航空航天技术概论

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航空航天技术概论范文第1篇

中国科学院空间应用工程与技术中心高扬研究员用这样一个关于古罗马谚语的典故阐述了他自己的研究工作。他还展示了一幅人类未来的太空飞行图景：人类居于木星系统，欲前往水星探险，他们驾驶等离子推进飞船，一路经过地球、金星、小行星，最终到达水星。（见右图）

人生路：拉开太空探索新征程

20世纪中叶，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射升空，人类迈出了太空征程的第一步，此后美国“阿波罗号”、中国神舟五号等各国载人飞船、地球卫星以及深空探测器相继发射升空。浩瀚宇宙里总有一幅壮锦吸引人类不停地去探索。受人类航天事业发展所鼓舞，从最初对航天懵懵懂懂的爱好，到成为深度探索通向太空道路的研究员，靠着探寻宇宙空间奥妙执着的热爱和坚持，高扬的太空探索人生之路就这样展开。

高扬，1997年7月毕业于北京航空航天大学自动控制系，获学士学位；2000年7月获中国科学院中国遥感卫星地面站（现为中国科学院对地观测与数字地球科学中心）硕士学位。千禧之年，怀抱着对世界航天知识强烈的求知欲，年轻的高扬随着国内涌起的留跨出了国门，在美国密苏里大学机械与宇航工程系全额奖学金的资助下攻读博士学位，并在毕业后留校1年从事博士后研究。在国外深造的五年（2000-2005）时间里，他有机会广泛而深入地接触国际前沿航天技术知识，为之后回国继续从事相关领域研究奠定了基础。

2005年，高扬踏上了回国征程，成为中国科学院光电研究院/中国科学院空间科学与应用总体部（挂靠光电研究院）副研究员。2006年起，他在中国科学院研究生院（现为中国科学院大学）兼职授课。2011年，高扬受聘为中国科学院空间应用工程与技术中心（原中国科学院空间科学与应用总体部）研究员，同年起被聘为宇航动力学国家重点实验室兼职研究员、中国载人航天工程应用系统主任设计师。肩负着科研、工程与教学的多重任务，高扬开启了他太空探索的另一段崭新征程。

科研路：电推进飞船寻找“行走太空”最佳轨道

回国后，高扬踏上了独立自主的科研路。他承担了国家自然科学基金、中国科学院国防创新基金、中国科学院知识创新工程、国家“863”计划、载人航天工程资助的若干科研项目，开展的研究工作包括深空轨道优化设计、电推进卫星平台的导航、制导与控制、航天器精密定轨、卫星编队轨道控制、空间新型推进方式以及基于光电载荷的轨道姿态确定等。他的系列研究成果发表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力学学报等航天飞行动力学领域国内外核心期刊上，他也因此获得2008年度首届中国科学院卢嘉锡青年人才奖，入选中国科学院青年创新促进会，并在2009年首届、2011年第三届全国深空轨道设计竞赛中获得冠军。

高扬的研究工作是从连续小推力空间最佳飞行轨道的探索开始的，该问题至今仍是极具挑战的课题，而这又与电推进（或称等离子推进）技术的发展与应用密切相关。电推进与目前传统的化学推进不同，它利用电能将推进工质电离形成等离子体，并产生电磁场加速等离子体使其高速喷射从而获得推力。电推进的效率高出化学推进一个量级，相比之下可以节省大量推进工质，成为各航天大国21世纪重点发展的航天技术。早在2001年，高扬在美国深造期间就曾系统地开展了连续小推力轨道优化和电推进任务设计的研究工作。2005年高扬回国时，我国在电推进技术应用方面的研究与美国还有较大差距，还没有电推进航天器的发展计划。作为刚毕业不久的博士，高扬一度难以获得科研基金支持。但他始终认为，电推进代表了先进的可以长期连续推进的工作方式，随着电推进技术本身的不断发展以及空间电源技术的突破，尤其是大功率太阳能与核能电源甚至有望成为太阳系载人飞行推进技术的唯一选择。正是这种观点一直激励着他坚持这方面研究。高扬说：“实际上，钱学森先生早在1963年出版《星际航行概论》一书中就预言电推进能够承载更多有效载荷，并指出电推进产生的连续低推力轨道的计算比大推力轨道要复杂。”为了纪念钱学森先生诞辰一百周年，他受《力学学报》编辑部的邀请，攥写了综述论文《电火箭星际航行：技术进展、轨道设计与综合优化》（发表在2011年第43卷第6期），旨在较为全面地介绍电推进技术应用于星际航行的基本内容与实现途径以及应用于载人深空飞行的设想。

