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航天技术的基础范文1
【关键词】金属材料；航天领域；热处理；应用
1前言
航天技术的发展不仅带动了我国经济的发展而且还提高人民生活质量，增强我国国防力量，当今经济全球化，信息交往、各地之间业务往来，通信、交通等等都离不开航天技术所带来的科技成果。金属材料是我国航天领域发展不可或缺的材料，它比其他分子材料硬度高，耐热性能好，与无机非金属材料相比，金属材料有具有很好的韧性，因此在我国航天领域应用非常广泛，为了更加了解用于航天技术的金属材料，本文选择了几种常见的金属进行讲述其在航天领域当中的应用以及相应的热处理工艺。
2铝合金
2．1铝合金在航天领域的应用
铝合金材料是航天领域用量最大的金属材料，随着科技的发展，各种复合材料都在不断的发展，其性能也是优越与一般金属材料，虽然如此，但在航天领域铝合金的使用依然占有很大比例，铝合金具有优越的耐磨性以及良好的抗撞击性能总体性能优越于一般金属材料，，并且价格便宜，一般在航天领域的承载结构中都使用铝合金比如一些承载壁板，舱体结构等。所以在航天领域具有很大的用处。
2．2铝合金的热处理工艺
在我国科学技术不断发展的前提下，航天技术对铝合金的要求越来越严格，如何提高铝合金的综合性能是非常重要的任务之一，在研究过程中一方面是设计新型合金，一方面是对其热处理的更新，利用先进技术通过对铝合金加热处理，使得在高温环境下变形，在经过挤压，使得铝合金内部微观结构更加紧密化，内部的结晶程度更高，从而使得铝合金在应用中综合性能更加优秀。
3钛合金
3．1钛合金在航天领域的应用
钛合金在航天领域中具有很多用处，他与一般金属相比，具有耐高温、耐磨性能强，抗疲劳性能等优点，一般在航天领域中，钛合金运用于机舱的主承力结构，压气机叶片等等，在钛合金的试用下，无论是高温环境，还是超低温环境都能保证长时间持久的工作。因此随着航天领域科技的不断发展，钛合金的使用量也是逐渐增多，是具有前景的一种金属材料。
3．2钛合金的热处理工艺
钛合金的热处理工艺十分复杂，根据航天领域的不同需求，钛合金的热处理工艺也就不同，比如普通退火会使得钛合金内部的可塑性变高但与此同时也使得其强度变小，一般适用于一些飞行机器的零件，再比如双重退火，其工艺应用相比较而言稍微麻烦，处理之后的钛合金硬度会升高，但其可塑性相对降低，适用于需求较高的飞行零件。钛合金的热处理工艺还包括等温退火和固溶时效，根据航天领域不同需求以及应用的不同领域，来选择不同的热处理工艺。
4超高强度钢
4．1超高强度钢在航天领域的应用
超高强度钢具有很强的硬度及韧性，正因为其性能也使得该金属在航天领域的应用量保持持续上升，一般该金属适用于火箭发动机的壳体，飞行装备的推动器等所需高硬度的地方，正因如此对于在这种高压强度下的金属材料，其耐腐蚀性成为审核金属实用性的一项重大指标，如何提高超高强度钢的韧性是当前研究金属工艺的重要课题。
4．2超高强度钢的热处理工艺
一般超高强度钢都应保持其高强度的特性，针对该金属材料进行热处理时一般先进行淬火，在960度左右的高温下进行淬取，使其内部的含碳量降至最低，然后进行低温回火，提高材料的强度，随着科技的发展，在高强度钢的热处理工艺中也有先进的技术提高金属的性能，比如奥氏体加工、马氏加工，诱发相变等等。在经过热处理后的金属一般适用于机器的整体构架，高强度的零件等等。
5镁合金
5．1镁金属材料在航天领域的应用
镁金属材料在航天领域具有自身独特的性能良好的导热、导电性能以及对电磁的屏蔽性能使得镁金属在众多金属材料中脱颖而出，但镁金属却又一定的缺陷，那就是不耐腐蚀，也正是因为该缺点使得镁金属在应用当中，一些领域不能涉及当中，比如产品的储存、产品出制造都会带来影响，镁金属适用于工艺复杂的大型铸件，是我国金属材料航天领域非常重要的文件，比如通信卫星所使用的天线等等。
5．2镁金属材料的热处理工艺
