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時(shí)間：2023-08-14 17:09:49
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇航空航天進(jìn)展范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號：G633.91
航天育種又稱空間誘變育種或太空育種，是指利用返回式衛(wèi)星、飛船或高空氣球?qū)⒆魑锏姆N子、組織、器官或生命個(gè)體等材料送入太空，利用太空中的宇宙空間特殊的環(huán)境誘導(dǎo)植物變異，再返回地面進(jìn)行選育、篩選植物優(yōu)良品種的技術(shù)。航天育種開創(chuàng)了育種新途徑，除了應(yīng)用于農(nóng)作物、蔬菜、園藝花卉等植物種子并取得了令人矚目的成績外，在林業(yè)、牧草、藥用植物、水產(chǎn)動物等方面的研究與應(yīng)用也已經(jīng)啟動，且前景廣闊。
1太空航天育種的原理
在自然條件下，由于外界環(huán)境的變化較小和遺傳結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性，植物本身發(fā)生自發(fā)突變的頻率極低，并因植物種類和基因型的不同而存在差異。而地球外太空的大氣結(jié)構(gòu)、密度、壓力、輻射等條件與地面存在很大的差異，這些差異都可能引起植物種子遺傳信息產(chǎn)生變異。航天育種充分利用了這種不同于地面的空間環(huán)境，如強(qiáng)宇宙射線輻射、高真空、微重力、交變磁場等。上述因素共同作用于種子的核酸物質(zhì)，使DNA分子的電子激活，結(jié)果造成DNA分子鏈的解鏈或突變，或者引起染色體缺失、倒位、易位、重復(fù)等畸變，從而對植物種子遺傳信息產(chǎn)生誘變，獲得在地面上難以獲得的某些變異。當(dāng)航天器返回地面后對變異種子進(jìn)行性狀篩選，最后種植推廣，培育得到具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，宇宙輻射和微重力是影響植物種子的生理和遺傳性狀的主要因素。
1.1宇宙輻射
太空中存在著各種質(zhì)子、電子、離子、粒子、高空重離子等高能粒子以及x射線、?射線和其他宇宙射線，它們能穿透衛(wèi)星艙體外壁，作用行器中的生物。首先射線的能量沉積在物質(zhì)上，引起物質(zhì)的原子和分子的激發(fā)與電離，電離過程隨后形成自由基，自由基與DNA作用可以引起DNA多種類型的損傷，包括堿基變化、脫落、氫鍵的斷裂、單雙鍵斷裂、DNA即蛋白質(zhì)分子內(nèi)和分子之間的交聯(lián)，細(xì)胞為求得生存會出現(xiàn)應(yīng)急效應(yīng)（SOS）。同樣，當(dāng)生物被宇宙射線中的高能重粒子擊中，引起細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)DNA分子的雙鍵斷裂，其中非重接性斷裂所占比例很高，細(xì)胞為求得生存也會出現(xiàn)應(yīng)急效應(yīng)（SOS）。以上SOS反應(yīng)中主要進(jìn)行的是傾向差錯(cuò)的修復(fù)，此修復(fù)過程誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏校對功能的DNA聚合酶，它能在DNA損傷部位進(jìn)行復(fù)制而避免了死亡，但帶來了高的突變率。因此，細(xì)胞中發(fā)生多重染色體DNA畸變且畸變且是非特異性的。正是基于這樣的原因，空間誘變育種技術(shù)可以獲得地面常規(guī)方法較難得到的罕見種質(zhì)材料和資源，從而選育出突破性新品種。
2太空航天育種的特點(diǎn)
航天育種是創(chuàng)造新種質(zhì)資源和新品種的一種有效途徑，與常規(guī)育種相比，可出現(xiàn)常規(guī)育種不易出現(xiàn)的變異，可以為遺傳育種的定向選擇提供豐富的資源，并可能獲得地球環(huán)境下不可能產(chǎn)生的特殊性狀。
2.1變異頻率高
傳統(tǒng)輻射誘變的有益變異頻率僅為1‰-5‰，而太空輻射誘變的有益變異頻率為1%-5%，最高的誘變率可超出33%以上。
2.2后代穩(wěn)定快，縮短育種周期
多數(shù)太空變異性狀穩(wěn)定較快，有利于加快育種進(jìn)程。在地球上選育一個(gè)植物新品種所需的時(shí)間，太空育種則可以將其縮短一半，可以節(jié)約許多人力物力。
2.3打破基因連鎖，實(shí)現(xiàn)基因重組，創(chuàng)造多種突變體，豐富種質(zhì)資源
很多突變體是自然界本來沒有的新性狀，因此可以極大地豐富種質(zhì)資源，供植物遺傳育種直接或間接利用，為育種者提供良好的選擇機(jī)會。
2.4改良農(nóng)作物的品質(zhì)，能夠提高產(chǎn)量
經(jīng)試驗(yàn)選育，作物穗形大、分蘗增多，單產(chǎn)得到提高。航天選育的品種具有果形大而飽滿、營養(yǎng)成分含量高、口感好、耐貯存等。種植試驗(yàn)表明水稻蛋白質(zhì)含量可提高8.7%-12%；青椒果實(shí)大、品質(zhì)優(yōu)，果實(shí)中的維生素C含量提高10%-25%。
2.5航天育種選育出來的產(chǎn)品無基因安全性問題
航天誘變育種不是轉(zhuǎn)基因育種，它沒有外源基因的引入，而是利用太空的物理?xiàng)l件作為誘變因子，使植物產(chǎn)生基因突變，這種變異本質(zhì)上與自然界普遍存在的自然變異沒有區(qū)別，只是加速了生物界需要幾十年甚至上百年的自然變異的變異過程。
3我國航天搭載藥用植物的研究概況
我國空間藥用植物學(xué)的研究開始于20世紀(jì)90年代，搭載過的藥用植物包括梭梭和肉蓯蓉種子、黃芩、桔梗、紅花、藿香、甘草、洋金花等。剛開始主要是國防科工委航天醫(yī)學(xué)研究所與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所受國家自然科學(xué)基金資助做了一些工作，他們把種子放入自行研制出的小型生物艙內(nèi)進(jìn)行空間飛行，從而進(jìn)行研究。至此之后，我國發(fā)射了多顆宇宙飛船與衛(wèi)星，搭載各種種質(zhì)材料進(jìn)入太空，其中包括多種藥用植物。
4太空環(huán)境對藥用植物的影響
4.1生物學(xué)性狀變異
個(gè)體水平的植物空間誘變效應(yīng)主要表現(xiàn)在對SP1代植株的形態(tài)學(xué)改變、不育性及致死效應(yīng)等方面。經(jīng)過太空環(huán)境處理的藥用植物種子性狀表現(xiàn)因品種而異，發(fā)現(xiàn)航天搭載可提高種子的出苗率，促進(jìn)了幼苗的生長發(fā)育，植株的開花期提前1周左右。降低了植株的單株結(jié)實(shí)率，增加了單株籽粒重，顯著增加了地上的分支數(shù)和主果穗長度，提高了根鮮重。
4.2細(xì)胞結(jié)構(gòu)和染色體的變異
許多研究表明，植物種子進(jìn)行空間飛行后，太空環(huán)境或衛(wèi)星發(fā)射過程中的強(qiáng)烈沖擊，會使植物細(xì)胞壁產(chǎn)生破損，造成種子吸水能力提高、導(dǎo)電性增強(qiáng)。如紅豆草經(jīng)過空間誘導(dǎo)后，其葉片細(xì)胞壁不規(guī)則增厚，液泡變大，葉綠體變小，基粒片層數(shù)量明顯增多。在染色體方面，經(jīng)過空間誘導(dǎo)的植物，分裂過程中的G1期延長，有絲分裂指數(shù)減少，有絲分裂的不同階段會出現(xiàn)細(xì)胞歧化和反常的分裂數(shù)，以及染色體在分裂中期不沿赤道板排列等現(xiàn)象。經(jīng)過衛(wèi)星搭載后，苜蓿細(xì)胞的有絲分裂被促進(jìn)或抑制，其種子根尖細(xì)胞染色體則出現(xiàn)了微核、染色體橋、斷片、落后等畸變類型。
4.3生理生化的變化
植物經(jīng)過輻射后，其光合色素量、酶蛋白活性的檢測和酯酶同工酶譜等生理生化指標(biāo)都會發(fā)生一定變化。多數(shù)植物的酶活性升高，表現(xiàn)出一定的抗性特征，其SP1代幼苗的酯酶和過氧化物同工酶酶譜會有新酶帶生成或酶帶活性增強(qiáng)。
4.4化學(xué)成分差異
太空環(huán)境對藥用植物的化學(xué)成分也會有一定的影響，如經(jīng)過航天搭載后的甘草種子發(fā)育成熟的根，它的甘草酸和甘草苷的含量分別比對照組高2.19和1.18倍。
4.5基因組變化
空間環(huán)境下，植物細(xì)胞受微重力、空間輻射、亞磁場等各種因素的影響，染色體容易發(fā)生變異。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：G641 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-2589（2015）30-0145-02
引言
航空航天代表了科技和工業(yè)發(fā)展的最前沿，是促進(jìn)國家科技發(fā)展、滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)、增強(qiáng)國防安全和加快社會進(jìn)步的重要力量。加強(qiáng)航空航天類高校教育，培養(yǎng)一批具有高素質(zhì)、創(chuàng)新能力的航空航天類專業(yè)人才是服務(wù)我國戰(zhàn)略發(fā)展的必然需求。航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎(chǔ)，培養(yǎng)適應(yīng)國際競爭的航空航天類本科人才，是我國航空航天科技發(fā)展的關(guān)鍵。當(dāng)前，以美、俄為代表的航空航天大國都建設(shè)了自己特色的航空航天專業(yè)院系，開展了多年的教學(xué)實(shí)踐，具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。論文旨在通過材料的梳理，了解國外航空航天專業(yè)人才培養(yǎng)模式，對國際一流大學(xué)航空航天類專業(yè)設(shè)置、課程安排、學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)等方面進(jìn)行研究，從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為國內(nèi)航空航天類專業(yè)教學(xué)教改提供參考。
一、國外著名航空航天院系
（一）美國著名航空航天院系
美國是世界上航空航天類研究最發(fā)達(dá)、人才培養(yǎng)最成功的國家，其人才培養(yǎng)主要依賴其國內(nèi)的大學(xué)。比較有代表性的有麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)。
麻省理工學(xué)院航空航天類教學(xué)與科研由航空航天系負(fù)責(zé)，下設(shè)三個(gè)部門，分別是信息部、航空系統(tǒng)部、飛行器技術(shù)部。信息部分主要研究航天系統(tǒng)有關(guān)的信息獲取、處理、傳輸技術(shù)，如衛(wèi)星通信、高空偵察、空中通信、集成防御系統(tǒng)等，負(fù)責(zé)教授導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)軟硬件系統(tǒng)等課程。航空系統(tǒng)部門主要研究航空航天高復(fù)雜性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、操作方法，教授最優(yōu)化方法、故障診斷、系統(tǒng)容錯(cuò)等課程，建有人機(jī)實(shí)驗(yàn)室、空間系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、國際空運(yùn)中心、操控臺研究中心、復(fù)雜系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室等。飛行器技術(shù)部門負(fù)責(zé)計(jì)算方法、流體力學(xué)、推進(jìn)技術(shù)、材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)技術(shù)等的研究和教學(xué)，建有宇航計(jì)算設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、空氣渦輪實(shí)驗(yàn)室、宇航微小結(jié)構(gòu)協(xié)會、空間推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、先進(jìn)材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等。