电推进技术应用的核心问题之一是空间轨道优化设计。为了推动我国空间轨道设计的研究工作，高扬与中国力学学会以及国内同行一起为全国空间轨道设计竞赛（2012年前为深空轨道设计竞赛）付出了诸多努力。该竞赛旨在寻找空间飞行全局最优方案，而且可以非常有效地检验各种优化方法的合理性与实用性。2009年第一届全国空间轨道设计竞赛由清华大学主办并负责命题，之后每届竞赛由上届竞赛获得冠军的团队命题。截至今年，在已举办的四次竞赛中，高扬带领的团队获得两届冠军，因此他也成为了2010年第二届、2012年第四届全国空间轨道设计竞赛命题的主要技术负责人。他说：“希望通过竞赛不断提升我国空间轨道设计能力，也希望我国这方面的研究工作在国际上可以逐渐摸索出自己的研究思路，并逐步获得原始创新的研究成果。”

高扬说：“对于空间轨道（特别是连续小推力轨道）优化设计问题的研究让我更为深刻地理解了多方面知识，比如最优控制理论、常微分方程数值解法、动力系统理论、非线性规划、同伦延拓、动态规划、微分几何、组合优化等概念。这些知识的积累也让我逐步具备了触类旁通的能力，并将研究内容逐步拓展到电推进航天器导航、制导与控制、航天器轨道确定技术、洛仑兹力编队飞行等。”然而，他也坦言：“从2005年回国一路走到现在并非一帆风顺，遇到过很多挫折，也曾屡败屡战，但幸运的是一直没有放弃，所以现在逐渐开始领悟到通往太空‘罗马城’的条条大路”。

未来路：奔向太空罗马城

对于下一步的计划和安排，高扬表示首先要脚踏实地做好目前正在承担的本职工作。与此同时，“我希望在空间轨道研究领域继续工作，包括系统地建立空间脉冲或连续推力转移轨道优化设计的通用方法体系，并应用于深空飞行轨道、人造地球卫星轨道、卫星相对运动控制等具体问题中去。同时，我希望有机会参与我国电推进深空探测的科研项目。”

当谈到如何开展研究的话题时，高扬特别强调：“研究工作需要注重理论联系实践，要坚持发展自己的研究思路，不断开拓与创新，参考国外文献，但不盲从；另外，研究工作不能为了满足各种定量指标而开展，做科研应追求淡泊以明志，宁静以致远！”

航空航天技术概论范文第2篇

一、国际经济关系概述

（一）背景

经济全球化是当今世界发展的重要趋势，随着国际分工和经济全球化的日趋加深，世界各国间的经济联系日益紧密。一方面，在各国的贸易与合作中，它提高了资源利用效率，推动了全球生产力大发展；但是另一方面，利益的分配却并不公平，在日益加剧的国际竞争中，由于实力差距，发展中国家在与发达国家的经济交往和联系中处于不利地位。面对不利的外部经济关系，如果国内缺乏强大的内在发展动力，将使发展中国家与发达国家的差距进一步拉大，一些最不发达国家将被排除在经济全球化之外，越来越被“边缘化”。

两极分化的日益突出，南北穷国富国之间的不平衡发展，证实了政治经济学关于不平衡发展规律的论述。在新的国际政治经济格局下，暗含着当今国际经济关系中的不平等。

（二）文献综述

世界贫富各国间的经济联系很早就开始出现并不断发展，国际经济关系也随之深入，经济全球化的趋势下，贫富各国之间的国际经济关系对各国经济发展的作用越来越大，并且直接影响到各国经济发展的平衡。对于国际经济关系的影响，国际上存在不同的理论和观点：

从著名的亚当·斯密的绝对成本优势，以及更进一步的大卫·李嘉图的国际贸易理论和比较成本说为始，建立了互利平等国际经济关系的理论基础。然而，这些理论存在明显的片面性。就像大卫·李嘉图的国际贸易理论一样仅关注贸易所得却不考虑贸易所得的分配是否公平的问题，掩盖了发达资本主义国家与发展中国家之间不平等的经济关系。