镁金属材料的处理工艺非常复杂，根据所需性能的不同其热处理的加工工艺也就不同。一般镁金属的处理分为退火和固溶时效两大类。在实际应用中不同的淬火能力会使镁金属的性能得到不同程度的增减，从而应用到各个领域。
6结语
我国航天技术的飞速发展，使得我国经济水平并不断提高，人民生活水平得到翻天覆地的变化，军事力量也跻身进入世界前列，是我国国防实力的一大利器，由此可见航天技术的重要性，本文讲述了关于航天领域的几种金属，以及其性能，作用等等，随着科技的发展，航天技术的不断提高，我们应研发更加适合航天技术的金属材料，比如金属间化合物、高温合金等等，使得我国真正成为航天大国，实现中国的伟大复兴。
参考文献:
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［4］邱惠中．纳米材料及其在航天领域中的应用［J］．宇航材料工艺，1996(02):7～10．
航天技术的基础范文2
嫦娥三号预计12月发射
中国航天科技集团公司董事长许达哲在报告中称，自上次举办国际宇航大会以来，经过17年的快速发展，中国已经成为世界航天大国，拥有在轨飞行器105个。系列火箭已经发射181次，成功率达95%以上，尤其是两次举办国际宇航大会的17年间，系列运载火箭成功率高达98.6%。
许达哲说，在深空探测中，嫦娥三号月球探测器即将于12月发射，航天科技集团公司也在研究火星探测计划，并希望借助深空探测任务，进一步丰富对地球的认识，同时通过航天技术发展，带动和提升国家的工业整体水平。下一步我们在突破航天核心技术的同时，还要研制更多的各类应用卫星，在卫星应用、空间设施建设方面，做更多的工作，将航天技术广泛应用国民经济主战场，服务城市管理、灾害应对、交通管理等，便利百姓生活。同时，航天技术的发展也会带动相关工业的发展和提升，推动人类生活更加智能、便利。
中国在进行重型火箭论证
国家航天局副局长胡亚枫在报告中称，中国政府一直把航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分，经过50多年的发展，取得了辉煌成就。未来一段时期，中国航天将在空间技术方面继续实施月球探测等重大科技工程，加快建设空间基础设施，开展重型运载火箭等专项论证；在空间应用方面，进一步完善对地观测、通信广播、导航定位卫星应用服务体系，大力推进卫星应用规模和水平，促进航天战略性新兴产业的发展，满足国民经济与社会发展需求；积极开展日地空间探测等空间科学研究，提升空间科学研究水平，加强空间科学科普教育。
胡亚枫强调，中国愿意在平等互利、和平利用、共同发展的原则基础上，继续加强国际空间交流与合作，进一步扩大在空间科学研究、卫星应用与数据共享、载人航天、国际商业发射服务、人员交流与培训I等领域合作的深度和广度。
倡导空间运输快速反应
中国航天科工集团公司董事长高红卫在报告中展示了航天科工创新发展理念，他提出促进航天技术进步五方面设想。
一是研发可重复使用的天地往返运输系统。二是开发低成本、高可靠固体运载器，实现卫星的按需发射，将发射时间压缩到数天以内，发射成本比目前的水平再降低20%左右，竞争优势将十分明显。三是研制微小型卫星星座，组建及应用微小卫星星座有可能成为空间技术发展领域的一个重要方向。四是开发临近空间资源。五是推进航天技术成果转化及应用。高红卫指出，随着全球城市化步伐的加快和城市信息化的发展，基础设施、市政管理、资源环境、居民生活质量等问题已成为制约城市快速、高效、可持续发展的重要因素。航天要进一步加大技术转化，为民众提供一个更舒适的生活与工作环境。
中国全面进入空间站建设阶段
中国载人航天工程力、公室主任王兆耀在报告中称，中国载人空间站工程于2010年9月启动实施，三年来，各项研制建设工作取得了较大进展。目前，已经完成载人空间站工程总体和主要系统的方案论证工作，正在、进行天宫二号空间实验室、空间站、货运飞船、五号B和七号运载火箭等主要新研飞行产品的关键技术攻关、试验验证和产品试制，新建的海南航天发射场等系统也正在按计划推进，工程整体进展顺利。
