飞行器包括人造卫星、火箭、航天飞机、空间站等。我国的航天事业发展迅猛，从1999年发射第一艘“神州一号”无人实验飞船到计划于2016年第三季度发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接，已跻身国际一流行列。1.2航空航天领域高度的技术创新性航空航天技术是衡量国家高技术水平的重要标志，是科学技术的飞跃进步，集中了科学技术的众多新成就，如飞机的动力系统经历了活塞式发动机、燃气涡轮发动机、涡轮喷气发动机到涡扇发动机，使飞行速度提升到突破音障，再到数倍超音速的飞行。航空航天领域作为高科技含量和知识密集型产业提速了国家创新发展，其作用已超出科学技术领域，为交通运输、导航、气象、通讯等工农林业不断提供先进装备和技术，为国民经济各部门带来了直接或间接的经济效益和社会效益，对政治、经济、军事以至人类社会生活都产生了广泛而深远的影响。1.3航空航天是工程性极强的行业，具有高度的集成性航空航天行业是发展最快的新兴工业，集合了许多高新技术如材料科学、信号系统、自动控制、探测制导、流体力学、计算机科学与编程等，是一个极其庞大而综合的系统工程。航空航天工业是典型的知识和技术密集型高技术领域，是现代高新技术的综合集成。1.4航空航天飞行器的高可靠性标准航空航天飞行器特别是航天飞行器多是在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，在航空航天领域的飞行器都必须严格控制，航空航天产品要求良好的耐高低温性能、抗老化和耐腐蚀性能、强的断裂韧性和抗疲劳性能，产品零、部件种类繁多，结构、形状及配合关系复杂，装配精度要求很高[5]。这就对飞行器设计、结构材料、电子元器件以及制造工艺等提出苛刻的要求，保证可靠性和安全性。随着我国一些重大工程和项目的启动和实施，作为我国中长期科技战略规划的重要方向之一的航空航天领域，迫切需要专业基础扎实、富于创新精神和实践能力强的高质量飞行器制造专业人才[6]。

2经典校企合作培养模式对比分析

1研究对象和方法

1.1研究对象

目前全军只有一所军医大学有航空航天医学这个专业，培养本科生，每届培养100多人，其中有30人到北京空军总院实习，其他的人留在其附属医院实习。航空航天学员大五开始实习，一共实习45周，其中外科16周，内科13周，专科16周。实习的环境有病案讨论、专题讲座、临床技能培训等等。

1.2研究方法

一、二级指标参照《军队院校教学评价方法》（2010版）及总参、总政《军队院校人才培养目标模型》的具体指标体系，从教学设计、教学条件、过程管理和质量效果四方面形成空医专业本科临床教学质量监控指标体系的一、二级指标。通过资料收集、专家座谈、个案分析（第四军医大学）等方法，总结空医专业本科临床教学体系的构成特征；对照《军队院校教学评价指标体系》、《军队院校人才培养目标模型》的具体指标，构成空医专业特色的评价指标，形成28个三级指标。因此，为了评价该军医大学航空航天医学临床教学质量监控水平，设计具体的评价方法为：评价结论分为优秀、良好、合格、不合格四种，其评价结果由28个三级评价点组成，每个评价点可以被评为A、B、C、D四个等级（其标准见细则，只列出A和C等，B等介于A和C等之间水平，D等低于C等水平），最终评价结果标准分为：优秀：A≥23，且D=0；良好：A+B≥23，且D≤1；合格：A+B≥18，且D≤3；不合格：A+B≤15，或D≥4。最后使用指标模型，应用于某军医大学的航空航天医学临床教学质量监控评价中。

1.3数据收集

1研究目的

现代航空已成为中国国防和国民经济的主要组成因素，随着国民经济的提高，航空模型运动在航空航天发展中占有越来越重要的地位。国产大飞机C919在2017年5月5日首飞成功，承载几代人的航天梦，使梦想成为现实。参与C919研制的有200多家企业、36所高校、数10万产业人员，可见参与范围之广，参与人数之多。2017年7月骄阳似火，全运会赛场上燃起航模人的熊熊热情。阔别24载，航空模型项目自第八届全运会停办后，以群众体育项目的形式重回第十三届全运会赛场，这是一次翱翔蓝天的梦想回归。科研类全国航空模型运动锦标赛是通过参赛选手自行制作航空航天模型进行缩比验证飞行，检验创新作品的可行性、可靠性和实用性，对拓展大学生及科研所相关人员的设计制作和创新意识具有很大的促进作用。

