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航天技术的特点范文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
随着高校课程改革的不断深入，通识教育在高等教育中的地位和作用越来越受到重视。与此同时，由于科学技术和经济的飞速发展，航空航天技术开始走进人们的日常生活，并影响着人们的思维和观念。特别是近几年来我国航天事业取得了世界瞩目的辉煌成就，更加引起人们对航空航天技术的关注。为了适应时展的需要，目前国内很多知名高校先后成立航空航天专业，如清华大学、北京大学、浙江大学和西安交通大学等高校。与此同时，一些普通高校，如南京财经大学，也将航空与航天（也有的学校称为航空航天技术概论或航空航天技术博览）作为通识课。笔者结合自己的授课经历和体会，并参考欧美高校开设通识课的教学模式，探究航空与航天通识教育教学内容、目的和方法等。
1 我国专业化教育模式的问题与通识教育
1.1 现阶段我国高校人才培养模式面临的问题
我国现阶段的专业化教育模式是高等教育在特定时期（20世纪80年代）和特定社会背景（生产力亟待恢复）中的选择，这个选择尽管在当时有合理性，并对我国社会发展起到了积极作用，但却不适应今天社会发展的需要。
我国目前的高等教育过分强调专业划分，把学生的学习限制在一个狭窄的知识领域内，不利于学生全面发展。过去大学毕业生就业中的“专业对口”已经不再是一个最优目标了，高等教育的专业化做得越好，学生就越难适应变换了的工作，面临的情况可能就越糟糕。
社会和技术发展日新月异，旧的工作岗位不断消失，新的工作岗位不断出现，高校里专业调整的步伐，无法跟上社会职业更新的速度。应对工作岗位的变化，既要培养学生的专业能力，又要培养学生的“一般”能力。
1.2 通识教育起源和目的
通识教育，国外称“General Education”，也称为“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。
通识教育源于19世纪[6-8]，当时大学的学术分科过于精细、知识被严重割裂，于是提出通识教育，目的是让学生对不同学科的知识有所了解，将不同领域的知识融会贯通。20世纪，通识教育成为欧美大学的必修科目。今天，欧美大学仍在不断完善其通识教育。如哈佛大学的通识教育有着悠久的历史，目前已经经历五次较大的通识教育改革[7-10]。
在我国，通识教育的思想源远古代。《易经》主张“君子多识前言往行”，《中庸》主张做学问应“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”。古人认为博学多识就可达到出神入化，融会贯通。《论衡》认为“博览古今为通人”。所以，通识教育旨在培养“通才”，它的培养目的是提高人的整体素质，强调整合不同领域的专业知识，重视培养人的思维方法及敏锐的洞察力，同时也重视培养人的情志等。
2 航空与航天通识教育的意义
航空与航天课程在我国一直是航空航天专业院校的公共必修课[1，2]，其目的首先是为学生未来从事航空航天及其相关领域工作培养兴趣，更主要的是为学生专业课学习奠定基础，它在很大程度上起到了专业导论的作用。
近年来，我国一些普通高校将航空与航天课程纳入通识教育，其教学目的包括如下几个方面。
2.1 提高大学生的整体文化素质
大学教育的目的是培养全面发展的高素质人才，开展通识教育不仅能增加大学生专业课以外的知识，还可以拓宽学生的眼界。航空与航天课程，不仅可以帮助学生了解有关航空航天的基础知识，同时还能潜移默化地影响学生的世界观、人生观和价值观。
2.2 提升大学生的民族自豪感
中国作为东方的文明古国，向往飞翔的梦想由来已久，嫦娥奔月的美丽传说，万户飞天的勇敢实践，表明了古老的中国人渴望飞向蓝天的美好愿望。通过航空与航天课程的学习，让学生了解中国航天事业的发展和取得的瞩目成绩，学习伟大的航天精神，增强学生的民族自信心。
2.3 鼓励大学生在困难面前勇于攀登
学生通过航空与航天课程的学习，了解航天先驱身上所具有的优秀品质和坚忍不拔的毅力。在航天开拓者的眼里，“只有想不到的事情，没有做不到的事情”，通过这样的教育，激发学生努力奋进，敢于开拓创新。
2.4 启发学生规划未来人生
航空与航天知识可以启发和拓展人们的思维，尤其是航天器的出现，极大地推进了人类对宇宙的探索，人们对宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的价值的意义。飞过天的宇航员大多存在一个共识：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命仅仅是宇宙形成过程中的一个产物。”记得有位美国宇航员说过，“昨天的梦想是今天的现实，今天的梦想是明天的现实。”随着人类对宇宙的认识，很多人开始重新思索这些问题，人类存在的意义何在？人类怎样存在？
3 航空与航天通识教育的教材问题与改革
3.1 教材方面的问题
航空航天技术在非专业大学生眼里，是十分神圣的，因为宇宙的奥秘神秘莫测，很多大学生对航空与航天课程比较感兴趣。作为通识课，目前我国没有一本适合通识教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技术概论》《航空航天技术》等，由此带来很多问题。
