时间:2023-10-12 10:25:59
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇航天航空技术专业,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
【关键词】数控技术;知识能力;职业能力;工学交替
贵州数控人才结构不合理,高素质技能人才短缺,跟不上国内外先进技术水平,以至科技术进步的步伐满足不了市场的需要。如何科学、合理、高效地培养卓越的高技能型数控技术应用性人才已成为重要的研究课题。
1贵州省数控应用技术的发展现状
由于贵州省制造业具有航天航空背景,数控应用技术发展与国内近50年的数控应用技术发展相近,在省内的航天航空企业中取得了显著的成效。在省内的航天航空企业中,数控应用技术发展水平并不滞后。但在民营企业中,数控应用技术水平不容乐观。具体表现如下:
1.1具有少量的数控技术应用人才
贵州民营企业中占19%的数控应用技术人才主要来自航天航空企业的下岗职工群体,他们有的下岗后加入当地的民营企业从事机械制造活动,有的是外出工作几年后返回本土从事机械制造活动;这些人员学历程次不高,具有厚实的专业基础,动手能力强,在省内的民营企业中起专业带头人的作用。
1.2民营企业数控加工装备较落后
省内的民营企业大多受资本的限制,设备更新迟缓,数控系统配置较低,占95%的数控加工设备系统配置低,切削速度与加工精度不高,企业中的数控技术人员难于接触先进的数控制造设备,数控先进技术更新迟缓,但他们在数控机床辅助工装设计、刀具的选用和刃磨、数控设备的维护和调试方面经验丰富,他们的知识与技能的基础杂实。省内高职院校从民营企业引进能工巧匠的发展策略可行性较大。
1.3数控应用技术从业人员职后培养欠缺
省内民营企业受规模和效益的限制,数控应用技术从业人员只能在生产中探索和学习,职后培养与学习全靠自修。大多数从业者受生活和生产的约束,用在知识更新和技能训练方面的时间无法保障。省内民营企业的人才培养观有待更新,省内高职数控应用技术专业建设应关注从业人员的职后培养培训。
2省内数控应用技术专业建设存在的主要问题与建议
2.1省内数控应用技术专业建设存在的主要问题
2.1.1贵州省内数控技术应用专业课程设置的教学内容比较成旧,偏重数控机床设备的简单操作,而对CAD与CAM与数控自动编程软件应用训练不够,数控工艺、数控设备的维护维修等学习内容不够重视,选用的专业课程教材脱离生产实际。
2.1.2人才培养模式不能满足技能型人才培养的要求
受地理位置的限制,省内数控应用技术专业学生参予的工学交替与顶岗实习活动专业对口率不足50%,较低,难于实现预期的培养目标;企业对学生的培养重视力度不够,学生参与实习过程中存在较大的安全管理隐患,学生在实习期发生的安全事故比例占17%,事故率居高不下。工学交替的校企合作的数控应用技术专业人才培养方案值得反思。
2.1.3专业软实力建设步伐迟缓
贵州省内的高职院校数控应用技术专业存在师资不足、水平不高、实践能力弱的问题。近年来,需然在师资的培训方面有所加强,但由于培训学习时间不够长,培训单位本身水平不高的限制,教师的水平提高较慢。
2.2省内数控应用技术专业建设几点建议
2.2.1认真做好学生的工学交替与顶岗实习学习活动