2研究对象与方法

2.1研究对象。对科研类全国航空航天模型锦标赛开展现状进行研究。2.2研究方法。2.2.1文献资料法。通过查阅书籍、报刊、网络关于航模型运动有关方面的文献资料进行整理、比较、归纳与总结。2.2.2调查法。对中国航空运动学会航空航天模型委员会、高校分管航空模型运动的领导或指导教师就该高校开展航模运动的场地器材、经费、组织形式等进行电话或邮件访谈了解航空模型运动开展情况。2.2.3逻辑推理法。通过搜索文献资料，依据前人对航空模型运动的研究，结合科研类全国航模运动近10年开展的实际情况，进行推理、归纳与总结。

3结果与分析

随着中国经济的快速发展，人们对个性时尚的航空模型运动这项科技体育运动项目需求增加，使得航空模型运动得到蓬勃发展。航空模型运动是室内设计、制作及户外放飞运动相结合的活动。航空模型的制作本身就有较大的体能消耗，加上野外对模型飞机的操纵、放飞及回收等一系列动作，更有效增强了参与者的灵敏、耐力、臂力、腹部和腿部的力量及热量的消耗。为了促进航空模型运动更有力地发展，2004年由国家体育总局、教育部和科技部联合主办了“科研类全国航空模型运动锦标赛”。科研类全国航空模型运动离不开高科技的成果，更能开阔大学生的科技创新意识和动手实践能力。3.1科研类全国航空航天模型锦标赛的竞赛分析。科研类全国航空航天模型锦标赛，与美国世界大学生航空设计大赛、欧洲大学生载重飞机设计大赛，合称为世界高校科研类飞行器设计赛三大赛事。随着科研类全国航空航天模型锦标赛赛事的逐渐壮大，这项智慧型赛事有了更大的“野心”——在未来谋求将该赛事打造成国际赛事。自2004年以来比赛已成功举办13届，主要为大学生科技创新教育、竞技与娱乐的模型运动，旨在提高大学生综合素质，挖掘、开发科研院所和大学生有关人员的技术创新能力。该赛事由三部分组成：（1）创新作品缩比验证；（2）结合国家相关重点课题创新评比；（3）各参赛单位学习交流。表1显示，2008年参加科研类全国航空模型锦标赛的有20所，2016年达到100所高校，参赛人员从300余名增加到2100余名。从举办地点进行分析，主要集中在中东地区：主要是该区域高校开展航空航天专业较多，航空模型运动普及较广。从参与高校数量和人数来看，参与高校增加了5倍，参与人数增加了7倍。自2004年该赛事开始启办至今已连续举办13届，赛事规模逐渐壮大，使更多的高校及相关的科研所都踊跃参与进来，进一步增强了对科技理念的提升。3.2高校航空模型开展活动的分析。调查显示，我国航空类专业院校有北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学、南昌航空航天、沈阳航空航天5所大学，另有30余所大学有相关的专业或学院。非航空类高校航空模型运动运用最多的就是校运会的开闭幕式，该校航空专业学生或航模协会学生放飞自己亲自设计的航模在田径场上空驰骋与翻转时非常亢奋与振奋人心。被誉为“非航空类院校的标杆”的河北科技大学，自2008年底开始开展航模活动，其组织形式是以航模协会的形式进行组织与发展。该校在全国赛事中从被质疑到逐渐被认可，见证该校航模活动从发展到壮大的历程。河北科技大学航模运动的蓬勃发展离不开校领导的重视与省航模协会的指导、校航模协会会员多学科交叉起到的互补作用、指导教师的专业及辛勤付出和学生的勤奋好学及思想碰创。河北科技大学场地器材比其他非航空类院校相对完善：新校区广阔的场地供航模试飞，具有对航模爱好者全天候开放设备齐全固定的实验室，为航模爱好者提供了有利的科技创新场所，有新的想法、好创意随时可实验与操作。特别是非航空类院校开展航空模型运动的经费主要来源于该校的科技创新专项基金，由于经费的限制对航空模型的研发受到一定的制约。

摘要：航空航天事业是一个国家国力强盛的重要标志，在我们国家也是这样，航空航天事业一直都是我们国家所关注的重点，同时对于这方面的发展我们国家投入了大量的人力、物力、和财力，近些年来随着相关航空航天工作人员的不断努力，我国的航空航天事业取得了历史性的进展。对于航空航天事业的发展来说，力学是必不可缺的一部分，在航空航天领域的各个环境都有着非常重要的应用，是航空航天事业发展的重要基础。本文从实际出发，结合近些年来我国航空航天中力学的具体作用进行了深入的探究与分析，希望能给我国的航空航天事业的发展提供一些帮助。