（1）专业性很强
翻开《航空航天技术概论》教科书，插图不少，可是大部分是平面图、结构图、流程图和设计图。对于非工科专业的大学生而言，内容过深，尤其是文科学生，没有工程概念，理解起来非常困难。
（2）内容单调乏味
细看“代用”教材的文字内容，大多是定义和概念，枯燥乏味，对非专业学生而言，即便把这些内容熟记于心，又有何意义？另外，由于书本的空间有限，介绍性的内容往往类似于纲要。
（3）课后练习或思考题没有价值
思考题是运用大脑思考后得出答案的题目，而目前的“代用”教材章节后的思考题，不适应时代的发展，以第一章课后思考题为例，“试述直升机的发展史，试述火箭、导弹发展史”，很多学生认为是“百度题”，学生只要灵活运用手中的工具，就可以“百度”到答案，这类题能算是思考题吗？
（4）条理性很强带来的问题
航空与航天是两个明显不同的概念和领域，尽管有联系，但对于非专业的学生而言，不能混为一谈。目前的大部分“代用”教材在内容安排上每章都是以飞行器设计为主线，航空器、航天器和导弹与火箭等内容相互交叉[1，2]。如不管是火箭发动机还是航空发动机，统统纳入同一章节，对于非专业学生，理解起来稍显费力。再如，《飞行器构造》这章内容中，既有航空器的构造，也有航天器的构造，根据整体教学效果分析，这种航空航天结构的相互交叉会导致概念的混淆。
另外，由于中国基础教育多年形成的以学科为主导的教育模式，加之应试教育的长期导向作用，使基础教育在单一学科教育上越来越深入，学科分化加剧，基础教育功利性越来越明显，而在人文、心灵和智慧等通识教育方面却越来越弱化。基础教育已经走向思想单一、思维狭窄、僵化，缺乏思辨性、创造性思维的模式，对中华民族的智慧培养是非常不利的。
综上所述，航空与航天作为通识教育课程，不是必修课的陪衬，更不是专业课的附庸，其重要性并不比专业课低。“君子性非异也，善假于物也”，学好航空与航天课程，掌握其相关知识，有助于学生在以后的生活与工作中更好地开阔思维。
3.2 教材改革的建议
对于航空与航天课程，只有拓宽知识面，全面介绍不同学科研究对象的特点，才能更准确地反映这门课的内涵。为使学生具备开拓新领域的基础，课程内容应具有前瞻性，把本学科领域的最新学术成果、最新技术引入教学内容。在反映学科前沿的同时，拓宽学生的知识面。
航空航天技术涉及领域之广是其他学科无法比拟的。因此，如何保持课程的完整性也值得探讨。作为面向非航空航天专业学生的通识课，该课程内容应集知识性、趣味性于一体，需要教学内容丰富多彩，由风筝飞行延伸到飞机，由早期火箭延伸到各种导弹，由嫦娥奔月延伸到阿波罗飞船，由恐龙灭绝延伸到宇宙探索，让学生在感兴趣的实例中汲取航空、航天和航宇知识。国外有一本航天知识方面的书，名字起得非常好，叫“没有公式的航空航天技术”，值得我们借鉴。
以笔者在神舟飞船、卫星及空间防御领域的工作体会以及在北京、南京几所大学讲授航空与航天知识的教学经验来看，对于航空与航天的通识教育，其知识与内容应该注重“启蒙”，致力于开展大众化的教育，太过学术化反而会让人失去兴趣。教材应该具有趣味性，可以漫画的形式展开。现在已经有的《漫画线性代数》《漫画统计学》等一系列的趣味教科书，以漫画的形式将知识传授给学生，让学生在欣赏之余学习到很多知识，两全其美。航空与航天通识教育课程的教科书可以参照这种形式。
航天技术的特点范文2
焦维新教授是北京大学地球与空间科学学院教授，中国空间科学学会空间探测专业委员会委员、中国气象学会航空与航天气象专业委员会委员、中国气象学会卫星气象与空间天气学专业委员会委员。焦教授是我国著名的科普专家，曾在中央电视台、凤凰卫视等多家媒体担任解说专家。
报告会上，焦教授借助多媒体幻灯片向同学们细致地讲解了载人航天器的类型与特点、微重力环境奇观和中国的天宫实验室与空间站三个方面的航天知识。对各种航天器的结构、用途、发射及返回程序、发展的历史与现状等作了深入浅出的分析。焦教授说：载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。一个国家载人航天技术的发展，可以反映这个国家的整体科学技术和高技术产业水平，能体现这个国家的综合国力。载人航天的发展能更好地开发太空资源为地球人类造福，是人类发展的一个新阶段的开始。
在介绍微重力环境奇观时，他为同学们讲解了什么是零重力？什么是微重力？教授选播航天员在微重力下的太空进食、太空跳绳、太空行走、太空理发等生活情形的视频让同学们捧腹大笑，而教授生动幽默的解说，更是博得了同学们阵阵雷鸣般的掌声。
焦教授还特别介绍了中国载人航天的“三步走”战略：第一步，发射无人和载人飞船，将航天员安全地送入近地轨道，进行对地观测和科学实验，并使航天员安全返回地面。第二步，突破载人航天基本技术，多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接。在此基础上，发射短期有人照料的空间实验室，建成完整配套的空间工程系统。第三步，建永久性空间试验室，建成中国的空间工程系统，航天员和科学家可以来往于地球与空间站，进行规模比较大的空间科学试验。