斯坦福大學(xué)航空航天系隸屬于工學(xué)院，承擔(dān)航空專業(yè)的教學(xué)科研任務(wù)。該系的研究領(lǐng)域包括空氣彈性變形及流體仿真、飛行器設(shè)計(jì)與控制、應(yīng)用航空動力學(xué)、空氣聲學(xué)計(jì)算、流體動力學(xué)計(jì)算、動態(tài)系統(tǒng)計(jì)算、機(jī)器人控制、復(fù)雜材料與結(jié)構(gòu)、湍流模擬、推進(jìn)、高超聲速流體、導(dǎo)航、控制系統(tǒng)辨識與優(yōu)化、衛(wèi)星工程、湍流與燃燒等。
（二）俄羅斯著名航空航天院系
俄羅斯也是航空航天強(qiáng)國，開設(shè)航空航天專業(yè)的主要學(xué)院有莫斯科國立航空學(xué)院、西伯利亞國立航空航天大學(xué)。莫斯科國立航空學(xué)院建于1930年，擁有12個(gè)學(xué)院，56個(gè)系，128個(gè)實(shí)驗(yàn)室，3個(gè)設(shè)計(jì)局，幾個(gè)計(jì)算機(jī)中心，一個(gè)實(shí)驗(yàn)工廠，一套運(yùn)動航空訓(xùn)練設(shè)施，一個(gè)莫斯科附近的飛機(jī)場，兩個(gè)科研機(jī)構(gòu)（應(yīng)用力學(xué)和電氣力學(xué)，低溫研究）。該學(xué)院通常以數(shù)字編號代替學(xué)院名稱，從一院到十二院分別為航空工程院、發(fā)動機(jī)院、控制系統(tǒng)院、信息與電力院、無線電電子學(xué)院、經(jīng)濟(jì)與管理院、航空航天院、機(jī)器人與智能系統(tǒng)院、應(yīng)用數(shù)學(xué)和物理院、應(yīng)用力學(xué)院、人文科學(xué)院、預(yù)科院。西伯利亞國立航空航天大學(xué)擁有空間研究及高技術(shù)學(xué)院和航天技術(shù)學(xué)院，設(shè)置了飛機(jī)制造系、航空發(fā)動機(jī)與能源裝備系、飛行器管理系統(tǒng)系、航空導(dǎo)彈技術(shù)系、飛行器無線電技術(shù)系統(tǒng)系。
（三）歐洲著名航空航天院系
英國帝國理工學(xué)院在其工學(xué)院設(shè)置了航空系，主要負(fù)責(zé)飛機(jī)設(shè)計(jì)制造方面的研究與人才培養(yǎng)，包括航空動力學(xué)與航空結(jié)構(gòu)學(xué)兩個(gè)研究方向。航空動力學(xué)方向包含流體基礎(chǔ)、航空飛行器設(shè)計(jì)、控制、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境與工業(yè)關(guān)系等方面的研究。航空結(jié)構(gòu)學(xué)方向包括計(jì)算力學(xué)、沖擊與損傷、復(fù)合材料等方面的研究。
法國國家高等航天航空學(xué)院已經(jīng)有90多年的歷史，它位于歐洲航天業(yè)發(fā)展的中心地帶，致力于培養(yǎng)頂尖的技術(shù)工程師，在研制協(xié)和式客機(jī)的工程師當(dāng)中，有許多就是從法國高等航天航空學(xué)院畢業(yè)的。學(xué)院下設(shè)5個(gè)系和一個(gè)研究中心，分別是空氣動力學(xué)、能源、推進(jìn)系、結(jié)構(gòu)與材料力學(xué)系、光電子與信號系、語言文化藝術(shù)系、航空宇航中心。
二、國外著名航空航天院系專業(yè)設(shè)置與課程體系
（一）學(xué)位與專業(yè)設(shè)置
國外著名航空航天院系多數(shù)是本科四年，研究生二年，英國有本科3年，研究生1年。俄羅斯不同，如莫斯科國立航空學(xué)院預(yù)科1年、本科4年、碩士2年、博士3年。在學(xué)位設(shè)置上，各個(gè)院校有所不同，歸納起來，主要有工學(xué)學(xué)士、航空航天工程學(xué)士、航空工學(xué)學(xué)士、航空航天工學(xué)學(xué)士、航空工程理科碩士、航空航天工程學(xué)士、航空與宇航工程學(xué)士、航空學(xué)理科碩士、航空與航天學(xué)理科碩士、機(jī)械與航天工程理科碩士。
（二）國外著名航空航天院系課程體系
麻省理工學(xué)院（MIT）航空與航天專業(yè)是美國同領(lǐng)域中最有名的專業(yè)，其人才培養(yǎng)理念和課程設(shè)置世界聞名。MIT航空與航天系設(shè)有兩個(gè)本科專業(yè)方向：航空與航天科學(xué)工程專業(yè)和航空與航天信息科學(xué)工程專業(yè)，兩個(gè)方向的課程設(shè)置都建立在航空航天基礎(chǔ)（核心）課程上，下面分別以A和B代指這兩個(gè)專業(yè)。課程主要包括全校統(tǒng)一要求課程和系課程構(gòu)成。全校統(tǒng)一要求課程包括基礎(chǔ)科學(xué)課程（6門）、人文、藝術(shù)、社會科學(xué)課程（8門）、科學(xué)與技術(shù)限選課程（2門）、實(shí)驗(yàn)課程（1門）;系課程包括系核心必修課程、專業(yè)課程、試驗(yàn)與進(jìn)展課程，其中系核心必修課程包括一體化工程I、II、III、IV，計(jì)算機(jī)和工程問題求解引論，自動控制原理、動力學(xué)、隨機(jī)系統(tǒng)分析、微分方程;專業(yè)課程中專業(yè)A包括空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、推進(jìn)系統(tǒng)引論、航天工程中的計(jì)算方法，專業(yè)B包括航天系統(tǒng)的評估與控制、數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室介紹、實(shí)時(shí)系統(tǒng)與軟件、交互系統(tǒng)工程、人為因素工程、自主決策原理;試驗(yàn)與進(jìn)展課程包括飛行器工程、空間系統(tǒng)工程、試驗(yàn)項(xiàng)目I、試驗(yàn)項(xiàng)目II、飛行器進(jìn)展、空間系統(tǒng)進(jìn)展I、空間系統(tǒng)進(jìn)展II。
（三）學(xué)時(shí)學(xué)分要求
1.學(xué)分組成。課程學(xué)分組成考慮教學(xué)環(huán)節(jié)，如MIT飛行動力學(xué)課程，總學(xué)分12分，構(gòu)成包括課堂3分、實(shí)驗(yàn)1分、預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)8分。另外還有無學(xué)分課程，課程必修但無學(xué)分，如普林斯頓沒有學(xué)分制、強(qiáng)調(diào)上課門數(shù)，斯坦福大學(xué)基礎(chǔ)課程要求5門航空航天基礎(chǔ)課程，專業(yè)課程4選3。英國大學(xué)一般不設(shè)立學(xué)分制，所有學(xué)生都按部就班完成規(guī)定課程的學(xué)習(xí)。
2.學(xué)分要求。美國大部分學(xué)校有明確的畢業(yè)學(xué)分?jǐn)?shù)要求。如MIT航空航天工程系根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃設(shè)課程學(xué)分，又分成4類，分別是核心課（core）108、專業(yè)領(lǐng)域課（professio-
nal area）48、實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用（experiment and Capstone）30、非限制性選修課（unrestrictived elective）48，總學(xué)分大于234學(xué)分。但是在學(xué)分?jǐn)?shù)量并不統(tǒng)一，差異很懸殊，如密歇根128學(xué)分、MIT大于234學(xué)分、賓州州立132學(xué)分。航空航天專業(yè)必修課比例很高，有的高達(dá)90%以上，如斯坦福、佐治亞理工、普渡。另外還有只要求課程而不要求學(xué)分的，如普林斯頓畢業(yè)要求共36門課。
3.學(xué)時(shí)要求。有些大學(xué)要求學(xué)時(shí)達(dá)到一定數(shù)量，如悉尼大學(xué)本科至少192學(xué)時(shí)，研究生核心課程和選修課程，至少144學(xué)時(shí)。斯坦福大學(xué)研究生基礎(chǔ)課程設(shè)置門數(shù)要求，其他按學(xué)時(shí)要求，數(shù)學(xué)（6個(gè)學(xué)時(shí)）、技術(shù)選修（12學(xué)時(shí)）、人文社科類選修（45學(xué)時(shí)）。
三、國外著名航空航天院系專業(yè)培養(yǎng)特色
歸納起來，國外著名航空航天院系在專業(yè)培養(yǎng)上具有如下特色。一是國外著名大學(xué)航空航天專業(yè)設(shè)置寬、窄各有特色。美英等專業(yè)設(shè)置以寬口徑、大類培養(yǎng)為主，基本不針對特定航空航天器劃分專業(yè)，學(xué)生專業(yè)方向只是體現(xiàn)在個(gè)別課程的選擇上。俄羅斯、烏克蘭等的專業(yè)劃分細(xì)而精，如莫斯科國立航空學(xué)院幾乎整個(gè)大學(xué)的院系專業(yè)就代表了航空航天器的各個(gè)不同部分，專業(yè)面向具體而明確。二是國外著名大學(xué)航空航天專業(yè)課程體系具有少而精且多樣化特色。美英等課程每學(xué)期課程數(shù)量相對較少，但課業(yè)工作量不少。學(xué)生畢業(yè)所需學(xué)時(shí)學(xué)分也不少。美英等航空航天專業(yè)的課程必修多、選修少，完全學(xué)分制的作用并不明顯，反映了航空航天專業(yè)的特殊性。課程學(xué)習(xí)課內(nèi)外并重，還有較多實(shí)踐環(huán)節(jié)、交流討論、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等。課程的環(huán)節(jié)豐富多樣（如劍橋）。教授授課。三是注重通識教育與專業(yè)教育的結(jié)合。在通識教育上，在課程設(shè)置中有重視科技寫作、科研道德規(guī)范、表達(dá)與交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、人文素質(zhì)培養(yǎng)和工程師就業(yè)指導(dǎo)。在專業(yè)教育上，強(qiáng)化多樣化實(shí)踐環(huán)節(jié)、注重專題課程和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。四是注重綜合素質(zhì)和個(gè)性化培養(yǎng)。例如南安普敦大學(xué)設(shè)置有工程管理與相關(guān)法律的必修與選修課程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)在工程實(shí)踐中如何領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)、進(jìn)行項(xiàng)目管理與風(fēng)險(xiǎn)評估、做出決策以及熟悉與之相關(guān)的法律知識。還會從工業(yè)部門請來客座教師來協(xié)助授課，并安排有相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。針對個(gè)性化培養(yǎng)需求，在課程設(shè)置上具有較大的選擇基數(shù)。
四、總結(jié)
航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎(chǔ)，是航空航天類研究生人才的后備軍。論文主要對國際一流大學(xué)航空航天類專業(yè)學(xué)位與專業(yè)設(shè)置、課程體系、學(xué)時(shí)學(xué)分要求點(diǎn)等方面進(jìn)行了梳理，總結(jié)了人才培養(yǎng)特色，為國內(nèi)航空航天類專業(yè)建設(shè)和教學(xué)教改提供參考。
參考文獻(xiàn)：
[1]田正雨，李樺.麻省理工學(xué)院航空航天類本科生課程體系分析[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2010（1）.