关键词：力学；航空航天；发展前景；具体作用

力学是物理学中重要的课程之一，对于人们科技的发展提供了很多重要的理论，对于航空航天事业的发展来说也是一样，在这方面力学是发展的基础，它们之间相互帮助共同发展,力学的发展可以促进航空航天事业的不断进步，而航空航天事业的不断发展可以对力学理论进行不断的完善。二者在不断探索的过程中，发现问题然后解决问题，最终二者都得到了发展。

1力学在航空航天事业中的发展前景

1.1力学是航空航天事业的技术支撑。力学在物理学课与科学技术领域的发展过程中都发挥了难以替代的作用，是能源领域、材料学领域、以及航空航天事业领域的重要基础学科。值得注意的是力学在航空航天事业发展中的地位更是难以表达的，可以说没有力学理论的不断发展，就没有当今的航空航天事业，力学理论的不断发展和完善，促进了航空航天事业的不断发展与进步，对航空航天的事业发展有着非常重要的意义。同样的在促进航空航天事业不断发展的同时，力学也能在这样的过程中，发现问题，解决问题，发现自身理论的不足之处然后进行完善，这也是对力学理论的促进与发展。在航空航天事业整体的发展规划中，得到了力学分支理论的大力支持，总体的来说对力学的分支进行分类主要包括一下几个部分：材料力学、空气动力学、结构力学、振动力学、气动动力学、损伤力学、复合材料力学等等。在航空航天事业的不断发展过程中，也促进了力学几门分支学科的产生，这样是对力学的不断完善，让其更好的为人们事业的发展提供帮助。1.2力学与航天航空技术之间相互促进相互发展。力学的不断发展离不开航空航天技术在不断发展过程中，对问题的研究与分析。在实践中发现问题然后解决问题能够最快的对理论成果进行完善和改进。对于航空航天的技术发展来说是一个非常复杂的过程，涵盖了目前已知的工程类别，目前所有力学理论成果在这门技术的发展过程中都可以得到验证和应用。随着航空航天技术的不断发展，力学的理论成果必然会进行不断的完善，然后为航空航天的事业发展提供更多的科学研究领域。

2空气动力学对航空航天事业发展前景的影响

1努力提高“转变思路”能力，确保提高教学质量

多年的教学实践表明，专业课教学任务不同于基础课程的教学模式，常常面临讲授过于简单、学员兴趣较低，讲授过于深入、学员难以吸收的问题［2］。这就要求教学组全体教员科学备课、精准指导，努力提高教学“效益”，实现教学水平的提高。

1．1集中优势，补弱固强

在教学过程中，每学年开学前，教研室主任和教学组长，根据教学对象的不同，集中优势教学资源、汇聚精干力量，选定任课教员。并安排年轻教员试讲，全体教学组对年轻教员的试讲提意见、挑“毛病”，确保教学水平。在课程教学过程中，要善于找准理论与实际的结合点，理论课上以案例分析为主线讲解内容;实习课上以理论回顾为主线体验实践，并适时调整实习课的教学内容及其与理论课的衔接过程，确保教学工作的正确性和科学性。

1．2全面学习，强化自身

自身素质的提高应引起全体教员的高度重视。要求年轻教员，尤其是以前未接触过航空航天医学知识的非现役教员、带教实习课的研究生，进教研室当年不参加大课和小课教学，只作为辅讲教员随堂跟听每一位教员的授课。同时要求不仅学习本专业相关的专业知识，还要系统学习航空航天医学专业的各门课程。对于有教学经验的教员，在平时的授课中要充分准备，并在教案中体现教员本人对本次教学内容最新进展的掌握情况，在提高教员专业水平的同时，确保提高教学质量。

我国高考命题，历来是根据实时、热事居多，其在考验学生基础知识的理解同时，还在考验着学生是否关注国家大事。而近几年中国航天事业的蓬勃发展，就给高考中的命题提供了大量的可使用材料。这在考验学生综合性物理知识的同时，也在激发我们学生自身对航天航空的兴趣，这对于国家航天航空事业今后发展有着非常重要的意义。

1我国航空航天事业的发展过程

在上世纪七十年代，我国经过多年的思索与实践终于造就了第一课人造卫星“东方红”号，这对于我国航天航空发展有着里程碑的意义，实现了历史革命性的发展。时至而是以实际，航天英雄杨利伟打在的神舟五号进入了太空，这个事情也象征着中国载人航天技术的重点突破。在这之后，费俊龙、聂海胜也乘坐这神舟六号也相继进入太空，这也标志着中国航天航空技术已经进入了世界一线层次。在之后的几年力，我国也相继发射了不同种类的不同工作性质的飞船，这给我国航天航空的视野发展积累了宝贵的实践经验。