在谈到载人航天的安全性问题时，焦教授重点介绍了美国“挑战者”号航天飞机凌空爆炸的情况和“哥伦比亚”号航天飞机的失事原因以及，使同学们对科学研究的严谨性和征服太空的艰巨性有了一个明确的认识。
在报告安排的互动交流时间中，同学们热情高涨，踊跃提问。如“建造空间站和开展载人航天如此耗钱，我们为什么要搞呢？” “太空上能种植地球上的植物吗？” “我国的飞船返回时都着落在陆地上，为什么不能降落到可起缓冲作用的海洋里？” “飞船上的助推舱与返回舱分离后是成了太空垃圾还是消失了？”……面对同学们的问题，焦教授一一作出耐心细致的解答。整场报告持续一个半小时，在同学们的热烈掌声中愉快结束。
报告会结束后，同学们纷纷涌到报告席，请教授签名留言，与教授合影，都期待和焦教授有零距离的接触与交流。大家都觉得：焦教授给綦江中学送来了一道航天技术的科普“大餐”，同学们纷纷表示，听了焦教授的报告开阔了眼界，拓宽了思路，领略到了载人航天的神奇，极大地激发了学生对航天科技的热爱之情，并表达了愿为我国航天事业努力读书的心愿。
航天技术的特点范文3
关键词：计算力学；多物理场耦合；先进复合材料；有限元技术（FEM）
中图分类号：V211 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0252-02
1 力学在航空航天领域的支柱地位
作为与材料科学、能源科学并肩的航空航天领域三大基础学科之一，力学在航空航天领域拥有无可辩驳的支柱地位。航空航天技术的发展与力学学科的发展有着举足轻重的关系。同样，力学学科的发展也推动了航空航天技术的发展。从航空航天的历史开端，力学便扮演着开天辟地的角色：莱特兄弟发明飞机前的时代，人类的航空器长期停留在热气球与飞艇的水平，人们普遍认为任何总密度比空气重的航空器是无法上天的；而随着流体力学的发展，越来越多总密度大于空气的航空器被发明出来进行试验，而莱特兄弟的飞机即为第一个成功的尝试，莱特兄弟的L洞也成为一个经典（图1）。从此，航空器的发展步入了快车道，各种结构的飞机翱翔于蓝天，从不到一吨的轻型飞机到上百吨的运输机，直至今天我们对机已经习以为常。
时至今日，航空航天的总体设计已由庞大的力学各分支支撑起来，从最基本的方面分类，可包括：飞行器整体气动外形归属于空气动力学；整体支承结构归属于结构力学以及材料力学；复合材料归属于复合材料力学；材料疲劳性能归属于疲劳分析；结构动力特性归属于振动力学；缺陷结构分析归属于损伤力学以及断裂力学。而对于具体的问题细分，则还有如：针对超高速飞行器的高超空气动力学；针对紊流等大气不稳定情况的非定常空气动力学；针对流固耦合问题的气动弹性力学；以及针对非金属材料的粘弹性力学等。此外，还有众多与力学相关的技术被发展起来，如有限元技术（FEM）等。
展望未来，力学发展的源动力在于航空航天综合多学科的交叉与技术。被誉为“工业之花”的航空航天工业，其研发生产涵盖了目前已知的所有工科门类，如此多的学科交叉下，力学的发展势必会与其他学科进行技术交流，这会带来问题的进一步复杂化，同时也丰富了力学的研究内容。
2 航空航天领域力学发展新挑战
航空航天的发展，给力学带来了新的挑战。结构的日趋复杂，给力学计算带来困难；繁琐的理论公式，需根据工程需要进行必须的简化；新材料的应用在航空航天领域最为敏感，在为飞行器降低结构重量的同时，也带来诸多的不利因素如耐热性能差、环境敏感度高等；而在某些关键部件的多物理场耦合问题也将成为重要的研究方向。
2.1 程序化
航空航天器和大型空间柔性结构的分析规模往往高达数万个结点、近十万个自由度的计算量级，这些问题包括但不限于：飞行器的高速碰撞间题，如飞机的鸟撞， 坠撞，包容发动机的叶片与机匣设计，装甲的设计与分析，载人飞船在着陆或溅落时的撞击等。为了解决这种计算量庞大的问题，上世纪50年代初，力学便发展出一门崭新的分支学科――计算力学。伴随着电子计算机以及有限元技术的发展，计算力学取得辉煌的成绩，这也说明了其本身发展潜力巨大。
力学分析技术的发展，特别是对于各种非线性问题（几何非线性、材料非线性、接触问题等）分析能力，是长期存在的。然而在很长一段时间内，受到计算机能力的制约，以及模型建立本身的局限性，力学分析求解停留在解析方法和小规模数值算法中。这对于工程人员的设计工作是一个极大的限制，对于航空航天领域而言则尤甚如此。计算力学的发展，带来的效益是巨大的。首先其可以用计算机数值模拟一些常规的验证性试验和小部分研究型试验，这可以节省很大一笔试验费用。其次，其可以求解某些逆问题，逆问题的理论解往往无法通过非数值的手段得到。最后，从工程管理角度考虑，数值模拟方法大大节省了产品研发的周期，由此单位时间内产生了更多的经济收益。有限无技术分析机翼见图2。
上述计算力学给工程设计方面带来的种种好处，都基于一个很重要的前提。那就是力学问题程序化。如何将力学问题转化为一个计算机可以求解的程序，一直是计算力学研究的重点，比如有限元技术就是其中一个典型代表。目前，有限元技术已经涵盖了大部分力学问题，包括：静力学求解，动力学求解，各种非线性问题，以及多物理场耦合等。但值得注意的是，除了静力学以及相对简单的问题外，其余问题所用的算法目前精度仍然有限，相较于工程运用而言仍存在诸多壁垒。对于这些问题算法的更新，是力学问题程序化必须面对的挑战，仍需研究人员不断探索。