中圖分類號：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0103-01
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空航天領(lǐng)域也呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展新態(tài)勢。航空航天材料的設(shè)計(jì)也在向多樣化、智能化及信息化方向發(fā)展。但是在材料的設(shè)計(jì)過程中仍然面臨著設(shè)計(jì)成本高、設(shè)計(jì)精確度要求高等問題，這就要求設(shè)計(jì)者們必須嚴(yán)密地設(shè)計(jì)出需要的航空材料，并且盡可能地減小誤差，這也給設(shè)計(jì)者帶來了很大的技術(shù)難題。3D打印技術(shù)為此類問題的解決提供了新的方案[1]。
1 3D打印技術(shù)的概念及發(fā)展特點(diǎn)
1.1 3D打印技術(shù)的概念
3D打印技術(shù)即一種快速打印樣品成型技術(shù)。其原理是將金屬粉末或塑料粉末等當(dāng)做打印“墨”，根據(jù)數(shù)字模型要求，再通過逐層打印的方式打印出成品，這種技術(shù)在國外也被稱為“增材制造”。3D打印技術(shù)的發(fā)展得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與突破，其打破了傳統(tǒng)打印的意義。此外，隨著3D打印技術(shù)的不斷完善與成熟，其越來越多地應(yīng)用于生活、社會活動以及高科技等各個(gè)方面，諸如航天航空領(lǐng)域，對于我國高科技的發(fā)展有著重要的意義。
1.2 3D打印技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
3D打印技術(shù)發(fā)展歷程大致如下：1984年的基于數(shù)字資源的三維立體模型打印技術(shù)、1993年發(fā)明的3D印刷技術(shù)（3DP）、1996年具有真正意義上的的“3D打印機(jī)”問世、2005年第一臺彩色“3D打印機(jī)”――Spe問世、2010年可以打印整個(gè)身軀轎車的“3D打印機(jī)”出現(xiàn)、2011年能夠打印飛機(jī)的“3D打印機(jī)”出現(xiàn)。3D打印技術(shù)在不斷朝著復(fù)雜、多樣化以及高科技等領(lǐng)域的方向發(fā)展。因?yàn)槠洳恍枰獋鹘y(tǒng)的機(jī)械加工或制造模具就能直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)生成任何形狀的物體，極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。這對航空航天材料的智能設(shè)計(jì)起著很大的作用[2]。
2 3D打印技術(shù)運(yùn)用于航空航天材料設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢
2.1 節(jié)省材料
一個(gè)飛機(jī)機(jī)身的模型需要許多零件和部分組成，而應(yīng)用3D打印技術(shù)之后，不用剔除航空材料的邊角料，提高了材料的利用率。此外，3D打印技術(shù)取代了傳統(tǒng)的大規(guī)模、占用空間以及耗人力等的生產(chǎn)線，從而最大化地節(jié)省了材料，降低了成本。
2.2 制作材料精度高
材料的精確設(shè)計(jì)是確保航天航空領(lǐng)域安全發(fā)展以及快速發(fā)展的最基本要求。而傳統(tǒng)的材料設(shè)計(jì)技術(shù)無法保證人為的錯(cuò)誤以及將誤差降到最低等，這就限制了航天航空的發(fā)展。因此，3D打印技術(shù)運(yùn)用于航天航空領(lǐng)域時(shí)，給航空航天的智能化材料設(shè)計(jì)帶來的將是質(zhì)的飛躍與創(chuàng)新。
2.3 無需傳統(tǒng)模具
3D打印技術(shù)在智能化材料設(shè)計(jì)過程中不用使用傳統(tǒng)的刀具、機(jī)床以及其他磨具，通過將產(chǎn)品的外形等通過計(jì)算機(jī)技術(shù)如AUTO CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出來，然后直接打印生成實(shí)物產(chǎn)品。這在很大程度上簡化了傳統(tǒng)磨具下的制造工藝。
2.4 縮短材料制作周期
3D打印技術(shù)可以自動、快速、直接和精準(zhǔn)地將計(jì)算機(jī)中的三維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型，甚至能夠直接制造零件和模具，繞過了傳統(tǒng)的制造工序，從而有效地縮短了材料設(shè)計(jì)的研發(fā)與制作周期。
3 3D打印技術(shù)對航空航天材料智能化設(shè)計(jì)的促進(jìn)作用
3.1 促進(jìn)了航空航天材料設(shè)計(jì)技術(shù)的革新
3D打印技術(shù)的運(yùn)用加快了其材料智能化的設(shè)計(jì)進(jìn)程，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維和方法，使得航天領(lǐng)域設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展及完善，更是將高科技與制造業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)合推向了一個(gè)新的高度，加快了智能設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展與革新。
3.2 促進(jìn)了航空航天材料設(shè)計(jì)成本的降低
在航空領(lǐng)域，不管是創(chuàng)新設(shè)計(jì)還是機(jī)械制造，都需要嚴(yán)密規(guī)整的模型。在造一架飛機(jī)時(shí)，要經(jīng)過無數(shù)的模型模擬，而每一次模型的制造以及模擬都需要很大的財(cái)力支持。而應(yīng)用3D打印技術(shù)，這種資金消耗將得到大幅度降低。3D打印技術(shù)依靠高精確度使得設(shè)計(jì)時(shí)模型能夠精準(zhǔn)使用物料，這使得設(shè)計(jì)材料時(shí)所使用的資金的到合理的運(yùn)用。
3.3 促進(jìn)了航空航天材料設(shè)計(jì)的創(chuàng)意性發(fā)展
在航空航天領(lǐng)域，其運(yùn)用3D打印技術(shù)可以促進(jìn)材料設(shè)計(jì)的智能創(chuàng)新，可以促進(jìn)飛機(jī)機(jī)身的多形狀化發(fā)展、零件的多顏色發(fā)展等。在使用3D打印技術(shù)之后，我們有理由期待一種更先進(jìn)更具有創(chuàng)意性的航空航天產(chǎn)品。
3.4 促進(jìn)航空航天材料設(shè)計(jì)的人性化發(fā)展
運(yùn)用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)智能化之后，材料制作可以向著個(gè)性化、多樣化方向發(fā)展，例如：我們可以根據(jù)每家航空公司理念等的不同設(shè)計(jì)出富有個(gè)性化、突出其理念的產(chǎn)品，而不是趨同的制作，比如航天飛機(jī)上的座椅可以根據(jù)員工的操作習(xí)慣以及身體結(jié)構(gòu)量身“3D”打造。這體現(xiàn)出材料制作的個(gè)性化，而這得益于3D打印技術(shù)的運(yùn)用。
4 結(jié)語
綜上所述，筆者認(rèn)為基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的3D打印技術(shù)以其高精確度、高生產(chǎn)率等特點(diǎn)將快速融入航空航天領(lǐng)域材料的智能化設(shè)計(jì)。但是，目前該技術(shù)仍然存在著強(qiáng)度低、材料存在局限性等缺點(diǎn)，因而其應(yīng)用范圍還不是太廣泛。不過我們相信，3D打印技術(shù)的進(jìn)一步完善會深刻的影響我們生活。
“國際航空航天創(chuàng)新園要重點(diǎn)打造‘導(dǎo)航與位置服務(wù)’和‘通用航空’兩個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。”北京北航科技園建設(shè)發(fā)展有限公司總經(jīng)理李軍介紹，北航將充分發(fā)揮“空天信”融合的學(xué)科特色，瞄準(zhǔn)國家和北京市重大戰(zhàn)略需求，在國際航空航天創(chuàng)新園內(nèi)與科研院所、企業(yè)共建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、聯(lián)合研究中心，開展高技術(shù)研究。構(gòu)建校企協(xié)同創(chuàng)新體系。
然而，作為新探索領(lǐng)域。航空航天創(chuàng)新園的建設(shè)亦頗多波折。但北航在建設(shè)過程中，以體制機(jī)制創(chuàng)新為突破口，不斷在探索中前行，瞄準(zhǔn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育，取得了驕人成績。
合作共建如火如荼
李軍介紹，國際航空航天創(chuàng)新園依托北航國家大學(xué)科技園進(jìn)行建設(shè)。一期的柏彥大廈、世寧大廈和唯實(shí)大廈已投入使用。總建筑面積約17萬平方米。二期建設(shè)包括北航南區(qū)科技樓（規(guī)劃建筑面積約22.5萬平方米）和北航北區(qū)科技樓（規(guī)劃建筑面積約15萬平方米）兩部分，將在5年內(nèi)分步建設(shè)完畢。
目前二期建設(shè)項(xiàng)目之一“北航南區(qū)科技樓”已于2011年11月20日開工。計(jì)劃于2014年底竣工。北航南區(qū)科技樓建筑總體規(guī)模約為22，5萬平方米。其中地上24層。總建筑面積約16.6萬平方米，地下4層，總建筑面積約5.9萬平方米，建筑高度99米。容積率達(dá)3.5，充分體現(xiàn)了盤活存量資源、土地集約利用的原則。
目前，國際航空航天創(chuàng)新園區(qū)內(nèi)企業(yè)已達(dá)230余家。年總產(chǎn)值超過60億元，并已有眾多知名公司表達(dá)了強(qiáng)烈的入駐意向，其中包括合眾思壯、國智恒、佳訊飛鴻、北京通航集團(tuán)等行業(yè)龍頭企業(yè)。
隨著國際航空航天創(chuàng)新園建設(shè)的推進(jìn)，進(jìn)入園區(qū)的項(xiàng)目進(jìn)展也十分迅速。
李軍介紹。北航已與中國工程院簽約承建“中國航空發(fā)展戰(zhàn)略研究院”。該研究院將為工程院發(fā)揮國家工程科技思想庫的作用提供支撐服務(wù)，為國家航空航天事業(yè)的發(fā)展制定總體戰(zhàn)略和階段性規(guī)劃。
同時(shí)。北航也與合眾思壯等11家單位共同發(fā)起成立“中關(guān)村空間信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”。在國際航空航天創(chuàng)新園內(nèi)打造“導(dǎo)航位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)園”，形成產(chǎn)業(yè)集聚。與中航工業(yè)、民航系統(tǒng)等10家單位共同組建的“國家通用航空產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟”，將引領(lǐng)全國通用航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中石化、晉煤集團(tuán)等單位共同發(fā)起“航空替代燃料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”。也將致力于支撐我國航空替代燃料領(lǐng)域的技術(shù)自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
此外，北航與北京合眾思壯科技股份有限公司簽約共建“北航一合眾思壯衛(wèi)星導(dǎo)航研究院”；與航天科技控股等單位合作，申報(bào)并獲批建設(shè)“通用航空北京市工程研究中心”。
成果加速產(chǎn)業(yè)化
“依托北航雄厚的科研實(shí)力和優(yōu)秀的科技成果。聯(lián)合行業(yè)內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)，我們還在國際航空航天創(chuàng)新園內(nèi)積極推動重大科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化?！?/p>
李軍介紹，依托北航“國家科技進(jìn)步獎一等獎”、“國防科技進(jìn)步獎一等獎”、“教育部科技進(jìn)步獎一等獎”的關(guān)鍵技術(shù)。北航與園區(qū)內(nèi)民航天宇公司、民航數(shù)據(jù)中心等企業(yè)共同進(jìn)行“空地協(xié)同的通用航空飛行監(jiān)視平臺項(xiàng)目”產(chǎn)業(yè)化。
基于北航“國家科技進(jìn)步獎二等獎”技術(shù)的基礎(chǔ)上，北航與園區(qū)內(nèi)的中航捷銳公司在國家級戰(zhàn)略核心技術(shù)層面。打破了西方的技術(shù)封鎖。開發(fā)和生產(chǎn)出具有我國獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的三軸一體光纖陀螺產(chǎn)品。提升了國家科技實(shí)力。
北航與中航重機(jī)等企業(yè)共同組建的“中航天地激光科技有限公司”，正在實(shí)施“大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)”產(chǎn)業(yè)化。該項(xiàng)目技術(shù)屬目前國際熱點(diǎn)研究項(xiàng)目，起點(diǎn)高，前景廣，將極大推動航空武器裝備領(lǐng)域新一代設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展。并對相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展有很強(qiáng)的帶動作用。
北航與北汽集團(tuán)共同組建的“北京通用航空（集團(tuán)）有限公司”。致力于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的通用航空發(fā)動機(jī)、通用航空電子設(shè)備、通用飛機(jī)的產(chǎn)業(yè)化，以通用航空產(chǎn)品為核心，打造從產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售以及通用飛機(jī)運(yùn)營服務(wù)的通用航空產(chǎn)業(yè)鏈。將成為承載國家通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的北京通用航空旗艦型企業(yè)。
“未來5年內(nèi)北航南區(qū)科技樓和北區(qū)科技樓的相繼交付使用，一個(gè)以‘導(dǎo)航與位置服務(wù)’和‘通用航空’為特色的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)將會迅速形成?！崩钴姳硎?。屆時(shí)園區(qū)企業(yè)將超過500家。年產(chǎn)值預(yù)計(jì)可達(dá)300億元。