2高中习题中较为常见的航空航天问题

随着航空航天事业的发展，高中生的习题练习上也出现了不少相关的习题。就从物理的角度来说，其比较典型的问题就是航天飞行器的变轨问题、人造地球卫星运动的参量问题、卫星所绕着天体的质量与密度问题。这些问题通常都会与我国当前航空航天的事情有着较为紧密的联系。2.1航天飞行器的变轨问题。这个问题是结合是飞船在地面发射之后，进入地球最近的轨道做圆周运动，通过运动的加速，当到大一定接线后，重力难以提供充足的向心力，卫星或是飞船就会在这个距离地球最近的轨道上做李欣运动。其次，在椭圆轨道上运动，最后在离椭圆轨道的远处时在实现变轨，使得其在另一个圆上做圆周运动，这时卫星运行轨道的半径大致是椭圆轨道的半轴长，如果卫星的速度突然下降，那么卫星就会做近心运动，最后回到原来的轨道。比如说，在这道物理体重，就涉及了航天飞行器的边柜问题。神舟十一号飞船在2016年顺利返回地球。在这个过程中，飞船需要在Q点，从圆轨道1进入到轨道2，P是轨道2上的一点。这个问题就需要考验我们高中生对航天飞行器的变轨运动有一定的了解，在明确其原理的同时，才能够更好的理解这项问题。2.2人造地球卫星运行过程中参量问题的探讨。这个问题，是考验高中生对于地球球心与人造卫星运动轨道中心关系的理解。这个问题都是建立在以下原理上的。即同步卫星的运动轨迹其实与赤道的平面相重叠的，同时卫星的运动轨迹是和地球的自传方向、周期是同样的。人造卫星与地球的高度，是出于一个恒值的，同时它们在地球表面是进行圆周性运动，且半径几乎相同。比如说在这道题目中，“北斗”卫星导航定位系统来自三个卫星。他们分别是地球静止轨道卫星(同步卫星)、轨道卫星、倾斜同步卫星。当地球的静止轨道卫星与中轨道都在圆轨道上运行，那么距离地面的高度大约是地球半径的3.3倍，由此得出的结论是（静止轨道卫星的周期大约是中轨道卫星的2倍）这道题的关键点就是关于静止轨道、中轨道、圆规到的相互作用。2.3卫星绕着天体的密度以及质量的问题。在这个问题的解决中，高中生应当注意天体问题的基本思路，即天体运动的向心力是由天体之间的引力吸引而来的。天体的质量和密度可以从天体的重力加速度和天体的半径关系中获得，同时还可以看一下围绕物体的卫星周期和轨道的半径。通过这些因素，就让没问能够知晓引力等于中心力，同时还可以得到中心物体的质量。此外在知道物体的半径的基础上，就能算出物体的平均密度；如果围绕该物体的卫星围绕轨道运行，其轨道半径大致为天体的半径。由此可见，围绕天体的卫星运动周期是已知的，中心物体的密度将得到解决。比如说在这个例题中，我们就可以使用这项知识。嫦娥三号探月成功，在返程的过程中还携带着相关的探测仪器。在这仪器中记录了非常多的实验数据，比如说产额三号围绕月球所桌的圆周运动的周期时间T，其运动轨道的相关半径测试r,同时还有相关的万有引力定值G，根据这些信息就能够求得月球的密度。

3结语

1力学在航空航天的发展前景

1．1航空航天事业的支撑技术———力学。力学是航空航天与材料科学和能源科学的三大基础学科之一，在航空航天领域具有不可替代的重要地位。航空航天的发展对力学的发展有着十分重要的意义。同样，力学的发展也推动了航空航天事业的发展。航空航天的整体规划得到了大量的力学分支的支持，可以从最基础的部分进行分类，包括空气动力学;结构力学和材料力学;复合材料力学;材料的疲劳性能;振动力学;损伤力学和断裂力学;气动动力学;非定常空气动力学;气动弹性力学以及粘弹性力学，除了进行了细分，还开发了许多与力学相关的技术，如有限元技术。1．2力学与航天航空技术的相互促进。力学发展的动力是航空航天技术的跨学科、多学科集成。航天工业的研发和生产包含了所有已知的工程类别。伴随着许多学科融合，力学的进步必然会与更多的学科交流，这也许会将带来问题的变得更加复杂，但同时也将丰富力学的研究领域。