工学交替与顶岗实习教学活动是国家近年来积极倡导的职业教育活动。从理论上分析工学交替与顶岗实习是一种重要的教育教学活动,活动的目的是让学生接触生产活动,活动必须注重理论结合实践的原则,让学生尽快地学有所成,学有所得,成为企业合格的劳动者。活动应尽最大可能体现学生学习的专业性,否则将失去高职院校专业建设的意义。活动的开展需要政府指导与监督,学校与企业积必须极研究实习活动的社会价值,确保为社会培养合格人才真正成为一种社会要求和良好社会风气。也就是说为了培养更多更好的人才,在政府指导下,企业与学校必须投入一定的人力、物力和经费认真做好学生的工学交替与顶岗实习活动。贵州省工业发展迟缓,工业规模较小,数控应用技术专业学生的顶岗实习可考虑立足本土与走出去,迎回来相结合的人才培养措施。
2.2.2加快师资队伍建设
什么是双师型教师?是能够较好完成理论教学和实践教学任务的教师。双师型教师不能简单理解为“讲师+工程师”。在大省内高职院校中,缺少双师型教师。如何建设数控技术双师型教师队伍一直困绕省内各高职院校。省内高职院校主要通过自己培养和企业引进两种方法,从企业引进的双师型数控专业教师在适应教学工作方面,需要三到五年的时间,安排年轻教师到先进的机械加工企业或社会培训机构短期学习培训,需要一年左右的时间就培养出合格的双师型教师。省内高职院校在数控应用技术专业双师队伍的建设工作方面应立足于自己培养。
2.2.3明确宽进严出夯实基础的教育思路
省内高职院校在招生过程中无法与沿海发达地区的高职院校相竞争,生源素质较差,必须采取宽进严出的教学思路,面对这样的学生,课堂教学难度必须下降,过程考核必须认真,如何以学生为主体、引导学生参与学习与训练是教学研究的重点。具体的思路是教学生学得会的知识,练学生练得会的技能,不放弃对每一个学生的培养和教育。宽进严出、夯实基础是数控应用技术专业建设必须遵循的教育思路。
参考文献:
“一分钟准备!”
“10、9、8、7、6、5、4、3、2、1!”
“点火!”
“起飞!”
随着指挥员的声声命令,只听震耳欲聋的一声巨响,火箭托举着“神舟”五号上天啦!当杨利伟从太空中发回来的第一句话时,每一位华夏儿女都欢呼雀跃,一种民族自豪感油然而升。我看着电视上那茫茫太空,心中钦佩不已,想道:如果有一天,我也可以飞上太空,在太空中遨游,俯视我们美丽的星球,那该有多好呀!从此,我暗暗下定决心,从现在开始,我一定要加倍努力,为中华民族的振兴而贡献自己的力量。
2005年10月12日,又传来了神舟六号飞船成功发射的好消息!此次两名优秀的宇航员——聂海胜、费俊龙在人们的关注下上了天,消失在云层中,10月17日成功着陆,树立了中国载人航天史上第二座里程碑。兴奋的人们奔走相告,为我国宇航事业的成功而自豪骄傲。他们在辉煌的背后经历了哪些故事呢?
我开始关注这些优秀的宇航员,并从心底敬佩他们,同时为我们伟大祖国而感到骄傲。从“神舟五号”到“神舟七号”问鼎太空,实现太空行走,标志着我国航天航空事业的成功,也见证了杨利伟、聂海胜、费俊龙们不断探索,不断进取、为祖国航天航空事业献身的伟大精神。我从新闻中得知,太空条件十分艰苦、恶劣,人在航天过程中要经受巨大的加速度、噪音、振动、失重、宇宙射线等不良因素影响,宇航员不仅要适应这种环境,而且还要完成复杂的驾驶、操纵、实验和观测任务。因此对航天员的训练非常严格,杨利伟每次在旋转运动中都负重8千克,常常感到头脑缺血、眩晕、心跳加速、呼吸困难,别人转3分钟就停下来了,他转15分钟;飞船上天前,每人要做十几次强化训练,每一次都是杨利伟第一个做,做完后,给教员提供哪些地方不合适,哪些操作不合理,修改后,下面的人再做……功夫不负有心人,他在在选拔赛各专业技术考评中获第一名,成为首位奔向太空的宇航员。
罗阳:用生命托举歼-15
【颁奖词】如果你没有离开,依然会,带吴钩,巡万里关山。多希望你只是小憩,醉一下再挑灯看剑,梦一回再吹角连营。你听到了么?那战机的呼啸,没有悲伤,是为你而奏响!