王兆耀表示，中国已经全面进入空间站研制建设阶段，并完成了载人空间站的论证工作。在中国空间实验室与空间站建造与运营阶段，中国将继续以开放的姿态，积极寻求开展国际间的交流与合作，与世界各国特别是发展中国家，分享中国载人航天技术发展的成果。例如：在技术方面，可以进行联合方案设计和设备研制；在空间应用方面，可以开展联合科学实验和载荷搭载试验；在航天员培养、联合飞行和航天医学等方面，也可以探讨多种形式的合作与交流。总之，我们愿与各国一起，为共同推动世界载人航天技术发展而努力。
启动7个空间科学先导专项
中国科学院空间科学与应用中心主任吴季在报告中介绍，2010年，中国科学院在“创新2020'’规划中，明确要求通过组织实施战略性先导科技专项，形成重大创新突破和集群优势。在规划中，设立了7个空间科学先导专项，分别是硬X射线调制望远镜、实践十号、量子科学试验卫星、暗物质粒子探测卫星、夸父计划、空间科学卫星背景型号研究和空间科学预先研究。
这些空间科学先导专项的研究内容覆盖了从科学思想的提出到获取科学成果的全过程。包括开展空间科学发展战略规划的研究，创新概念研究和相关探测技术预先研究，空间科学卫星关键技术研究，空间科学卫星的研制、发射和运行以及科学卫星上天后的科学数据应用，构成空间科学任务从孵育、前期准备、技术攻关到工程研制、成果产出的完整链条。
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航天技术的基础范文3
世界航天发射能力现状
迄今为止，共有9个国家(见表1)和2个组织(欧洲航天局和海上发射公司)拥有独立的航天发射能力。目前，俄罗斯和美国大、中、小型运载火箭齐备，是航天发射总次数最多的两个国家，在2010年分别进行31次和15次航天发射。俄罗斯主要使用“质子”系列、“联盟”系列、“宇宙－3M”、“轰鸣”等运载火箭。美国主要使用“德尔它－4”、“宇宙神－5”两个系列的“渐进一次性使用运载火箭”(EELV)，以及“德尔它－2”、“金牛座”、“飞马座”等中小型运载火箭。欧洲航天局主要使用“阿里安－5”系列运载火箭，日本主要使用H－2A运载火箭，印度主要使用“极轨道卫星运载火箭”(PSLV)和“地球同步轨道卫星运载火箭”(GSLV)。海上发射公司主要使用“天顶－3SL”火箭，其箭体由乌克兰生产，上面级由俄罗斯生产。这些国家和组织每年进行约70次航天发射，近地轨道有效载荷的商业发射成本约为5000美元／千克，地球同步轨道有效载荷的商业发射成本约26000美元／千克。
失败情况及原因分析
2006～2011年9月底，世界各国共进行411次航天发射，其中失败20次，发射失败率为4.87％。各国航天发射失败次数分别为：俄罗斯8次，美国5次，中国1次，印度3次，韩国2次，海上发射公司1次。2011年，航天发射失败率接近10％，从上述20次失败情况来看，其失败原因大致可分为3类。
产品质量与设计问题导致火箭发射失败
从俄罗斯、中国和海上发射公司的10次发射失败情况看，火箭产品质量与设计问题是导致发射失败的主要原因。运载火箭系统复杂，包括结构系统、动力系统、控制系统等多个分系统，使用数万个电子元器件。虽然这些器件在生产过程中经过严格精密的测试，但在火箭点火、分离等过程中经受高温和强烈振动时，仍会出观失效，因此，对于航天发射来说，事故并不能完全避免。但俄罗斯航天事故频出，而且事故集中在“质子”火箭与“微风”上面级，表明俄罗斯航天工业和管理部门质量意识下降，为完成密集的航天发射任务，没能彻底排查故障原因。以2010年12月25日“格罗纳斯”导航卫星发射失败为例，由于使用改进的上面级，其液氧贮箱规格变大，但是这一变化未反映到规程文件上，而操作人员仍按体积刻度进行加注，导致注入的液氧超出额定值1～2吨，主承包商能源公司也未遵照发射前安全操作步骤进行检查。这一失误造成上面级过重，卫星在到达预定轨道时未能被加速至预定速度而坠毁。这一事故充分表明俄罗斯航天工业目前质量管理不完善，为此，俄罗斯政府撤销了能源公司运载火箭总设计师和联邦航天局副局长的职务，并对联邦航天局进行了书面批评。
