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航天技術的特點范文1
Wen Xin， Zhang Wenhao， Qin Yuqi
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，由于科學技術和經濟的飛速發展，航空航天技術開始走進人們的日常生活，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的關注。為了適應時展的需要，目前國內很多知名高校先后成立航空航天專業，如清華大學、北京大學、浙江大學和西安交通大學等高校。與此同時，一些普通高校，如南京財經大學，也將航空與航天（也有的學校稱為航空航天技術概論或航空航天技術博覽）作為通識課。筆者結合自己的授課經歷和體會，并參考歐美高校開設通識課的教學模式，探究航空與航天通識教育教學內容、目的和方法等。
1 我國專業化教育模式的問題與通識教育
1.1 現階段我國高校人才培養模式面臨的問題
我國現階段的專業化教育模式是高等教育在特定時期（20世紀80年代）和特定社會背景（生產力亟待恢復）中的選擇，這個選擇盡管在當時有合理性，并對我國社會發展起到了積極作用，但卻不適應今天社會發展的需要。
我國目前的高等教育過分強調專業劃分，把學生的學習限制在一個狹窄的知識領域內，不利于學生全面發展。過去大學畢業生就業中的“專業對口”已經不再是一個最優目標了，高等教育的專業化做得越好，學生就越難適應變換了的工作，面臨的情況可能就越糟糕。
社會和技術發展日新月異，舊的工作崗位不斷消失，新的工作崗位不斷出現，高校里專業調整的步伐，無法跟上社會職業更新的速度。應對工作崗位的變化，既要培養學生的專業能力，又要培養學生的“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[6-8]，當時大學的學術分科過于精細、知識被嚴重割裂，于是提出通識教育，目的是讓學生對不同學科的知識有所了解，將不同領域的知識融會貫通。20世紀，通識教育成為歐美大學的必修科目。今天，歐美大學仍在不斷完善其通識教育。如哈佛大學的通識教育有著悠久的歷史，目前已經經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古代?！兑捉洝分鲝垺熬佣嘧R前言往行”，《中庸》主張做學問應“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”。古人認為博學多識就可達到出神入化，融會貫通?！墩摵狻氛J為“博覽古今為通人”。所以，通識教育旨在培養“通才”，它的培養目的是提高人的整體素質，強調整合不同領域的專業知識，重視培養人的思維方法及敏銳的洞察力，同時也重視培養人的情志等。
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院校的公共必修課[1，2]，其目的首先是為學生未來從事航空航天及其相關領域工作培養興趣，更主要的是為學生專業課學習奠定基礎，它在很大程度上起到了專業導論的作用。
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，其教學目的包括如下幾個方面。
2.1 提高大學生的整體文化素質
大學教育的目的是培養全面發展的高素質人才，開展通識教育不僅能增加大學生專業課以外的知識，還可以拓寬學生的眼界。航空與航天課程，不僅可以幫助學生了解有關航空航天的基礎知識，同時還能潛移默化地影響學生的世界觀、人生觀和價值觀。
2.2 提升大學生的民族自豪感
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，萬戶飛天的勇敢實踐，表明了古老的中國人渴望飛向藍天的美好愿望。通過航空與航天課程的學習，讓學生了解中國航天事業的發展和取得的矚目成績，學習偉大的航天精神，增強學生的民族自信心。
2.3 鼓勵大學生在困難面前勇于攀登
學生通過航空與航天課程的學習，了解航天先驅身上所具有的優秀品質和堅忍不拔的毅力。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，激發學生努力奮進，敢于開拓創新。
2.4 啟發學生規劃未來人生
航空與航天知識可以啟發和拓展人們的思維，尤其是航天器的出現，極大地推進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值的意義。飛過天的宇航員大多存在一個共識：“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產物?！庇浀糜形幻绹詈絾T說過，“昨天的夢想是今天的現實，今天的夢想是明天的現實。”隨著人類對宇宙的認識，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
航空航天技術在非專業大學生眼里，是十分神圣的，因為宇宙的奧秘神秘莫測，很多大學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《航空航天技術概論》《航空航天技術》等，由此帶來很多問題。
（1）專業性很強
翻開《航空航天技術概論》教科書，插圖不少，可是大部分是平面圖、結構圖、流程圖和設計圖。對于非工科專業的大學生而言，內容過深，尤其是文科學生，沒有工程概念，理解起來非常困難。