改革如何做到位
事實(shí)上，國際航空航天創(chuàng)新園的建設(shè)。是北航科技園改革探索的舉措之一。但如何保證將改革做到位，北航亦是苦惱之一。
“前幾年，大學(xué)科技園很艱難，產(chǎn)學(xué)研合作受制于體制，爹不親娘不愛，靠著做物業(yè)做服務(wù)。掙房租過日子。”回憶起多年大學(xué)科技園從業(yè)經(jīng)歷，李軍至今還感到有些無奈。盡管他對于這種介于政府、大學(xué)和企業(yè)三者之間的角色感到游刃有余，但是對于大學(xué)科技園邊緣化的身份卻感到郁悶。
像他這樣的大學(xué)科技園管理者。聚在一起曾戲謔地稱自己是“第三類人”。大學(xué)的責(zé)任依次是人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)；而高校產(chǎn)業(yè)又是社會服務(wù)中最邊緣化的。
截至2011年底，北航科技園內(nèi)依托北航科技成果創(chuàng)辦的企業(yè)達(dá)53家。從絕對數(shù)量上來看并不如何顯著。但是大學(xué)科技園在成果轉(zhuǎn)化和項(xiàng)目孵化過程中所作出的貢獻(xiàn)卻不容忽視。2011年。北航科技園200多家企業(yè)的總收入為60多億元，3年后，這個(gè)數(shù)字將超過300億元。
一些大學(xué)科技園，使大學(xué)“名利雙收”。前不久。科技部、教育部對86家國家大學(xué)科技園進(jìn)行績效評價(jià)，評出A類大學(xué)科技園17家，北航科技園位居其中。
這個(gè)成績主要得益于北航的科技體制改革。2010年，北航進(jìn)行了科研管理體制的改革，撤銷原科技研發(fā)處。成立先進(jìn)工業(yè)技術(shù)研究院。與大學(xué)科技園兩塊牌子、一個(gè)實(shí)體。共同實(shí)施科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。建立了從項(xiàng)目的篩選、中試、孵化到公司化運(yùn)作的科技成果轉(zhuǎn)化體系，通過采用研發(fā)專職化、管理職業(yè)化手段，理順了學(xué)?？萍汲晒D(zhuǎn)化的體制。
高校相比其他科研機(jī)構(gòu)有一個(gè)突出的優(yōu)勢，就是可以利用校園內(nèi)眾多學(xué)科進(jìn)行優(yōu)化組合。通過跨學(xué)科的交流與合作形成科技創(chuàng)新的優(yōu)勢。因此高校在交叉學(xué)科的研究上具有優(yōu)勢。大學(xué)科技園則在交叉學(xué)科上尋找研究方向，這樣。將可能促成新興產(chǎn)業(yè)的誕生。而促進(jìn)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的培育，正是《國家大學(xué)科技園“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》對大學(xué)科技園明確提出的任務(wù)。
北京智明星通科技有限公司是北航科技園中戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的典型代表。該公司創(chuàng)始人唐彬森為北航2008屆碩士畢業(yè)生。在北航科技園種子基金的支持下，唐彬森與4個(gè)本科同學(xué)成立公司。經(jīng)過4年的發(fā)展。智明星通已成為產(chǎn)值過億元、全球擁有4個(gè)子公司、員工近400人的社交游戲以及互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品發(fā)行商，目前位居全球第五、亞洲第一。目標(biāo)是成為互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的“中國華為”。
李軍認(rèn)為。大學(xué)科技園未來的發(fā)展，除了深化成果轉(zhuǎn)化和項(xiàng)目服務(wù)。深化服務(wù)同樣重要。如今，“孵化+創(chuàng)投”的模式已經(jīng)為大學(xué)科技園所普遍認(rèn)同。因此。北航科技園希望未來能夠成立真正的創(chuàng)投基金，加強(qiáng)對優(yōu)秀項(xiàng)目的早期支持。
探尋大學(xué)科技園贏利點(diǎn)
1999年，北航大學(xué)科技園的重要主體——北航天匯科技孵化器有限公司正式成立。幾乎與此同時(shí)。一場關(guān)于孵化器是否應(yīng)該盈利的爭論空前激烈。
“當(dāng)時(shí)我們的觀點(diǎn)比較鮮明，孵化器能盈利，做好以后是能夠賺大錢的?！崩钴娬f。當(dāng)時(shí)，北航天匯孵化器就開始探索如何對企業(yè)做深層服務(wù)。并嘗試引進(jìn)創(chuàng)業(yè)投資?！爸笪覀兊挠^念也發(fā)生了一些變化，但這個(gè)思路沒變?！?/p>
在全國孵化器中，北航天匯孵化器是少有的不收房租的孵化器，這使得它不得不在企業(yè)增值服務(wù)上下功夫。
“我們發(fā)現(xiàn)，國家對科技型中小企業(yè)的扶持力度越來越大。然而這些創(chuàng)新型企業(yè)建立之初往往是以技術(shù)為先導(dǎo)，在融資、管理、財(cái)務(wù)、人力資源等方面能力都較弱。這些缺陷影響了他們的發(fā)展。”李軍說。由此，北航天匯孵化器也發(fā)現(xiàn)了提供增值服務(wù)的空間——幫助企業(yè)申請政策性融資，通過項(xiàng)目申報(bào)。幫助企業(yè)強(qiáng)化管理。
DOI：10.16315/j.stm.2016.03.005
中圖分類號：F832；F124.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
金融支持是進(jìn)行科技創(chuàng)新的必要前提條件。相對其他企業(yè)，科技型企業(yè)對外部金融更具有依賴性…，其發(fā)展更容易遇到資金制約的障礙，必須尋找外源資金來支持研發(fā)創(chuàng)新活動。在創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的過程中，有效的科技金融體系能夠?yàn)榭萍夹推髽I(yè)所進(jìn)行的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化提供充足的資本，并起到成本補(bǔ)償?shù)淖饔谩？萍冀鹑谶€能夠幫助科技型企業(yè)規(guī)避和分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。在前期，通過對相關(guān)企業(yè)的信息進(jìn)行收集與處理后會選擇其中具有市場前景的項(xiàng)目或者發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)進(jìn)行授信，在后期的進(jìn)展監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)控制還能夠分階段提供有效的融資。
科技型企業(yè)會選擇不同的渠道和方式來解決資金短缺的問題。Myers提出了新優(yōu)序融資理論，他認(rèn)為企業(yè)在新項(xiàng)目進(jìn)行融資時(shí)首選的是內(nèi)部融資，然后是債務(wù)融資，最后才是股票融資。而且企業(yè)在不同的成長階段所選擇的融資方式存在著不同。Bettignies等發(fā)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)期的高新技術(shù)企業(yè)往往選擇股權(quán)融資和債務(wù)融資。另外，King等指出金融市場可以幫助企業(yè)通過發(fā)放有價(jià)證券來分散風(fēng)險(xiǎn)，并且促進(jìn)對創(chuàng)新活動的投資。然而，由于我國的金融體系不成熟，銀行仍處于主導(dǎo)地位，故以銀行為代表的金融機(jī)構(gòu)是科技金融的投融資主體之一。
科技貸款作為我國科技型企業(yè)最重要的外部融資渠道之一，為企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新注入了競爭的活力，提高了資本的利用效率，也在一定程度上降低了成本和風(fēng)險(xiǎn)。在過去僅靠國家經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助研發(fā)投入，科研機(jī)構(gòu)或科技型企業(yè)缺乏研發(fā)積極性，難以在技術(shù)創(chuàng)新上有很大的進(jìn)展。而有償占用科技貸款所帶來的還款壓力能縮短科研成果開發(fā)的周期。同時(shí)，金融機(jī)構(gòu)會篩選評估科研項(xiàng)目，分析收益和風(fēng)險(xiǎn)，將有限的科技貸款投入到更有效益的科研項(xiàng)目中，提高投入產(chǎn)出比。Legrand等通過模型證實(shí)銀行等金融機(jī)構(gòu)對企業(yè)的支持力度對企業(yè)的創(chuàng)新項(xiàng)目具有正向影響并存在肯德爾相關(guān)性。朱歡通過實(shí)證研究認(rèn)為我國銀行貸款對企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的正向作用遠(yuǎn)大于股票市場的融資效果。王科等認(rèn)為高風(fēng)險(xiǎn)和中小型創(chuàng)新企業(yè)的低信用等級使得科技貸款難以發(fā)揮有效作用。顧煥章等基于當(dāng)前我國間接金融占主導(dǎo)地位的金融體制，認(rèn)為應(yīng)充分發(fā)揮信貸資金對科技型企業(yè)的積極作用。
總體上，對于科技金融與技術(shù)創(chuàng)新的研究比較多，但是較少把科技貸款作為主要研究變量?？紤]到我國目前的金融體系依然以銀行為主導(dǎo)，科技貸款在高技術(shù)行業(yè)的融資中處于重要位置，因此本文單獨(dú)研究科技貸款對其技術(shù)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)。另外，相關(guān)的研究中大多從整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系或部門的角度出發(fā)研究科技貸款對技術(shù)創(chuàng)新的作用，而未考慮到不同的產(chǎn)業(yè)之間的差異。比較我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中航空航天業(yè)和電子及通訊設(shè)備業(yè)的市場結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)前者國有企業(yè)較多，市場缺乏競爭，而后者中小型民營企業(yè)占絕大多數(shù)，競爭較激烈。因此，本文選取航空航天業(yè)和電子及通訊設(shè)備業(yè)這2個(gè)行業(yè)作為研究對象，分別建立面板數(shù)據(jù)模型，比較2個(gè)行業(yè)科技貸款貢獻(xiàn)的彈性系數(shù)，并通過數(shù)據(jù)包絡(luò)法對兩個(gè)行業(yè)的科技貸款利用效率進(jìn)行比較，最后綜合分析2個(gè)行業(yè)的差異，研究框架，如圖1所示。
1科技貸款績效的行業(yè)異質(zhì)性機(jī)理
科技貸款對科技型企業(yè)的創(chuàng)新活動存在影響，但是對不同行業(yè)的科技型企業(yè)的影響程度有待探討。Feldman等認(rèn)為競爭性市場結(jié)構(gòu)比壟斷性市場結(jié)構(gòu)對創(chuàng)新有著更大的影響。而Ayyagari等把來自47個(gè)發(fā)展中國家的19000多家企業(yè)作為研究樣本，發(fā)現(xiàn)外部融資對企業(yè)科技創(chuàng)新活動的影響與企業(yè)性質(zhì)相關(guān)，最終發(fā)現(xiàn)外部融資能夠促進(jìn)私有企業(yè)的創(chuàng)新活動，但是對國有企業(yè)的創(chuàng)新活動存在阻礙作用。因此考慮到不同行業(yè)中企業(yè)類型和市場結(jié)構(gòu)的差異，比較科技貸款在不同行業(yè)中的績效十分必要。
相對于壟斷性市場結(jié)構(gòu)，處于競爭性市場結(jié)構(gòu)中的科技企業(yè)面臨更大的競爭壓力。一些中小型的科技企業(yè)，內(nèi)部缺乏研發(fā)資金，外部融資渠道有限，獲得科技貸款又十分不易。為了在激烈的競爭中立足，這些企業(yè)必須提高資源的利用效率，將科技貸款用在最能創(chuàng)造效益的部分。而處在壟斷性市場結(jié)構(gòu)中的企業(yè)，往往是一些具有實(shí)力的大企業(yè)，如國有企業(yè)，且資信較好。相對來說，這些大型的企業(yè)獲得科技貸款較容易，并且融資渠道較多，面臨的資金壓力和競爭壓力均較少。因此，在科技貸款的利用效益方面，壟斷性市場結(jié)構(gòu)的行業(yè)可能低于競爭性市場結(jié)構(gòu)的行業(yè)。
我國航天航空器業(yè)在總體上正處于發(fā)展創(chuàng)新的前期或中期，政府是技術(shù)發(fā)展的主要動力，而非市場。由于航空航天器業(yè)的特殊性，大部分研究所和生產(chǎn)經(jīng)營單位都是國有性質(zhì)并由國家出資支持，因此科技貸款在研發(fā)經(jīng)費(fèi)中占比較低，激勵(lì)作用不明顯。且壟斷的市場環(huán)境也使得航空航天器業(yè)的資源配置效率低下和生產(chǎn)經(jīng)營低效率，意味著科技貸款的研發(fā)績效可能是不顯著的。而電子及通訊設(shè)備業(yè)這個(gè)行業(yè)中市場競爭度較高，中小型民營企業(yè)占絕大多數(shù)。在激烈的市場競爭中，這些科技企業(yè)必須通過技術(shù)創(chuàng)新得以立足。同時(shí)，電子通訊企業(yè)運(yùn)營力隨著企業(yè)對技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的研發(fā)投資程度以及技術(shù)能力水平與程度的重視而提升，在市場和金融機(jī)構(gòu)的雙重壓力下，企業(yè)有動力提高科技貸款的利用效率，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)的成果化。因此，科技貸款對于這兩個(gè)行業(yè)的科技創(chuàng)新的貢獻(xiàn)程度可能是有所差別的。
因此結(jié)合上文的機(jī)理分析和相關(guān)研究成果，本文提出如下假設(shè)。
H1：科技貸款對電子及通訊設(shè)備業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)大于航空航天器業(yè)。
H2：科技貸款在電子及通訊設(shè)備業(yè)研發(fā)活動中的利用效率大于航空航天業(yè)。
2研究方法與數(shù)據(jù)
2.1研究方法
在面板數(shù)據(jù)回歸模型中，基于柯布一道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)構(gòu)建模型，參考俞立平的研究，建立如下方程：