2电流体力学对航天航空事业的影响

MOD技术在航天航空事业中的广泛使用。MHD技术的用途之一，是有关等离子体工程学方面的书中早先说明的MHD加速器。其原理极其简单，电流i被从管道外强制流入管道内的磁场m，利用洛伦兹力来使气流加速。作为模拟再次进入大气层时的高焓高超声速流的装置，一般都采用电弧加热型或感应耦合加热型等离子体风洞。在这些风洞中，用气动喷管加速贮气槽生成的高温、高压等离子体，然后MHD加速器可以利用电磁力再次提高气流的速度，在没有变化贮气槽的热和压力的条件下进一步使气流的速度和热焓上升。由此看来，MHD加速器对于航天事业未来的飞速提升打下了深厚的基础，为航空技术的腾飞提供了良好的契机，为航空动力方面的能源消耗和燃料燃烧所带来的缺陷的解决提供了可能的方案，更为人类涉足神秘莫测的太空，前往更加遥远的星球甚至星系提供了新的设想，我们由此不难看出，MHD加速器在航天领域的广泛应用可以加速推动人类航天梦的实现，而支持MHD技术的电磁流体力学更是对航天技术的发展做出了巨大的贡献。

3空气动力学对航天航空事业的影响

3．1空气动力学简介。我首先说的是空气，空气是人类的生命，总是联系在一起，没有空气，很多人在地球不能生存，而对于空气动力学的科学研究，人们也不太了解。空气动力学是许多科学领域的一个分支。这是因为它的应用才推动了航天器的发展。二十世纪初，飞机研制成功，空气动力学逐渐受到重视。许多问题已经找到并一一解决了。人们开始研究飞机周围的力的状况和飞机周围的气流，这极大地促进了流体力学的发展。二十世纪初，JukovesKi、Punun和Prand等研究人员开创了最早的机翼理论，解释了机翼是如何被提升的，以及飞机是如何升空的。通过翼型理论，当时的人们对无粘流体这一理论有了全新的认识，认为它对工程设计有很大的指导作用。3．2空气动力学方面的成就。随着技术的进步，人类能够发展比空气重的飞行器。从40年代中期到50年代，可压缩空气动力学得到了很大发展。同时，人们发现了跨音速区域定律，最终实现了“声屏障”的突破，实现了超音速飞行。苏联和美国研制的喷气式飞机，如美国的F86、苏联的MIG-15等。50年代以后，我们研究了超音速问题。第二代更先进的飞机已经研制出来，例如美国飞机F4、苏联的MIG21、法国魅影3等。

1中国航空航天制造业国际竞争力影响因素

1．1政府政策影响航空航天制造业国际竞争力“十二五”期间，中国航空航天制造业被列入国家战略新兴产业。其中，飞机制造业在军用领域、民用领域均具有广阔的发展前景。2013年5月工信部《民用航空工业中长期发展规划》（2013－2020年），提出到2020年，国产干线飞机国内新增产量市场占有率达到5％以上，民用飞机产业年营业收入达到1000亿元。目前，中国成为世界上第3个掌握载人航天技术、第5个自主研制和发射人造地球卫星的国家，在世界航空航天制造业领域竞争力增强。1．2国际化水平影响航空航天制造业国际竞争力如表1所示，在航空航天制造业，外商投资企业的个数约是国有企业单位个数的1／3，其从业人员是国有企业的1／13，但是利润总额却达到了国有企业的51％。由此可见，外商企业相比于国有企业，其劳动生产率更高，国际竞争优势更加明显。外商投资企业引进西方先进科学技术和丰富管理经验的优势明显，促进了中国航空航天制造业产业结构的优化升级，提高了中国航空航天制造业国际竞争力优势。1．3技术创新能力影响航空航天制造业国际竞争力1．3．1重组飞机制造企业与空间技术研究中心航空航天制造业是中国现在以及未来若干年保持快速增长的产业之一，伴随着中国大型飞机计划、空间工程计划的启动，有实力的大型集团产业优势明显凸现，并共同重组了一批具有强大竞争力的飞机制造企业与空间技术研究中心。1．3．2有效发明专利数如表2所示，在2000年，中国航空航天制造业有效发明专利数量为139件，其中飞机制造及修理有效发明专利数为102件，航天器制造业有效发明专利数量为37件；至2015年，中国航空航天制造业有效发明专利数量为5339件，其中飞机制造及修理有效发明专利数量为3450件，航天器制造有效发明专利件数为1111。与2000年相比，2015年中国航空航天制造业有效发明专利数增长约40倍，中国航空航天制造业自主创新能力在快速提升。1．3．3研究与开发活动强度如表3所示，2015年航空航天器及设备制造行业中有研究与开发活动的企业为112个，从事研究与开发的人员数为50533人，研究与开发人员折合全时当量为42113每人每年，国家对航空航天制造业研究与开发重视程度有所提升。

