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航空航天的关系

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航空航天的关系范文第1篇

张元贵 江苏省淮阴中学校长,是一位资深教育工作者,在实际工作中身体力行,积极倡导素质教育,努力追求“让高考成绩成为深化素质教育的自然结果”。在他的领导下,淮阴中学的航空航天特色课程基地建设成绩斐然,学生们真正做到了乐在其中,学在其中。

在江苏省淮阴中学风景如画的校园里,有一座设计独特,建设标准相当高的航空航天科技体验馆,学生们可以在这里领略人类对飞行的远古期盼,感悟这一梦想实现的艰辛,知晓航空航天技术的不断演进。馆内陈列的不少实物,是在中国航空史上占有重要地位的文物级展品。徜徉在这个馆里,你能体味到筹划者的良苦用心。在走进淮阴中学之前,笔者始终怀着这样的疑问:是什么动机促使淮阴中学花费如此大的精力和费用,建设看似与学生的考试与学业并无直接关联的航空航天特色课程基地?这样的做法事实上又收到了怎样的效果?等到张元贵校长坐在我的面前,一切都有了答案。

记:淮阴中学为什么会选择航空航天作为建设特色课程基地的方向?

张:这个想法最早形成于2011年。当时江苏省教育厅提出支持各高中学校建设具有自身特色的课程基地。我们考虑了很久,最初也曾想过其他方向,但都觉得特色不够鲜明。经过广泛论证,我们认为航空航天是一个值得关注的方向。原因很简单,航空航天既凝结了人类最先进的科技成果,又有着悠久的历史脉络,它是人类对行梦想不断求索的结果,也是一个国家科技实力的集中体现。除此以外,我们更看重飞行这一活动本身所凝聚的探索精神和求知信念,飞行充满风险和变数,而人类正是通过科技的不断进步在逐步消除其中的风险,使其成为一种服务于人类的可靠技术。淮阴中学与南京航空航天大学素来有着密切的合作关系,这也是我们建设航空航天特色课程基地的有利条件。正是出于这一想法,我们将航空航天作为特色课程基地建设方向申报了上去。

记:建设这样的课程基地,其实在硬件和软件上都有非常高的要求,淮阴中学选择这样的方向,当初是否考虑过其中的困难?

张:当然考虑过。这一点不仅我们自己早已认识到,江苏省教育部门负责评审各校申报特色课程基地项目的专家组也有所考虑。最初我们申报时,一些专家认为,一所中学要建立这样的课程基地,很难做到高水准,因为这要花费大量的人力物力,并且短期内很难看到建设成效。但经过我们的不懈努力,淮阴中学的航空航天特色课程基地建设很快初具规模,在2013年的成果评审中,被评为全省10个优秀课程基地之一(全省第一批共计38个课程基地),并把省课程基地建设现场会议放在我校召开。这说明,我们的方向是正确的,我们的建设方法也是正确的。在建设过程中,我们在航空航天科技馆上花费了大量心血,不仅聘请了两位专业素养很高的专职科普教师任职,还筹措了700余万资金,用于置办各项陈列品,在展馆的设计上也独具匠心,整个展馆的参观脉络是从模拟的机场起飞线开始,经历人类航空史的各个阶段,最终到着陆区结束,在展馆最后的外部廊道上,绘制了广袤的星空壁画,寓意人类的星际探索之梦永无止境。所有参观展馆的学生都表现出浓厚的兴趣,他们真的乐在其中。除了这个展馆,我们学校的图书馆也专门开辟了航空航天类图书专区,学校每年拨款,有选择地购买优秀航空航天科普图书,当然也包括全套的《航空知识》,这些图书丰富了学生们系统学习相关知识的资源。

记:淮阴中学建设航空航天特色课程基地的宗旨是怎样的?

张:我们的原则是,要么不建,要么就建设成高标准的课程基地。我们当然可以降低标准,这样省钱省力,但学生们从中获取的东西就很有限,比如他们就没有机会亲自体验更专业的飞行模拟器,没有机会近距离看到这么多珍贵的航空用品乃至文物,更谈不上互动式和体验式学习。如果那样,他们获取知识的方式就很难与传统的书本和网络方式有所区别,特色课程建设就难以做到可持续发展。需要强调的是,花钱多少并不是标准高低的评判依据,你看到包括科技馆在内的整个特色课程基地的建设,我们都是花了许多心思的,在策划方案上更是反复论证,广泛听取专业人士和学生们的意见,再加上精心组织实施,才有今天这个局面。我们就是要让学生看到真正的特色,体验到别处难以获得的感受,享受整个学习的过程。

记:学生们在特色课程基地学习航空航天科技知识,势必要占用一定的时间和精力,如何来处理它与课业之间的关系呢?

张:这是一个非常重要的问题,我们从一开始就有所考虑。现在淮阴中学的做法是,面向全校学生开展的航空航天科普教育属于基本层次,主要是激发学生们对航空航天的关注与热情,普及一般的知识,占用时间不多。再往上就是航空航天社团,这个社团开展的教育更为深入和全面,但要加入社团,对基本课业成绩就有个要求,课业不构成负担的学生才可望加入社团,而且加入社团后我们要求成绩要保持稳定。当然,这也不是铁律,有些热情特别高但成绩稍差的学生,我们也会允许暂时加入,并对他们进行指导和督促,促使学生们的学习成绩同步进步。结果,所有加入航空航天社团的学生,课业成绩全部成上升态势,这正是我们希望看到的。

记:现在提倡素质教育,您如何看待航空航天科普教育与素质教育的关系?

张:淮阴中学多年来积极深化素质教育,努力追求把高考成绩作为素质教育的自然结果。我们得承认,现行高考选拔制度是有缺陷的,不够科学合理,既有一考定终身的弊端,也有考核片面的局限,但改革是个长期问题,现行高考制度的存续,反而越发迫切地要求素质教育水平和质量快速跟进。有人把素质教育理解为某些技能的培养,我觉得不够全面,我更愿意把素质教育理解为一种精神内涵的培养,这种精神包含的元素更为丰富,比如学习精神、探索精神、协作精神,以及挫折耐受力等等,这些精神才是学生成长道路上最可宝贵的财富,也是学习各种技能的内在动力。

航空航天,它从蒙昧时代纯粹的飞行梦想起步,经过无数人的求索和牺牲,历经上千年的跋涉,才有今天的面貌。它不仅是人类科技的结晶,更是探索精神和科学精神的集中体现,它完全可以让学生们感受到无数先人和各个时期科技工作者的精神力量,这也是我们选择航空航天作为特色课程基地方向的重要原因之一。

航空航天的关系范文第2篇

关键词:航空航天产业;R&D投入;产业发展;互动关系

中图分类号:F260 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)28-0054-02

一、中国航空航天产业R&D活动的特征分析

近年来,中国航空航天产业实现了跨越式的发展,产业R&D活动的投入和产出也达到了前所未有的规模。在投入方面,2000年,航空航天产业R&D活动经费内部支出为137 932万元,20011年已经达到1 435 570万元,创历史新高;R&D活动经费内部支出增长率也逐年提升,2001年的增长率为19.78%,之后稳步增长,2010年增长率达到41.14%,2011年达到54.62%。技术改造经费支出达到了373 716万元,技术引进经费支出达到了21 109万元。研发人员数量为22634人,比2000年增长了50.7%。在产出方面,2011年中国航空航天产业新产品产值达到,新产品销售收入4 980 325万元;专利申请数共计2 114项,有效发明专利授权量达到1 227项,占专利申请总数的58.04%。