其中：α、β、γ、η表示回歸系數(shù)，ν表示隨機(jī)誤差項(xiàng)，各變量下標(biāo)￡，t分別表示行業(yè)和年份。為了減少異方差并增加實(shí)證結(jié)果的解釋性，對所有變量取對數(shù)進(jìn)行處理。因變量為技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出，用新產(chǎn)品銷售收入（NS）來表示，能體現(xiàn)創(chuàng)新產(chǎn)出最終價(jià)值形態(tài)與市場績效；科技貸款為核心解釋變量，用金融機(jī)構(gòu)貸款（FI）來表示；控制變量有研發(fā)人員全時(shí)當(dāng)量（RD），政府資金（GOV）和企業(yè)自有資金（CO）。研發(fā)人員全時(shí)當(dāng)量衡量了創(chuàng)新活動中科技人力資本的投入。而企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)中政府資金及自有資金具有風(fēng)險(xiǎn)、成本較低等特點(diǎn)，對技術(shù)創(chuàng)新同樣具有重要影響。
在數(shù)據(jù)包絡(luò)法模型中，新產(chǎn)品銷售收入作為產(chǎn)出變量，研發(fā)人員全時(shí)當(dāng)量、研發(fā)經(jīng)費(fèi)中科技貸款、政府資金和企業(yè)自有資金4個(gè)變量作為投入變量，即進(jìn)行以NS為產(chǎn)出變量，RD、FI、GOV和CO為投入變量的效率分析。
2.2描述性統(tǒng)計(jì)
本文所有數(shù)據(jù)均為面板數(shù)據(jù)，來自于1998―2014年中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒。由于電子及通訊設(shè)備業(yè)和航空航天器業(yè)科技貸款的省際歷年數(shù)據(jù)不全，因此選取了其中數(shù)據(jù)較為全面的8個(gè)省市，分別為北京、遼寧、上海、江蘇、江西、四川、貴州和陜西。最后分別得到2個(gè)行業(yè)的17年8個(gè)省市的面板數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)，如表1所示。
3實(shí)證結(jié)果
3.1面板數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性檢
面板數(shù)據(jù)不僅包括截面數(shù)據(jù)，也包括時(shí)間序列。因此需要檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性以避免偽回歸問題。通過單位根檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示?？梢钥吹皆陔娮蛹巴ㄓ嵲O(shè)備業(yè)中所有的變量是0階平穩(wěn)的，而航空航天業(yè)中的變量經(jīng)過一階差分后均是平穩(wěn)的。
3.2面板數(shù)據(jù)回歸分析
根據(jù)單位根檢驗(yàn)的結(jié)果，電子及通訊設(shè)備業(yè)面板數(shù)據(jù)是平穩(wěn)時(shí)間序列，而航空航天業(yè)面板數(shù)據(jù)是非平穩(wěn)時(shí)間序列，因此將對航空航天業(yè)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)。在KAO檢驗(yàn)中，t檢驗(yàn)值為-3.691，相伴概率為0.000，因此航空航天業(yè)面板數(shù)據(jù)各個(gè)變量之間存在協(xié)整關(guān)系。那么，這2個(gè)面板數(shù)據(jù)均能進(jìn)行面板回歸。
為了選擇面板回歸分析的模型，先采取隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行估計(jì)，通過Hausman檢驗(yàn)選擇適合的回歸模型。在電子及通訊設(shè)備業(yè)面板模型中，Haus-man檢驗(yàn)得到的P值為0.0032，在1%的顯著性水平下拒絕隨機(jī)效應(yīng)模型的原假設(shè)，而在航空航天業(yè)面板模型中，Hausman檢驗(yàn)得到的P值為0.258，接受隨機(jī)效應(yīng)模型的原假設(shè)，相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果，如表3所示。
從表3可以看到，在電子及通訊設(shè)備業(yè)的模型中，F(xiàn)I的彈性系數(shù)為0.056，在5%的水平下通過顯著性檢驗(yàn)，而在航空航天器業(yè)中，F(xiàn)I的彈性系數(shù)為0.049，在10%的水平下通過了顯著性檢驗(yàn)?？梢娍萍假J款對電子及通訊設(shè)備業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)出的貢獻(xiàn)更大，從而驗(yàn)證假設(shè)H1。
與市場集中度很高的航空航天器業(yè)相比，電子及通訊設(shè)備業(yè)更具有競爭性和不確定性。這個(gè)行業(yè)很明顯的特征是高收益與高風(fēng)險(xiǎn)同在。在激烈的市場競爭中，這些中小科技型企業(yè)本以創(chuàng)新起家，技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展的立足之本。然而這些企業(yè)融資渠道狹窄，除了自有資金外，所能獲得的政府資金極為有限，創(chuàng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)投資尚處于初創(chuàng)階段，金融機(jī)構(gòu)的科技貸款在此時(shí)顯得尤為重要。同時(shí)，由于電子及通訊設(shè)備業(yè)的企業(yè)大部分是民營企業(yè)，規(guī)模小且信用等級低，獲得科技貸款的難度較高。因此，其經(jīng)營管理者們更會把“好鋼用在刀刃上”，用在最能夠創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的地方，即開發(fā)新技術(shù)新產(chǎn)品上，從而使得科技貸款對電子通訊高技術(shù)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)較為顯著。
而航天產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)十分重要的國防產(chǎn)業(yè)部門，最主要的特點(diǎn)是它的外部經(jīng)濟(jì)性，其效益主要是體現(xiàn)在為社會提供安全保障。所以，航天技術(shù)通常被視為國家重點(diǎn)科技發(fā)展項(xiàng)目，國家財(cái)政保證其所需的資金和相配套的各種投入。與政府投入的研發(fā)資金相比，科技貸款顯得杯水車薪，如圖2所示。
在航空航天業(yè)所進(jìn)行的科技活動中政府資金的投入一直大于科技貸款的投入，在后期顯得尤為明顯。航天航空是一項(xiàng)規(guī)模大且復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，研發(fā)難度高，對安全性和可靠性的要求極高，這些特性導(dǎo)致研發(fā)項(xiàng)目所需的成本往往極高。由于國家財(cái)政的支持，航空航天器業(yè)擁有充足的資金來源供其技術(shù)創(chuàng)新活動，故金融機(jī)構(gòu)的科技貸款并不能得到最有效的利用。另外，注意到航空航天器業(yè)中國有企業(yè)占了絕大多數(shù)，這意味著國有企業(yè)特殊的用人機(jī)制與文化將降低研發(fā)的效率，較低的資本利用率使得科技貸款對創(chuàng)新的貢獻(xiàn)降低。
3.3投入要素的利用效率分析
基于投入最小的SBM-BCC模型，分析在不同行業(yè)的模型中科技貸款的利用效率。在模型中，將歷年所有數(shù)據(jù)放在同一截面中進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3和圖4所示。
通過分析圖3和圖4，可以看到除了2006年和2007年，電子及通訊設(shè)備業(yè)企業(yè)的科技貸款利用率均高于航空航天器業(yè)企業(yè)，從而驗(yàn)證了假設(shè)H2。
從整體上看，1997―2013年的17年間，有10年電子及通訊設(shè)備業(yè)企業(yè)的科技貸款利用率達(dá)到100%，但是呈現(xiàn)十分明顯的波動變化，最低甚至達(dá)到10%的水平。結(jié)合科技貸款數(shù)額的歷年變化，當(dāng)所獲科技貸款較少時(shí)，能夠得到充分利用，利用效率較高，當(dāng)科技貸款大量增加時(shí)，利用效率明顯下降。尤其在2006年，表現(xiàn)的最為顯著，科技貸款的利用效率直降至10%。由此可見，雖然整體上來看電子及通訊設(shè)備業(yè)企業(yè)對科技貸款的利用效率較高，但是僅限于所獲科技貸款較少且變化平穩(wěn)的情況下。科技貸款大幅且突然增加時(shí)，增加的科技貸款無法得到有效配置，資源被閑置，反而使得科技貸款的總體利用效率下降。這種情況可能與其行業(yè)特點(diǎn)有關(guān)：一方面，由于電子及通訊設(shè)備業(yè)中占大多數(shù)的中小型科技型企業(yè)具有高風(fēng)險(xiǎn)的特征，隨時(shí)可能被市場機(jī)制淘汰，因此整個(gè)行業(yè)在資源配置和利用上存在著不穩(wěn)定的情況，另一方面也體現(xiàn)了電子及通訊業(yè)企業(yè)在申請科技貸款所處的困境。長期較小的科技貸款份額使得這些企業(yè)形成了較為固化的利用模式，從而在科技貸款突然增加時(shí)不能及時(shí)更新資金的配置計(jì)劃，未能使得資金得到最為充分的利用。
而航空航天器業(yè)企業(yè)的科技貸款利用率只有3年為100%，最低至31.9%，整體的趨勢也是呈上下波動，波動幅度也較大。從整體而言，與電子及通訊設(shè)備業(yè)相比，航空航天器業(yè)的科技貸款利用效率偏低。并且，同樣存在著科技貸款增加而利用效率下降的問題，而且這種情況更為嚴(yán)重。從圖4可以看到，利用效率與科技貸款之間的變化趨勢基本呈現(xiàn)完全相反的態(tài)勢。并且從長期來看，科技貸款的低效率并沒有得到任何改善?？梢姡诔渥愕恼Y金和企業(yè)自有資金的支持下，科技貸款存在嚴(yán)重的冗余情況，而且在航空航天器業(yè)中存在大量的國有企業(yè)，生產(chǎn)計(jì)劃和安排相對僵化，科技貸款的配置也較為滯后。
總的來說，根據(jù)以上科技貸款利用率的分析，再結(jié)合上文面板模型中對2個(gè)行業(yè)的科技貸款對科技創(chuàng)新的彈性分析，金融機(jī)構(gòu)應(yīng)該合理安排科技貸款的配置，適當(dāng)增加投入到電子及通訊設(shè)備業(yè)的科技貸款的比例，使科技貸款在促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新方面得到更為充分的利用。
4結(jié)論
第一，電子及通訊設(shè)備業(yè)中科技貸款的創(chuàng)新績效高于航空航天器業(yè)。在電子及通訊設(shè)備業(yè)中，科技貸款對技術(shù)創(chuàng)新的彈性系數(shù)顯著，且為正效應(yīng)，而在航空航天器業(yè)中，科技貸款的彈性系數(shù)較小，這說明科技貸款對電子及通訊設(shè)備業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)較大。
比較2個(gè)行業(yè)的科技貸款利用效率，在電子及通訊設(shè)備業(yè)中，科技貸款利用效率較高，均值達(dá)到83.5%，意味著科技貸款長期內(nèi)在該行業(yè)中得到較為合理的配置，利用效率較高，有效地促進(jìn)研發(fā)成果的增加。而航空航天器業(yè)的科技貸款利用效率在較低的水平，均值為69.6%，這說明在航空航天企業(yè)，科技貸款在其研發(fā)活動中可能被閑置或者流向效益較低的項(xiàng)目，沒有得到最有效的利用。
這是著名的美國航空航天局網(wǎng)站中面向教育者的部分(圖1)。其中，按照不同年級以及非正規(guī)教育、高等教育等類別，為教育者提供了用于教學(xué)的活動方案、視頻、圖片資料以及相關(guān)資源鏈接和介紹等。此外，該網(wǎng)站還有面向?qū)W生的內(nèi)容，按年級提供了豐富的視頻、圖片以及活動資料，可以幫助不同年齡段的孩子們了解有關(guān)航空航天以及氣候變化等方面的知識。
語言：英語
適用年級：小學(xué)至高中，以及非正規(guī)教育
適用人群：教師
資源使用：在線使用或直接下載
歐洲空間局(European Space Agency)
這是歐洲空間局網(wǎng)站面向教育者的部分，由歐空局教育辦公室制作，主要向教育者和學(xué)生提供四個(gè)方面的內(nèi)容：動手做項(xiàng)目、教師支持資源、國際合作項(xiàng)目以及教育普及項(xiàng)目?！皠邮肿觥焙汀敖處熤С仲Y源”部分提供了大量用于課堂以及課外學(xué)習(xí)航天知識、開展教學(xué)和動手實(shí)踐活動的課件和活動方案。
語言：主要?dú)W盟國家語言，包括英語
適用年級：小學(xué)至大學(xué)
適用人群：教師、學(xué)生
資源使用：在線使用或直接下載
此外，歐空局還有專門面向小學(xué)生的網(wǎng)站(，)。
有趣的空間(Amazing Space)
這個(gè)教育資源網(wǎng)站由美國空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的正規(guī)教育團(tuán)隊(duì)制作。根據(jù)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)回的各種信息資料，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)出面向各個(gè)年級的、適合課堂的內(nèi)容，幫助教師和學(xué)生了解和認(rèn)識太空。
網(wǎng)站主要分為兩個(gè)部分，面向全體公眾的和面向教育和開發(fā)人員的。面向教育和開發(fā)人員的內(nèi)容包括教學(xué)工具(Teaching tools)、天文學(xué)基本知識(Astronomybasics)以及為訪問者自行開發(fā)教育項(xiàng)目而提供的相關(guān)資料(E/PO resource)?！敖虒W(xué)工具”可以按主題或資源類型進(jìn)行搜索。教師可以利用“教學(xué)工具”中提供的活動方案和資源來組織學(xué)生開展認(rèn)識太空的活動。
語言：英語
適用年級：幼兒園至高中
適用人群：教師、學(xué)生及公眾
資源使用：在線使用或直接下載
斯坦福太陽中心(Stanford Solar Center)
這個(gè)網(wǎng)站致力于向公眾和教育者提供有關(guān)太陽的各種知識。由NASA資助，作為斯坦福大學(xué)太陽觀測項(xiàng)目(Stanford Solar ObservatoriesGroup)的公眾宣傳和教育團(tuán)隊(duì)，該中心在網(wǎng)站中向教師提供了分年級的課堂活動方案，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)太陽的各種知識。網(wǎng)站還為學(xué)生提供了豐富的有關(guān)太陽的視頻、圖片以及小游戲等內(nèi)容。
語言：英語
適用年級：小學(xué)至高中
適用人群：教師、學(xué)生及公眾
資源使用：在線使用或直接下載
科普活動資源服務(wù)平臺