2中国航空航天制造业优劣势分析

2．1中国航空航天制造业优势2．1．1获政府大力支持由于航空航天制造业在国民经济中地位具有特殊性，从开始发展就受到了国家的高度关注。国家《十五年规划纲要》强调了中国航空航天制造业必须重点攻克航天制造业与飞机制造技术，这为中国航空航天制造业的发展提供了环境和制度的支持。由于政府政策的支持，航空航天制造业上市公司在数量上逐渐增多，并借助政策的优势，提升研发实力、技术实力与市场影响力。由于航空航天制造业上市公司与世界上其他国家陆续签订了卫星运用及开发等高技术方面的合同，并向其他国家先后出口运载火箭、发动机等相关系列的产品，标志着中国航空航天制造业技术和相关系列产品生产全面走向国际化。2．1．2市场占有率高中国航空航天制造业上市公司在激烈的国际市场竞争中具有优势，主要体现在技术含量高、售后服务到位、产品性能好以及良好的品牌效应。例如航天晨光的汽车类专用系列产品市场销售占全国专用汽车系列类产品的10％，其中飞机、加油车等产品系列名列同行业第一，竞争优势明显；西飞国际的客机性能处于世界先进水平行列，同类产品与其他国家相比，具有价格低廉、质量兼优的竞争优势；成发科技的产品，是中国同行业中产品种类生产最齐全的厂家，也是承接国内外航空航天技术产品最多的生产厂家，从而成为国家出口创汇最大的企业见表4。2．1．3带动相关产业发展航空航天技术是制造业中一项综合性很强的高技术产业，汇集了科学技术许多最新成果。航空航天技术的创新发展，带动了相关系列科学技术的增长与进步，同时促进了相关产业的创新与发展。其中包括地球科学、生命科学、信息技术科学、天文学以及生物技术、信息技术、能源技术、新材料新工艺等发展与研究，同时各种卫星应用技术、空间制造与加工技术、空间生物工程技术、空间能源技术的进步，加强了人类认识自然和改造自然的能力，促进了生产力的发展。2．1．4提高人民生活质量航空航天技术的直接应用为人类社会可持续发展2017开辟了广阔的道路：①航空航天技术的进步使得卫星气象观测能够获得全球范围内昼夜连续的气象资料，观测值更加精确，为气象预报人员和社会大众提供了气候和气象信息，有效避免了传统手段观测出现的弊端，因此现代气象学研究进入到新的高技术阶段：以全球大气作为研究对象，以气象卫星为主要观测工具。②航空航天研发技术的进步，导致卫星遥感技术应用于地球资源勘测检验，为大面积普查提供了便捷、有效的新手段；地球资源勘探技术已被广泛应用于海洋与水利资源调查、农作物产量的估计与病虫害预报、环境监测治理、森林与土壤资源调查、洪涝灾害监测、森林火灾监测、地图测绘研究、地壳活动监视、矿产石油资源普查、城市规划设计、地质分析研究与地震灾害预报等。③航空航天技术的进步，促使卫星导航定位技术可以为地面的人员、车辆、海面舰船、空中飞行器、飞机以及宇宙飞船和天上卫星等目标提供全天候、全天时、连续、实时的测速信息和高精度定位．④航空航天技术的直接应用，全面改善了人类的生活环境，提高了人类生活的质量。卫星通信技术为现代社会提供了电报、传真、电子邮件、电话、救援、移动通信、电视转播、数据收集、数据运输、远程医疗服务等上百种服务，对人类的生活方式产生了重大影响。2．2中国航空航天制造业的劣势2．2．1国家科研经费投入不足随着社会的发展进步，国家对高新技术产业的重视程度不断提高，对航空航天制造业投入的科研经费也随之增加。但是与美国、日本等发达国家相比，中国航空航天制造业科研经费投入占工业总产值比重仍然偏低，有较大的差距。2005年中国研究与开发经费占工业总产值比例为4．36％，而同时期美国为12．49％，瑞典则为15．5％；2015年，中国该项占比有所上升，为0115．4％，但同时期的美国为30．82％，瑞典34．9％，见表5。2．2．2行业布局分散由于航空航天产业具有一定的特殊性，世界上很多国家和地区在开始发展该产业的时候，就考虑到产业构造和布局，都相对比较集中，并且利用产业集群的方式，使得企业之间相互合作成为可能，从而有利于资本的外溢，由此带动航空航天相关产业发展。例如，美国航空航天产业分布比较集中，都在加利福利亚州、德克萨斯州等，在航空航天行业有起色的同时，带动了电子、钢铁、新材料、机械等众多行业发展，形成较长的产业链，使航空航天制造业产品附加值有所增加，促进当地经济发展。中国航空航天产业已经初步形成了一些产业集散群，但是空间分布较为松散，在四川成都、陕西西安、山西甘肃、海南等分散性的地方，没有促进产业链的形成。如表6所示，在东部地区和西部地区，从事R＆D活动的中国航空航天制造业企业个数较多，分别为86个和70个，R＆D人员分别为19108人和20590人；而中部地区和东北地区有研究与开发活动的企业较少，相比东部和西部地区，R＆D人员数量、R＆D活动企业个数都相差很大，并且这些地区的航空航天产业存在很大程度的重复，企业之间缺乏相互合作，对资源的利用没有形成规模化效应，产业集群效应不明显。2．2．3技术创新动力与能力不足中国航空航天制造业在载人航天技术、捆绑火箭技术、静止轨道卫星发射测控技术、火箭发射技术等领域已经具有国际先进水平，但是从整体上看，中国航空航天制造业的创新动力与能力不足，部分技术不能满足社会经济发展需求，与先进国家亦难以进行同行竞争。目前国内航空航天制造业，大部分仍是承接国外大型公司的外包业务，这些领域所运用技术水平低，没有掌握独立自主研制、生产大型飞机的能力。2015年中国航空航天制造业的专利申请量为6279件，占整个高新技术产业的4％，这数字严重低于其他高新技术行业，而且专利申请量中以实用新型专利为主，发明专利所占比重过小。据统计，2008－2014年间，世界各国和各个地区，航空航天制造业专利申请量为33309项，其中欧盟为10967项，占比33％；美国申请专利的数量为8544项，占比26％；日本申请专利的数量为3331，占比10％；中国的专利受理量为1012，仅占比3％，涉及到核心专利的数量更少。由此可见，中国航空航天制造业的自主创新能力还落后于欧盟、美国等航空航天领域的制造强国，在航空航天制造业创新动力与创新能力需要不断提升（图1）。图1世界航空航天专利地区、国家分布数据来源：科技部《2016中国高技术统计年鉴》，中国统计出版社，20172．2．4技术人才缺乏航空航天事业的发展，需要高端专业技术人员的支持，目前中国航空航天技术人才缺乏。2011年中国从事航空航天器制造业的高技术产业研究人员数量为32329人，2015上升到45832人。虽然从事航空航天器制造业的高技术产业研究人员增长了，但是相比其他产业的人员增加之仍有很大的差距。专业人才的缺失，使得研制团队人员非常紧张，无法高质量、有效率的完成大量的设计任务；另外，工资待遇体系不合理，使得大量人才外流。