（2）內容單調乏味
細看“代用”教材的文字內容，大多是定義和概念，枯燥乏味，對非專業學生而言，即便把這些內容熟記于心，又有何意義？另外，由于書本的空間有限，介紹性的內容往往類似于綱要。
（3）課后練習或思考題沒有價值
思考題是運用大腦思考后得出答案的題目，而目前的“代用”教材章節后的思考題，不適應時代的發展，以第一章課后思考題為例，“試述直升機的發展史，試述火箭、導彈發展史”，很多學生認為是“百度題”，學生只要靈活運用手中的工具，就可以“百度”到答案，這類題能算是思考題嗎？
（4）條理性很強帶來的問題
航空與航天是兩個明顯不同的概念和領域，盡管有聯系，但對于非專業的學生而言，不能混為一談。目前的大部分“代用”教材在內容安排上每章都是以飛行器設計為主線，航空器、航天器和導彈與火箭等內容相互交叉[1，2]。如不管是火箭發動機還是航空發動機，統統納入同一章節，對于非專業學生，理解起來稍顯費力。再如，《飛行器構造》這章內容中，既有航空器的構造，也有航天器的構造，根據整體教學效果分析，這種航空航天結構的相互交叉會導致概念的混淆。
另外，由于中國基礎教育多年形成的以學科為主導的教育模式，加之應試教育的長期導向作用，使基礎教育在單一學科教育上越來越深入，學科分化加劇，基礎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教育已經走向思想單一、思維狹窄、僵化，缺乏思辨性、創造性思維的模式，對中華民族的智慧培養是非常不利的。
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，更不是專業課的附庸，其重要性并不比專業課低?！熬有苑钱愐玻萍儆谖镆病?，學好航空與航天課程，掌握其相關知識，有助于學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，全面介紹不同學科研究對象的特點，才能更準確地反映這門課的內涵。為使學生具備開拓新領域的基礎，課程內容應具有前瞻性，把本學科領域的最新學術成果、最新技術引入教學內容。在反映學科前沿的同時，拓寬學生的知識面。
航空航天技術涉及領域之廣是其他學科無法比擬的。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學生的通識課，該課程內容應集知識性、趣味性于一體，需要教學內容豐富多彩，由風箏飛行延伸到飛機，由早期火箭延伸到各種導彈，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，讓學生在感興趣的實例中汲取航空、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”，值得我們借鑒。
以筆者在神舟飛船、衛星及空間防御領域的工作體會以及在北京、南京幾所大學講授航空與航天知識的教學經驗來看，對于航空與航天的通識教育，其知識與內容應該注重“啟蒙”，致力于開展大眾化的教育，太過學術化反而會讓人失去興趣。教材應該具有趣味性，可以漫畫的形式展開?，F在已經有的《漫畫線性代數》《漫畫統計學》等一系列的趣味教科書，以漫畫的形式將知識傳授給學生，讓學生在欣賞之余學習到很多知識，兩全其美。航空與航天通識教育課程的教科書可以參照這種形式。
航天技術的特點范文2
焦維新教授是北京大學地球與空間科學學院教授，中國空間科學學會空間探測專業委員會委員、中國氣象學會航空與航天氣象專業委員會委員、中國氣象學會衛星氣象與空間天氣學專業委員會委員。焦教授是我國著名的科普專家，曾在中央電視臺、鳳凰衛視等多家媒體擔任解說專家。
報告會上，焦教授借助多媒體幻燈片向同學們細致地講解了載人航天器的類型與特點、微重力環境奇觀和中國的天宮實驗室與空間站三個方面的航天知識。對各種航天器的結構、用途、發射及返回程序、發展的歷史與現狀等作了深入淺出的分析。焦教授說：載人航天是指人類駕駛和乘坐載人航天器在太空從事各種探測、試驗、研究、軍事和生產的往返飛行活動。一個國家載人航天技術的發展，可以反映這個國家的整體科學技術和高技術產業水平，能體現這個國家的綜合國力。載人航天的發展能更好地開發太空資源為地球人類造福，是人類發展的一個新階段的開始。
在介紹微重力環境奇觀時，他為同學們講解了什么是零重力？什么是微重力？教授選播航天員在微重力下的太空進食、太空跳繩、太空行走、太空理發等生活情形的視頻讓同學們捧腹大笑，而教授生動幽默的解說，更是博得了同學們陣陣雷鳴般的掌聲。
焦教授還特別介紹了中國載人航天的“三步走”戰略：第一步，發射無人和載人飛船，將航天員安全地送入近地軌道，進行對地觀測和科學實驗，并使航天員安全返回地面。第二步，突破載人航天基本技術，多人多天飛行、航天員出艙在太空行走、完成飛船與空間艙的交會對接。在此基礎上，發射短期有人照料的空間實驗室，建成完整配套的空間工程系統。第三步，建永久性空間試驗室，建成中國的空間工程系統，航天員和科學家可以來往于地球與空間站，進行規模比較大的空間科學試驗。
在談到載人航天的安全性問題時，焦教授重點介紹了美國“挑戰者”號航天飛機凌空爆炸的情況和“哥倫比亞”號航天飛機的失事原因以及，使同學們對科學研究的嚴謹性和征服太空的艱巨性有了一個明確的認識。