二、中国航空航天产业R&D投入与产业发展关系实证分析

(一)变量选取

R&D投入活动包括R&D经费支出和R&D活动人员两个核心因素。新产品产值通常作为企业R&D投入活动的产出成果。本文选取R&D经费内部支出X1和R&D人员全时当量X2作为自变量,选取新产品产值Y作为因变量,来对中国高技术产业的R&D投入与产出之间的量化关系进行分析。

(二)数据说明及模型的建立

原始数据来自国家统计局编《高技术产业统计年鉴》。对各变量数据进行平减,剔除物价变动等因素的影响。基于剔除物价变动后的数据,通过分析发现,1995—2011年航空航天产业R&D活动人员和经费投入与新产品增加值的变化趋势大体一致,也即R&D活动人员和经费投入与新产品增加值具有一定的线性相关性。根据柯布—道格拉斯生产函数,即Y = AKαLβ,其中,α,β分别为投入的资本和劳动力对产出的弹性,同时考虑减少异方差性,分别对自变量和因变量取自然对数,本文建立以下模型:LnYt=c+LnX1t+LnX2t +ε,t=1995,···,2011。

(三)实证分析

1.平稳性(ADF)检验

变量Log Y和Log X1都是时间序列数据,对其进行平稳性检验,最优滞后阶数根据AIC准则而确定。根据表1中的结果,变量LnY、LnX1.LnX2的ADF检验值均大于1%、5%、10%显著性水平下的临界值,则不能拒绝原假设,即LnY、LnX1.LnX1都是非平稳序列。LnY(-2)、LnX1(-2)、LnX2(-2)的ADF检验值均小于1%、5%、10%显著性水平下的临界值,则LnY(-2)、Ln 1(-2)时间序列不存在单位根,是平稳序列(见下页表1)。

检验结果说明Ln Y、Ln X1.LnX2在1%、5%、10%的显著性水平下是不平稳的,但其二阶差分在在1%、5%、10%的显著性水平下是平稳的,即Ln Y、Ln X1.LnX2同为二阶单整。因此可以进行协整关系检验。

2.协整关系检验

基于Johansen协整检验方法,对变量Ln Y、Ln X1.Ln X2进行协整分析。下页表2中显示的是迹统计量的检验结果,原假设None下计算的迹统计量的概率P值为0.0668,可以拒绝原假设,认为至少存在一个协整关系;原假设At most 1下计算的迹统计量概率P值为0.6803,不可以拒绝原假设,不认为存在两个协整关系;原假设At most 2下计算的迹统计量概率P值为0.9634,不可以拒绝原假设,不认为存在两个以上的协整关系。

根据对数似然值的协整关系,得出协整方程式:LnY=0.4685LnX1+8.52 LnX2。得到LnY、LnX1.LnX2都是正相关的长期均衡关系。即R&D活动经费支出和R&D活动人员全时当量对航空航天产业的发展在长期有正向的作用,且R&D经费支出每增加1%,新产品产值增加0.4685%,R&D活动人员全时当量增加1%,新产品产值增加8.52%。

3.误差修正模型

基于变量间存在的协整关系,进一步建立将短期变化与长期均衡联系在一起的矢量误差修正模型(VECM)。经反复试验利用AIC和SC统计量以及相应滞后期的系数的显著性判断后发现,最佳滞后期为2期。因此,建立误差修正模型的估计结果如下:

LnY=0.341LnX1+0.085LnX2-0.4739LnY(-1)+ 0.133LnYX2(-1)+0.51LnX1(-1)-0.129ECM(-1)

从估计结果可以看出,误差修正项的系数为0.129,表示当短期波动偏离长期均衡时,误差修正项将以0.129的力度作反向调整,将非均衡状态拉回到均衡状态。

4.格兰杰因果关系检验

为进一步说明各变量之间是否存在因果关系,对各变量进行因果关系检验。表3中的显著性检验结果可以看出,在10%的显著性水平下,0.091小于0.1,拒绝原假设“Ln X1不是Ln Y的格兰杰原因”,0.0476小于0.05,拒绝原假设“Ln X2不是Ln Y的格兰杰原因”。说明R&D经费支出和人员全时当量是新产品产值的格兰杰原因。

而检验结果显示,在10%的显著性水平下,0.5857大于0.1,不能拒绝原假设“Ln Y不是Ln X1的格兰杰原因”,0.6901大于0.1,不能拒绝原假设“Ln Y不是Ln X2的格兰杰原因”,说明新产品产值不是R&D经费支出和人员全时当量的显著原因。但由于检验结果的滞后期为4,且显著性水平为10%,说明格兰杰因果关系并不明显,也就是说中国航空航天产业R&D投入与产业发展尚未形成良性的互动关系。

三、结论及对策建议

通过协整关系式,得到LnY、LnX1.LnX2都是正相关的长期均衡关系。也就是说R&D活动经费支出和R&D活动人员全时当量对航空航天产业的发展在长期有正向的作用,且R&D经费支出每增加1%,新产品产值增加0.4685%,R&D活动人员全时当量增加1%,新产品产值增加8.52%。格兰杰因果关系检验结果说明Ln X1是Ln Y的格兰杰原因,Ln X2是Ln Y的格兰杰原因,也即R&D经费支出和人员全时当量是新产品产值的格兰杰原因;检验结果的滞后期为4,且显著性水平为10%,说明格兰杰因果关系并不明显,也就是说中国航空航天产业R&D投入与产业发展尚未形成良性的互动关系。

为进一步提升中国航空航天产业的竞争力,本文认为应从以下几方面提升航空航天产业R &D投入的效果:第一,深化产学研合作,引进外部技术或与高校及科研院所合作来获取创新产品或技术,为航空航天产业科研注入新的活力;第二,加大航空航天产业的R&D投入强度,加强有效管理,提高R&D经费的使用效率;第三,重视引进核心科研人员,注重R&D人力资源的优化配置。提高R&D人员中科学家和高级工程师的比重,优化R&D人员的配置及结构。

参考文献:

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[5] 陈伟,于艳丽.基于因子分析的中国34省市专利发展实证研究[J].科技进步与对策,2009,(3):44-47.

航空航天的关系范文第3篇

编者的话:经常有航模爱好者来信询问一些航空、航模基础知识,模型飞机与真飞机的相同和不同点等各种问题。为此,本刊几年前便与北京航空航天大学飞行器设计专业的万志强博士探讨在杂志上开设有关航空、航模基础知识的专栏文章的可能性。经过两年多的准备,万博士终于完成了此系列文章的整体构思及前期文章的写作,现从本期开始连载,希望能得到大家的喜欢。

一、人类的航空壮举

当我们仰望天空的时候,总会发现时不时有飞机掠过。或许不少人会问,这样一个庞然大物,其质量少则数百千克,多则几十吨、上百吨,怎么能够如此自如地在蓝天上飞翔呢?飞行究竟需要具备哪些条件呢?