2.2 工程化
力学工程化依然是基于计算力学而讨论的。所不同的是，程序化是针对一项力学问题能不能解决，工程化关注的问题是如何使得力学问题的解决过程更符合工程需求。
21世纪的航空航天，已经越来越趋向于商业化，美国已有数家私有航天企业成立，我国的航天科技集团也在进行着一些商业卫星发射。而商业化的工程问题，所追求的目标永远是效益。因此，力学工程化发展也应基于这一要求。航空航天工程的研发工作，一直给人周期长的印象，动辄10年以上的研究周期，对于目前商业化的运营是不适用的。如何快速的给出解决方案，是今后力学工程化的重要考量。随着软件技术的发展，越来越多的数值计算可以通过可视化、图表化等快捷的交互式设计方法呈现出结果，这可以直观地给予工程师设计反馈，从而达到加快设计进程的目的。同时，直观的结果反馈，也能避免数据分析过程出现人为失误，起到规避风险的作用。
2.3 非均质化
新材料往往首先出现在航空航天领域，其中典型代表便是先进复合材料。先进复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性好、破损安全性好以及性能可设计等优点。由于上述优点，先进复合材料继铝、钢、钛之后，迅速发展成四大结构材料之一，其用量成为航空航天结构的先进性标志之一。
复合材料的运用给力学提出了新要求，相比于传统各向同性的金属材料，其各向异性的力学特性使得非均质力学应运而生，代表便是复合材料力学的诞生。非均质化力学需要将材料的承力主方向设计为结构中的主承力方向，而非主承力方向则需要保证一定强度，不至于破坏，这是其主要的设计特点。相比各向同性材料，其理论模型更为复杂，相应的数值求解方法也没有那么完善。同时，实际中复合材料的性能分散性和环境依赖性相当复杂， 设计准则和结构设计值的确定还很保守，导致最终设计结果并没有理论中那么完美，很大程度上制约了工程领域大规模使用复合材料。对于国内而言，复合材料研究工作相比国外则更为落后，无论是设计经验还是试验数据积累都有不小差距。
建立完备的非均质化力学模型，积累足够的原始参数，大胆尝试提高复合材料的设计水平以及用量是今后力学非均质化的主要任务，需要研究人员付出更多的努力。
2.4 多物理场耦合
2.4.1 电磁与力学耦合
新时代下的航空航天材料，已不仅仅局限于提供简单的支承作用，功能化是航空航天器新材料发展的重点和热点，其最终目的是为了未来航空航天器发展智能化目标。
目前，越来越多的具有电-力耦合功能的新型材料正成为航空航天器结构材料的选择。因为在对飞行器的自我检测技术方面，具有电-力耦合功能的材料的受力状态与电磁性能存在特定的函数关系，由此系统能通过检测电磁性能达到检测受力状态的效果，这大大方便了对飞行器的健康监测，也有效保证了飞行器的安全。这其中耦合函数的准确性便成为关键，电-力耦合的发展能促进这些技术的健全，具有十分积极意义。
2.4.2 温度与力学耦合
温度场与力场的耦合主要体现在发动机上，对于发动机内部涵道的设计最优化一直是热力学着力解决的问题。
目前大部分飞机均采用喷气式发动机，包括：涡喷发动机、涡扇发动机以及涡桨发动机。上世纪40年代末，涡喷发动机出现，飞机飞行速度第一次能超过音速，带来了一场飞机发动机的技术革命。由此，包括进气道以及发动机涵道的设计成为发动机研发的一个关键点，早期的涡喷发动机，由于涵道上的设计缺陷，导致燃料燃烧产生热能转化为推进力的转化比很低，同时伴随着燃烧不充分，因此发动机耗油量很高且推力较小。经过几十年的发展，目前无论军用还是民用飞机发动机，大部分均采用涡扇发动机，通过优化得到的涵道形状最大化了单位燃油所提供的推力。图3为民用客机发动机涵道。
我国的飞机发动机工业水平距离世界领先水平仍有较大距离，特别是在大涵道比的商用发动机研发上。发展热力学，对热-力耦合问题进行更深入的研究，是发展我国飞机发动机事业的奠基石。
2.4.3 流固耦合
流固耦合是飞行器研制最基本的问题之一。几十年的发展历程中，基于流固耦合研究的飞机外形设计取得了诸多进展，包括整体机身外形的优化，翼梢小翼的出现等。随着飞机飞行速度的不断提高，特别是军用飞机机动性的要求，出现了许许多多新的流固耦合问题。比如针对飞机在大攻角飞行时（一般出现在军机上），传统小攻角气动表示法、稳定理论等均不再适用。因此，解决大攻角非定常问题，需要从飞行器运动以及流动方程同时出发，建立多自由度分析和数值模拟模型。这是典型的流固耦合问题。
同时，以往旧的流固耦合理论，在先进复合材料大量运用的今天，显然已经不再使用。对旧有理论进行必要的修正，也将成为流固耦合问题亟需完成的工作。
3 结语
当前，国家大力发展航空航天事业，作为高精尖产业，其所运用的理论与技术绝不能落后。力学作为一门古老而又应用广泛的学科，其对航空航天事业的发展起着举足轻重的作用。为符合未来航空航天领域发展，航空航天领域的力学应着力向着程序化、工程化、非均质化、以及多物理场耦合化综合发展。
参考文献
[1]杜善义.先进复合材料与航空航天[J].复合材料学报，2007（2）：1-11.
[2]尧南.计算固体力学的发展及其在航空航天工程中的应用[J].计算结构力学及其应用，1993（3）：199-209.