在報告安排的互動交流時間中，同學們熱情高漲，踴躍提問。如“建造空間站和開展載人航天如此耗錢，我們為什么要搞呢？” “太空上能種植地球上的植物嗎？” “我國的飛船返回時都著落在陸地上，為什么不能降落到可起緩沖作用的海洋里？” “飛船上的助推艙與返回艙分離后是成了太空垃圾還是消失了？”……面對同學們的問題，焦教授一一作出耐心細致的解答。整場報告持續一個半小時，在同學們的熱烈掌聲中愉快結束。
報告會結束后，同學們紛紛涌到報告席，請教授簽名留言，與教授合影，都期待和焦教授有零距離的接觸與交流。大家都覺得：焦教授給綦江中學送來了一道航天技術的科普“大餐”，同學們紛紛表示，聽了焦教授的報告開闊了眼界，拓寬了思路，領略到了載人航天的神奇，極大地激發了學生對航天科技的熱愛之情，并表達了愿為我國航天事業努力讀書的心愿。
航天技術的特點范文3
關鍵詞：計算力學；多物理場耦合；先進復合材料；有限元技術（FEM）
中圖分類號：V211 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）12-0252-02
1 力學在航空航天領域的支柱地位
作為與材料科學、能源科學并肩的航空航天領域三大基礎學科之一，力學在航空航天領域擁有無可辯駁的支柱地位。航空航天技術的發展與力學學科的發展有著舉足輕重的關系。同樣，力學學科的發展也推動了航空航天技術的發展。從航空航天的歷史開端，力學便扮演著開天辟地的角色：萊特兄弟發明飛機前的時代，人類的航空器長期停留在熱氣球與飛艇的水平，人們普遍認為任何總密度比空氣重的航空器是無法上天的；而隨著流體力學的發展，越來越多總密度大于空氣的航空器被發明出來進行試驗，而萊特兄弟的飛機即為第一個成功的嘗試，萊特兄弟的L洞也成為一個經典（圖1）。從此，航空器的發展步入了快車道，各種結構的飛機翱翔于藍天，從不到一噸的輕型飛機到上百噸的運輸機，直至今天我們對機已經習以為常。
時至今日，航空航天的總體設計已由龐大的力學各分支支撐起來，從最基本的方面分類，可包括：飛行器整體氣動外形歸屬于空氣動力學；整體支承結構歸屬于結構力學以及材料力學；復合材料歸屬于復合材料力學；材料疲勞性能歸屬于疲勞分析；結構動力特性歸屬于振動力學；缺陷結構分析歸屬于損傷力學以及斷裂力學。而對于具體的問題細分，則還有如：針對超高速飛行器的高超空氣動力學；針對紊流等大氣不穩定情況的非定常空氣動力學；針對流固耦合問題的氣動彈性力學；以及針對非金屬材料的粘彈性力學等。此外，還有眾多與力學相關的技術被發展起來，如有限元技術（FEM）等。
展望未來，力學發展的源動力在于航空航天綜合多學科的交叉與技術。被譽為“工業之花”的航空航天工業，其研發生產涵蓋了目前已知的所有工科門類，如此多的學科交叉下，力學的發展勢必會與其他學科進行技術交流，這會帶來問題的進一步復雜化，同時也豐富了力學的研究內容。
2 航空航天領域力學發展新挑戰
航空航天的發展，給力學帶來了新的挑戰。結構的日趨復雜，給力學計算帶來困難；繁瑣的理論公式，需根據工程需要進行必須的簡化；新材料的應用在航空航天領域最為敏感，在為飛行器降低結構重量的同時，也帶來諸多的不利因素如耐熱性能差、環境敏感度高等；而在某些關鍵部件的多物理場耦合問題也將成為重要的研究方向。
2.1 程序化
航空航天器和大型空間柔性結構的分析規模往往高達數萬個結點、近十萬個自由度的計算量級，這些問題包括但不限于：飛行器的高速碰撞間題，如飛機的鳥撞， 墜撞，包容發動機的葉片與機匣設計，裝甲的設計與分析，載人飛船在著陸或濺落時的撞擊等。為了解決這種計算量龐大的問題，上世紀50年代初，力學便發展出一門嶄新的分支學科――計算力學。伴隨著電子計算機以及有限元技術的發展，計算力學取得輝煌的成績，這也說明了其本身發展潛力巨大。
力學分析技術的發展，特別是對于各種非線性問題（幾何非線性、材料非線性、接觸問題等）分析能力，是長期存在的。然而在很長一段時間內，受到計算機能力的制約，以及模型建立本身的局限性，力學分析求解停留在解析方法和小規模數值算法中。這對于工程人員的設計工作是一個極大的限制，對于航空航天領域而言則尤甚如此。計算力學的發展，帶來的效益是巨大的。首先其可以用計算機數值模擬一些常規的驗證性試驗和小部分研究型試驗，這可以節省很大一筆試驗費用。其次，其可以求解某些逆問題，逆問題的理論解往往無法通過非數值的手段得到。最后，從工程管理角度考慮，數值模擬方法大大節省了產品研發的周期，由此單位時間內產生了更多的經濟收益。有限無技術分析機翼見圖2。
上述計算力學給工程設計方面帶來的種種好處，都基于一個很重要的前提。那就是力學問題程序化。如何將力學問題轉化為一個計算機可以求解的程序，一直是計算力學研究的重點，比如有限元技術就是其中一個典型代表。目前，有限元技術已經涵蓋了大部分力學問題，包括：靜力學求解，動力學求解，各種非線性問題，以及多物理場耦合等。但值得注意的是，除了靜力學以及相對簡單的問題外，其余問題所用的算法目前精度仍然有限，相較于工程運用而言仍存在諸多壁壘。對于這些問題算法的更新，是力學問題程序化必須面對的挑戰，仍需研究人員不斷探索。
2.2 工程化
力學工程化依然是基于計算力學而討論的。所不同的是，程序化是針對一項力學問題能不能解決，工程化關注的問題是如何使得力學問題的解決過程更符合工程需求。