到了六十、七十年代，以a·伊曼纽尔、阿明等人为代表形成“依附学派”，强调现有国际分工形成发展中国家对发达国家的经济依附。他们从理论上阐述发达国家和发展中国家存在着不平等交换和价值转移，并将穷国向富国的价值转移归结为工资差别。这一结论误把现象和方式当做了原因，工资差别并不是富国从穷国获得剩余价值转移的根源也不是唯一的手段。

二、国际贸易关系中的不平等

在国际贸易关系中，为了实现价值或剩余价值转移，发达国家所依靠的手段和优势可以概括为“三高”：高有机构成、高工资、高价格。

（一）高有机构成

经济全球化背景下，根据价值与生产价格理论，如果国际市场存在自由竞争，利润转化为平均利润，商品价值转化为生产价格时，剩余价值会再分配，从有机构成高的部门流向有机构成率低的部门。

第二次世界大战直至今天，相同产业内部因技术差距引致的分工逐渐占据指导地位，少数经济发达国家成为资本（技术）密集型产业国，广大发展中国家成为劳动密集型产业国。在这样的国际分工下，穷国贸易品一般为资本有机构成低的初级产品或中间产品，通过部门间国际贸易，即使忽略发达国家的垄断市场力量，穷国的剩余价值仍然会不断向富国转移。反应在在生产价格的形成过程中如下：假设a为欠发达国家，b为发达国家，分别集中于ⅰ和ⅱ行业，资本有机构成c/v分别为1和2，剩余价值率100%。则对于不变资本c、可变资本v、剩余价值m、价值v=c+v+m、利润率t、利润p=t*(c+v)以及生产价格p，a国家为10、10、10、30、40%、8、和28，b国家为20、10、10、40、40%、12和42。

可以看到，在国际生产价格形成后，发达国家凭借其出口产品所在行业的高有机构成，按42的价格出售其价值为40的产品，而发展中国家价值为30的产品却只能按28的价格销售，发达国家所得到的大小为2的价值，正是在国际贸易从发展中国家转移而来的。

（二）高工资

随着众多发展中国家不断采取产业升级、改变出口产品结构、引进技术设备等政策措施，在与发达国家的贸易中，具有相近甚至相同有机构成的部门内产品贸易比重不断上升。这时，发达国家也就更难凭借高有机构成保持优势地位，获得价值转移。

但是，即使是在资本有机构成一致的部门，由于穷国经济发展水平、劳动力剩余以及工会弱小等因素，相对低的工资水平同样导致高剩余价值在贸易中剩余价值流向富国。假设国家a和b都出口行业ⅱ的产品，而且具有相同的资本技术构成，只是国家b的工人工资水平是a国的五倍，这样a国价值为2的可变资本就能雇佣到同b国同量的工人，原来用来支付其工资的8个单位的价值也转化为剩余价值。反应在在生产价格的形成过程中如下：

设国家a和b的配置资本c均为70，不变资本c均为10，则对于可变资本v、剩余价值m、价值v=c+v+m、利润率t、利润p=t*(c+v)以及生产价格p，a国家为2、18、30、20%、14、和26，b国家为10、10、10、30、20%、14和34。

按照“依附论”思潮的代表学者a·伊曼纽尔、阿明的观点，在这种情况下，虽然a和b用同样的技术生产同样的产品，并在国际市场上进行销售。可是，b国的工资水平高于a国。“这样a国较高的剩余价值率提高了两国的平均利润率，低工资国（a）以同样生产率的等量劳动，在国际交换中所得低于贸易国b。”

但是，这种价值转移从根本上讲，并不是基于高工资的。就像阿明在《不平等的发展》中所说，“产品必须有一个一致的价格，即在世界市场上实行的价格”。如果是自由竞争的市场环境，发达国家在竞争中要么损失利润要么失去市场。而其产品能够在世界市场上同欠发达国家的产品竞争，占有一定的市场，必然是基于其具有的影响价格的市场力量。

（三）高价格

发达国家资产阶级并不会满足于提高工人阶级的收入，因此在高工资造成的较高价格基础上，他们要求更高的价格和更高的利润。凭借在知识技术上的领先优势，以及对核心技术的控制，他们在很多部门都具有垄断力量，制定高于生产价格的垄断价格，获得垄断利润，进一步剥削穷国。少数发达国家对国际贸易的垄断，使这些发达国家的垄断组织能以垄断高价销售工业品攫取高额利润。

以国家b进行产业ⅰ的生产为例，其不变资本c、可变资本v、剩余价值m、价值v=c+v+m、利润率t、利润p=t*(c+v)以及生产价格p分别为10、10、10、30、17.5和37.5，而垄断价格则高于37.5。