其实,关于怎样才能像鸟儿一样在蓝天上翱翔,我们的先辈们探索了数千年,设想和尝试了许多种飞天方式,但基本都以失败告终。直到1903年12月17日,美国的莱特兄弟驾驶着他们设计和制造的“飞行者”1号(图1),进行了时间不到1分钟、距离只有260m的人类历史上第一次持续而有控制的动力飞行之后,人类才真正从根本上解决了飞上蓝天的关键问题。此后,飞机越造越大、越飞越高、越飞越快、越飞越远,各方面的性能都有了翻天覆地的提高(图2~图5)。

实际上,无论是莱特兄弟设计的“飞行者”1号,还是现代的先进客机、战斗机、运输机……之所以能飞上蓝天,归纳起来是因为它们具备了飞行的3个最基本的要素:

(1)具有能产生升力的机翼,平衡飞机的重力(图6);

(2)具有能提供拉力或推力的动力系统,平衡飞机的阻力(图6);

(3)具有能控制飞机姿态的操纵系统,实现飞机按照预定的轨迹飞行。

莱特兄弟的第一次飞行,虽然飞行时间只有几十秒,飞行距离只有几百米,离地高度也只有几米,但他们的探索精神却永远值得我们学习,其成功一直激励着后人对航空航天的持续探索。

莱特兄弟的壮举,让人类开始漫步于天空,继而遨游于天宇。人们把这些能够在天空和宇宙中飞行的机器统称为飞行器。飞行器主要分为航空飞行器(简称航空器)和航天飞行器(简称航天器)。前者是指在空气中飞行的飞行器,后者是指主要在大气层外飞行的飞行器。而航模作为一种与航空器和航天器密切相关的模型,则既包括航空模型,又包括航天模型。在飞行器的发展过程中,航模发挥了重要的作用,无论是利用航模进行原理验证,还是利用航模完成载人飞机难以完成的飞行科目。现代无人机则与航模更是有密切的关系,不少无人机就是从航模发展而来的。

航空和航天技术都是高度综合的现代科学技术。力学、热力学、材料学是航空航天的科学基础;电子技术、自动控制技术、计算机技术、喷气推进技术和制造工艺技术对航空航天的进步起到了重要作用;医学、真空技术和低温技术则促进了航天的发展。上述科学技术在航空和航天的应用中相互交叉和渗透,产生了一些新的学科,使航空和航天科学技术形成了完整的体系。

航空航天的发展都与其军事应用密切相关,但人类在该领域取得的巨大进展对国民经济和社会生活也产生了重大影响,甚至改变了世界的面貌。如我们乘坐飞机旅行,使用GPS进行导航,收看海外电视直播,进行天气预报,这些都离不开航空航天的发展。航空航天科学技术是牵动其他高新技术发展的动力之一,航空航天工业是国民经济建设中的阳光产业,而航空航天产品则是附加值很高的高新技术产品。

二、翱翔天空的航空器

任何航空器要升到空中,都必须产生一个能克服自身重力的向上的力,这个力叫作升力。另外,航空器在空中的飞行还必须具备动力装置产生推力或拉力来克服前进的阻力。根据产生升力的基本原理不同,航空器分为轻于(或等于)同体积空气的航空器和重于同体积空气的航空器两大类。前者靠空气的静浮力升空,又称浮空器;后者靠与空气相对运动产生升力升空。按照不同的构造特点,航空器还可进一步细分,如图8所示。

1.轻于空气的航空器

轻于(或等于)空气的航空器包括气球和飞艇,它们先机出现。

(1)气球(图9)

气球一般无推进装置,主体为气囊,下面通常有吊蓝或吊舱。按照气囊内所充气体的种类,可分为热气球、氢气球和氦气球三种。

(2)飞艇(图10)

飞艇安装有推进装置,并可控制飞行。根据结构形式,可分为软式、硬式和半硬式三种。飞艇与气球的最本质区别就是它带有动力和操纵舵面,可按照预定的飞行方向飞行;而气球由于没有动力装置和操纵舵面,在水平方向只能随风飘移,但在垂直方向可以通过调节浮力的大小或改变质量的大小进行升降。

2.重于空气的航空器

重于空气的航空器靠自身与空气的相对运动产生空气动力升空飞行。常见的这类航空器主要有固定翼和旋转翼两类,另外还有像鸟一样飞行的扑翼航空器和新近出现的倾转旋翼航空器。

(1)固定翼航空器

固定翼航空器包括飞机(图11)和滑翔机(图12)。

飞机是指由动力装置产生前进推力或拉力,由固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。滑翔机是指没有动力装置的重于空气的固定翼航空器。

滑翔机可由飞机拖曳起飞,也可用汽车等其它装置牵引起飞。部分动力滑翔机装有小型辅助发动机,无需外力牵引就可自行起飞,但滑翔时必须关闭动力装置。飞机和滑翔机最本质的差别在于大部分飞行时间内是否依靠动力装置。实际上,在莱特兄弟发明飞机之前,人类就已经发明了滑翔机,并为飞机的发明奠定了空气动力学和飞行操纵等方面的基础。

(2)旋翼航空器

旋翼航空器包括直升机(图13)和旋翼机(图14)。

直升机是指以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源,能在大气中垂直起降及悬停并能进行前飞、后飞、侧飞、定点回旋等可控飞行的重于空气的航空器。直升机和固定翼飞机的最本质区别在于,直升机能够依靠旋翼垂直起降,对起降场地的依赖性很小;而通常意义上的固定翼飞机则只能水平起降,对起降场地的依赖性很大。相对于固定翼飞机,直升机飞行速度慢、震动大。

旋翼机是一种利用前飞时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力的旋翼航空器,全称自转旋翼机。

(3)扑翼机

扑翼机是指能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器(图15),又称振翼机。扑动的机翼不仅产生升力,而且产生向前的推进力。

(4)倾转旋翼机

倾转旋翼机是一种同时具有旋翼和固定翼,并在机翼两侧翼梢处各装有一套可在水平与垂直位置之间转换的旋翼倾转系统组件的飞机。旋翼倾转系统处于垂直位置时,倾转旋翼机相当于横列式直升机,可垂直起降,并能完成直升机的其它飞行动作;旋翼倾转系统处于水平位置时,旋翼倾转机则相当于固定翼飞机。现在世界上唯一有实用价值的倾转旋翼机为美国贝尔公司研制V-22(图16)。

三、遨游天宇的航天器

航天器是指主要在地球大气层以外的宇宙空间,基本上按照天体力学规律运动的各类飞行器,又称空间飞行器。与自然天体不同的是,航天器可以在人的控制下改变其运行轨道或回收。航天器为了完成航天任务,必须具备发射场、运载器、航天测控和数据采集系统、用户台站以及回收设施的配合。

航天器分为无人航天器和载人航天器。根据是否环绕地球运行,无人航天器分为人造地球卫星和空间探测器。按照各自的用途和结构形式,航天器还可进一步细分(图17)。

1.无人航天器

无人航天器包括人造地球卫星和空间探测器。

(1)人造地球卫星

人造地球卫星是数量最多的航天器(图18,图19)。人造地球卫星一般由有效载荷和平台组成。有效载荷是指卫星上用于直接实现应用目的或科研任务的仪器设备,平台则是为保证有效载荷正常工作的所有保障系统。按照卫星的用途,可分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。

(2)空间探测器

空间探测器是指对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人探测器,也称深空探测器。探测器的基本构造与一般人造地球卫星差不多,不同的是探测器携带有用于观测天体的各种先进观测仪器。

月球是人类进行空间探测的首选目标,世界上多个发达国家向月球发射了探测器(图20,图21),并进行了月球实地考察。美国和苏联早在20世纪50年代末就开始发射月球探测器,为1969年人类首次载人登月奠定了基础。