21世紀的航空航天，已經越來越趨向于商業化，美國已有數家私有航天企業成立，我國的航天科技集團也在進行著一些商業衛星發射。而商業化的工程問題，所追求的目標永遠是效益。因此，力學工程化發展也應基于這一要求。航空航天工程的研發工作，一直給人周期長的印象，動輒10年以上的研究周期，對于目前商業化的運營是不適用的。如何快速的給出解決方案，是今后力學工程化的重要考量。隨著軟件技術的發展，越來越多的數值計算可以通過可視化、圖表化等快捷的交互式設計方法呈現出結果，這可以直觀地給予工程師設計反饋，從而達到加快設計進程的目的。同時，直觀的結果反饋，也能避免數據分析過程出現人為失誤，起到規避風險的作用。
2.3 非均質化
新材料往往首先出現在航空航天領域，其中典型代表便是先進復合材料。先進復合材料具有高比強度、高比模量、耐腐蝕、耐疲勞、阻尼減震性好、破損安全性好以及性能可設計等優點。由于上述優點，先進復合材料繼鋁、鋼、鈦之后，迅速發展成四大結構材料之一，其用量成為航空航天結構的先進性標志之一。
復合材料的運用給力學提出了新要求，相比于傳統各向同性的金屬材料，其各向異性的力學特性使得非均質力學應運而生，代表便是復合材料力學的誕生。非均質化力學需要將材料的承力主方向設計為結構中的主承力方向，而非主承力方向則需要保證一定強度，不至于破壞，這是其主要的設計特點。相比各向同性材料，其理論模型更為復雜，相應的數值求解方法也沒有那么完善。同時，實際中復合材料的性能分散性和環境依賴性相當復雜， 設計準則和結構設計值的確定還很保守，導致最終設計結果并沒有理論中那么完美，很大程度上制約了工程領域大規模使用復合材料。對于國內而言，復合材料研究工作相比國外則更為落后，無論是設計經驗還是試驗數據積累都有不小差距。
建立完備的非均質化力學模型，積累足夠的原始參數，大膽嘗試提高復合材料的設計水平以及用量是今后力學非均質化的主要任務，需要研究人員付出更多的努力。
2.4 多物理場耦合
2.4.1 電磁與力學耦合
新時代下的航空航天材料，已不僅僅局限于提供簡單的支承作用，功能化是航空航天器新材料發展的重點和熱點，其最終目的是為了未來航空航天器發展智能化目標。
目前，越來越多的具有電-力耦合功能的新型材料正成為航空航天器結構材料的選擇。因為在對飛行器的自我檢測技術方面，具有電-力耦合功能的材料的受力狀態與電磁性能存在特定的函數關系，由此系統能通過檢測電磁性能達到檢測受力狀態的效果，這大大方便了對飛行器的健康監測，也有效保證了飛行器的安全。這其中耦合函數的準確性便成為關鍵，電-力耦合的發展能促進這些技術的健全，具有十分積極意義。
2.4.2 溫度與力學耦合
溫度場與力場的耦合主要體現在發動機上，對于發動機內部涵道的設計最優化一直是熱力學著力解決的問題。
目前大部分飛機均采用噴氣式發動機，包括：渦噴發動機、渦扇發動機以及渦槳發動機。上世紀40年代末，渦噴發動機出現，飛機飛行速度第一次能超過音速，帶來了一場飛機發動機的技術革命。由此，包括進氣道以及發動機涵道的設計成為發動機研發的一個關鍵點，早期的渦噴發動機，由于涵道上的設計缺陷，導致燃料燃燒產生熱能轉化為推進力的轉化比很低，同時伴隨著燃燒不充分，因此發動機耗油量很高且推力較小。經過幾十年的發展，目前無論軍用還是民用飛機發動機，大部分均采用渦扇發動機，通過優化得到的涵道形狀最大化了單位燃油所提供的推力。圖3為民用客機發動機涵道。
我國的飛機發動機工業水平距離世界領先水平仍有較大距離，特別是在大涵道比的商用發動機研發上。發展熱力學，對熱-力耦合問題進行更深入的研究，是發展我國飛機發動機事業的奠基石。
2.4.3 流固耦合
流固耦合是飛行器研制最基本的問題之一。幾十年的發展歷程中，基于流固耦合研究的飛機外形設計取得了諸多進展，包括整體機身外形的優化，翼梢小翼的出現等。隨著飛機飛行速度的不斷提高，特別是軍用飛機機動性的要求，出現了許許多多新的流固耦合問題。比如針對飛機在大攻角飛行時（一般出現在軍機上），傳統小攻角氣動表示法、穩定理論等均不再適用。因此，解決大攻角非定常問題，需要從飛行器運動以及流動方程同時出發，建立多自由度分析和數值模擬模型。這是典型的流固耦合問題。
同時，以往舊的流固耦合理論，在先進復合材料大量運用的今天，顯然已經不再使用。對舊有理論進行必要的修正，也將成為流固耦合問題亟需完成的工作。
3 結語
當前，國家大力發展航空航天事業，作為高精尖產業，其所運用的理論與技術絕不能落后。力學作為一門古老而又應用廣泛的學科，其對航空航天事業的發展起著舉足輕重的作用。為符合未來航空航天領域發展，航空航天領域的力學應著力向著程序化、工程化、非均質化、以及多物理場耦合化綜合發展。
參考文獻
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航天技術的特點范文4
載人航天國際合作的五種模式
冷戰結束之后，載人航天國際合作更加活躍，合作水平更高，范圍更廣，方式也趨于多樣化，可以歸納為“合伙企業”、“資產共享”、“以貨易貨”、“超級市場”以及“培訓學?！蔽宸N模式。
“合伙企業”模式：合伙企業是一個經濟概念，指兩人以及兩人以上按照協議投資，共同經營，共負盈虧的營利性組織。合伙企業具有財產共有，責任連帶等特點。顧名思義，在載人航天領域，以“合伙企業”模式開展的國際合作主要指參與合作的各方，多是具有一定航天技術的國家，通過聯合投資、明確分工，共同完成載人航天工程。當前世界上規模最大、水平最高的載人航天合作項目――國際空間站――就是“合伙企業”模式的典型案例。