航天技术的特点范文4
载人航天国际合作的五种模式
冷战结束之后，载人航天国际合作更加活跃，合作水平更高，范围更广，方式也趋于多样化，可以归纳为“合伙企业”、“资产共享”、“以货易货”、“超级市场”以及“培训学校”五种模式。
“合伙企业”模式：合伙企业是一个经济概念，指两人以及两人以上按照协议投资，共同经营，共负盈亏的营利性组织。合伙企业具有财产共有，责任连带等特点。顾名思义，在载人航天领域，以“合伙企业”模式开展的国际合作主要指参与合作的各方，多是具有一定航天技术的国家，通过联合投资、明确分工，共同完成载人航天工程。当前世界上规模最大、水平最高的载人航天合作项目――国际空间站――就是“合伙企业”模式的典型案例。
“资产共享”模式：“资产共享”模式是指国家通过“相互利用空间设施”的方式进行合作。此前，各国采用“资产共享”模式进行了多次合作。1988年，苏联同法国签署载人航天合作协议，规定法国向苏联“联盟号”间站派驻宇航员进行太空活动。1993 年，美俄签署协议，由俄罗斯向美国提供“TM 号”宇宙飞船，作为美国“自由”号空间站的救援飞船。
“以货易货”模式：所谓“以货易货”模式，就是各主要航天强国根据取长补短，互惠互利的原则，通过交换太空技术以及应用成果的方式进行合作。例如冷战时期，苏联与澳大利亚就曾达成协议，交换外空科研数据并进行人员交流。
“超级市场”模式：载人航天活动的成果涵盖从基础科学到应用科学等多个领域，数量多，价值大，恰似商品玲琅满目的“超级市场”。对太空科技成果有需求的国家根据自身需求，同航天强国进行合作，从强国的航天成果“超级市场”中寻求引进相关技术产品。这种客观存在的供给和需求决定了“超级市场”模式在未来具有相当大的发展空间。
“培训学校”模式：载人航天领域的培训学校主要是先进航天国家在国际协议允许的范围内为其他国家传授航天技术和培训航天员。冷战时期，苏联的加加林航天中心曾经为捷克斯洛伐克、波兰以及东德的宇航员提供培训。在冷战结束之后，俄罗斯为提高载人航天活动的经济效益，也先后培训了韩国、中国等国家的宇航员。
显而易见，载人航天国际合作的五种模式各有特点。不同合作模式的准入门槛各异，合作方式有别。在载人航天国际合作的五种模式中，“合伙企业”以及“以货易货”两种模式要求参与合作的国家具备一定的载人航天科技水平，拥有一定规模的太空设施，可以独立承担分工并有能力获取可供交换的太空科研成果。而针对尚未具备独立载人航天能力的国家，国际合作往往或是通过“资产共享”模式“借用”或者“租用”先进国家的空间设施，或是通过“超级市场”模式购买先进成果，或是通过“培训学校”模式吸收先进经验。
除此之外，五种载人航天国际合作模式的运作方式不同，风险与收益也有差别。
值得注意的是，载人航天国际合作不论采取何种模式，都会不同程度地受到国际政治因素的影响。而且，由于大部分载人航天国际合作均涉及到敏感技术交流乃至技术转让，因此也都不同程度地存在法律、信息和国家安全风险。载人航天工程具有政治经济安全等战略价值，是当今世界各主要国家竞相争夺的制高点之一。当今世界的载人航天工程绝大多数是由政府投资，国有机构或企业运作，具有浓厚的政治背景。这就决定了载人航天国际合作大多发生在政治关系稳定密切的国家之间，合作的成败很大程度上取决于国家间政治关系的走向。
中国载人航天合作的战略目标
中国是世界上第三个具备独立载人航天能力的大国，有能力同世界各国开展不同水平、不同层次的国际合作。2012 年 6 月，中国“神舟九号”成功完成与“天宫一号”空间站手动交会对接、自动交会对接等任务，标志着中国载人航天工程再度迈上新台阶。在随后的新闻会上，中国载人航天工程办公室主任王兆耀强调“中国将在坚持独立自主、自力更生的基础上，本着相互尊重、平等互利、透明开放的原则，积极与世界有关国家和地区开展载人航天领域的合作，共同推动世界航天技术的进步和发展。”
与此同时，中国也认识到同美俄相比中国载人航天工程科技水平尚处在较低水平，航天产业资源转化能力、市场化能力和产业技术能力不强，削弱了中国航天的总体竞争力。随着中国载人航天“三步走”战略的逐步推进，中国载人航天事业也面临着投资风险加大、技术攻关难度提升等问题。为此，中国载人航天办公室主任王兆耀曾表示，中国希望未来在“技术合作”、“太空应用”、“航天成果”以及“航天员培养和联合飞行”等方面重点开展国际合作。
具体而言，在航天科技方面，尽管中国已经掌握了载人飞行、交会对接等载人航天关键技术，但在新一代运载火箭研制、空间基础设施建设、太空行走，以及航天科技体系建设方面仍然同美俄等国存在巨大差距。目前，中国正处在从运营短期空间站到建立长期空间站的关键时期，在火箭发动机等关键技术方面也有待更进一步突破，在对地观测、航天医学、材料加工、生物技术、天体物理以及太空环境等多个领域也有继续发展的空间，因此，中国需要通过开展国际合作，借鉴美俄等先进国家的载人航天领域的经验，促进本国载人航天工程发展。
在载人航天工程投入方面，中国在载人航天工程领域投入同美俄等国家相比仍然有限。根据美国国家科学院在 2009年的报告显示，当前世界上各国开展载人航天国际合作的主要动因之一就是分担投资与风险，提升航天活动的经济收益。目前，中国载人航天事业仍然主要以国家投入为主，自1992 年启动载人航天工程起，中国在该领域已经投资接近400亿元人民币。尽管这一投资规模远远低于美国和前苏联，在世界范围内也属于较低水平。同时，资金渠道单一、管理体制条块分割等问题仍然制约着中国航天事业的进一步发展。因此，中国有必要通过开展国际合作，多元化资源来源渠道，提升载人航天活动的经济效益。