在行星和行星际探测方面,美国、欧盟、苏联和日本等国发射了多个探测器,对火星、金星、哈雷彗星、土星、木星、太阳及其星际之间进行了探测。

2.载人航天器

载人航天器是人类在太空进行各种探测、试验、研究及从事军事和生产活动所乘坐的航天器。与无人航天器的主要不同是载人航天器具有生命保障系统。目前的载人航天器分载人飞船、空间站和航天飞机三大类。

(1)载人飞船

载人飞船是载乘航天员的航天器,又称宇宙飞船。按照运行方式的不同,载人飞船分为卫星式载人飞船和登月载人飞船两类。前者载人绕低地球轨道飞行,后者载运登月航天员。苏联、美国成功实现了多次载人飞行,美国还实现了人类登月。美国的阿波罗计划是人类第一次登上月球的伟大工程(图22),美国也是目前仅有的进行过登月的国家。我国的载人航天计划采用飞船形式(图23)。“神州”号试验飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成。轨道舱是航天员生活和工作的地方;返回舱是飞船的指挥控制中心,航天员乘坐它上天和返回地面;推进舱为飞船的飞行和返回提供能源和动力。载人飞船的附加用途是为空间站接送航天员或运送货物。

(2)空间站

空间站是航天员在太空轨道上生活和工作的基地,又称轨道站或航天站。空间站一般采用模块化设计,分段送入轨道组装。空间站发射时不载人,也不载人返回地面,航天员和货物的运送由飞船或航天飞机完成。空间站的功能可以根据任务要求而变更或扩大,弥补了其它航天器功能单一的不足。苏联于1971年发射世界上第一个空间站。我国于2011年发射了第一个空间站――“天宫”1号(图24)。多个国家的空间站还在太空连接构成了国际空间站。

(3)航天飞机

航天飞机是世界上第一种也是唯一一种可重复使用的航天运载器,也是一种多用途载人航天器。20世纪七八十年代,美国、苏联、法国和日本等国曾经开展了航天飞机研制计划,但只有美国的航天飞机投入使用,并进行了长达30年的运行。美国自1981年成功发射其第一艘航天飞机“哥伦比亚”号(图25)之后,先后共研制使用了5艘航天飞机,其中“挑战者”号服役后因为发射失败而造成爆炸导致7名航天员全部丧生;“哥伦比亚”号服役后因为返回失败而造成爆炸导致7名航天员全部丧生;其余3艘都在2011年退休。航天飞机由一个轨道器、两个固体助推器和一个大型外挂贮箱组成,可以把质量达23 000kg的有效载荷送入低地球轨道。航天飞机提供了在空间进行短期科学实验的手段,有许多国家的航天员参加了航天飞机的飞行。

3.火箭和导弹

火箭与导弹是一类特殊的飞行器,它们均可在大气层内和大气层外飞行,但都只能使用一次。我国通常把火箭和导弹划分为航天器。

(1)火箭

火箭是靠火箭发动机提供推进力的飞行器。火箭发动机自身携带全部推进剂,不依赖空气或其它工作介质产生推力。根据使用的能源不同,火箭可分为化学火箭、核火箭和电火箭三类。化学火箭又分为固体火箭、液体火箭和混合推进剂火箭。按照用途,火箭可分为无控火箭弹、探空火箭和运载火箭三种类型。

航空航天的关系范文第4篇

“只要是能为国家做点事,这就是最好的,别的事,比如自己能得到什么利益,我觉得这都不重要。”王同庆不太擅言辞,所以在他的话语中没有特别华丽的辞藻和过多修饰的词语,他只是轻轻笑着强调这句话。

“只要是能为国家做点事,这就是最好的,别的事,比如自己能得到什么利益,我觉得这都不重要。”王同庆不太擅言辞,所以在他的话语中没有特别华丽的辞藻和过多修饰的词语,他只是轻轻笑着强调这句话。这句话听起来简单,但要真正做到这种质朴的忠诚,对普通人来说,其实并非易事。这是他一直追寻的理想状态,也是指引着他一路走来的最简单的价值观。出生于1945年的王同庆已近古稀之年,尽管已从北京航空航天大学能源与动力工程学院退休,仍然从事教学和科研工作。虽然过去了这么多年,但是老先生对以前工作和生活的种种经历,仍然记忆犹新。

1967年,我国在航空航天和导弹研发领域都取得了重要进展,包括“和平二号”固体燃料气象火箭试验成功、我国第一代自行研制的岸舰导弹成功发射。而这一年,王同庆也从中国科学技术大学近代力学系航空发动机热物理专业毕业了,作为当时航空航天领域宝贵的人才资源,他毕业后被分配到了沈阳航空航天部新阳机械厂,在那里一干就是十年。十年,会改变很多东西,对于很多人来说,毕业后十年的状态,一般都是成家立业、结婚生子,生活进入比较稳定的轨道,安稳过日子。

就在一般人都按照已成型的生活轨道平静地生活的时候,王同庆却做出了一个决定:考研究生。那是1977年,他的孩子刚出生,如果他去读研究生的话,家庭生活的重担就会全部落在太太一个人的身上。但是善良坚强的太太全力支持丈夫的选择,“我太太当时说,你考上考不上都没有关系,我都会支持你。她非常支持我,不然的话,我很可能就不会去考了。”太太的深明大义,使他至今回忆起来,言语中还是流露出深深的感激和庆幸。而这个毕业十年后再考研究生的决定,改变了他一生的轨迹。

经过精心的准备,加之太太的支持为他解除了后顾之忧,1978年,王同庆顺利考入了中国舰船研究院中国船舶科学研究中心,从事出入水弹道流体力学方面的研究,1982年获得硕士学位。毕业之后,他就在中国船舶科学研究中心第六研究室任工程师、07试验室副主任、研究室负责人,这一时期他负责并完成了舰船研究院某型鱼雷试验研究课题。1987年,他进入沈阳航空工业学院航空系振动噪声研究室及沈航—B&K技术交流中心任研究及应用工程师;直到1995年,被调入北京航空航天大学,从事声学和气动测量的教学和科研工作。在不停的追寻中,他的声学研究事业渐入佳境。

气动声学是王同庆的重点研究方向。由机在飞行中会产生较严重的噪音污染,国际民航出台了越来越严格的噪声标准限制飞机的噪声。而减弱飞机噪声对于我们国家来讲,还是一个比较棘手的技术壁垒。王同庆花费了很多时间和精力在这个研究方面,“我想的是怎样为我们国家(飞机制造事业)做点事,因为我们每次去国外参加航空声学大会,参加的外国人非常多,而中国人却特别少。所以不论是飞机发动机研究也好,噪声研究也好,我真的就只是想为国家做点什么。”当提到目前我国的航空产品在国际上竞争力较弱的现状,老先生流露出小孩子般争强好胜的焦急和不甘心。他也确实为此付出了大量的时间和精力,在民机气动声学方面完成了一系列研究,大大推动了我国民机事业的发展。

他先后参加了航空部“民机噪声控制和声疲劳研究”系统工程中“螺桨飞机噪声预测软件研制”以及“声强测量标准研究”、Y12飞机舱内降噪攻关任务中“Y12飞机舱内声强测量”、“螺桨声场与机身耦合及向舱内传播模型的研究”、“螺桨飞机舱内噪声预测”、“用PIV技术测量压气机内流激波结构的试验研究”等重点课题和项目的研究。其中,“螺桨飞机噪声预测软件研制”项目获得航空工业总公司科技进步二等奖,“螺桨声场与机身耦合及向舱内传播模型的研究”项目获得1995年航空基金优秀成果一等奖。这些研究项目和研究成果在民机制造和噪声控制方面发挥了非常重要的作用。