“資產共享”模式：“資產共享”模式是指國家通過“相互利用空間設施”的方式進行合作。此前，各國采用“資產共享”模式進行了多次合作。1988年，蘇聯同法國簽署載人航天合作協議，規定法國向蘇聯“聯盟號”間站派駐宇航員進行太空活動。1993 年，美俄簽署協議，由俄羅斯向美國提供“TM 號”宇宙飛船，作為美國“自由”號空間站的救援飛船。
“以貨易貨”模式：所謂“以貨易貨”模式，就是各主要航天強國根據取長補短，互惠互利的原則，通過交換太空技術以及應用成果的方式進行合作。例如冷戰時期，蘇聯與澳大利亞就曾達成協議，交換外空科研數據并進行人員交流。
“超級市場”模式：載人航天活動的成果涵蓋從基礎科學到應用科學等多個領域，數量多，價值大，恰似商品玲瑯滿目的“超級市場”。對太空科技成果有需求的國家根據自身需求，同航天強國進行合作，從強國的航天成果“超級市場”中尋求引進相關技術產品。這種客觀存在的供給和需求決定了“超級市場”模式在未來具有相當大的發展空間。
“培訓學?！蹦Ｊ剑狠d人航天領域的培訓學校主要是先進航天國家在國際協議允許的范圍內為其他國家傳授航天技術和培訓航天員。冷戰時期，蘇聯的加加林航天中心曾經為捷克斯洛伐克、波蘭以及東德的宇航員提供培訓。在冷戰結束之后，俄羅斯為提高載人航天活動的經濟效益，也先后培訓了韓國、中國等國家的宇航員。
顯而易見，載人航天國際合作的五種模式各有特點。不同合作模式的準入門檻各異，合作方式有別。在載人航天國際合作的五種模式中，“合伙企業”以及“以貨易貨”兩種模式要求參與合作的國家具備一定的載人航天科技水平，擁有一定規模的太空設施，可以獨立承擔分工并有能力獲取可供交換的太空科研成果。而針對尚未具備獨立載人航天能力的國家，國際合作往往或是通過“資產共享”模式“借用”或者“租用”先進國家的空間設施，或是通過“超級市場”模式購買先進成果，或是通過“培訓學?！蹦Ｊ轿障冗M經驗。
除此之外，五種載人航天國際合作模式的運作方式不同，風險與收益也有差別。
值得注意的是，載人航天國際合作不論采取何種模式，都會不同程度地受到國際政治因素的影響。而且，由于大部分載人航天國際合作均涉及到敏感技術交流乃至技術轉讓，因此也都不同程度地存在法律、信息和國家安全風險。載人航天工程具有政治經濟安全等戰略價值，是當今世界各主要國家競相爭奪的制高點之一。當今世界的載人航天工程絕大多數是由政府投資，國有機構或企業運作，具有濃厚的政治背景。這就決定了載人航天國際合作大多發生在政治關系穩定密切的國家之間，合作的成敗很大程度上取決于國家間政治關系的走向。
中國載人航天合作的戰略目標
中國是世界上第三個具備獨立載人航天能力的大國，有能力同世界各國開展不同水平、不同層次的國際合作。2012 年 6 月，中國“神舟九號”成功完成與“天宮一號”空間站手動交會對接、自動交會對接等任務，標志著中國載人航天工程再度邁上新臺階。在隨后的新聞會上，中國載人航天工程辦公室主任王兆耀強調“中國將在堅持獨立自主、自力更生的基礎上，本著相互尊重、平等互利、透明開放的原則，積極與世界有關國家和地區開展載人航天領域的合作，共同推動世界航天技術的進步和發展?！?/p>
與此同時，中國也認識到同美俄相比中國載人航天工程科技水平尚處在較低水平，航天產業資源轉化能力、市場化能力和產業技術能力不強，削弱了中國航天的總體競爭力。隨著中國載人航天“三步走”戰略的逐步推進，中國載人航天事業也面臨著投資風險加大、技術攻關難度提升等問題。為此，中國載人航天辦公室主任王兆耀曾表示，中國希望未來在“技術合作”、“太空應用”、“航天成果”以及“航天員培養和聯合飛行”等方面重點開展國際合作。
具體而言，在航天科技方面，盡管中國已經掌握了載人飛行、交會對接等載人航天關鍵技術，但在新一代運載火箭研制、空間基礎設施建設、太空行走，以及航天科技體系建設方面仍然同美俄等國存在巨大差距。目前，中國正處在從運營短期空間站到建立長期空間站的關鍵時期，在火箭發動機等關鍵技術方面也有待更進一步突破，在對地觀測、航天醫學、材料加工、生物技術、天體物理以及太空環境等多個領域也有繼續發展的空間，因此，中國需要通過開展國際合作，借鑒美俄等先進國家的載人航天領域的經驗，促進本國載人航天工程發展。
在載人航天工程投入方面，中國在載人航天工程領域投入同美俄等國家相比仍然有限。根據美國國家科學院在 2009年的報告顯示，當前世界上各國開展載人航天國際合作的主要動因之一就是分擔投資與風險，提升航天活動的經濟收益。目前，中國載人航天事業仍然主要以國家投入為主，自1992 年啟動載人航天工程起，中國在該領域已經投資接近400億元人民幣。盡管這一投資規模遠遠低于美國和前蘇聯，在世界范圍內也屬于較低水平。同時，資金渠道單一、管理體制條塊分割等問題仍然制約著中國航天事業的進一步發展。因此，中國有必要通過開展國際合作，多元化資源來源渠道，提升載人航天活動的經濟效益。
載人航天工程是國家強國戰略的重要組成部分，不僅具有科技和經濟價值，更具有政治和戰略意義。冷戰時期，美蘇兩國推動載人航天工程，開展國際合作的背后都存在深層次的戰略考慮。兩國在載人航天領域展開激烈競爭的同時，還以載人航天工程為平臺，廣泛開展同歐洲國家以及第三世界國家的合作，爭相提升國際影響力。近年來，中國在載人航天領域的突破性進展既令全球矚目，也引起了部分國家的猜疑。因此，中國應當以開放的姿態主動推進國際合作，提升國際影響力，樹立負責任大國的國際形象。
中國載人航天國際合作的模式選擇