【事迹】罗阳,沈阳飞机工业(集团)有限公司原董事长、总经理。2012年11月25日,随中国首艘航母“辽宁舰”参与舰载机起降训练的罗阳,在执行任务时突发急性心肌梗死、心原性猝死,不幸殉职。
关键词:太阳帆;航天器;推进技术
1 引言
近年来,我国在航天航空事业当中取得了骄人成绩,“神舟”系列飞船获得了令人瞩目的成功。但需要意识到,航天器发射重量以及在轨工作寿命在一定程度制约了航天航空技术的发展。为避免依靠传统燃料或者工作介质推进航天器,航空研究者们开始尝试核燃料推进器、电脉冲推进技术等。其中太阳帆推进技术能够将太阳能这种清洁能源进行利用,受到了很多航天研究者们追捧研究。其最大亮点是不依靠化学燃料和工作介质,直接利用太阳光子在高反射薄膜表面反射产生推力。太阳帆可以替代现有航天器的推进系统,利用太阳光压持续加速,获得数倍于传统航天器的速度,对化学燃料的需求很低,且结构简洁轻便,发射风险小,能够实现航天器的长距离空间飞行。太阳帆推进技术对将来的太空任务更便宜和更有效具有极其重要的意义。
2 太阳帆推进技术的研究现状
早在1873年的时候,Maxwell就已经提出了关于太阳光压力模型,后来Wie、McInnes等学者都对太阳帆压力模型进行了研究。在上世纪九十年后,国内外航天技术研究者开始逐渐对太阳帆推进技术展开了多方面研究,并在太阳帆推进技术研究当中获取到一个不错成绩。其太阳帆推进技术的研究现状可以分为以下几个阶段:
Maxwell在研究太阳光压力模型的时候,就提出了关于光的实质为电磁波这一假说,并且也准确了预言光照射到物质表面的时候,能够对照射表面产生一个压力作为。这为以后航天研究者研究太阳帆推进技术的时候奠定了理论研究基础。
为了能够证实Maxwell的电磁理论所预言光压现象,俄国物理学家彼得.列别捷夫通过一系列研究,用实验成功测出了光对固定以及气体的压力作用效果,从而也就证实了Maxwell的预言。
人类历史上首次明确了太阳帆概念是由俄国科学家康奥尔.其奥尔科夫斯基和弗里德里希.灿德尔在1924年的时候提出的。他们认为在航天器的推进结构当中是可以用超薄型的金属帆膜包裹在轻质硬塑料骨架上。但从那之后,因为缺乏工程技术方面的背景支持,所以太阳帆推进技术曾一度被认为“幻想中的宇航技术”,其研究一度停滞不前。不过在1998年之后,欧洲空间局、德国宇航研究院等航天研究机构展开了关于太阳帆推进技术研究的合作,其在1999年12月的时候进行了太阳帆模型地面展开实验,这也成为了人类成功研制的第一个实体的太阳帆模型。
近年来,NASA支持的太阳帆研究项目当中在GSFC、JPL、LaRC、MSFC等项目研究当中都是有所涉及到的。其中LaRC的研究工作主要是对太阳帆地面试验台、刚性支撑试验、太阳帆材料的研发、超轻超薄航天器等方面进行研究;其MSFC空间帆项目是对先进空间运输计划、MSFC内部的研究工作等方面进行研究;JPL太阳帆项目是对环形帆、旋转太阳帆的研发、挥发性膜材料、帆体支撑架等方面进行研究。
3 中国太阳帆推进技术的发展趋势研究
通过对太阳帆推进技术现状进行研究,笔者认为中国在太阳帆推进技术研究当中需要注意到充分吸取国际先进经验和失败教训,并结合先进的理论知识与技术对太阳帆推进技术进行研究。因此笔者认为我国在太阳帆推进的开展当中需要对帆体薄膜研究与工艺、太阳帆的控制方法、测量与试验技术、帆体的压缩包装与展开方案等关键技术开展研究,这也将会是太阳帆推进技术的发展趋势。