3中国航空航天制造业国际竞争力提升对策

3．1保障科研经费投入充足国家保障航空航天技术研究经费投入充足，并鼓励创建多元化、多层次的投资体系。鼓励社会组织与团体，在国家政策指导下，对航空航天制造业技术研发给予资金、人才的支持，共同促进中国航空航天制造业的自主创新能力的提高。3．2制定长远战略发展规划，推动航空航天制造业产业化进程（1）国家对航空航天产业的发展要有长期稳定的政策，统筹规划发展。自主研制飞机从设计到成品的制造需要7～10年的时间，在设计研制之前还需要几年时间对基础理论和关键技术进行研究。因而飞机的研制到投入使用花费的年限在10～12年左右。因此，国家对航空航天产业发展需制定长远战略发展规划。（2）对航空航天产业进行规模化分类，创建若干航空航天产业的发展基地，形成航空航天产业的规模集群效应。积极构建航空航天产业链，实现资源利用的最大化，推动航空航天制造业产业化进程。3．3推进技术创新体系建设，重视基础设施建设中国航空航天工业应学习国际一流大型航空航天企业的经验，建立以企业和科研院所为主体、产业和学术研相结合的先进的技术创新体系。实施重大科技创新工程，聚集优势力量，通过技术和资本的集成，来实现航空航天技术的重点跨越。国家应加强航空航天产品的研制、生产、实验等基础设施建设，促进航空航天工业信息化和标准化发展。3．4完善人才培养计划，实施重大科技工程项目实习机制伴随着载人航天技术进步和太空空间试验站建立，国家应该更加注重空间技术教育，培养航空航天人才。完善人才培养计划，在保证对航空航天学院进行基础理论培养的同时，根据学员的发展特点和个体差异进行因材施教，重点强调实践教育的环节。实施重大科技工程项目实习机制，培养航空航天学员的理论运用能力、技术解决实际问题的能力。

三维编织技术从上世纪80年代起得到迅速发展，它采用三维整体编织方法，对高性能纤维进行编织，使得纤维在层间相互交织，形成一个网状结构的预制体。由三维编织制备的预制体利用树脂传递模塑工艺（RTM）或树脂膜渗透工艺（RFI）进行浸胶固化，制得的复合材料件不仅具备传统复合材料所具有的高比强度、高比模量等优点，同时还克服了传统复合材料层间强度低，抗剪切能力差的缺点，且具有高的抵抗分层能力和耐冲击性，为其应用于主承力结构件和多功能结构件提供了广阔的前景。编织预形件有良好的成形性和结构的整体性，并且不需大量机械加工和连接，因此材料浪费和加工过程中的搬运都大量减少，显著降低制造费用。三维编织技术可以生产出形状复杂的异型结构，实现结构的整体化设计，提高了结构的整体性，减轻结构重量和制造成本。预制体纤维在复合材料行业曲线linkindustryappraisementpointDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2019.21.005可替代度影响力可实现度行业关联度真实度结构件中呈多向分布，使得采用三维编织预制体的复合材料构件在性能设计上更加灵活。