但是对于这些过往的成绩,王同庆并不在意,也没有过多的谈起。他提到更多的,是一种热切的期望,那就是他希望我们国家的人才可以团结起来各尽其能为国家的发展多做一些事,“(要做好一件事),我觉得就是要靠大家、靠集体、靠团队,让我们国家振兴和发展,这也是我们共同的心愿。”他说。毕业后默默工作了十年之后再考研,从中国船舶科学研究中心转到沈阳航空工业学院,再到获得北京航空航天大学博士学位后进入北航任教,所有的奔波和辗转其实都是为了他“为国家做点事”的追求在服务。他说“无论做什么,不管在哪儿,只要对国家有用就好。”,这其实就是宝贵的“螺丝钉精神”,他一生的经历也确实在实践着这种精神。

于是,这也就让他对自己的学生有了“不要比工资,不要比待遇,要将工作当成事业来做,而不是当成职业来做”的期望和要求。他认为,只有把自己的工作当成事业来做,才会真正热爱它,踏踏实实地做事,并愿意为之付出所有。他一直在实践,并且希望他的学生同样能够热爱自己的工作。他最欣赏的人是袁隆平,原因是袁隆平不事张扬、默默工作,创造出了那么多财富,解决了无数人的吃饭问题,但是自己却计较和索取的非常少。他说他喜欢这种“不跟谁斤斤计较,不跟国家斤斤计较”的做法。

老先生还十分懂得感恩,在他成长路程上所有帮助过他的人,他都念念不忘。全力支持他的太太、悉心指导他成长的中国舰船研究院船舶研究中心的导师、在导弹生产工厂铸造车间工作时包容他年少意气用事的车间主任、他去沈阳航空工业学院之前真诚挽留他的中船702所所长、鼓励他考取北京航空航天大学博士的老师……当说起这些在他过往的生活和工作中给过他宝贵的支持和鼓励的人,他的语气中仍旧满含着感激和感动。

航空航天的关系范文第5篇

3D打印为航空带来新机遇

“我对3D打印在航空制造业的运用感到非常兴奋。这是一项很有意思的创新,虽然还处于初级发展阶段,但就像是电脑的发展,你不知道它还会给你带来什么样的惊喜,”通用电气(GE)航空集团的一位技术人员对记者说。GE航空集团是世界最大的民用和军用飞机发动机、部件和集成系统制造商。在GE航空参观的两天里,“3D打印”是笔者听到最多的一个词。

GE航空集团总裁兼首席执行官戴维・乔伊斯告诉记者,他对3D打印技术在航空业的应用前景非常看好。“对产品设计师而言,过去他们会受到很多来自生产流程和制造工艺方面的限制,这是一件痛苦的事。有一些零件在没有3D打印技术的情况下是不可能实现的。3D打印技术让这些限制消失了,给了设计师们一种全新的思维方式和更大的创造空间。”他说。

目前在全世界范围内,GE航空和其持股50%的CFM国际公司生产的5.8万台飞机发动机正在使用中,平均每2秒钟就有一台由GE航空发动机提供动力的飞机起飞。2013年GE航空的销售额为220亿美元,其中32%来自于民用发动机,18%来自于军用发动机,37%来自于发动机的后期维护服务。

GE航空3D打印技术研发中心负责人格雷格・莫里斯介绍说,发动机制造所需的一些零部件往往订单量很小,只要1到100个。传统制造工艺需要很长的工艺制造流程,且成本高。3D打印大大节约了生产时间,并且能够生产出一些复杂的立体形状。他介绍说,在CFM国际公司开发出的新一动机LEAP中,包括喷油嘴在内的一些关键零部件就是通过3D打印制造的。他举例说,一款手掌大小的喷油嘴,如果按照传统的生产工艺,需要由20个零部件组成,而3D打印令这些零件成为一个整体,并且重量轻25%。不仅减少了大量组装时间,由于产品是一体化的,喷油嘴的寿命也比原来要长5倍,降低了维护成本。

3D打印技术还大大减少了对劳动力的需求。在研发中心的机房里,笔者看到几十台机器都在工作中,却没有几个工作人员。

莫里斯介绍说,在许多发动机的维护场所,如果配备了3D打印技术,将大大节约人力成本。莫里斯认为,随着设备和技术的发展,未来两到三年,3D打印的生产效率可能会比现在提高2到3倍。

当航空制造业遇上3D打印

事实上,3D打印技术出现在20世纪90年代中期,它是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这种技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。对于航空航天领域来说,3D打印仍然是一项非常前沿的制造技术,近几年,全球领先的航空制造企业开始逐渐涉足这一技术领域的研究。

维尔・贝克告诉笔者,霍尼韦尔航空航天集团是从2010年进入该领域的,已经拥有了4年的研究经验。目前,霍尼韦尔已经成功地将利用3D打印技术生产出的单晶铸件装配在了其TFE731-60型发动机的涡轮叶片上,这款发动机在为达索旗下的猎鹰900公务机提供动力。

现在,与高校合作成为了制造商进行3D打印技术研究的共同模式。霍尼韦尔航空航天集团就与美国的4所大学签署了秘密的合作协议。当然,包括波音、空客等民机整机制造商也都选择了与大学进行合作,进行3D打印技术的研究。

“总体来说,目前航空业界都正在对3D打印技术直接制造的金属零件,按照飞机和发动机的设计要求进行全面的测试和验证,以及针对3D打印技术进行设计方的优化。”西北工业大学凝固技术国家重点实验室副主任林鑫告诉记者。

值得一提的是,金属3D打印高性能增材制造技术兼顾高精度、高性能、高柔性,可以快速制造结构十分复杂的金属零件,为先进航空航天器的快速研发提供了有力的技术手段。今年3月14日,空客与林鑫所在的西北工业大学在西安签署了合作协议,共同探索3D打印技术在航空领域的应用。该项目重点研究激光3D打印技术在飞机部件制造中一次打印成型、减少加工余量以及材料在成型过程中变形等难题。西北工业大学凝固技术国家重点实验室将承担样件制造,空客将承担样件的测量和评估工作。

满足航空制造未来需求

业内人士公认,3D打印技术在航空制造领域的诸多优势,尤其是在设计自主性和环保方面的优势,满足了航空业可持续发展的最终目标。

此外,通过该技术,还可以减轻零件的重量,这直接关系到飞机的燃油经济性。过去,对于大型复杂构件,制造商用传统工艺无法完成,就拆为几个件做,然后再进行组合。如今3D打印可以实现零部件一次成型,这不仅增加了零部件的强度,同时也减轻了零部件的重量。

维尔・贝克还告诉笔者,这些好处综合起来,可以让研发过程更加高效。“过去通过传统工艺研制涡轮叶片的样件需要3年的时间,而如果采用了3D打印技术则仅需短短9周,与过去相比,为整个供应链节约了70%的时间”。

同时,空客也将3D打印技术作为飞机备件解决方案的一部分。记者从空客了解到,站在整机制造商的角度来看,3D打印技术是用来制造目前已经停产,但是仍然有市场需求的飞机零部件的最具成本效益的理想技术。采用3D打印技术进行飞机零部件制造,将大大降低制造、维修以及运营的成本,并更好地保护环境。