其超薄帆膜技术当中需要对超轻太阳帆材料、薄膜的纤维增强技术、薄膜的激光减薄技术等方面展开研究;其帆体设计当中目前比较流行采用的是四方型帆体设计,其能够具有受理均匀、帆体变形小、展开方案灵活等优点;超轻支撑结构当中主要对重量轻、强度高、弹性好的材料展开研究,而这材料也将会作为太阳帆推进技术研究当中的重要研究内容;当然在对于帆体的压缩包装、轻量帆体结构在空间的展开、太阳帆的控制、太阳帆计算模型等方面,其航天研究者在太阳帆推进技术当中都是有所进行研究的。
当然在对于太阳帆推进技术研究当中,是需要对关键技术研究进行突破,那么这样才能够实现太阳帆技术的工程化。笔者认为在太阳帆推进技术实施工程化当中需要进行如下的循序渐进道路:
(1)考虑到先进性和实用性,笔者认为在太阳帆推进技术研究当中是需要参考国际最流行的四方型基本布局。
(2)在太阳帆选型方案当中首先就应该需要在远离上解决太阳帆飞行器的轨道控制和姿态控制方案。
(3)需要对合适的帆体、支撑架材料进行选择,从而能够降低太阳帆的制造成本。
(4)对最关键的展开方案及对应的支撑架结构和展开机构设计,并且需要充分的论证和试验。
4 总结
对于比传统航天器的推进技术,太阳帆推进技术的研究还仅仅只是出于一个初步阶段。随着发达国家相继成功发射了太阳帆航天器,其各国在太阳帆推进技术当中投入了比较多关注。中国对于太阳帆推进技术研究也是在近几年当中有所收获,不过也将面临更多的机遇和挑战。本文主要是对太阳帆推进技术发展状况以及研究现状展开研究,希望通过这两方面研究得出我国太阳帆推进的发展趋势。
参考文献:
[1]刘彪,冀棉,张静静,高鸿,杨士勇.大型太阳帆材料研究进展[C].中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(下册),2012.
[2]沈自才,张帆,赵春晴等.IKAROS太阳帆的关键技术分析与启示[J].航天器工程,2012,21(02):101-107.
[3]杭观荣,康小录.美国AEHF军事通信卫星推进系统及其在首发星上的应用[J]. 火箭推进,2011,37(06):1-8.
[4]姜文龙,杨成虎,林庆国.高性能卫星用 490N轨控发动机研究进展[J].火箭推进,2011,37(06):9-13.
[5]张敏贵等.太阳帆推进 [J].火箭推进, 2005,31(03).
[6]Charles Garner, et al. Developments and Activities inSolar Sail Propulsion [R]. AIAA - 2000 - 3858, 36thAIAA/ ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &Exhibit.
[7]David M Murphy, et al. Demonstration of a 10- m Solar Sail System [R]. AIAA- 2004- 1576, 40th AIAA/ASME/SAE/ ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit.