航天技术水平较低导致火箭发射失败
从印度和韩国的5次发射失败情况看，事故原因均与本国的航天技术水平较低有关。印度2010年4月15日发射的“地球同步轨道卫星运载火箭”失败的主要原因就是本国研制的低温上面级技术不过关，主发动机的燃料助推涡轮泵异常中断造成任务失败。这表明印度尚未掌握低温上面级这一大型航天运载的关键技术。同时从更深层面上看，印度耗时18年仍未能在低温运载火箭技术上取得突破，说明其大型航天项目的组织管理能力也有欠缺。韩国两次航天发射失败与其自身航天技术实力的不足关系密切。由于韩国尚未完全掌握航天发射技术，其“罗老”号运载火箭采取了联合研制途径，第一级由俄罗斯制造，第二级由韩国制造。“罗老”号2009年8月25日发射失败的原因是第二级上的整流罩未能完全脱落，2010年6月10日失败原因是一、二级分离爆炸螺栓提前起爆，两起事故均与韩国提供的第二级火箭有关。由此可见，即使走“嫁接”于航天大国火箭技术的发展捷径，自身仍需有过硬的航天技术才能取得成功。
航天技术的基础范文4
关键词： 高中物理教学 天文学 航天知识
2012年浙江高考理科综合卷的第15题，考查学生用物理知识和天文航天知识，以及用数学知识解决物理问题的能力。同样的，浙江2011年的第19题，2010年的第20题和2009年的第19题，考的都是这些知识和能力。其他省份和全国卷也都存在这一现象：天文和航天知识在物理高考中几乎年年出现。这表明在新课程标准的指导下，现行的高中物理教材和考试题型都紧跟时代的发展，反映现代科技的进步。教师在课堂教学过程中，需要注意增加物理的实用性和趣味性，使学生能把枯燥的物理理论和当代高新科学技术发展联系起来，增强学生的求知欲。特别是天文学和航天技术的发展这些内容。
一、物理学与天文知识、航天技术的关系
天文学在物理学中扮演着一个很特殊的角色。它是物理学的一个重要分支，又占据了物理学中一个相对重要的地位。它的发展是极其曲折而又激动人心的，每一次进步都带动了整个物理学界的巨大变革。而物理学界里程碑似的成绩无不有与之相关的地方，无不有其应用的地方。哥白尼的日心说带来了天文学的一次翻天覆地的变革。之后导致了天体物理学的自诞生以来最为飞速的一次发展，其中牛顿的万有引力的影响是极其深远的。它给天文学家解释许多问题提供了一个最有力的论证。
航天技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。航天技术的设想来源于基础物理学中的力学和热学，而其发展主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。而这些技术的发展都离不开物理学基础理论的研究。如没有电磁学的发展，人类就无法使用电能，也无法生产电子产品，其他的高新技术就更加无法实现了。
二、扎实掌握高中物理基础知识
1.构建完整的知识脉络。
与天文、航天联系的物理问题主要考查了学生的力学和电磁学方面的知识。如：圆周运动，万有引力，洛伦兹力等知识点。如2009年浙江理综卷第19题，“关于太阳和月球对地上相同质量海水的引力”，考查的就是万有引力定律。2010年浙江理综卷的第20题“宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动……”考查的就是圆周运动与航天知识，以及用数学解决物理问题的能力。2011年浙江理综卷的第19题“探测X星球”，考查的也是万有引力和圆周运动，体现了理的实用性。
通过认真理解题目信息，联系所学物理知识，建立物理模型，就能运用所学的知识轻松解决这类问题。这需要学生全面、完整、系统地掌握相关的知识。具体有开普勒的三大行星运动定律：轨道定律、面积定律和周期定律；万有引力定律，包括万有引力定律的发现，定律公式，引力常量及其测定G，以及万有引力定律在实际中的应用：计算地球质量、中心天体质量和发现未知天体。宇宙航行章节中的三个宇宙速度及人造地球卫星的运行都需要扎实地掌握。