這是由中國科協(xié)青少年科技中心(中國科協(xié)科普活動中心)制作的用于科普活動資源共享的網(wǎng)站。該網(wǎng)站提供了大量的掛圖、活動資源包等內(nèi)容，以支持科普工作者和教育工作者開展相應(yīng)的科普和教育工作，其中包含有關(guān)航空航天的內(nèi)容，如天文活動資源包。資源包提供了面向?qū)W生和老師的天文活動輔導(dǎo)手冊、天文活動圖片資料以及由學(xué)生實(shí)施的簡單天文實(shí)驗(yàn)。教師可以使用資源包里的背景材料進(jìn)行知識擴(kuò)展，使學(xué)生更全面地了解天文學(xué)的相關(guān)知識，引發(fā)學(xué)生對天文學(xué)的興趣；使用資源包提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)形式，讓學(xué)生自己動手去體驗(yàn)天文學(xué)的樂趣。
語言：中文
關(guān)鍵詞：鈦合金； 航空航天； 焊接技術(shù)
中圖分類號：V252 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A鈦及鈦合金是一種密度小、強(qiáng)度高、耐熱性好、韌性高、導(dǎo)熱性及抗疲勞性好、有著較寬的工作溫度范圍和優(yōu)異的抗海水腐蝕性能及超低溫性能等一系列優(yōu)異性能的工程結(jié)構(gòu)材料。因此，被廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。鈦及鈦合金已經(jīng)成為航空航天工業(yè)的支柱之一，相關(guān)資料表明，高性能鈦及鈦合金在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用占到了鈦材總產(chǎn)量的70%左右。鈦制設(shè)備雖然一次性投資較高，但全壽命費(fèi)用較低，經(jīng)濟(jì)效益明顯，目前高性能的飛機(jī)、坦克正在采用鈦合金部件，先進(jìn)發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)盤、壓氣機(jī)葉片、風(fēng)扇葉片以及機(jī)匣等均由鈦合金制造。并且在石油化工部門中鈦合金的范圍也在逐漸擴(kuò)展。而鈦合金在飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)等部方面的應(yīng)用，不可避免的需要使用焊接手段進(jìn)行連接，因此，鈦合金的焊接方法在擴(kuò)大鈦合金的應(yīng)用范圍上具有重要作用。
1.鈦合金的電子束焊
電子束焊目前越來越多地應(yīng)用到鈦合金的焊接中。電子束焊接是利用匯聚的高速電子轟擊工件接縫處所產(chǎn)生的熱能，使其加熱、熔化、冷卻結(jié)晶，形成焊縫的一種新型焊接技術(shù)。真空電子束焊，由于焊接過程是在真空環(huán)境中進(jìn)行，杜絕了空氣對焊縫的影響，所以焊縫的保護(hù)效果很好?？赏耆乐勾髿馕廴?，易獲得質(zhì)量高于非真空環(huán)境下的焊縫。真空電子束焊焊接鈦及鈦合金具有獨(dú)特的優(yōu)勢，表現(xiàn)為焊接冶金質(zhì)量好，焊縫窄，深寬比大，焊接角變形小，焊縫及熱影響區(qū)晶粒細(xì)小，接頭性能好、焊接快。電子束焊焊后產(chǎn)生的晶粒大多是較均勻的等軸晶，焊接接頭有較高的強(qiáng)度。
由于真空電子束焊接需要真空室，所以一般不適合于室外焊接以及大尺寸工件焊接，而且焊縫中易出現(xiàn)氣孔，但塑性相對降低，結(jié)構(gòu)尺寸易受真空室限制，不適合于大批量生產(chǎn)。
2. 鈦合金的激光焊
激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。自“小孔效應(yīng)”的激光深熔焊得以實(shí)現(xiàn)，激光焊接技術(shù)迅猛發(fā)展，鈦合金激光焊應(yīng)用研究也得到了廣泛重視。激光焊接具有高能量密度、熱變形小、可聚焦、無接觸加工、深穿透、高效率、高精度、熱影響區(qū)狹窄、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，激光焊能焊接高熔點(diǎn)、難熔、難焊的金屬，自動化和柔性化程度高，一般情況下不需要真空工作室。激光焊接具有熔池凈化效應(yīng)，能純凈焊縫金屬，焊縫的機(jī)械性能相當(dāng)于或優(yōu)于母材。基于激光焊接具有的諸多優(yōu)勢，它是二十一世紀(jì)先進(jìn)的制造技術(shù)之一，受到世界各國的重視，廣泛的應(yīng)用于航空航天、汽車制造、電子輕工業(yè)等領(lǐng)域。中國的激光焊接處于世界先進(jìn)水平，具備了使用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，并投入多個(gè)國產(chǎn)航空科研項(xiàng)目的原型和產(chǎn)品制造中，具有更廣泛的應(yīng)用前景。
激光焊也有其不足之處，它的穿透力不如電子束強(qiáng)，因此能夠焊接的板材的厚度十分有限。激光焊接系統(tǒng)的成本通常高于傳統(tǒng)的焊接設(shè)備，但由于激光焊的高生產(chǎn)率和高性能質(zhì)量足以彌補(bǔ)此項(xiàng)缺憾，使得激光焊接系統(tǒng)在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上具有很強(qiáng)的綜合競爭力。
3. 鈦合金的等離子弧焊
等離子弧焊廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，特別是航空航天等軍工和尖端工業(yè)技術(shù)中，等離子弧焊也常用于鈦及鈦合金的焊接。等離子弧焊是利用等離子弧作為熱源的焊接方法，它有兩種基本方法：小孔型等離子弧焊及熔透型等離子弧焊。等離子弧焊具有能量集中、射流速度大、熔深大、電弧力強(qiáng)、焊縫窄、熱影響區(qū)小、焊件不開坡口等特點(diǎn)，等離子弧的能量密度介于電弧與電子束之間，等離子射流可以直接穿透被焊工件，由于鈦的比重較輕，重力作用較小，而且液態(tài)鈦的表面張力較大，所以有利于形成“穿孔效應(yīng)”進(jìn)行等離子焊接，而且用等離子弧焊接鈦及鈦合金，能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。目前，許多高精度、高質(zhì)量的軍用裝備都已采用了等離子弧焊接方法。等離子弧焊既不需填充材料，又能一次性焊好，減輕了基體金屬的過熱程度。有利于焊接區(qū)減少氣體污染，從而進(jìn)一步提高了接頭的機(jī)械性能。
4. 鈦合金的釬焊
在鈦合金構(gòu)件的制造中，釬焊也是一種有效的連接方法，主要應(yīng)用在鈦合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造中，如蜂窩結(jié)構(gòu)，小型航空精密部件等。釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的一種工藝方法。由于鈦的高溫活性強(qiáng)，釬焊一般在真空或隋性氣體保護(hù)下進(jìn)行。
釬焊在鈦合金焊接中得到了廣泛的應(yīng)用，但是釬焊通常只用于焊接小型薄壁構(gòu)件，不適合大厚度鈦合金的焊接，另外，釬焊接頭的強(qiáng)度也比較低。
結(jié)語
由于鈦合金優(yōu)異的特性，它在航空航天領(lǐng)域必將有著更廣闊的應(yīng)用前景，也為焊接技術(shù)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，開發(fā)研制先進(jìn)的鈦合金焊接工藝也必將大大推進(jìn)鈦合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。
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“只要是能為國家做點(diǎn)事，這就是最好的，別的事，比如自己能得到什么利益，我覺得這都不重要?！蓖跬瑧c不太擅言辭，所以在他的話語中沒有特別華麗的辭藻和過多修飾的詞語，他只是輕輕笑著強(qiáng)調(diào)這句話。這句話聽起來簡單，但要真正做到這種質(zhì)樸的忠誠，對普通人來說，其實(shí)并非易事。這是他一直追尋的理想狀態(tài)，也是指引著他一路走來的最簡單的價(jià)值觀。出生于1945年的王同慶已近古稀之年，盡管已從北京航空航天大學(xué)能源與動力工程學(xué)院退休，仍然從事教學(xué)和科研工作。雖然過去了這么多年，但是老先生對以前工作和生活的種種經(jīng)歷，仍然記憶猶新。
1967年，我國在航空航天和導(dǎo)彈研發(fā)領(lǐng)域都取得了重要進(jìn)展，包括“和平二號”固體燃料氣象火箭試驗(yàn)成功、我國第一代自行研制的岸艦導(dǎo)彈成功發(fā)射。而這一年，王同慶也從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系航空發(fā)動機(jī)熱物理專業(yè)畢業(yè)了，作為當(dāng)時(shí)航空航天領(lǐng)域?qū)氋F的人才資源，他畢業(yè)后被分配到了沈陽航空航天部新陽機(jī)械廠，在那里一干就是十年。十年，會改變很多東西，對于很多人來說，畢業(yè)后十年的狀態(tài)，一般都是成家立業(yè)、結(jié)婚生子，生活進(jìn)入比較穩(wěn)定的軌道，安穩(wěn)過日子。
就在一般人都按照已成型的生活軌道平靜地生活的時(shí)候，王同慶卻做出了一個(gè)決定：考研究生。那是1977年，他的孩子剛出生，如果他去讀研究生的話，家庭生活的重?fù)?dān)就會全部落在太太一個(gè)人的身上。但是善良堅(jiān)強(qiáng)的太太全力支持丈夫的選擇，“我太太當(dāng)時(shí)說，你考上考不上都沒有關(guān)系，我都會支持你。她非常支持我，不然的話，我很可能就不會去考了?！碧纳蠲鞔罅x，使他至今回憶起來，言語中還是流露出深深的感激和慶幸。而這個(gè)畢業(yè)十年后再考研究生的決定，改變了他一生的軌跡。
經(jīng)過精心的準(zhǔn)備，加之太太的支持為他解除了后顧之憂，1978年，王同慶順利考入了中國艦船研究院中國船舶科學(xué)研究中心，從事出入水彈道流體力學(xué)方面的研究，1982年獲得碩士學(xué)位。畢業(yè)之后，他就在中國船舶科學(xué)研究中心第六研究室任工程師、07試驗(yàn)室副主任、研究室負(fù)責(zé)人，這一時(shí)期他負(fù)責(zé)并完成了艦船研究院某型魚雷試驗(yàn)研究課題。1987年，他進(jìn)入沈陽航空工業(yè)學(xué)院航空系振動噪聲研究室及沈航—B&K技術(shù)交流中心任研究及應(yīng)用工程師；直到1995年，被調(diào)入北京航空航天大學(xué)，從事聲學(xué)和氣動測量的教學(xué)和科研工作。在不停的追尋中，他的聲學(xué)研究事業(yè)漸入佳境。
氣動聲學(xué)是王同慶的重點(diǎn)研究方向。由機(jī)在飛行中會產(chǎn)生較嚴(yán)重的噪音污染，國際民航出臺了越來越嚴(yán)格的噪聲標(biāo)準(zhǔn)限制飛機(jī)的噪聲。而減弱飛機(jī)噪聲對于我們國家來講，還是一個(gè)比較棘手的技術(shù)壁壘。王同慶花費(fèi)了很多時(shí)間和精力在這個(gè)研究方面，“我想的是怎樣為我們國家（飛機(jī)制造事業(yè)）做點(diǎn)事，因?yàn)槲覀兠看稳鈪⒓雍娇章晫W(xué)大會，參加的外國人非常多，而中國人卻特別少。所以不論是飛機(jī)發(fā)動機(jī)研究也好，噪聲研究也好，我真的就只是想為國家做點(diǎn)什么?！碑?dāng)提到目前我國的航空產(chǎn)品在國際上競爭力較弱的現(xiàn)狀，老先生流露出小孩子般爭強(qiáng)好勝的焦急和不甘心。他也確實(shí)為此付出了大量的時(shí)間和精力，在民機(jī)氣動聲學(xué)方面完成了一系列研究，大大推動了我國民機(jī)事業(yè)的發(fā)展。
他先后參加了航空部“民機(jī)噪聲控制和聲疲勞研究”系統(tǒng)工程中“螺槳飛機(jī)噪聲預(yù)測軟件研制”以及“聲強(qiáng)測量標(biāo)準(zhǔn)研究”、Y12飛機(jī)艙內(nèi)降噪攻關(guān)任務(wù)中“Y12飛機(jī)艙內(nèi)聲強(qiáng)測量”、“螺槳聲場與機(jī)身耦合及向艙內(nèi)傳播模型的研究”、“螺槳飛機(jī)艙內(nèi)噪聲預(yù)測”、“用PIV技術(shù)測量壓氣機(jī)內(nèi)流激波結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究”等重點(diǎn)課題和項(xiàng)目的研究。其中，“螺槳飛機(jī)噪聲預(yù)測軟件研制”項(xiàng)目獲得航空工業(yè)總公司科技進(jìn)步二等獎，“螺槳聲場與機(jī)身耦合及向艙內(nèi)傳播模型的研究”項(xiàng)目獲得1995年航空基金優(yōu)秀成果一等獎。這些研究項(xiàng)目和研究成果在民機(jī)制造和噪聲控制方面發(fā)揮了非常重要的作用。
但是對于這些過往的成績，王同慶并不在意，也沒有過多的談起。他提到更多的，是一種熱切的期望，那就是他希望我們國家的人才可以團(tuán)結(jié)起來各盡其能為國家的發(fā)展多做一些事，“（要做好一件事），我覺得就是要靠大家、靠集體、靠團(tuán)隊(duì)，讓我們國家振興和發(fā)展，這也是我們共同的心愿?！彼f。畢業(yè)后默默工作了十年之后再考研，從中國船舶科學(xué)研究中心轉(zhuǎn)到沈陽航空工業(yè)學(xué)院，再到獲得北京航空航天大學(xué)博士學(xué)位后進(jìn)入北航任教，所有的奔波和輾轉(zhuǎn)其實(shí)都是為了他“為國家做點(diǎn)事”的追求在服務(wù)。他說“無論做什么，不管在哪兒，只要對國家有用就好?！?，這其實(shí)就是寶貴的“螺絲釘精神”，他一生的經(jīng)歷也確實(shí)在實(shí)踐著這種精神。
于是，這也就讓他對自己的學(xué)生有了“不要比工資，不要比待遇，要將工作當(dāng)成事業(yè)來做，而不是當(dāng)成職業(yè)來做”的期望和要求。他認(rèn)為，只有把自己的工作當(dāng)成事業(yè)來做，才會真正熱愛它，踏踏實(shí)實(shí)地做事，并愿意為之付出所有。他一直在實(shí)踐，并且希望他的學(xué)生同樣能夠熱愛自己的工作。他最欣賞的人是袁隆平，原因是袁隆平不事張揚(yáng)、默默工作，創(chuàng)造出了那么多財(cái)富，解決了無數(shù)人的吃飯問題，但是自己卻計(jì)較和索取的非常少。他說他喜歡這種“不跟誰斤斤計(jì)較，不跟國家斤斤計(jì)較”的做法。