南北高校各有优势
2011年,北京科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、苏州大学和南京理工大学五所高校开始招收纳米材料与技术专业本科生。五所大学中,北京科技大学、北京航空航天大学和大连理工大学三所北方高校在材料科学上属传统名校,而南方院校苏州大学和南京理工大学把纳米材料成果产业化,形成了自己的特点。
北方三所高校算是材料科学与工程领域传统名校,值得注意的是,它们却均未设置专门的纳米材料研究机构,更多的是依托原有的强势学科,在传统材料研究领域引入纳米科技,寻求突破。
北京科技大学
北京科技大学原名北京钢铁学院,曾被誉为“钢铁摇篮”,其材料科学研究侧重点是金属材料。除了材料学院这个重点学院外,从事材料科学研究的还有新金属国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心、国家材料服役安全科学中心等机构,侧重点也不局限于金属材料,在无机非金属、高分子、生物医药材料等方面亦有建树。
目前,北科大纳米材料课题组主要研究纳米材料制备与表征、纳米材料改性、功能纳米材料等方面。此外,亦有部分老师研究纳米加工、纳米组装、纳米器件等应用方向。
北京航空航天大学
与北科大不同,北航材料学院在北航不属于重点学院,规模较小,师资力量仅百来人,这决定了北航材料学院的研究方向不会太广。作为航天航空院校,北航材料学院也有自己的优势,正在筹建的航空科学与技术国家实验室(航空领域最高级别实验室),它的侧重点在金属材料、树脂基复合材料及失效分析、先进结构材料、新型功能材料等方面。
在纳米材料上,北航材料学院重点关注纳米器件和纳米涂层。材料学院的纳米材料研究发展趋势可能是纳米技术在航天航空领域的应用。
大连理工大学
大连理工大学的材料学院在金属材料、材料加工方面实力强,基于大连的地理位置,材料学院还开设了五年制金属材料工程日语强化班。不过,纳米材料与技术专业并非隶属于材料能源学部,而是化工与环境学部。因而,大连理工大学的纳米材料研究偏化工类,包括纳米粒子合成化学技术、无机纳米功能材料、纳米复合材料等方向。纳米材料与技术专业开设的专业课中,亦有化工原理、基础化学、材料化学等化工类课程。可以说,这是大连理工大学纳米材料与技术专业的一大特色。
与北方三所高校相比,苏州大学和南京理工大学纳米材料与技术专业的发展方向截然不同。两所南方高校均成立多个纳米材料研发机构,在研究方向上,两所高校侧重于纳米材料器件应用,尝试产业化。这些特点可能与江浙一带出现纳米高新技术企业有关。
苏州大学
苏州大学没有材料科学与工程学院,而是材料与化工学部,研究偏向化工,在无机非金属、高分子材料方面实力不错。纳米材料与技术专业并没有开设在材料与化工学部,而是2010年成立的纳米科学技术学院。除了纳米科学技术学院,苏州大学研究纳米材料的机构还有2008年成立的苏州大学功能纳米与软物质研究院、2011年成立的苏州大学-滑铁卢大学苏州纳米科技研究院。其中,以中科院院士李述汤教授领衔组建的功能纳米与软物质研究院已初具规模,它以功能纳米材料和软物质为研究对象,侧重于功能纳米材料与器件、有机光电材料与器件、纳米生物医学技术等,寻求在纳米器件以及新能源、环保、医用等领域的应用。
南京理工大学
南京理工大学由军工学院演变发展而来,其材料科学与工程学院的材料学研究侧重于金属材料及复合材料。不过,南理工是国内最早开展纳米材料与技术研究的大学之一,正筹建纳米结构研究中心,研究侧重点是与纳米结构材料相关的分析、材料力学、电化学性能评估等。由南理工化工系和南京部分企业共同支持的南京市高聚物纳米复合材料工程技术中心,研究侧重点是纳米材料制备、应用、纳米催化聚合反应、纳米复合材料,该中心已与江苏部分纳米企业开展纳米技术产业化合作。此外,南理工还共建了金属纳米材料与技术联合实验室。
其他高校纳米特色