2.补充天文知识，激发学习兴趣。
有高中物理中，在介绍万有引力定律时，为了让学生感受万有引力定律的巨大作用，我引用了这样两个事实：哈雷应用万有引力定律预言了彗星的回归和勒维耶根据万有引力定律完成了对海王星位置的推算。这不仅证明了万有引力定律的正确性，而且是物理学和天文学互动发展的有力例证。
教师还可以在课堂上及时补充一些天文常识，开阔学生的视野，提高学生的兴趣，激发他们学好物理的主动性。如：中国为何远古就有“金木水火土”五行说呢？虽不科学，但也并非完全不科学，因为太阳系中唯有“金木水火土”五大行星，是用肉眼能观察到的，其他都要用望远镜才能观测到，而我们的祖先很早就对此有了记录，作为后辈的我们更要鞭策自己不断努力了。
再比如金星，又名太白金星，它是天空中最亮的星星，所以一眼就能看到它。它又叫启明星，每天天快要亮时，它出现在东方，很明亮，太阳出来后消失。它又被叫做长庚星，因为傍晚太阳落下不久，最早在西方天边出现的星星就是它。由于它的明亮，西方人把它叫做“爱神之星”。木星，体积最大的行星，它的亮度仅次于金星，也较早呈现天空中，西方人把它命为“众神之父”。
三、关注天文学的热点和新发现
宇宙大爆炸理论，黑洞，中子星这些都是天文学上最热门的研究领域，也是高考的热点。如果学生平时对这些知识有所关注，就可以在短时间内迅速理解题意，正确解答出来。
如2009年安徽理综卷的第16题，先给出宇宙大爆炸理论，假如真是这样，要求学生选出标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系图像。该题考查的知识点很简单，就是对运动图像的分析，看懂题目，准确了解题意，选择正确的图像并不难。
2009年江苏高考物理第3题以“英国《新科学家》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最”之一的“最小黑洞”为背景，紧跟国际新动向。但此题考查的仍然是万有引力定律的应用。虽然知识点非常简单，但是具备相关的天文知识，却能帮助学生更快地解题。尤其是其中计算结果精确到数量级，是天文中常见的估算法的运用。
2009年四川6月的高考，引用的是当年4月底美国的天文发现：代号为2009HC82，与太阳系其他行星逆向运行的小行星。可见高考对天文上的新发现的关注程度。
四、关注我国航天事业的发展
当我国重大天文和航天事件发生时，物理高考中常常会联系这些问题。比如2000年1月26日我国发射卫星，全国卷和天津、广东卷都考了；又如和平号退役，神舟2号、神舟4号、嫦娥一号等重大科技事件的发生，也在当年的高考中体现出来。如2008年的广东卷第12题的“嫦娥一号”奔月示意图，北京卷第17题“嫦娥一号”卫星，2009年福建理综卷的第14题的“嫦娥一号”月球探测器，2009年重庆理综题第17题都以“嫦娥一号”为背景，考查万有引力和圆周运动的知识点。
2010年安徽理综卷第17题，虽然考查的知识点依旧是万有引力定律的应用，却是以“我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器‘萤火一号’”为背景，时代感很强。可以预见，火星探测器项目还会随着今后航天技术的发展而在未来的高考题中成为被高度关注的对象。
在今年的高考中，江苏高考物理第8题也考到了我国航天的最新发展：2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（？摇？摇？摇）
（A）线速度大于地球的线速度
（B）向心加速度大于地球的向心加速度
（C）向心力仅由太阳的引力提供
（D）向心力仅由地球的引力提供