近年來，英、美等國實(shí)行的工程教育專業(yè)認(rèn)證制度作為保證高等工程教育質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)工程教育水平和職業(yè)資格相互認(rèn)可的重要措施，受到了越來越多的關(guān)注和重視。所謂工程教育專業(yè)認(rèn)證，是指由政府指定認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)或社會團(tuán)體對高等學(xué)校工科專業(yè)開展的認(rèn)證工作。世界上許多國家和地區(qū)為促進(jìn)自身工程教育發(fā)展，紛紛推行工程教育專業(yè)認(rèn)證制度，并制定了相應(yīng)的認(rèn)證協(xié)議，其中，簽署時(shí)間最早、知名度最高、締約方最多的工程教育國際認(rèn)證協(xié)議是《華盛頓協(xié)議》[1]。我國的工程教育專業(yè)認(rèn)證制度是伴隨著教育評估而逐步發(fā)展起來的。2006年，參照英、美等《華盛頓協(xié)議》成員國的通用做法，我國正式成立了自己的工程教育專業(yè)認(rèn)證專家委員會——中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會。隨后幾年，我國的專業(yè)認(rèn)證范圍逐步擴(kuò)大。截至2014年底，已有443個(gè)專業(yè)通過了認(rèn)證[2]。2013年6月，我國還成功加入了《華盛頓協(xié)議》[3]。2015年3月，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會了最新的《工程教育認(rèn)證工作指南(2015版)》[4]。對比新舊版工作指南不難發(fā)現(xiàn)，無論是認(rèn)證辦法、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，還是規(guī)范性要求都有了較大變化。其中，與學(xué)生培養(yǎng)與畢業(yè)、課程設(shè)置與教學(xué)等密切相關(guān)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)這一部分變化主要體現(xiàn)在，不僅設(shè)置了通用標(biāo)準(zhǔn)，還針對不同的專業(yè)大類設(shè)置了各自的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，這就要求各個(gè)高校在制定培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求、設(shè)置課程內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃等時(shí)要充分考慮不同專業(yè)的特點(diǎn)和專業(yè)認(rèn)證的要求。然而，目前國內(nèi)很多高校并未這么做或沒有完全做到。電工電子課程是非電類專業(yè)一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，它在許多非電類專業(yè)的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中都被列為一個(gè)重要考察指標(biāo)。南京航空航天大學(xué)是一所具有航空航天民航特色的理工類高校，在絕大多數(shù)工科專業(yè)中都開設(shè)有電工電子課程。雖然在該課程的教學(xué)方面該校積累了很多經(jīng)驗(yàn)，但是隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，電工電子課程的現(xiàn)有教學(xué)體系已無法完全適應(yīng)。本文就是在這樣的背景下，以專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，對該校電工電子課程教學(xué)體系進(jìn)行改革，探索出一套符合時(shí)展、滿足認(rèn)證要求、具有鮮明特色的教學(xué)新體系。
1現(xiàn)有教學(xué)體系存在的問題
1.1課程內(nèi)容設(shè)置不夠科學(xué)，教學(xué)大綱未充分
考慮不同專業(yè)的特點(diǎn)電工電子課程設(shè)置基本都是電類專業(yè)電路理論、模擬電子、數(shù)字電子、電機(jī)學(xué)4門課程的簡化，而且沒有后續(xù)課程跟進(jìn)[5]。對于非電類專業(yè)來說，這樣的課程安排顯然是不夠科學(xué)的。另外，很多非電類專業(yè)的教學(xué)大綱都基本類似，沒有充分考慮各個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)。
1.2部分教學(xué)內(nèi)容較陳舊、與工程實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不緊密
由于過去的教學(xué)要求過分強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)，對部分過時(shí)內(nèi)容總舍不得刪除，再加上課時(shí)有限，導(dǎo)致新教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充不進(jìn)來，信息量偏少，而且學(xué)生學(xué)習(xí)也缺乏針對性，積極性不高，不利于其實(shí)際工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
1.3教學(xué)方法與手段不夠先進(jìn)，考核方式較單一
電工電子課程的教學(xué)方法大都以教師講授為主，仍沒有從根本上脫離填鴨式的方式，課堂氣氛不活躍。從考核方式來看，仍采用常規(guī)的閉卷考試，使得學(xué)生僅對考試要求范圍內(nèi)的知識死記硬背，不利于學(xué)生知識面的拓寬和綜合素質(zhì)的提高。
1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本不變，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絾我?/p>
電工電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)還是采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，只安排固定的幾個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并且有的還給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，無法促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高。
2新教學(xué)體系的提出及組成
為克服上述問題，滿足專業(yè)認(rèn)證的要求，并結(jié)合南京航空航天大學(xué)的特色，本文提出通識教育、工程教育以及特色教育三者相結(jié)合的電工電子課程教學(xué)新體系。上述教學(xué)新體系包括三大層面：通識教育層面、工程教育層面、特色教育層面。其中，通識教育層面的主要作用是讓學(xué)生打好理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，包括綜合基礎(chǔ)模塊和基本技能模塊；工程教育層面主要作用是讓學(xué)生掌握好本專業(yè)與工程密切結(jié)合的電工電子知識與技能，包括專業(yè)課程模塊和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐模塊兩大部分；特色教育模塊主要作用是根據(jù)學(xué)校的特色和實(shí)際讓學(xué)生接受特色化和個(gè)性化教育，包括理論模塊和實(shí)訓(xùn)模塊。這三個(gè)部分即密不可分，既相輔相成，又相互獨(dú)立，互為體系。通識教育用以奠定理論和技能基礎(chǔ)，為后續(xù)特色教育和工程教育做好準(zhǔn)備；特色教育是我校專業(yè)的發(fā)展方向，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑，它的良好實(shí)現(xiàn)需要建立在通知教育基礎(chǔ)之上，更需要后續(xù)的工程教育作大力支撐；工程教育是為了提高實(shí)際工程應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)，是通知教育和特色教育實(shí)施效果的直接檢驗(yàn)，也是滿足專業(yè)認(rèn)證培養(yǎng)要求必經(jīng)之路。因此，既要對3個(gè)部分的課程合理規(guī)劃，又要考慮到三者之間的銜接和交叉，才能使所提出的新教學(xué)系統(tǒng)真正發(fā)揮作用。
3新教學(xué)體系的具體實(shí)施方法
針對圖1所示的新教學(xué)體系，所采取的實(shí)施方法為：傳承歷史，與時(shí)俱進(jìn)，強(qiáng)調(diào)特色，重視實(shí)踐，面向認(rèn)證，即在繼承原有電工電子課程教學(xué)優(yōu)秀傳統(tǒng)的同時(shí)，在新時(shí)期專業(yè)認(rèn)證背景下，把工程教育與通識教育和特色教育相結(jié)合的理念貫穿整個(gè)教學(xué)始終，將電工電子課程教學(xué)體系建設(shè)得更加科學(xué)和完善。
3.1認(rèn)真查閱和學(xué)習(xí)相關(guān)政策文件和參考資料查閱和學(xué)習(xí)《工程教育專業(yè)認(rèn)證工作指南(2015版)》等政策文件、航空航天民航相關(guān)基礎(chǔ)知識、現(xiàn)有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果、教材等參考資料，為新教學(xué)體系的改革與建設(shè)提供理論指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)參考。
3.2根據(jù)不同專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求優(yōu)化設(shè)置課程內(nèi)容、科學(xué)制定教學(xué)大綱根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求以及航空航天民航特色，在電工電子課程的常規(guī)內(nèi)容中增加與不同專業(yè)常涉及相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容。例如，針對我校機(jī)械類專業(yè)，要加入機(jī)械電子電路、自動控制、航空電力系統(tǒng)、航空電子電氣等方面的基礎(chǔ)知識，并在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)加入相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生能深刻體會到學(xué)習(xí)電工電子課程的必要性和重要性，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，提高他們的工程實(shí)踐能力。此外，待課程內(nèi)容和教學(xué)大綱確定后，再向與學(xué)校合作緊密的相關(guān)單位，特別是航空航天類國防企業(yè)和研究所征求意見，進(jìn)行再次修改和完善。
3.3完善課件制作改進(jìn)教學(xué)方法和手段在課件制作方面，根據(jù)所設(shè)置的課程內(nèi)容和教學(xué)大綱，制作與之相適應(yīng)的課件，并為了更加形象表達(dá)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)(如電磁感應(yīng)定律、電動機(jī)工作原理、三極管放大等)制作相關(guān)動畫，輔助學(xué)生理解和掌握相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合不同專業(yè)的特點(diǎn)和我校特色適當(dāng)加入工程應(yīng)用實(shí)例和最新研究進(jìn)展，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，如針對機(jī)械類專業(yè)，以最新的多電/全電飛機(jī)為例，講解“航空電力作動器”(一種采用電能來驅(qū)動的機(jī)電一體化執(zhí)行機(jī)構(gòu))的應(yīng)用背景、研究現(xiàn)狀、基本原理以及所涉及的電工電子知識。在教學(xué)方法和手段方面，首先，要樹立終身學(xué)習(xí)觀念，跟上時(shí)展，滿足工程應(yīng)用；其次，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，要讓學(xué)生積極、主動地學(xué)；再次，采用啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，教會學(xué)生分析問題、解決問題的能力，并采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等先進(jìn)的教學(xué)手段解決內(nèi)容多課時(shí)少的矛盾；再次，培養(yǎng)學(xué)生的工程規(guī)范意識，在學(xué)習(xí)的過程中，給學(xué)生多介紹一些工程規(guī)范的概念，特別是結(jié)合我校特色介紹一些航空航天民航類工程的特點(diǎn)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用規(guī)范，為以后的工作奠定基礎(chǔ)；最后，用多種方式的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐鞏固理論，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、參觀實(shí)習(xí)、工程實(shí)踐等形成一個(gè)完整的訓(xùn)練體系。
3.4開展多種考核形式形成完備的考核方法完備的考核方法對培養(yǎng)學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣具有重要引導(dǎo)作用。電工電子課程的考核要將理論考核與實(shí)踐考核相結(jié)合，采用多種形式。例如，在教學(xué)過程中進(jìn)行隨堂測驗(yàn)，及時(shí)了解學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)情況；在期末閉卷考試中優(yōu)化考試內(nèi)容，合理分配難易程度不同的考題數(shù)量和分?jǐn)?shù)；在實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，除基本實(shí)驗(yàn)考核，還設(shè)置具有一定創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，作為加分點(diǎn)。另外，還要實(shí)行教考分離，更好地檢驗(yàn)教學(xué)效果。
4結(jié)束語