上海交通大学
上海交通大学材料科学与工程学院在各类相关排名中居首,教职工200多人,研究侧重点包括金属材料、复合材料、塑性成形、轻合金精密成型等,在中国是材料科学与工程学子公认的梦想学府。其材料学院也涉及纳米材料,比如,复合材料研究所部分老师从事纳米复合材料研究,微电子材料与技术研究所从事纳米电子材料研究。此外,上海交通大学还成立了微纳科学技术研究院,研究方向为纳米生物医学、纳米电子学与器件。生物医药工程学院也开展纳米材料的可控合成与制备、纳米生物材料等方面的研究。
清华大学
与北京航空航天大学相似,清华大学材料科学与工程系是学校名气大于院系实力,每年有数百人争夺材料系不足30个研究生名额。材料系建有新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,研究侧重点以陶瓷材料为主,同时涉及磁性材料、复合材料、电极材料和核材料。在纳米材料方面,清华材料系主要研究纳米材料结构、纳米材料合成和微纳米颗粒等。2010年,清华大学成立了微纳米力学与多学科交叉创新研究中心,主要研究微纳米器件、纳米复合材料在电能存储上应用和微纳米设备研发等。
北京大学
北大材料科学与工程系成立于2005年,教职工10余人,成立之初就把材料科学与纳米技术结合起来,欲在纳米材料与微纳器件方面有所突破。此外,北大成立了纳米化学研究中心,教职工7人直博生却达45人,主要研究领域包括低维新材料与纳米器件、纳米领域的基本物理化学问题。
西北工业大学
西工大是西部材料科学与工程实力最强的院校,其材料学院师资队伍近200人,有凝固技术国家重点实验室和超高温复合材料国防科技重点实验室。因此,其研究侧重点在凝固,复合材料和金属材料的实力亦不俗。在纳米材料方面,西工大成立了微/纳米系统研究中心,致力于航空航天微系统技术、微纳器件设计制造技术、微纳功能结构技术。总之,西工大的纳米材料研究可能集中于纳米器件在航天、航空、航海方面的应用。
留学两大国
纳米技术是交叉学科,包括纳米科技、物理、化学、数学、分子生物学等课程。报考纳米专业或方向的研究生在本科一般学的是材料学、材料物理与化学、凝聚态物理、物理化学等。就留学而言,由于纳米材料处于基础研究阶段,容易;各个国家在纳米材料方面投入大量资金,使得科研经费相对充足,相比于其他专业容易申请奖学金。这两点决定了留学攻读纳米技术专业研究生相对容易。
2000年,美国白宫国家纳米技术计划,美国的纳米技术得到飞速发展。总体上看,美国的纳米技术已经处在纳米技术实用化阶段,而其他各国仍处在纳米技术的基础研究阶段。美国各大高校也争相进入纳米材料各个研究领域——
实力强劲的麻省理工学院在太阳能存储、航空材料、燃料电池薄膜、封装材料耐磨织物和生物医疗设备领域的碳纳米管、聚合纳米复合材料等方面成果显著。
加州大学伯克利分校注重于纳米材料在能源、药物、环境等方面的应用,已卓有成效。
哈佛大学则侧重在生物纳米科技,即生物学、工程学与纳米科学的交叉领域。
康奈尔大学已经在纳米级电子机械设备、碳纳米管应用电池、纳米纤维等方面获得突破。
斯坦福大学重在纳米晶的光学性能、输运性能和生物应用,以及纳米传感器、纳米图形技术等。
普渡大学的纳米电子学、纳米光子学、计算纳米技术,尤其是计算纳米技术全球领先。
纽约州立大学奥尔巴尼分校专注于纳米工程、纳米生物科学,其纳米技术研究中心是全球该领域最先进的研究机构。
莱斯大学在纳米碳材料领域成果显著,在学校的研究人员中,纳米材料研究人员的比重约为四分之一,是美国纳米材料研究人员最多的大学之一。
此外,美国有很多研究纳米技术的实验室,它们比较愿意招中国大学生,这一点也值得注意。