載人航天國際合作的五種模式為中國開展國際合作提供了多種備選方案。由于不同合作模式適用于載人航天的不同領域，準入門檻不同，收益和風險也有所差異，因此中國選擇何種模式開展載人航天合作，需要綜合權衡合作目標與自身情況，在合理評估收益與風險的基礎上做出選擇。
“合伙企業”模式：中國采取該模式開展國際合作，可以加強與他國交流合作，吸收他國的先進科技，同時也有利于以開放的姿態，化解國際社會部分國家對中國發展載人航天工程的無端質疑，有助于塑造中國在國際社會上負責任的大國形象。
在風險方面，“合伙企業”模式要求合作參與方具有一定的資金保障與經濟基礎。參與合作的任何國家一旦因為經濟原因無法確保投資，將導致整個工程陷入停滯。在合作過程中，由于涉及到載人航天尖端科技的交流，因此，容易出現法律糾紛以及泄密風險。載人航天工程具有濃厚的政治色彩。國家間能否進行高水平的載人航天合作，很大程度上取決于國家間政治關系是否穩定，戰略互信是否建立。當前，正是由于中美戰略互信缺失，美國質疑中國發展載人航天工程的意圖，阻礙中國參與國際空間站等大型合作項目。
“資產共享”模式：中國在“天宮一號”成功發射后，已經擁有運營短期空間站的能力，通過共享空間資產的方式開展國際合作的條件開始成熟。采用“資產共享”模式參與國際合作，因可能涉及到諸如不同航天器交會對接等“高難度動作”，有較高的技術風險。同時，該模式涉及到載人航天器等核心航天科技的交流，需要明確的協議框架防范法律風險，以及嚴格的制度防范信息安全風險。目前，中國已經嘗試以“資產共享”模式開展國際合作，中國的“神八”飛船上就搭載了德國的 SIMBOX 科研項目。
“以貨易貨”模式：載人航天活動的重要內容之一就是利用太空的特殊環境進行科學實驗。據統計，中國自啟動載人航天工程以來，已經通過載人航天活動取得了上千項科研成果，具備了開展“以貨易貨”的條件。中國同其他國家交換太空科研活動的成果，可以取長補短，優勢互補。由于這一模式主要通過科研成果的交換來實施，相比合伙企業和資產共享模式而言，合作方式簡單，不涉及到聯合投資與技術協作等高風險環節。該模式合作周期通常較短，因此可以抵御經濟動蕩以及國際關系波動等外部影響。但鑒于這一模式涉及到高水平技術成果交流以及交換，因此在合作中需要特別注意相關國際機制，避免觸犯國際規則，嚴格防范泄密等信息安全風險。
“超級市場”模式：在載人航天科研成果的“超級市場”中，中國既是“供貨商”，也是“消費者”。中國積累了大量的太空科研成果，部分成果可以向他國出售或轉讓以獲取經濟利益。同時，出于推動航天事業快速發展的考慮，中國也有引進其他國家的先進科研成果的需求。中國作為“供貨商”參與合作，既有利于提高載人航天活動的經濟收益，也有利于樹立中國負責任的大國形象。在風險方面，由于該模式不涉及到投資，技術協作等環節，僅涉及到科技成果的轉讓，因此，合作方式簡單，合作周期較短，投資風險和技術風險較低；在該模式中，中國作為“供貨商”可以在一定程度上控制政治風險；若作為“消費者”，則需要充分評估國際關系波動對合作的影響，審慎進行合作。
“培訓學?！蹦Ｊ剑汉教旃こ谈叨葟碗s，不僅需要大規模的資源投入，也需要先進國家的經驗指導。特別是載人航天工程，由于直接涉及航天員的人身安全和身體健康，因此，更需要先進國家運營經驗的支持。長期以來，美俄是世界上僅有的具備獨立載人航天能力的國家，因此也是國際社會僅有的載人航天系統培訓的提供者。目前，中國成為了繼美俄之后第三個擁有獨立自主載人航天能力的國家，初步具備了提供載人航天培訓的能力。中國開展宇航員培訓等方面的國際合作，一方面可以獲取合理的經濟回報，另一方面也有助于提升與合作方的雙邊關系，擴大國際影響力。在風險方面，盡管國際上相關經驗已經較為成熟，形成了一系列完善的規章制度預防風險，但在合作過程中，仍要特別重視信息安全工作。
綜上所述，中國開展載人航天領域的國際合作，有多方面的必要性。由于載人航天國際合作的五種模式各具特點，因此，中國載人航天應當在確定國際合作戰略目標主次的基礎上，綜合考慮國家間關系等國際因素以及目標合作方特點等國別因素，衡量收益與風險，在此基礎上具體選擇載人航天國際合作的模式。
從短期看，由于目前世界尚處在后金融危機時代的調整期，國際格局與大國關系還處在調整與重組的進程當中，因此，中國開展載人航天國際合作，應當慎重選擇具有一定風險的“合伙企業”模式，重點開展風險較小、具有一定經濟效益以及國際影響力的國際合作。對于美俄等航天強國，可以擇機以“資產共享”以及“以貨易貨”模式開展合作。針對廣大發展中國家，則可采取“超級市場”以及“培訓學?！蹦Ｊ剑M行成果轉讓以及科技援助，提高載人航天活動的經濟效益，塑造“負責任大國”的國際形象。
航天技術的特點范文5
關鍵詞：攝像測量；遙感技術；應用；發展
隨著現代科技日新月異的發展趨勢，攝像測量與遙感技術也在不斷發展和提高，其應用領域也越來越廣泛，由最初的地球科學研究，到如今被人們應用于日常生活工作當中，其應用價值也愈發凸顯。在此趨勢下，攝像與遙感技術的應用及其發展成為了相關工作者應當予以關注與思考的問題。
1 攝像測量與遙感技術
1.1 攝像測量