針對工程教育專業(yè)認(rèn)證的新標(biāo)準(zhǔn)和新要求，結(jié)合南京航空航天大學(xué)的特色和實(shí)際，本文提出了通識教育、工程教育、特色教育三者相結(jié)合的電工電子課程新教學(xué)體系。實(shí)踐證明，采用該教學(xué)體系，不僅能提高學(xué)生的理論水平和操作技能，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高他們的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，使他們具有國防知識背景，特別是能很好地滿足專業(yè)認(rèn)證的要求。這在2014年南京航空航天大學(xué)首個(gè)通過認(rèn)證的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的認(rèn)證工作中得到了充分體現(xiàn)，其中與電工電子課程相關(guān)的考核指標(biāo)均完全達(dá)到。當(dāng)然，隨著專業(yè)認(rèn)證工作的大力進(jìn)行和專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，該教學(xué)體系也需進(jìn)一步改進(jìn)和完善，并希望所獲得的經(jīng)驗(yàn)?zāi)転槠渌n程的教學(xué)提供參考一定參考，為南京航空航天大學(xué)后續(xù)的專業(yè)認(rèn)證工作的順利進(jìn)行做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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隨著我國航空航天的不斷進(jìn)步，航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展也不斷的提高，燃油和控制系統(tǒng)由原來的簡單系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的復(fù)雜技術(shù)，由原來的液壓機(jī)械操作發(fā)展到現(xiàn)在由全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC）進(jìn)行操作。原有的軍用航空發(fā)動機(jī)中燃油和控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是多變幾何控制能力，而現(xiàn)在的FADEC技術(shù)將發(fā)動機(jī)的故障診斷和監(jiān)視系統(tǒng)歸入到發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)中。在航空航天發(fā)展速度較快的今天，防喘控制也受到航天專家的重視。因此，本文將對航空發(fā)動機(jī)燃油和控制系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行闡釋，為我國的航空航天發(fā)展提供理論依據(jù)。
1我國現(xiàn)階段航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1燃油控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
燃油控制系統(tǒng)是航空發(fā)動機(jī)的核心控制系統(tǒng)，其主要性能直接影響整個(gè)發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，而燃油泵是燃油系統(tǒng)的重要組成部分。燃油泵包括燃油增壓泵和主燃油泵，目前全球各國研制的軍用航空發(fā)動機(jī)中的燃油增壓泵是采用離心式獨(dú)立轉(zhuǎn)動模式，其增壓能力可達(dá)到0.4-0.8 MPa；而主燃油泵一般采用的是齒輪泵，主要是由于齒輪泵的體積較小、流量較大。還有一種比較合理的選擇是采用高壓柱塞泵，它既可以作為主燃油泵還可以作為噴口油泵，據(jù)調(diào)查顯示，該泵使用情況較為普遍，在英國生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)中就采用了高壓柱塞泵作為主燃油泵，最大的出口壓力可達(dá)21 MPa，最大的流量也可達(dá)每小時(shí)10000kg，而近期俄羅斯也研發(fā)出了高壓燃油柱塞泵。而通過大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用顯示，在泵油系統(tǒng)中還是應(yīng)該采用離心泵作為發(fā)動機(jī)的主燃油泵，其主要特點(diǎn)是制造結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)地較輕、燃油溫升較少，且質(zhì)量達(dá)到了要求。離心泵在設(shè)計(jì)上較為簡單，其控制操作也極為方便，但在小流量的啟動過程中其性能較低，因此需要再單獨(dú)配置一個(gè)啟動泵，這樣將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和流量變?yōu)榭烧{(diào)控的模式。
1.2噴管控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
發(fā)動機(jī)的噴管控制系統(tǒng)在航空發(fā)動機(jī)中也占有舉足輕重的位置，對于發(fā)動機(jī)尾噴管的介質(zhì)，我國目前采用液壓油、燃油和滑油，但由于滑油和液壓油的性較好，可導(dǎo)致噴管油源泵在工作時(shí)壓力達(dá)到最高。在發(fā)動機(jī)中使用液壓油系統(tǒng)則可以無需設(shè)立獨(dú)立的油源系統(tǒng)，但在這樣共同使用液壓油源時(shí)，可對飛機(jī)的動態(tài)操作系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響，還會導(dǎo)致飛機(jī)的液壓系統(tǒng)遭到污染。有調(diào)查顯示，英國曾采用發(fā)動機(jī)尾噴管的獨(dú)立滑油系統(tǒng)，雖然對噴管的控制得到了靈敏的提升，但在油源系統(tǒng)中增加了油箱和油泵等裝置，使得控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。目前在我國的軍用發(fā)動機(jī)中，使用較多的噴管控制系統(tǒng)是以燃油為介質(zhì)，與此同時(shí)，在噴管油源泵的選擇上多以高壓柱塞泵為主。該泵的最大出口壓力可達(dá)23 MPa，最大流量可達(dá)每小時(shí)3600L。
1.3FADEC技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
FADEC技術(shù)是新研發(fā)的全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)，其主要包括傳感器、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、微處理機(jī)以及數(shù)據(jù)的通訊。數(shù)據(jù)傳感器的使用數(shù)量在不斷的增加，致使軍用發(fā)動機(jī)電纜的質(zhì)量也有進(jìn)步，在發(fā)動機(jī)的燃油和控制系統(tǒng)中，傳感器的質(zhì)量占有不可或缺的位置。我國對傳感器的研發(fā)方向是制造出光纖和智能的傳感器，這將是迎合光纖通信的最大亮點(diǎn)。與此同時(shí)，微電子技術(shù)也給FADEC的發(fā)展提供了電子硬件，隨著電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微處理機(jī)也越來越受到航空專家的關(guān)注。在發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)通訊過程中，通過高速的光纖數(shù)據(jù)把發(fā)動機(jī)的智能傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效的連接起來，取代了原有的點(diǎn)到點(diǎn)式的串行通訊方式，這樣提高了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全性。在發(fā)動機(jī)未來的研發(fā)過程中，要注重防喘控制等相結(jié)合的應(yīng)用，要做到同監(jiān)視系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)以及火控系統(tǒng)共同結(jié)合。FADEC技術(shù)可以實(shí)施較復(fù)雜的控制計(jì)劃，用自適應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行對發(fā)動機(jī)的綜合控制。
1.4防喘系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
防喘系統(tǒng)在軍用航空發(fā)動機(jī)中的主要作用是防止飛機(jī)飛行或發(fā)射武器時(shí)發(fā)動機(jī)出現(xiàn)喘振和熄火。美國和俄羅斯等國家在軍用發(fā)動機(jī)上都使用了防喘和消喘的控制系統(tǒng)，同樣的在我國的軍用航空發(fā)動機(jī)中也應(yīng)用了數(shù)字化的防喘控制系統(tǒng)，并取得了較大的研究進(jìn)展。我國軍用發(fā)動機(jī)中防喘控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是采用有靜壓傳感器的喘振信號器和高響應(yīng)壓力傳感器，其設(shè)計(jì)可以利用數(shù)字濾波準(zhǔn)確的判斷出喘振的征候。不同類型的發(fā)動機(jī)其采用的防喘控制系統(tǒng)也是不盡相同的。在發(fā)動機(jī)的研發(fā)過程中，進(jìn)口溫度在90-100℃之內(nèi)方可保證發(fā)動機(jī)工作的穩(wěn)定性，若超過140℃時(shí)，發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)瞬間的喘振現(xiàn)象，但發(fā)動機(jī)自身的防喘控制系統(tǒng)會將其回復(fù)到原始的穩(wěn)定狀態(tài)。
1.5監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
在我國軍用發(fā)動機(jī)中均配置了不同模式的監(jiān)視控制系統(tǒng)，根據(jù)飛機(jī)功能的不同配置不同模式的監(jiān)視控制系統(tǒng)，有的配置專用的監(jiān)視系統(tǒng)，有的同飛行記錄系統(tǒng)相兼容。我國研制的軍用發(fā)動機(jī)中的監(jiān)視控制系統(tǒng)，為了監(jiān)視發(fā)動機(jī)在使用過程中關(guān)鍵參數(shù)的變化情況，監(jiān)視系統(tǒng)可記錄發(fā)動機(jī)的工作時(shí)間、工作溫度、渦輪葉片的使用壽命系數(shù)以及高壓轉(zhuǎn)子的主、次循環(huán)等參數(shù)。監(jiān)視系統(tǒng)在正常工作時(shí)，有兩個(gè)機(jī)構(gòu)在執(zhí)行著相應(yīng)的職責(zé)，一個(gè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制系統(tǒng)，另一個(gè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，就由狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行對發(fā)動機(jī)的控制，在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)間里對飛行的數(shù)據(jù)和存儲的監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行記錄，以便對監(jiān)視故障的診斷提供幫助。
2我國未來燃油和控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
2.1供油系統(tǒng)的加強(qiáng)
我國研發(fā)的軍用發(fā)動機(jī)主要是以燃油和控制系統(tǒng)為主導(dǎo)地位，采用新型的燃油泵控制系統(tǒng)同科學(xué)的電子硬件相結(jié)合，共同提高FADEC系統(tǒng)的工作性能。運(yùn)用科學(xué)的控制系統(tǒng)和合理的控制算法可提高發(fā)動機(jī)的控制指令，不僅可以提高控制系統(tǒng)的使用壽命，同時(shí)還可以降低研發(fā)控制系統(tǒng)的成本。而降低供油系統(tǒng)的成本也成為學(xué)者的研究目標(biāo)，研究表明當(dāng)燃油的溫升在20-30℃之間時(shí)，供油系統(tǒng)的質(zhì)量便可減輕一半，這就大大的提高了供油系統(tǒng)的使用壽命。為了降低燃油系統(tǒng)對污染的增加，我國研制的軍用發(fā)動機(jī)多采用離心式油泵，進(jìn)而取代原有的齒輪泵和柱塞泵。但離心泵在工作過程中有弊端，即在小流量時(shí)效率較低，便會造成燃油溫度的升高，因此，專家研發(fā)得出通過調(diào)節(jié)泵的工作轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)燃油泵的供油量。目前我國軍用的航空發(fā)動機(jī)的燃油系統(tǒng)是應(yīng)用電子技術(shù)進(jìn)行控制，這就需要應(yīng)用高集成度和耐高溫的電子元件和器件，獨(dú)立的燃油泵轉(zhuǎn)動裝置便成了發(fā)動機(jī)自我監(jiān)視和診斷的保證。
2.2先進(jìn)技術(shù)和科技的應(yīng)用
我國軍用發(fā)動機(jī)的燃油和控制系統(tǒng)中，應(yīng)用了先進(jìn)的技術(shù)和科技，采用耐高溫的半導(dǎo)體元件可耐高溫350℃、應(yīng)用最先進(jìn)的高溫光電技術(shù)測量裝置、采用砷化鎵材質(zhì)作為集成電路、高速處理器可達(dá)每秒一億次以及高性能的復(fù)合材料。在軍用航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上運(yùn)用先進(jìn)的分析和檢測軟件。在發(fā)動機(jī)研制過程中，應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)理念，在燃油附件中利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行改造，從發(fā)動機(jī)的工裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及編程等發(fā)面共同發(fā)展，提高發(fā)動機(jī)的質(zhì)量，節(jié)省研制時(shí)間。要利用先進(jìn)的技術(shù)積極展開對控制系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，加強(qiáng)對FADEC技術(shù)的研發(fā)，利用智能傳感器、數(shù)字執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行發(fā)動機(jī)的研發(fā)。
3結(jié)語
在我國航空航天行業(yè)迅速發(fā)展的今天，軍用航空發(fā)動機(jī)燃油和控制系統(tǒng)的研究取得了較大的進(jìn)步。隨著我國科研人員的不斷研究，中國航空發(fā)動機(jī)的燃油和控制系統(tǒng)也達(dá)到了較高的水平。為能研制出更高質(zhì)量的航空發(fā)動機(jī)燃油和控制系統(tǒng)，研究人員應(yīng)繼續(xù)加大對FADEC系統(tǒng)的研發(fā)工作，增加試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和應(yīng)用性，要注重軟件系統(tǒng)的編程，結(jié)合實(shí)踐中發(fā)動機(jī)的型號進(jìn)行研究，加快FADEC系統(tǒng)的研發(fā)。本文通過闡釋燃油控制系統(tǒng)、噴管控制系統(tǒng)、FADEC技術(shù)系統(tǒng)、防喘系統(tǒng)以及監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)而提出了我國要加強(qiáng)供油系統(tǒng)，同時(shí)采用先進(jìn)技術(shù)和科技來提高我國未來燃油和控制系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。為我國軍用航空發(fā)動機(jī)的研制提供理論依據(jù)，與此同時(shí)，也為我國的航空航天發(fā)展指明了方向。
參考文獻(xiàn)：