载人航天工程是国家强国战略的重要组成部分，不仅具有科技和经济价值，更具有政治和战略意义。冷战时期，美苏两国推动载人航天工程，开展国际合作的背后都存在深层次的战略考虑。两国在载人航天领域展开激烈竞争的同时，还以载人航天工程为平台，广泛开展同欧洲国家以及第三世界国家的合作，争相提升国际影响力。近年来，中国在载人航天领域的突破性进展既令全球瞩目，也引起了部分国家的猜疑。因此，中国应当以开放的姿态主动推进国际合作，提升国际影响力，树立负责任大国的国际形象。
中国载人航天国际合作的模式选择
载人航天国际合作的五种模式为中国开展国际合作提供了多种备选方案。由于不同合作模式适用于载人航天的不同领域，准入门槛不同，收益和风险也有所差异，因此中国选择何种模式开展载人航天合作，需要综合权衡合作目标与自身情况，在合理评估收益与风险的基础上做出选择。
“合伙企业”模式：中国采取该模式开展国际合作，可以加强与他国交流合作，吸收他国的先进科技，同时也有利于以开放的姿态，化解国际社会部分国家对中国发展载人航天工程的无端质疑，有助于塑造中国在国际社会上负责任的大国形象。
在风险方面，“合伙企业”模式要求合作参与方具有一定的资金保障与经济基础。参与合作的任何国家一旦因为经济原因无法确保投资，将导致整个工程陷入停滞。在合作过程中，由于涉及到载人航天尖端科技的交流，因此，容易出现法律纠纷以及泄密风险。载人航天工程具有浓厚的政治色彩。国家间能否进行高水平的载人航天合作，很大程度上取决于国家间政治关系是否稳定，战略互信是否建立。当前，正是由于中美战略互信缺失，美国质疑中国发展载人航天工程的意图，阻碍中国参与国际空间站等大型合作项目。
“资产共享”模式：中国在“天宫一号”成功发射后，已经拥有运营短期空间站的能力，通过共享空间资产的方式开展国际合作的条件开始成熟。采用“资产共享”模式参与国际合作，因可能涉及到诸如不同航天器交会对接等“高难度动作”，有较高的技术风险。同时，该模式涉及到载人航天器等核心航天科技的交流，需要明确的协议框架防范法律风险，以及严格的制度防范信息安全风险。目前，中国已经尝试以“资产共享”模式开展国际合作，中国的“神八”飞船上就搭载了德国的 SIMBOX 科研项目。
“以货易货”模式：载人航天活动的重要内容之一就是利用太空的特殊环境进行科学实验。据统计，中国自启动载人航天工程以来，已经通过载人航天活动取得了上千项科研成果，具备了开展“以货易货”的条件。中国同其他国家交换太空科研活动的成果，可以取长补短，优势互补。由于这一模式主要通过科研成果的交换来实施，相比合伙企业和资产共享模式而言，合作方式简单，不涉及到联合投资与技术协作等高风险环节。该模式合作周期通常较短，因此可以抵御经济动荡以及国际关系波动等外部影响。但鉴于这一模式涉及到高水平技术成果交流以及交换，因此在合作中需要特别注意相关国际机制，避免触犯国际规则，严格防范泄密等信息安全风险。
“超级市场”模式：在载人航天科研成果的“超级市场”中，中国既是“供货商”，也是“消费者”。中国积累了大量的太空科研成果，部分成果可以向他国出售或转让以获取经济利益。同时，出于推动航天事业快速发展的考虑，中国也有引进其他国家的先进科研成果的需求。中国作为“供货商”参与合作，既有利于提高载人航天活动的经济收益，也有利于树立中国负责任的大国形象。在风险方面，由于该模式不涉及到投资，技术协作等环节，仅涉及到科技成果的转让，因此，合作方式简单，合作周期较短，投资风险和技术风险较低；在该模式中，中国作为“供货商”可以在一定程度上控制政治风险；若作为“消费者”，则需要充分评估国际关系波动对合作的影响，审慎进行合作。
“培训学校”模式：航天工程高度复杂，不仅需要大规模的资源投入，也需要先进国家的经验指导。特别是载人航天工程，由于直接涉及航天员的人身安全和身体健康，因此，更需要先进国家运营经验的支持。长期以来，美俄是世界上仅有的具备独立载人航天能力的国家，因此也是国际社会仅有的载人航天系统培训的提供者。目前，中国成为了继美俄之后第三个拥有独立自主载人航天能力的国家，初步具备了提供载人航天培训的能力。中国开展宇航员培训等方面的国际合作，一方面可以获取合理的经济回报，另一方面也有助于提升与合作方的双边关系，扩大国际影响力。在风险方面，尽管国际上相关经验已经较为成熟，形成了一系列完善的规章制度预防风险，但在合作过程中，仍要特别重视信息安全工作。
综上所述，中国开展载人航天领域的国际合作，有多方面的必要性。由于载人航天国际合作的五种模式各具特点，因此，中国载人航天应当在确定国际合作战略目标主次的基础上，综合考虑国家间关系等国际因素以及目标合作方特点等国别因素，衡量收益与风险，在此基础上具体选择载人航天国际合作的模式。
从短期看，由于目前世界尚处在后金融危机时代的调整期，国际格局与大国关系还处在调整与重组的进程当中，因此，中国开展载人航天国际合作，应当慎重选择具有一定风险的“合伙企业”模式，重点开展风险较小、具有一定经济效益以及国际影响力的国际合作。对于美俄等航天强国，可以择机以“资产共享”以及“以货易货”模式开展合作。针对广大发展中国家，则可采取“超级市场”以及“培训学校”模式，进行成果转让以及科技援助，提高载人航天活动的经济效益，塑造“负责任大国”的国际形象。
航天技术的特点范文5
关键词：摄像测量；遥感技术；应用；发展
随着现代科技日新月异的发展趋势，摄像测量与遥感技术也在不断发展和提高，其应用领域也越来越广泛，由最初的地球科学研究，到如今被人们应用于日常生活工作当中，其应用价值也愈发凸显。在此趋势下，摄像与遥感技术的应用及其发展成为了相关工作者应当予以关注与思考的问题。
1 摄像测量与遥感技术
1.1 摄像测量