确保技术成熟可靠

航空航天的关系范文第6篇

美国是我国高新技术产业出口国之一,2007 年我国高新技术产业对美国的出口额 达到 804.45 亿美元,进口达到 182.64 亿美元,2006 年对美国该产业的出口额为 666.14 亿美元,进口额达到 158.82 亿美元12。而 2002 年我国对美国的高新技术产 品出口额仅仅为 200.96 亿美元,进口额为 82.88 亿美元,五年的时间出口额增长率 达到 400%,年增长率达到 30%;五年的进口增长率为 225%,年均增长率为 11.2%; 从中可见中美间的高新技术产业贸易发展之快。在这里要特别提出的是,因为中美间 高新技术产业贸易的数据取自美国对外贸易统计署中的 ATP 数据库,所以在这里我 们采用了美国对高新技术产业的分类办法,即高新技术产品分为以下几类:生物技术 (Biotechnology)、生命科学(Life science)、光电子(Opto-Electronics)、信息与通 讯(Information & Communications)、电子(Electronics)、柔性制造(Flexible Manufacturing)、尖端材料(Advanced Materials)、航空航天(Aerospace)、武 器(Weapons)和核技术(Nuclear Technology)。

(2)中美高新技术产业的互补性和竞争性分析

由以上的图表作分析,生物技术的贸易竞争力一直不强,但是能够保持贸易盈余的状态,并且TCI指数在缓慢增长;生命科学产品的进出口在我们考察的时间区域里,始终处于逆差的状态,TCI指数最大为2002年的-0.04,最小为2005年的-0.37;光电子的贸易竞争力很强,普遍在0.8以上;信息与通信和光电子一样,普遍在0.9以上;电子、尖端材料和柔性制造的竞争力从以上的表格中不能做有效的分析,因为它们始终处于变动的状态,竞争力指数有时增大有时减小;航空航天在考察的时间范围内基本没有贸易竞争力,除了2004年TCI指数达到正的0.87外,其他年份都在-0.9左右,表现出纯粹的进口贸易;武器前三年都变化不大,2004和2005年突然增长为0.97以上,变动有点偏大;在考察的时间范围内核技术也属于相对比较有竞争力的产品系列,但是两国的贸易量非常小。如上表所示,我国和美国的生物技术产业贸易指数从2002年到2006年总体呈现微弱的下降趋势,主要以产业内贸易为主,但是贸易量非常的小,最高也只要达到2006年的0.8亿美元;生命科学技术的GL指数与生物技术类似,比较特别的是在2005年降到了0.624,但是总体来说,仍然在0.8以上,所以中美的生命科学贸易以产业内贸易为主;而光电子则是典型的产业间贸易,GL指数最高时也只有2004年的0.20,同时中美的光电子贸易额处于适中的水平,2002年和2003年贸易额有比较大的降幅,但是总体仍处于上升的水平;信息与通讯是我国高新技术产业的主要出口产品,也是贸易顺差的主要来源,从表中可以看出,中美间的信息与通讯属于典型的产业间贸易,GL指数最高值也只有0.14,同时该贸易额呈现稳步上升的趋势;电子类的贸易也是在上升阶段,每年以将近50%的速度在增长,同时产业内贸易也很活跃;柔性制造则处于波动的阶段,贸易额五年的时间虽然增长了一倍,但是总量仍然很小;尖端材料的GL指数很高,贸易额虽然比较小,均值只有1.4亿美元/年,但是从长远来看,是一个新兴大有可为的产品种类;航空航天和光电子比较类似;武器和核技术属于政治敏感的产品,所以无论是GL指数还是贸易量变化幅度比较大. (3)中美高新技术产业贸易的分析与总结

通过以上TCI指数和GL指数的综合分析,虽然我国和美国的高新技术产业贸易额已经取得了极大的增长,但是仍然存在一些问题:(1)贸易的产品结构单一,过分依赖计算机与通信和光电子的出口,而电子类、生命科学和航空航天类的贸易逆差呈逐年增长的趋势,这和在上一章中分析的我国高新技术产品出口产品结构是吻合的.

航空航天的关系范文第7篇

关键词:导视系统;设计;校园;标识

中图分类号:G43 文献标识码:A

文章编号:1005-5312(2012)17-0273-02

在人类日趋进步并高速发展着的现代社会中,人类活动的环境都需要引导、指示、说明、提醒、警告或介绍等导视信息,以便人们很快熟悉适应环境。在使公共环境导视系统优美的各种手段中,导视系统设计并不满足于人们视觉感官的愉悦和基本的指示功能。且对公众施加有益的影响,还拓展深化至心灵教化、精神成长的层面。公共环境中导视系统可视易读的形状、色彩及其组合,能够具体而准确地向人们传送各种感性信息和理性信息。

导视系统是人类社会经济快速发展,城市建设水平不断提高的必然要求,是人类文明进步的标志,当然校园导视系统就是公共导视系统的其中一个方面。

一、如何理解校园导视设计

“导视系统”来自英文中的“Sign”。Sign在英文中的解释有很多种,有信号、标志、说明、指示、痕迹、预示等。“Sign Design”,即导视系统设计。其中的“Sign”是指在整体层面上的一种识别符号,它注重人心理和生理上的感受以及设计对象的整体性营造,会使人产生一种由衷的亲切、喜爱,而且会形成设计对象的整体可识别意象。

“Sign Design”在发达国家已经形成一门独立的学科,在城市中的运用也十分普遍。导视系统设计的要素主要分为:导视图形符号、导视系统字体、导视系统的版式设计、导视系统的色彩设计。

(一)校园导视系统设计的功能

随着我国教育事业的蓬勃发展,导视系统悄然闯入众多校园,它是提高学校辅助教育的硬件设施并已融入校园文化中。在校园内外空间中,不同颜色、不同样式、不同功能的校园导视随处可见,为不同的环境起着指引、指示、说明、提醒等作用。并通过图文并茂的方式使得来自不同国家的学生跨越了语言障碍,为不同国家和民族的人们之间的交流提供了不可小视的作用。

校园导视是大学建立其发展的脉络,它将校园精神、校园理念以及精神文化底蕴更好的展现出来,从而使校园内规模、结构、质量、效益全面协调发展,进一步增强师生凝聚力,更好的提高校园形象。充分体现了人与自然的和谐、规范,为校园文化建设起了积极的推进作用。

(二)校园导视系统设计原则

校园导视系统设计是运用历史文化资源和创新环境空间相结合的基础上构建的文化场所,建立合理规范的校园导视系统要充分考虑校园环境的设计原则及校园的分布概况。好的导视系统给人以清晰明了的展示。

1、与大学生形象统一。

2、与校园整体形象设计相符合。

3、标识内容要遵循“以人为本”、“为人服务”的设计。

4、标识的使用材料应与当地的气候、环境相适应。

5、标识牌的布点要合理化。

6、符号和文字的使用以及英文等外文的应用,要适合现代教育发展的需要。

二、沈阳航空航天大学的导视系统设计

沈阳航空航天大学是一所以航空宇航为特色,以工学、理学、人文科学、社会科学、艺术等学科协调发展的多科性高等院校。在这样一所综合性大学里,其导视系统当然是不能忽视的,不仅要求其功能性,其美观性也是必不可少的。以下几点充分说明了沈阳航空航天大学的人性化导视系统设计。