三维编织原理

三维编织技术是一种制造编织物纤维增强体的技术。纱线携纱器将大量按相同方向排列的纤维线卷沿着预先设定的轨迹在平面上精确地移动，各纤维丝束之间互相交织构成网络状结构，最后打实交织面形成增强的三维编织物预成型体。从编织方式区分，有三种常见的编织形式：二步编织法、四步编织法和多层联锁编织法。相应的预成型体的微观结构如图1所示。上述的编织法中，其中四步编织法发明最早，应用最广。二步编织法与其它另外两种工艺相比，它需要的编织运动最少。在编织过程中，编织纱在携纱器的携带作用下，将沿轴向排列的轴纱捆绑到一起，构成一个空间整体。

三维编织复合材料的优异性能

可满足极端恶劣工作环境要求三维编织复合材料沿X、Y方向分布的纤维相互交织在一起，不存在层间界面，因此具有很高的抗撕裂性和抗剪性，同时也不存在层间剥离问题，能满足极端恶劣的空间工作环境要求。力学性能优异三维编织结构在受外力作用时，每根纤维几乎均匀受载，力学性能得到充分的得到发挥。与织物铺层复合材料相比，在纤维体积含量相等情况下，三维编织复合材料结构的拉伸强度和拉伸模量提高约40％和13％之多，弯曲强度与弯曲模量也相应提高了月28％和29％，表现出优异的力学性能。损伤容限性能高三维复合材料中纤维束之间相互交错缠绕，纤维体中的冲击裂纹通过纤维束之间界面时与纤维界面不平行，被纤维阻隔。三维复合材料的纤维与基体脱粘、基体裂纹、纤维破裂的过程都是渐进的，裂纹扩展比层压板复合材料结构耗散更多的能量，要使材料完全破坏的冲击次数也会增加。由于三维编织复合材料具有高的抗损伤容限性，所以其可望做成空间站防屏蔽材料以抵御流星群、碎片的高速碰撞威胁。适合形状复杂件的制造在编织过程中，三维编织单元立方体可改变其三维的比例，单元立方体可变形来适应复杂形状和尺寸构件的变化。三维编织可利用单元立方体的变形在预制体上编织留孔，避免复合材料件的机械开孔带来的孔边力学性能下降，可按实际整体需要织造复杂形状的零部件和一次完成组合件，实现异形整体编织。

三维编织在航空航天的应用

摘要：随着科学技术地不断发展，目前各行各业对于材料综合性能的要求已经越来越高，复合材料因其可以集合各方的优势，越来越受到公众的欢迎。尤其是在航空航天、工业、汽车等领域，复合材料因其成本低廉、性能优越，已经成为自动化应用的首选。在复合材料加工成型的过程中，机器人具有显著的优势，可以使整个材料加工的自动化水平显著提升。尤其是一些难度较高的部件，也可以借助机器人顺利完成多道复杂加工工序。文章从复合材料的广泛应用入手，分析复合材料加工的技术，并探索机器人在复合材料加工领域的应用与发展趋势。

关键词：复合材料；加工；机器人；自动化；应用

复合材料主要是指用碳纤维等高性能增强材料复合而成的一种新型材料。与传统的材料相比，复合材料具有强度高、刚度高、耐疲劳、耐腐蚀、可设计性能佳等多方面的优势。对于一些精密结构的关键部件应用复合材料，可以大大提升机械设备整体性能。因此，复合材料被广泛应用于航空航天、军事、医学、建筑、汽车等多个领域，研究复合材料的加工与优化路径也成为当前的一项热点。

1复合材料在多个领域的广泛应用

复合材料最初应用在第二次世界大战时期，那时候美方飞机的雷达罩使用玻璃纤维强化塑料制作而成，虽然只是一种比较普通的复合材料，但是它为复合材料的研究奠定了良好基础。与金属制品相比，这一复合材料的应用使得整个飞机的结构大大减轻。随后复合材料的应用范围得到了进一步拓宽，战斗机和客机等都开始应用复合材料，分别减重达到了11%和17%。后来，欧洲研究出了台风战斗机，复合材料的使用占比达到40%左右，从此复合材料在航空航天的应用受到广泛关注。

1.1航空航天领域