摄像测量是指通过影响研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门科学，其实质是一门信息科学，目前是测绘学的分支学科。就学科而言，摄像测量学主要针对集合定位和影像解译这两大问题进行解决。其主要内容包括不同比例尺下的地形图的测绘、数字地面模型的建立、提供地理或土地信息系统的基础数据。在学科特点方面，摄像测量学反映的是客观的、真实的目标，形象直观，并且可从中获得大量信息，其中主要是物理信息与集合信息，同时摄像测量还可以针对动态物体进行测量，捕捉其瞬间影像，对测量工作的进行是一大进步，此外，摄像测量的引用范围较广，适用于大范围地形测绘，提高测绘效率。在工作地点的选择上，摄像测量由于是在影像中进行测量工作，其工作地点不再受气候、地理等条件的限制，为实际测绘工作提供便捷。
1.2 遥感技术
遥感技术是一种探测技术，始于上世纪60年代。事实上，任何物体都具有光谱特性，即吸收、反射、辐射光谱的性能。不同物体对于光谱的反映存在差异，同一物体在不同的时间和地点也会对光谱产生不同的反射和吸收程度差异。遥感技术正是利用这一原理，将电磁波理论结合传感仪的使用，对远距离目标所辐射和反射的电磁波、可见光、红外线信息进行收集处理，最终成像，达到探测和识别的目的。遥感技术是一套设备系统共同协作可完成的工作体系，其组成设备包括遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置、图像处理器等。遥感技术按照电磁谱段的差异可分为可见光遥感、红外遥感、多谱段遥感、紫外遥感和微波遥感。遥感技术由于其探测范围大、获取资料速度快、受限条件较少等原因被广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘等许多领域。
2 摄像测量与遥感技术的应用现状
2.1 摄像测量的应用现状
（1）航空摄影
航空摄像，又称航拍，指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物的技术。航空摄像技术的实现必须以航天技术为基础，在航天摄影技术方面也有着一定的要求，测量标准更加严苛，所要求的摄像测量工作者的专业技能也更高，在测量成本方面，由于其过程涉及航天技术的应用，成本自然很高。
（2）无人机低空摄像测量
无人机低空摄像测量是摄像测量的一项重要应用，其目的是获取高分辨率数字影像。无人驾驶飞机作为飞行平台，运用的传感器通常是具有高分辨率的数码相机，结合遥感技术，通过系统一系列的集成应用，最终获取到面积较小、色彩保真、大比例尺的航测数据。当代无人机低空摄像测量被广泛应用于基础地理数据的获取，为接下来的工作奠定基础。与卫星遥感相比，无人机低空摄像测量具有明显的优势，首先在操作上，无人机摄像测量更加机动灵活，在安全性上也更有保障，由于是低空作业，其影响分辨率较高，摄像测量精度可达到亚米级。从成本上看，无人机低空摄像测量无疑成本低与卫星遥感。
2.2 遥感技术的应用现状
（1）农情检测
我国是农业大国，粮食问题历来是我国政府密切关注的所在。摄像测量与遥感技术由于其对真实画面的捕捉与反馈使得其获取的数据更具科学性与客观性，并且其在数据收集过程中周期较短、范围较广，因此，将其应用于农作物监测具有很大的优势，获取的相关资料对于农作物长势情况的掌握和农业估产具有重要作用。上世纪80年代中期，在国家经委的支持下，以中国气象局为主的相关部门组织开展了北方十省冬小麦股产试验，标志着我国气象卫星非气象领域工程化应用的开始，也是我国首次开展大规模遥感估产工作。“八五”期间，我国建立了主要粮区主要农作物（小麦、水稻、玉米）的股产信息系统，其中大面积冬小麦遥感股产运行系统是遥感技术与地理信息系统技术相结合的产物。它将整个遥感估产过程中的各个作业环节纳入计算机系统运行，使整体具有数字化作业能力，并能够输出各种估产结果。自1992年起的三年内，在黄淮海地区进行冬小麦遥感估产试验的结果表明，利用遥感技术对大面积农作物股产的精度能够达到95%以上，具有较大的应用价值。目前，利用气象卫星进行农作物估产的应用已经得到了普及与深化，并逐渐形成为一种业务化手段，估产对象也逐渐走向多样化。
（2）地质矿产资源调查
矿产资源是重要的自然资源，是人类社会赖以生存的物质基础，是国家发展与安全的中国要保障。我国矿产资源丰富，遥感技术的应用前景广阔，且遥感技术在区域地质填图方面的应用较为成熟，在其应用效果上也取得了一些成就。例如，在内蒙古、山东、江西等省开展的32项1：5万图幅的地质填土工作中，遥感技术的应用一方面显著提升了工作效率与工作质量，另一方面也节省了填图费用，每幅图的实际费用仅占常规方法所耗用资金的三分之二。
3 摄像测量与遥感技术的应用发展
随着摄像测量和遥感技术自身技术水平的发展，可预见的是，其应用的领域将会更加广泛。摄像测量的具有代表性的发展趋势是传感器的改良与创新，结合其在不同领域的应用及其实际需要而改革发展。事实上，在不同行业中，对于摄像测量与遥感技术的需求需要根据行业特点加以确定，根据自身需求加以运用。在摄像测量与遥感技术的应用过程中，相应的测量软件平台的开发与信息提取与分析效率的提高逐渐成为重要的发展趋势。在当下这一大数据时代，想要对二者加以改进，就必须提高数据的处理效率，，进行推动器改革，同r在遥感技术方面，对遥感数据的处理要更新模型的效率，引入先进算法，更好地将其应用于更多领域。
4 结束语
综上所述，在当今经济高速发展、行业变化较快、信息环境变化莫测的大环境下，我国对摄像测量与遥感技术的应用将会越来越广泛，其技术的提高速度与质量应当被社会各行业关注。摄像测量与遥感技术自身的发展一方面具有科技性意义，同时也具有整个人类社会的经济价值，在其应用领域中，更是具有商业价值，因此，我国应加快摄像测量与遥感技术的研究与开发，并在其应用范围中不断扩展。
参考文献
[1]张军.摄影测量与遥感技术发展展望[J].科技资讯，2015.