因此，在积极推进“全球化”战略的同时，发达国家一直努力在信息技术、生物技术、新材料技术以及核技术、航空航天技术、集成制造技术等战略技术上竭力保持其领先优势和垄断地位，一面不断加大研发投入，一面拒绝对发展中国家进行经济技术合作的自由化。

当然，这些不平等并不是彼此独立存在的，而是在国际贸易中同时发挥作用，相互强化的，而且随着国际贸易结构的变化，其重要性也此消彼长，譬如随着发展中国家对不平等国际分工的认识加深，不断采取措施改变出口产品结构，这一手段的重要性会逐渐减弱，而随着国际投资和跨国垄断集团的发展，垄断力量的作用不断加强。

三、国际经济秩序中的不平等

旧的国际经济秩序主要表现为世贸组织、国际货币基金组织和世界银行，但是这些国家间政府机构的投票权却是按经济实力分配而非人口或国家，因此很大程度上，它们是掌控在发达国家手中的，在国际经济事务中，富国通过这些机构实现他们的经济意图，给穷国施加各种不平等的政治经济条款。 至今，广大发展中国家在imf中所占的份额仍然较小。到二十世纪末西方工业大国——美国、日本、英国、加拿大、法国、德国、意大利仍控制了国际货币基金组织中约一半的表决权，亚洲国家除了日本以外，所享有的表决权比重都低于3%。

  通过对国际经济协调机构的控制，发达国家在国际援助中附加各种政治经济条款；在国际贸易纠纷中取得贸易谈判的优势，有利于其实施不合理反倾销、贸易壁垒或更难控制的技术壁垒，使部分发展中国家具有绝对优势的出口产业失去正当竞争环境，产品价值难以在国际贸易中得到实现。例如，在一些发展中国家具有绝对优势的劳动密集型产业，发达国家缺少市场力量，无法在高价格下保持市场占有，发展中国家在竞争中具有成本优势。

在这些产业中，由于缺少维持高价格的市场力量，发达国家的高工资意味着高成本的竞争劣势。但是，发达国家则通过各种贸易壁垒，提高发展中国家产品价格、限制贸易数额，损害穷国贸易利益，保护本国产品的竞争力，而且产生了环境和技术壁垒等更加隐蔽和难以限制的方式。

四、总结

综上所述，发达国家能够，取得不平等国际经济关系中的优势地位，其根源在于富国通过技术、资本垄断以及对国际经济事务的控制权而掌握的市场力量，主要包括两类：一是来自市场内的垄断力量。通过对先进技术、资本、秘方以及经营管理经验等的垄断；二是源自市场外的影响游戏规则的力量。通过不平等的国际经济秩序，控制国际经济事务、实施各种贸易壁垒，获得竞争优势。

发达国家凭借各种市场力量，取得了不平的国际经济关系，并通过四种手段实现对穷国的剩余价值的攫取，概括为“四高”:高有机构成、高工资、高价格和高壁垒。

因此，在国际贸易中，虽然通过生产自己相对擅长的产品生产，穷国在交换中可以得到更多的产品（直接利益）以及技术外溢（间接利益），但这些利益的获得并不顺利。一方面，发达国家的贸易壁垒常常会盘剥甚至阻断这一利益，而且方式越来越隐蔽（如技术壁垒），尽管这可能是双赢的；另一方面，虽然在交易中存在“比较利益”，相同的劳动时间双方都能得到更多的产品，但是其总量是有限的，分配是倾斜的；而对于技术外溢，始终是被动的，受制于人的。

虽然在国家外部与发达国家之间存在不平等的国际经济关系，但这种外部因素并非独立发挥作用，而是和内部因素共同决定国家的发展。如今，穷国在对外关系上处于不平等的地位，要摆脱依附境况，实现发达的发展，必须作出两方面的努力：一是在内部需要有完善的发展计划和战略，这样才能使内部的积极因素处于主导地位，而不受富国的思想和意志左右，积极而有选择、有节制地参与全球化；二是积极努力地争取建立国际经济新秩序，逐渐改变不平等的国际经济关系，才能最大限度地分享全球化的利益。

参考文献：

[1]a·伊曼纽尔.不平等交换：对帝国主义贸易的研究[m].北京：中国对外经济贸易出版社，1988．

[2]周林.国际经济关系学概论[m].北京：机械工业出版社,2009．