日本算是最早开展纳米技术基础及应用研究的国家,早在1981年,日本政府就建立了纳米技术扶持计划。美国公布国家纳米技术计划前,曾派人去日本做调查。日本纳米技术的研发特点是企业界是主力军,它们试图将纳米技术融入到产业中。比如,日本企业纷纷斥巨资建纳米技术研究机构,同时建立纳米材料分厂实现产业化。此外,企业与大学、科研院所合作,开发纳米技术。比如,富士通和德国慕尼黑大学合作,三菱公司和日本京都大学合作。
与美国在纳米技术基础研究和生物工程技术领域领先不同,日本在精细元器件及材料的制造方面独占鳌头,日本对纳米材料研究的投入不断加大,也使得去日本读纳米专业是一个不错的选择。
Tips:何去何从
纳米材料专业毕业生有三大去处。选择留学深造或进高校、研究院从事研发;进入纳米材料行业企业;进入传统材料企业。
一、战略性贸易政策的理论基础
传统的国际贸易理论认为,在满足完全竞争和不变规模经济的“二维假定”市场条件下,各国专业化生产本国具有比较优势的产品并随后展开自由贸易,可以使参与专业分工与自由贸易国家的整体福利达到最大化。根据这一理论,任何实施贸易保护政策的国家不但会降低世界福利总水平,而且会使本国得不偿失,奉行自由贸易政策是各国的最优选择。但传统理论的假设前提是市场处于完全竞争的状态下,不受任何外力干扰,市场这只看不见的手是资源分配的唯一力量。这种理想化的市场结构在现实生活中并不存在,特别是在汽车、半导体、电子工业、航空产业等高技术产业中,一个显著的特征便是由几家进入较早、已形成巨大成本优势的企业垄断市场,影响市场价格,进而攫取超额垄断利润。这种典型的不完全竞争的市场结构违背了传统理论的假设前提,为了解释在不完全竞争与规模经济存在的前提下,国际贸易发生的动因问题,美国经济学家克鲁格曼等人提出了新贸易理论,从而解释了产业内贸易、研究开发以及企业间的对立等外部经济问题。新贸易理论证明了在存在不完全竞争与规模经济的市场结构中自由贸易的非最优性及政府干预的合理性,并促成了战略性贸易政策理论的形成。战略性贸易理论认为:在不完全竞争和规模经济的条件下,一国政府可以凭借生产补贴、出口补贴、研究与开发补贴、进口关税以及保护国内市场等手段,扶持本国战略性产业成长,培育和增强其在国际市场的竞争力,谋取规模经济收益,并借机夺取竞争对手的市场份额和利润。战略性贸易理论的发展,为国家战略性干预贸易活动提供了理论基础,通过国家干预来培育对于本国具有战略性意义产业的国际竞争力,来达到提高本国总体福利水平的目的。
二、民用航空产业的风险收益特征
1.从民用航空产业的风险角度分析
飞机制造业涉及产业链长、集成度高、相关技术的不稳定性与整合后飞机性能的不确定性导致巨大的研发成本。民用航空工业集中了各领域与工业部门众多的技术方法,涉及广泛的科技领域,如材料学、动力学、电子学等,其产品具有高度的系统复杂性,任何一个涉及领域技术的创新都有可能带来飞机性能的改善。这种相关技术的不定时的变化给民用航空业造成了技术的不稳定性,需要花费大量的资金来协调、整合这些复杂的组成部分。据估计,波音开发747机型时,其成本高达12亿美元,这笔庞大的开发费用大部分用来整合相关技术,使产品达到技术领先与经济性的协调统一,而非单项技术的开发。这对于任何一个生产者来说,前期巨大的资金投入是重要的风险来源。然而,任何飞机在试飞之前都无法预测其各个独立复杂系统之间的配合与协调程度,一旦在试飞或者使用中出现在图纸上无法演示与估计到的致命缺陷时,生产者就将要承担巨大的经济损失与名誉风险。因此,这种技术的不确定性反映了高性能系统本身的复杂性,往往被视为航空产业风险最主要的来源。此外,除研发投入外,生产厂商还要巨额的资金添置设备(如风洞、试验台、机床等)以及维护庞大售后服务网络。飞机制造业前期对大量研发资金(30~60亿美金)的需求、长期流动资金的赤字运作(5~6年)以及成本回收期的滞后(10~14年)都造成行业本身巨大的风险。民机制造业是一个进入壁垒高的寡头垄断性行业,后进入者处于先天的竞争劣势地位。民机从诞生之日起面对的就是全球的市场而非区域市场,以弥补其市场容量小的不足。如今民机产业已经形成了寡头垄断格局,即使后进企业能够开发出一种优秀的产品,但飞机这样的产品需要长时间的安全飞行纪录以获得客户的信任、厂商需要提供多型号的广泛产品线以及维护一个庞大的售后支持系统,后进者很难在短时间内同时实现上述目标以和先入者抗衡。民机制造业的这些特点构成了对后进入者的巨大的风险与挑战,虽然几十年来不断有国家尝试制造飞机,但现实是自1960年以来新进入者只有巴西的Embraer在民机领域生存到了现在,反观许多老牌的飞机制造商或被兼并、或退出、或破产,最终退出了民机制造领域。