该题并不难，考查的是匀速圆周运动的知识，但了解一定的航天知识对学生题意理解和考场发挥起着很重要的作用。因此，教师应该多关注生活中发生的重大事件，特别是我国航天事业的新发展。同时也引导学生多关注这方面的知识。关注我国天文和航天技术的发展，还有助于增强学生的民族自豪感和社会责任感，同时使学生对物理学在实际科技生产中的应用有更深的认识，激发学生对物理学习的兴趣，提高学生的积极性和主动性。
参考文献：
航天技术的基础范文5
【关键词】物理学；牛顿力学；工业革命；人类文明
俗话说：“学好数理化，走遍天下都不怕。”这其中的“理”就是指的“物理”。此话虽然有些片面，但也道出了物理学的重要性。物理学一词，源自希腊文physikos，很长时期内，它和自然哲学（natural philosophy）同义，探究物质世界最基本的变化规律。随着生产的发展，社会的进步和文化知识的扩展、深化，物理学以纯思辨的哲学演变到以实验为基础的科学。物理学研究的对象包括力、热、电、光、磁、声，从宏观领域到微观领域，得到了一系列对自然现象的科学解释并形成理论，最终形成发明创造，推动了人类文明的进步。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。物理学给人类提供了大量的物质财富，同时也提供了精神财富。
迄今为止，物理学所创造出来的所有成果无一不是人类身体某一部位的延伸和替代。人造卫星、显微镜、望远镜、照相机等等是人类眼睛的延伸；手机、电话、雷达等等是人类耳朵的延伸；汽车、轮船飞机等运输工具是人类腿和脚的延伸；枪炮、导弹和火箭等等是人类胳膊和手的延伸；电脑、机器人是整个人的延伸；现代医学的诊疗手段也离不开物理学，X光、核磁共振、CT、B超、放射性疗法等等都是基于物理学。纵观人类文明的发展史，就是一部物理学的发展史。
一、物理学初建
古时候人们就尝试着理解这个世界：为什么物体会往地上掉，为什么不同的物质有不同的性质，地球、太阳以及月亮这些星体究竟是遵循着什么规律在运动，人们提出了各种理论试图解释这个世界。这些早期的理论在今天看来更像是一些哲学理论。古希腊哲学家亚里士多德创造了物理这门学科的名称，但由于历史的局限性，他对物理的很多认识却是错误的，比如他认为，物体下落的速度与物体的重量有关，物体越重，下落越快。这一理论最终被伽利略的“大球小球同时落地”的实验所。古希腊哲学家、物理学家阿基米德发现了浮力定律和杠杆原理，并发明设计制造了多种机械，如螺旋扬水器、军用投射器。德谟克利特最先提出了原子论，认为万物都是由原子组成的，原子是不可分割的最小微粒。天文学从强势的“地心说”到开普勒发现了行星运动的三大定律：轨道定律、面积定律和周期定律，哥白尼、布鲁诺等天文学家付出了巨大努力。电磁学方面发现了摩擦起电、磁石吸铁等物理现象，并在此基础上发明了指南针。古代物理学还称不上真正的科学，更多的是基于思辨，对于生活经验和自然现象的总结。
二、牛顿出版《自然哲学的数学原理》
牛顿出版的《自然哲学的数学原理》是人类历史上第一次科学革命的集大成之作。这部巨著阐述了万有引力定律和运动三大定律（惯性定律、力和运动关系的定律、作用力与反作用力定律），把物体运动统一在一个严密的理论中――牛顿力学。根据牛顿力学，我们知道了：苹果为什么总是落到地上；惯性是什么；为什么划桨能使船前行；为什么月球围绕地球运转并出现阴晴圆缺等等。这是经典力学的第一部经典著作，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及遍布经典自然科学的所有领域，并发展出许多学科：宇宙天文学、航空航天科学、工程力学、建筑学、机械制造、原子核科学等等。宇宙天文学的发展，使我们对宇宙的起源有了更进一步的认识。航天科学的发展让人类的飞天梦成为现实。
三、物理学与第一次工业革命
18世纪中期，以蒸汽机的广泛使用为标志的第一次工业革命开始了人类的工业化进程。蒸汽机的发明是基于热学的发展。蒸汽机利用水沸腾产生的高压蒸汽推动活塞做功，产生动力带动机器工作。从18世纪晚期开始，蒸汽机广泛应用在采矿、冶炼、纺织、机械制造、化工等领域，并出现蒸汽轮船、蒸汽机车、蒸汽汽车，蒸汽机成为了当时各行业的主要动力机械。蒸汽机的发明，解放了人类的双手，促成了传统手工业向机械化大生产的转变，陆上和海上长途运输成为可能，极大地提高了生产生活效率。