攝像測量是指通過影響研究信息的獲取、處理、提取和成果表達的一門科學，其實質是一門信息科學，目前是測繪學的分支學科。就學科而言，攝像測量學主要針對集合定位和影像解譯這兩大問題進行解決。其主要內容包括不同比例尺下的地形圖的測繪、數字地面模型的建立、提供地理或土地信息系統的基礎數據。在學科特點方面，攝像測量學反映的是客觀的、真實的目標，形象直觀，并且可從中獲得大量信息，其中主要是物理信息與集合信息，同時攝像測量還可以針對動態物體進行測量，捕捉其瞬間影像，對測量工作的進行是一大進步，此外，攝像測量的引用范圍較廣，適用于大范圍地形測繪，提高測繪效率。在工作地點的選擇上，攝像測量由于是在影像中進行測量工作，其工作地點不再受氣候、地理等條件的限制，為實際測繪工作提供便捷。
1.2 遙感技術
遙感技術是一種探測技術，始于上世紀60年代。事實上，任何物體都具有光譜特性，即吸收、反射、輻射光譜的性能。不同物體對于光譜的反映存在差異，同一物體在不同的時間和地點也會對光譜產生不同的反射和吸收程度差異。遙感技術正是利用這一原理，將電磁波理論結合傳感儀的使用，對遠距離目標所輻射和反射的電磁波、可見光、紅外線信息進行收集處理，最終成像，達到探測和識別的目的。遙感技術是一套設備系統共同協作可完成的工作體系，其組成設備包括遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備、接收裝置、圖像處理器等。遙感技術按照電磁譜段的差異可分為可見光遙感、紅外遙感、多譜段遙感、紫外遙感和微波遙感。遙感技術由于其探測范圍大、獲取資料速度快、受限條件較少等原因被廣泛應用于農業、林業、地質、地理、海洋、水文、氣象、測繪等許多領域。
2 攝像測量與遙感技術的應用現狀
2.1 攝像測量的應用現狀
（1）航空攝影
航空攝像，又稱航拍，指在飛機或其他航空飛行器上利用航空攝影機攝取地面景物的技術。航空攝像技術的實現必須以航天技術為基礎，在航天攝影技術方面也有著一定的要求，測量標準更加嚴苛，所要求的攝像測量工作者的專業技能也更高，在測量成本方面，由于其過程涉及航天技術的應用，成本自然很高。
（2）無人機低空攝像測量
無人機低空攝像測量是攝像測量的一項重要應用，其目的是獲取高分辨率數字影像。無人駕駛飛機作為飛行平臺，運用的傳感器通常是具有高分辨率的數碼相機，結合遙感技術，通過系統一系列的集成應用，最終獲取到面積較小、色彩保真、大比例尺的航測數據。當代無人機低空攝像測量被廣泛應用于基礎地理數據的獲取，為接下來的工作奠定基礎。與衛星遙感相比，無人機低空攝像測量具有明顯的優勢，首先在操作上，無人機攝像測量更加機動靈活，在安全性上也更有保障，由于是低空作業，其影響分辨率較高，攝像測量精度可達到亞米級。從成本上看，無人機低空攝像測量無疑成本低與衛星遙感。
2.2 遙感技術的應用現狀
（1）農情檢測
我國是農業大國，糧食問題歷來是我國政府密切關注的所在。攝像測量與遙感技術由于其對真實畫面的捕捉與反饋使得其獲取的數據更具科學性與客觀性，并且其在數據收集過程中周期較短、范圍較廣，因此，將其應用于農作物監測具有很大的優勢，獲取的相關資料對于農作物長勢情況的掌握和農業估產具有重要作用。上世紀80年代中期，在國家經委的支持下，以中國氣象局為主的相關部門組織開展了北方十省冬小麥股產試驗，標志著我國氣象衛星非氣象領域工程化應用的開始，也是我國首次開展大規模遙感估產工作?！鞍宋濉逼陂g，我國建立了主要糧區主要農作物（小麥、水稻、玉米）的股產信息系統，其中大面積冬小麥遙感股產運行系統是遙感技術與地理信息系統技術相結合的產物。它將整個遙感估產過程中的各個作業環節納入計算機系統運行，使整體具有數字化作業能力，并能夠輸出各種估產結果。自1992年起的三年內，在黃淮海地區進行冬小麥遙感估產試驗的結果表明，利用遙感技術對大面積農作物股產的精度能夠達到95%以上，具有較大的應用價值。目前，利用氣象衛星進行農作物估產的應用已經得到了普及與深化，并逐漸形成為一種業務化手段，估產對象也逐漸走向多樣化。
（2）地質礦產資源調查
礦產資源是重要的自然資源，是人類社會賴以生存的物質基礎，是國家發展與安全的中國要保障。我國礦產資源豐富，遙感技術的應用前景廣闊，且遙感技術在區域地質填圖方面的應用較為成熟，在其應用效果上也取得了一些成就。例如，在內蒙古、山東、江西等省開展的32項1：5萬圖幅的地質填土工作中，遙感技術的應用一方面顯著提升了工作效率與工作質量，另一方面也節省了填圖費用，每幅圖的實際費用僅占常規方法所耗用資金的三分之二。
3 攝像測量與遙感技術的應用發展
隨著攝像測量和遙感技術自身技術水平的發展，可預見的是，其應用的領域將會更加廣泛。攝像測量的具有代表性的發展趨勢是傳感器的改良與創新，結合其在不同領域的應用及其實際需要而改革發展。事實上，在不同行業中，對于攝像測量與遙感技術的需求需要根據行業特點加以確定，根據自身需求加以運用。在攝像測量與遙感技術的應用過程中，相應的測量軟件平臺的開發與信息提取與分析效率的提高逐漸成為重要的發展趨勢。在當下這一大數據時代，想要對二者加以改進，就必須提高數據的處理效率，，進行推動器改革，同r在遙感技術方面，對遙感數據的處理要更新模型的效率，引入先進算法，更好地將其應用于更多領域。
4 結束語
綜上所述，在當今經濟高速發展、行業變化較快、信息環境變化莫測的大環境下，我國對攝像測量與遙感技術的應用將會越來越廣泛，其技術的提高速度與質量應當被社會各行業關注。攝像測量與遙感技術自身的發展一方面具有科技性意義，同時也具有整個人類社會的經濟價值，在其應用領域中，更是具有商業價值，因此，我國應加快攝像測量與遙感技術的研究與開發，并在其應用范圍中不斷擴展。
參考文獻
[1]張軍.攝影測量與遙感技術發展展望[J].科技資訊，2015.