(一)导视图形符号

导视图形符号是指以图形为主要特征,用以传递某种信息的视觉符号。它可以指导人们的行动,提醒人们注意或给以警告等,图形符号具有直观、简明、易懂、易记的特征,便于信息的传递。

沈阳航空航天大学的图书馆整体以圆形为符号,整体上形成两个环形的套叠,外侧大环以砖为主要材料体现校园建筑的端庄和历史文化感。

(二)导视系统字体

导视系统字体设计是人类文化的重要组成部分。在视觉文化中起着至关重要的作用,文字排列组合的好坏直接影响其版面的视觉传达效果。根据文字在页面中的不同用途,运用系统软件提供的基本字体字型,用图像处理和其他艺术字的加工等手段,对文字进行艺术处理和编排,以达到协调页面效果,更有效地传播信息的目的。

例如沈阳航空航天大学的留学生公寓,学校先后与美国、法国、俄罗斯、加拿大、日本、韩国、新加坡等国家和地区建立了教育、科研的联系,所以在导视系统字体上均以双语对照的方法来引导学生,以便学生方便进出。

(三)导视系统的版式设计

导视系统版式设计是将理性思维个性化地表现出来,在传达信息的同时,也产生感官上的美感。表面上看,它是一种关于编排的学问,实际上,它不仅是一种技能,更实现了技术与艺术的高度统一。

如教学楼里的板式设计,有的采用二维设计,也有采用三维立体设计的板式,更好的让师生及拜访者、参观者一目了然。

(四)导视系统的色彩设计

导视系统的色彩对视觉有刺激作用,在视觉传达设计中常常具有先声夺人的力量。“远看色彩近看花”、“七分颜色三分花”正说明色彩极易引起人的情感反应与变化,人的视觉对于色彩的特殊敏感性,决定了色彩设计在包装视觉传达中的重要价值。

按其类别可分为色相对比、明度对比、纯度对比、冷暖对比、色彩调和等类别,用以引导不同程度的导视系统功能,来达到其导视的目的。

三、总结

本文通过以沈阳航空航天大学为例,阐述了当代校园导视系统设计的功能及原则,和与视觉文化之间的关系,使得自己充分理解了导视系统设计。

对于校园导视系统设计的展望,主要结合了学校的发展脉络,深入挖掘校园的历史积淀,从而总结出大学的内在精神理念,把导视系统设计的功能性、优越性很好的与校园自身的意识结合起来,使得自己对导视系统设计有了更深入的了解,更高的认识,通过对校园的精神提炼,更好的树立校园形象,从而使理论与实践相统一。

参考文献:

[1]肖勇.导视设计[M].湖北美术出版社, 2010.

[2]塞拉茨.周刚,于风军,牛晓春.公共标识与导视设计[M].大连理工大学出版社, 2007.

航空航天的关系范文第8篇

关键词:航天学科;本科生;创新实践基地;建设

中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(b)-0000-00

1、引言

高等教育承担者人才培养、科学研究、社会服务和文化传承四大任务,其中,人才培养是核心。本科生教育是高等教育的基石,在整个高等教育体系中具有举足轻重的地位,世界一流大学无不高度重视本科教育。自1999年高校学校实施扩招以来,我国本科生招生一直维持庞大规模,2011年,全国高校院校招收本科生349万人。庞大的招生规模,使得本科生培养质量受到严峻挑战,尤其是作为本科生培养质量和教育教学改革效果重要衡量标准的创新能力和实践能力,存在严重缺失。2011年4月,总书记在清华大学建校100周年大会上指出,高等学校要创新教育教学方法,强化实践教学环节,形成人才培养新优势[1]。

近年来,国内高校积极借鉴国外大学本科生创新实践能力培养经验,努力探索适合我国高等教育实际的政策措施,其中,建立本科生创新实践基地是重要的方式。国外的剑桥大学、麻省理工学院、普度大学、波士顿大学等很早就已积极探索本科生创新实践活动组织形式,开设了形形的本科生创新实践项目,以航空航天专业为例,普度大学组织本科生开展了固液探空火箭和小型云在火箭的设计、加工制造和发射等全流程活动,波士顿大学本科生创新实践活动包括了探空火箭、纳星、临近空间浮空飞行器等诸多项目。据不完全统计,全世界目前有近100所大学在开展纳星研究,有50余所大学组织开展以高空气球为工具的临近空间探测等研究,其中,绝大多数项目都有本科生,甚至是高中毕业后即将入学的本科生发挥着重要作用。国内的浙江大学、华中科技大学、国防科技大学、西北工业大学、南京航空航天大学等国内重点高校相继建立了本科生创新实践基地[2~6],本科生创新能力、实践能力培养取得一定成绩,同时,创新实践基地建设也暴露出一些问题,如运动管理效率较低、创新实践项目设置不合理、创新文化氛围不足、师资队伍薄弱等[7]。

本论文结合国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设实践,对航天学科本科生创新实践基地建设问题进行分析研究,研究成果对于加强本科生创新实践基地建设和运行管理,促进本科生创新实践活动高效蓬勃发展,推动本科生创新实践能力提升,加快本科生整体培养质量跃升,具有重要的现实意义。

2、建设航天学科本科生创新实践基地的必要性

2000年以来,随着国家政策调整,航空航天事业地位日益突出,除传统航空航天院校外,高等院校尤其是工科院校,如清华大学、上海交通大学、西安交通大学、大连理工大学等纷纷设立航空航天专业,空天学科本科生招生规模日益扩大。对于航空航天这样的尖端科学技术,通过建设创新实践基地,鼓励本科生从事丰富多彩的创新实践项目,对于增强本科生专业认同感,激发创新激情,培养创新能力、实践能力和协同攻关能力等尤为重要。

2.1是强化本科生认同感、激发学习热情的需要

本科教育是高等教育的第一个阶段,刚刚结束高中阶段学习的本科生,对于高等学校专业的含义理解和认知程度十分有限,对所学专业未来应用领域和应用前景的认识更是少之又少,加上就业压力大等各种因素影响,导致很多航天专业本科生专业认同感缺失,缺乏学习兴趣,更谈不上学习激情,严重影响本科生培养质量,尤其是相对研究生阶段学习,本科阶段是夯实基础理论和学习能力的关键时期,薄弱的本科基础,会严重影响学生未来研究生阶段的学习,进而制约未来的发展。

建设本科生创新实践基地,使本科生在课程学习的同时,有机会参与卫星、运载火箭、无人机、高空科学气球等与所学专业有密切联系的创新实践活动,近距离接触与所学专业密切相关的科研项目和工程项目,可使本科生充分理解航天学科的应用方向和应用领域,认识所学专业的重大战略意义,了解所学专业的前沿发展动态,从而大大增强学生的专业认同感,加深专业认知度,激发浓厚的学习热情[8],打牢专业基础。

2.2是培养本科生创新能力与实践能力的需要

创新能力和实践能力培养历来受到国外高等学校高度重视,通过本科阶段学习培养良好的创新能力和实践能力,是本科生在研究生阶段可出高水平研究成果、走上工作岗位可堪大任的关键。受传统教育模式和教育观念影响,现阶段我国本科生教育对引导学生创新意识,鼓励学生参与创新实践活动,激发学生创新思维,培养学生创新能力和实践能力的关注仍十分不足,造成本科生创新能力和实践能力严重缺乏。在航空航天专业,很多本科毕业生毕业之时,尚未见过真实的飞行器,对飞行器组成和功能的理解仅局限于课堂上所讲的通用的动力、结构、控制等几部分,对更加具体的分系统和部件的认知十分匮乏。