四、物理学与第二次工业革命
电的使用开启了人类历史上的第二次工业革命。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流有磁效应，开始人类研究电与磁的相互关系的序幕。1831年，英国物理学家法拉第建立了电磁感应定律，创立了电磁学的基础，使发电机和发动机的制造成为可能。德国工程师西门子根据闭合线圈的磁通量发生改变可能产生电流的原理，发明了第一台自馈式发电机，可以产生较大的功率，同时体积也较轻巧。从此，电能开始成为主要能源并推动工业向前发展，继而出现了电动机、电机车、电灯、电视机和电工仪器仪表等许多改变人类生活方式的电器设备。1873年，苏格兰物理学家麦克斯韦发表的《论电与磁》开创了电动力学，是现代电工学的开端。麦克斯韦提出了光的电磁说，并预言了电磁波的存在。电磁波是现代通信的基础，无线电、手机、卫星就是通过电磁波进行信号传输，实现人类远距离传输和交换信息。
五、物理学与第三次工业革命
进入二十世纪，由于原子能、电子计算机、微电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等领域的研究进展，出现了第三次工业革命，这是一场不同于传统工业的信息技术革命，标志着工业进入自动化时代。
（1）物理学与微电子技术
1947年，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿研究出一种点接触锗晶体管。晶体管是20世纪一项重大发明，开启了微电子革命的先声。1954年，贝尔实验室研制出第一台使用晶体管集成电路的计算机。以晶体管为基础的集成电路，也叫芯片，使信息处理设备小型化、便携化。如今，大到工业设备、交通工具，小到各种生活设备，凡是有电的设备，几乎都有芯片对信息进行处理。在当今信息大爆炸的时代，微电子技术使得信息接收、存储、处理更加便捷和高效。计算机以及各种“人机控制系统”广泛应用，使生产、办公、家庭生活自动化。人类社会从机械化、电气化进入到一个更高级的自动化时代。
（2）物理学与能源
工业的发展离不开能源的供应，传统的电能、水能、化学能越来越不能满足日益增长的能源需求。核能作为一种高效、清洁能源能极大缓解能源危机。核能的利用得益于原子核物理的发展。从19世纪末发现放射性到1932年发现中子、正电子和氘，原子核理论为核物理奠定了基础。1938年，德国化学家哈恩和斯特拉斯曼发现了铀核的裂变，从而找到了一种利用核能的途径。1942年，美国成功建造了世界上第一座核反应堆，它显示核能时代的到来。目前，我国也有两座正在运行的核电站：秦山和大亚湾核电站，产生的电能为长三角和珠三角地区的经济建设做出了巨大贡献。现在科学家们正在研究可控核聚变，这种核聚变可以用海水和轻核作为原料的，是真正意义上的取之不竭，用之不尽的能源。
（3）物理学与航天技术
20世纪50年代兴起的航天技术使得人类的飞天梦成为现实。1957年，前苏联成功发射第一颗人造地球卫星，开创了人类航天新纪元。如今，人类发射的侦察、预警、通信导航、天文气象、海洋监视、测地探矿等应用卫星，在经济、军事和科研中发挥了巨大的作用。航天技术是一门综合性很强的技术，和物理学密切相关，每一步的发展都离不开物理学的指导和运用。火箭推进技术、人造卫星运行轨道计算、空间通信、载人航天器设计技术、登月技术、深空探测技术等一系列航天技术涵盖了基础物理学的力学、热学、电磁学、光学各个领域。可以预见，未来人类移居外星球、发现外星人、寻找宇宙的起源等等都离不开基于物理学的航天技术的发展。
六、物理学与人类未来
物理学是一门不断改变人类生活和推动社会进步的科学，从宏观的经典物理学发展到微观的电动力学、量子力学等，并将在未来深入到粒子物理、纳米材料物理、天体物理（引力波）、生命科学物理领域。宇宙是怎么产生的，宇宙的组成是什么，物质的最基本粒子是什么，人类是否能穿越时空，人类是否能实现长生不老，这些问题都需要物理学去解决。物理学将继续推动人类文明向前发展！