航天技術的特點范文6
高點起步
航天四院充分發揮軍工高科技企業的優勢，利用在復合材料領域內的技術，一直不忘致力于加強炭基復合材料等制品的研制開發及生產。西安超碼科技有限公司是該院43所控股的高新技術企業，主要從事炭／炭復合材料制品及設備的研發與生產。
科學上的奠基固然困難，然而，在新的基礎上攀登從來沒有人攀登過的高峰更加艱難，也因此更為誘人。上世紀九十年代初，為打破國外技術封鎖，迎頭趕上國外在高性能炭／炭復合材料領域的研究步伐，徹底擺脫高新技術產品受制于人的被動局面，該所成立了高科技復合材料專家組，著手對“飛機炭／炭剎車盤技術”進行基礎研究。該所自籌經費，添置了研究開發設備，培養了專業技術人才。1998年，維修炭剎車盤的粘接和整體粘接技術在該所取得實質性突破，使該項目被列入國家“火炬”計劃。
1999年，該項目在得到國防科工委的大力支持后，43所專門成立了炭摩擦材料廠。生產線建成后，以“吸取精華，克服弱點，高點起步，打造品牌”為指導思想，進行以粗糙層結構熱解炭為主體，以樹脂炭為輔助的飛機炭剎車盤材料技術攻關。經過多年的技術攻關，2001年，該項目先后突破了針刺無緯布準三向結構的整體預制體成型技術；以粗糙層熱解炭為主體、樹脂炭為副的雙元炭基體致密化處理技術；高溫處理技術；硼-硅系列或改性磷酸鹽系列的防氧化涂層；性能表征等五大關鍵技術。特別是外熱內冷、內熱外冷的熱梯度CVI致密工藝技術和雙元炭基體技術的應用，使炭／炭復合材料剎車盤技術達到國際先進水平。
2003年5月，剎車盤完成了多套飛行試驗件的生產，并得到民航總局適航部門簽發的適航批準標簽。同年9月，搭載由該所生產的剎車盤的波音B757-200型飛機試飛取得圓滿成功。經過中國民用航空總局項目審查組的審查，認為43所在炭剎車盤生產上，由于采用9項技術創新成果，多項指標明顯優于進口產品，綜合性能已達到同類產品的國際先進水平。經過多次地面臺架試驗、地面試驗、飛行試驗，炭剎車盤試驗結果已經完全達到國家航空總局的適航標準。
快速發展
創優條件實現企業快速發展。為了構建項目發展平臺，加快飛機炭／炭剎車盤項目的健康發展，2005年，43所以剎車盤項目為依托，聯合成都金鷹投資咨詢有限責任公司、陜西鳶輝投資管理有限公司等股東，發起成立了“西安超碼科技有限公司”。形成了年產200套剎車盤的生產能力，年產值達到3500萬元，既能批量地提供B757-200型飛機用炭剎車盤，又能滿足1個～2個新型號產品開發的需要。產品經實驗室、地面、飛行和實際使用考核，表明國產剎車盤的力學性能、熱學性能耐磨系數、防氧化效果等多項指標明顯優于進口產品，綜合性能已達到同類產品的國際先進水平。
西安超碼公司成立后，還建立了質量跟蹤和售后服務體系，并同8寸擁有6個機型、7種件號的飛機炭剎車盤維修許可證。2004年公司取得B757-200型飛機炭剎車盤PMA許可證，成為中國國際航空股份有限公司和上海航空股份有限公司該型產品的國內獨家供應商，所提供數百套產品使用狀況良好、質量可靠穩定，并是國內首家飛機炭剎車盤在拉邦高原航線使用的單位。2005年，波音757-200型飛機炭剎車盤的研究先后獲得陜西省國防科學技術進步特等獎、陜西省科學技術進步一等獎、中國專利優秀獎和國家重點新產品證書。而且，由機炭剎車盤擁有多項創新技術，還獲得國家知識產權局受理專利達43項。
經受大考
成就，屬于那些奮勇探索、知難而進的人們!2004年，43所啟動A320系列飛機炭剎車盤PMA項目的研發工作。這是機遇也是考驗。
在合力鏖戰“空客”炭盤過程中，職工們發揚航天精神，為了一個共同的目標，最終為航天技術拓展航空領域打開了一個重要突破口。通過一系列性能對比試驗，積累了大量的工藝數據和研制經驗，成功突破了針刺炭纖維預制體成形技術、高力矩摩擦特性制動材料制備技術、不同熱處理溫度調節摩擦特性關鍵技術、耐高溫長壽命防氧化涂層制備技術、地面動力矩試驗及飛行試驗性能表征等技術，有效提高了產品的性能和質量。經過對14套不同磨損狀態進口炭盤的摸底試驗，掌握了其設計特點和主要性能數據，并對研制的28套42種不同工藝狀態炭剎車盤進行了1200余次對比試驗，于2007年底研制出了工藝最優化、性能與進口炭盤相當的制造工藝，經試驗驗證，該公司研制生產的炭剎車盤力學-性能、軸向導熱系數、防氧化涂層效果等指標全面超越進口炭剎車盤。2006年1月，A320系列飛機炭剎車盤PMA項目獲得了民航總局適航審定司受理；2008年8月成功完成7A320系列飛機炭剎車盤地面臺架試驗，成為國內首家完成該型號炭剎車盤地面動力試驗的單位。
2009年2月25日，由航天四院西安超碼公司研制生產的空客320系列飛機用剎車盤PMA項目在深圳l航空公司一架空客飛機上裝機并在珠海機場進行了試飛。本次試飛過程嚴格按照中國民用航空局適航部門批準的試飛大綱分兩個階段進行，一架A320系列飛機共有四套剎車系統，第一階段裝2套國產剎車，第二階段4套全部使用國產剎車。試驗項目包括地面滑行剎車、地面停留剎車、正常起落剎車、飛機中斷起飛等，試飛獲得圓滿成功，超碼公司在國內首家通過地面動力試驗和飛行試驗，為打開國內市場奠定了良好的基礎。