建设本科生创新实践基地,设置丰富多彩的创新实践项目,为学生从事创新实践活动提供良好条件,使本科生充分利用所学知识,设计新概念飞行器,参与诸如无人机等飞行器从方案论证、方案设计、加工制造至发射试验的全寿命周期活动,可大大激发学生的创新热情,激发学生的创新思维,培养实践动手能力,从而大大提升创新能力和实践能力。

2.3是培养本科生团队协作精神和协同攻关能力的需要

人类科技史表明,绝大多数成功的科学家都具有良好的团队协作精神[9]。大力协同、合力攻关的团队协作精神,也是 “两弹一星”、载人航天等国家重大项目研究历程中凝练出来的宝贵财富。尤其是航天科技这样的尖端科研领域,涉及面极广,参与人员多,更是需要团结写作的攻关模式。以载人航天工程为例,包括运载火箭系统、载人飞船系统、航天员系统、发射场系统、测控系统、着陆场系统等大系统组成,每个系统又包括若干子系统。这样复杂的工程没有大力协同、联合攻关的团队协作意识和组织模式是根本无法完成的。由于传统本科教育模式中,学生绝大部分时间都用于课堂学习,最多在相关课程实验或实验课程中会有些许的写作开展实验项目的机会,造成本科生团队协作精神和协同攻关能力难以得到很好培养。

建设本科生创新实践基地,围绕设置的模拟工程实际的飞行器设计项目,众多本科生进行角色分工,共同完成一个实践项目,集智创新,合力攻关,对于培养学生的退队协作精神和集体荣誉感,提高协同攻关能力无疑具有重要作用。

3、航天学科高水平本科生创新实践基地建设的启示

高水平的本科生创新实践基地,对于提高本科生的创新能力和实践能力,培养团队协作精神,培育创新思维,具有重要推动作用,而低质量的创新实践基地,虽然浪费了大量人力物力,却难以在提高本科生培养质量方面发挥作用。作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地,坚持以创新实践项目合理设置为核心,以高水平导师队伍配备为关键,以浓郁的创新氛围营造为牵引,以健全规范的运行机制为保障,多年来,在推动提升航天专业本科生培养质量方面起到了重要作用,成为学院本科生创新实践基地的典范。结合无人飞行器本科生创新实践基地多年建设的实践,我们认为,建设高水平的航天学科本科生创新实践基地,必须做好以下几个方面工作。

3.1努力设置高水平的创新实践项目

实践项目设置是创新实践基地工作的核心,创新实践基地的全部活动实际上都是围绕实践项目开展的,实践项目设置的水平直接关系到创新实践活动的效果,关系到基地的运行效果。本科生创新实践基地实践项目设置要充分考虑本科阶段重在夯实专业基础的学习特点,注重蕴含对所学专业知识的运用,充分体现学研结合;注重从多角度锻炼学生的实践动手能力,减少低水平的、粗放的所谓动手能力培养;注重鼓励学生参加创新实践项目的积极性和主动性,尽量减少项目设置限制,让学生可以大胆尝试新概念、新想法;注重实践项目要根据航天技术前沿发展动态不断更新,避免一个实践项目连续使用多年。近几年来,随着无人飞行系统的发展,无人飞行器本科生创新实践基地的实践项目也实现了不断更新,从常规无人机到太阳能无人机,从常规零压气球到长航时超压气球,从常规飞艇到平流层飞艇,实践项目设置紧跟无人系统发展的前沿,实现了持续更新,起到了良好效果。

3.2打造指导能力强的导师队伍

高水平的导师队伍是建好创新实践基地的关键[10]。导师不仅是创新实践项目的设置者,而且直接指导学生参与创新实践活动的全过程。创新实践基地导师队伍,既要保证有一定比例的有多年本科生培养经验的老教授、老专家,又要大力吸纳年轻的、时间充裕、思维活跃的青年教师,还可以适当引入航天工业部门的工程技术人员到创新时间基地兼职。创新基地导师队伍建设可与本科生全程导师制度有机结合,选取在全程导师制中表现突出的导师进入创新实践基地工作。多年来,无人飞行器创新实践基地凝聚了大批年轻的具有博士学位的教师和博士后,吸纳了兵器工业集团附属工厂的工程技术人员,引进了部分具有海外留学经历的青年教师,他们工作热情高、工作时间充裕,创新实践能力强,在创新实践活动开展过程中和学生打成一团,亲自参与无人机设计、加工制造、野外飞行试验、试验结果分析等全部环节,确保了创新实践活动的效果。

3.3推动形成浓郁活泼的创新实践文化

文化作为一种软力量,其影响作用“于无形中见力量”。要采用灵活多样的方式方法,推动形成浓厚的创新实践文化氛围,使学生积极主动参与创新实践活动,勇于创新创造。经常举办各种创新实践活动宣传,让对创新实践活动感兴趣的、切实参与创新实践活动的学生做解说宣传,引导更多学生进入创新实践基地;在创新实践基地举办各种形式的新概念飞行器设计大赛等竞赛活动,设置专门的展区,展出历次竞赛获奖作品,激发学生的创新实践热情[11];可聘请美欧等航天学科创新创新实践活动组织效果突出的院校的负责人,到创新实践基地向学生介绍国外学生创新实践的情况;可安排专门资金,鼓励创新实践能力强的学生参与国际学生创新实践活动,比如参与国际高校大学卫星计划,参与德国、瑞典等联合发起的欧洲学生探空火箭和科学气球创新实践活动等。我校无人飞行器本科生创新实践基地,每年定期安排在创新实践活动中表现突出的本科生开办学术交流活动,宣传创新实践活动成果,交流创新实践活动经验,扩大创新实践基地影响;基地借助“航天科技文化周”等活动,举办各种形式的新概念无人机设计大赛,同时,积极派出学生参加“中航杯”、“挑战杯”等全国性学生作品竞赛活动。极大激发了学生在创新实践活动中力争上游的热情,取得了丰硕的创新实践活动成果,形成了竞争性创新实践文化。

3.4制定规范高效的运行管理机制

健全规范的运行管理机制是本科生创新实践基地高效有序运行、充分发挥作用的重要保障[12]。要设立专门的创新实践基地管理机构,安排专门的高水平管理人员,对基地运行秩序进行管理,尤其是要考虑本科生课程较多的实际,确保实践基地有足够的开放时间,使学生确实在课程之余能够进入基地开展实践活动;要努力发挥信息化手段在创新实践基地运行管理中的作用,依托互联网等手段,实现实践项目选择、实践项目交流、实践成果展示等网络化管理。

4、结束语

建设创新实践基地,是探索提高航天学科本科生培养质量的一种新模式。从国内外著名高校已有航天学科创新基地的运行效果来看,基地的确在促进航天人才培养质量方面发挥了重要作用,从国内航天学科本科教育存在的问题和社会对航天学科毕业生的需求来看,建设创新实践基地势在必行。创新实践基地的建设和运行是一项复杂的系统工程,本文结合作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设和运行情况,对建设航天学科本科生创新实践基地的必要性进行了深入分析,对建好本科生创新实践基地的政策措施进行了系统总结,为国内航天学科本科生创新实践基地建设提供借鉴。

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