航天技术的基础范文6
【关键词】 高速数据通信 系统加固技术 分析 研究
在系统设计中数据通信是经常可见到的，特别是在现代的数字系统中的影响力已不容忽视，是其中的关键技术之一。系统加固是由设计系统的可靠性的概念而发展起来的，与数据通信相比，系统加固对于平常的系统来说是不重要的，但是在星载设备的设计中它的作用是非常重要的。由于航天技术的飞速发展，系统加固技术也日益成为学者们关注的重点。
一、高速数据通信技术的发展现状
在以前的电路设计中比较常用的是并行总线技术，它是以TTL或CMOS电平为基础的，它的接口比较简单，易于实现。但是随着设计处理机的复杂度的加大和数字技术的飞速发展，并行总线技术也就显得不灵活，串行总线正在取而代之。串行总线是在发送数据时，运用串化的方法将数据按照高低位次串在一条数据链上进行发送，这样做就使系统互联的复杂度得到了简化，使数据传输的质量得到了很大程度的提高。但是之前的串行技术还是会受到干扰，直到出现了低电压差分信号（LVDS），使数据传输的速度有了新的突破，为高速数据通信的发展提供了新的途径。
二、系统加固技术的研究现状
系统加固是通过加入设计或者是改变元件，使系统抵抗核子辐照或者宇宙辐照的功能得到加强，使设备在运行时的稳定性增强并且提高设备的使用寿命的一种技术。
导致航天电子设备出现故障的一个重要的原因就是辐照，它是由于各种宇宙的射线和核爆炸造成的。到目前为止，抗辐照加固技术的研究主要有两个方面：运用模型仿真和实际的实验验证。我国虽然很早之前就对抗辐照加固技术进行了研究，但是由于条件不允许，对辐照的伤害原理和模型方面以及抗辐照的方法方面研究的较多，而实际的实验进行的很少。
三、数据通信加固的研究
抗辐照系统加固的设计催生了数据通信加固的出现，数据通信加固与系统加固的目的是一样的，都是使系统的稳定性增强，但是与系统加固相比，通信的加固要简单一些，在无线的应用方面主要是运用信道编码使接受的误码率降低，在有线的运用方面是在传输中，改善信道的质量，使信号的传输质量提高。到目前为止，大多数的高速数据通信实现同步传输的方式都是运用信道编码调制技术，这样虽然可以使传输的速率和稳定性得到很大程度的提高，但是会使误码衍生。
四、辐照和数据通信对系统稳定性的影响
4.1 辐照对系统稳定性的影响
太阳辐射是空间辐射的主要因素，是由于太阳的活动造成的，它可以引起电子元件的损伤或者误翻转；银河宇宙射线也会对设备的电子元件造成损伤或者误翻转；捕获带是由地磁场和星际磁场的相互作用造成的，它在太阳缓变型时是很稳定的，但是当太阳发生爆发型活动时，捕获带内的粒子会激增并且爆发，使近地面的卫星发生故障。
4.2 数据通信对系统稳定性的影响
在系统的设计中大量数据和运算，需要更高的要求，数据通信也变得越来越重要，甚至影响到系统设计的成败。在分步处理的系统中，传输数据的质量会影响到下一步的工作，从而影响系统的效果，使系统的稳定性受到影响。串行总线使并行总线的缺陷得到了改善，提高了数据的传输速度和质量，提升了传输的距离。因此数据通信对系统稳定性的影响成了关键的因素。
五、研究的发展空间
现阶段由于技术条件的限制，我国对于高速数据通信与系统的加固技术的研究大多数只是内容方面的研究、分析和设计，而对于实践经历方面的研究很少，因此在以后的研究中，研究者们应该加强实践方面的研究。
六、总结
数字信息的处理和航天技术的发展，使系统设计面临着更大的挑战，更高质量、更高速度、更远距离的信息传输是现代数据通信的要求，而系统的稳定性也受到了很大的关注，提高系统加固技术也是一项非常重要的技术，对我国的航空航天事业等信息事业的发展有着很大的影响。
参 考 文 献
[1] 冯彦君，华更新，刘淑芬. 航天电子抗辐射研究综述[J]. 宇航学报，2010，（18）：97-98