航天技术的特点范文6
高点起步
航天四院充分发挥军工高科技企业的优势，利用在复合材料领域内的技术，一直不忘致力于加强炭基复合材料等制品的研制开发及生产。西安超码科技有限公司是该院43所控股的高新技术企业，主要从事炭／炭复合材料制品及设备的研发与生产。
科学上的奠基固然困难，然而，在新的基础上攀登从来没有人攀登过的高峰更加艰难，也因此更为诱人。上世纪九十年代初，为打破国外技术封锁，迎头赶上国外在高性能炭／炭复合材料领域的研究步伐，彻底摆脱高新技术产品受制于人的被动局面，该所成立了高科技复合材料专家组，着手对“飞机炭／炭刹车盘技术”进行基础研究。该所自筹经费，添置了研究开发设备，培养了专业技术人才。1998年，维修炭刹车盘的粘接和整体粘接技术在该所取得实质性突破，使该项目被列入国家“火炬”计划。
1999年，该项目在得到国防科工委的大力支持后，43所专门成立了炭摩擦材料厂。生产线建成后，以“吸取精华，克服弱点，高点起步，打造品牌”为指导思想，进行以粗糙层结构热解炭为主体，以树脂炭为辅助的飞机炭刹车盘材料技术攻关。经过多年的技术攻关，2001年，该项目先后突破了针刺无纬布准三向结构的整体预制体成型技术；以粗糙层热解炭为主体、树脂炭为副的双元炭基体致密化处理技术；高温处理技术；硼-硅系列或改性磷酸盐系列的防氧化涂层；性能表征等五大关键技术。特别是外热内冷、内热外冷的热梯度CVI致密工艺技术和双元炭基体技术的应用，使炭／炭复合材料刹车盘技术达到国际先进水平。
2003年5月，刹车盘完成了多套飞行试验件的生产，并得到民航总局适航部门签发的适航批准标签。同年9月，搭载由该所生产的刹车盘的波音B757-200型飞机试飞取得圆满成功。经过中国民用航空总局项目审查组的审查，认为43所在炭刹车盘生产上，由于采用9项技术创新成果，多项指标明显优于进口产品，综合性能已达到同类产品的国际先进水平。经过多次地面台架试验、地面试验、飞行试验，炭刹车盘试验结果已经完全达到国家航空总局的适航标准。
快速发展
创优条件实现企业快速发展。为了构建项目发展平台，加快飞机炭／炭刹车盘项目的健康发展，2005年，43所以刹车盘项目为依托，联合成都金鹰投资咨询有限责任公司、陕西鸢辉投资管理有限公司等股东，发起成立了“西安超码科技有限公司”。形成了年产200套刹车盘的生产能力，年产值达到3500万元，既能批量地提供B757-200型飞机用炭刹车盘，又能满足1个～2个新型号产品开发的需要。产品经实验室、地面、飞行和实际使用考核，表明国产刹车盘的力学性能、热学性能耐磨系数、防氧化效果等多项指标明显优于进口产品，综合性能已达到同类产品的国际先进水平。
西安超码公司成立后，还建立了质量跟踪和售后服务体系，并同8寸拥有6个机型、7种件号的飞机炭刹车盘维修许可证。2004年公司取得B757-200型飞机炭刹车盘PMA许可证，成为中国国际航空股份有限公司和上海航空股份有限公司该型产品的国内独家供应商，所提供数百套产品使用状况良好、质量可靠稳定，并是国内首家飞机炭刹车盘在拉邦高原航线使用的单位。2005年，波音757-200型飞机炭刹车盘的研究先后获得陕西省国防科学技术进步特等奖、陕西省科学技术进步一等奖、中国专利优秀奖和国家重点新产品证书。而且，由机炭刹车盘拥有多项创新技术，还获得国家知识产权局受理专利达43项。
经受大考
成就，属于那些奋勇探索、知难而进的人们!2004年，43所启动A320系列飞机炭刹车盘PMA项目的研发工作。这是机遇也是考验。
在合力鏖战“空客”炭盘过程中，职工们发扬航天精神，为了一个共同的目标，最终为航天技术拓展航空领域打开了一个重要突破口。通过一系列性能对比试验，积累了大量的工艺数据和研制经验，成功突破了针刺炭纤维预制体成形技术、高力矩摩擦特性制动材料制备技术、不同热处理温度调节摩擦特性关键技术、耐高温长寿命防氧化涂层制备技术、地面动力矩试验及飞行试验性能表征等技术，有效提高了产品的性能和质量。经过对14套不同磨损状态进口炭盘的摸底试验，掌握了其设计特点和主要性能数据，并对研制的28套42种不同工艺状态炭刹车盘进行了1200余次对比试验，于2007年底研制出了工艺最优化、性能与进口炭盘相当的制造工艺，经试验验证，该公司研制生产的炭刹车盘力学-性能、轴向导热系数、防氧化涂层效果等指标全面超越进口炭刹车盘。2006年1月，A320系列飞机炭刹车盘PMA项目获得了民航总局适航审定司受理；2008年8月成功完成7A320系列飞机炭刹车盘地面台架试验，成为国内首家完成该型号炭刹车盘地面动力试验的单位。
2009年2月25日，由航天四院西安超码公司研制生产的空客320系列飞机用刹车盘PMA项目在深圳l航空公司一架空客飞机上装机并在珠海机场进行了试飞。本次试飞过程严格按照中国民用航空局适航部门批准的试飞大纲分两个阶段进行，一架A320系列飞机共有四套刹车系统，第一阶段装2套国产刹车，第二阶段4套全部使用国产刹车。试验项目包括地面滑行刹车、地面停留刹车、正常起落刹车、飞机中断起飞等，试飞获得圆满成功，超码公司在国内首家通过地面动力试验和飞行试验，为打开国内市场奠定了良好的基础。