2.从民用航空产业的收益角度分析
民机产业具有明显的外部经济效应。首先,航空工业具有明显的技术外溢效应与关联效应。军事部门是民用航空工业技术革新的重要动力来源,军用与商用飞机技术之间有着紧密的联系,而军事部门不但侧重飞机的性能,而且有能力承担巨大的研发费用,这就决定了在技术上与军用飞机一脉相承的商用飞机不仅占据技术上的领先地位,而且大大降低了研发费用与生产成本。同理,航空工业也将自身领先的技术与工艺往往从航空工业外溢至其他相关的上、下游行业。目前,我国在高速列车、飞艇、航模、汽车、压缩机、燃气轮机、纺织机械、复合材料制品等方面已经广泛应用航空工业领域的先进技术,从而大大降低了这些部门的生产成本。此外,航空企业的选址能促进所在地的城市一体化建设。如山西闫良与贵州安顺,都是由于被选择成为航空建设基地而获得社会经济的跨越性发展。规模经济及学习效应。虽然航空工业在建立之初需要投入庞大的建设资金与研发费用,但随着市场份额的扩大与生产规模的提高,会呈现出空前的规模报酬递增效应。也正是由于看到了航空工业市场后期潜在的利润回报,英、德、法等欧洲政府才持续25年为空客注入扶持资金,企图与美国争夺民用航空市场这个大蛋糕。1990年克莱珀的一段话深刻的体现出了学习效应对航空产业的影响:“学习效应最基本的部分出现在飞机装配中。它需要技术和对成千上万个动作进行计时。这种经验在劳动大军中一致现象是飞机生产显示出学习效应的弹性为0.2,也就是说产量每增加一倍,生产成本降低20%。”因此,航空企业一旦在某一种新机型上取得成功,便会以此为基础,不断的改进机身的长短、机翼的大小、发动机的双发和四发等,根据市场地位及技术机遇等派生出一系列机型。如此以来,这种在一种产品中实现的学习效应不仅大大降低了同系列产品的边际成本,还能够为固定使用系列产品的客户节约人员培训、维修等方面的开支,同时也起到了提高客户转换成本的作用,无形中为潜在竞争者树立起了进入壁垒。
三、民航产业的战略性地位
综合航空工业的风险与收益特征,政府之所以愿意为存在极大技术不确定与不稳定性的民用航空工业提供政府补贴、承担巨大的财政开支风险,正是由于这一产业具有军事与经济上的双重战略意义。
1.在军事意义上的战略地位
民用飞机与军用飞机都同样存在产品生命周期问题,但二者的周期并不同步,这就是两个产业产生互补联系的提前条件。军用飞机侧重飞机性能的优越性与技术的先进性的协调,而民用飞机侧重的是成本与可靠性的统一。由于存在外部性,军事领域的先进技术会转移至民用飞机领域,而获得了先进技术支持的民用航空业也会凭借其竞争优势将取得的垄断利润补贴军事部门,在一定程度上消除军费削减和变化对军用航空能力产生的影响。这种技术与生产能力的普及大大降低了军事研发的成本,解除了军用部门的后顾之忧,使其能够专注于技术的领先。在欧美等发达国家,这种民用与军用航空工业的互补已经形成了一种良性循环,所有民用飞机的生产商都是重要的军事合同供应商。1989年,当时世界三大民航业巨头波音、空客、麦道公司军用飞机销售收入占总收入的比例分别达到23.4%、46.1%与55.5%。可以说,这种互补性正是飞机技术能够取得不断革新的动力所在。综上,民用航空产业的发展对增强一国航空武器实力、巩固国防做出了巨大的贡献。因此,从国家安全角度来看,民用航空工业是国家必须高度重视的战略产业。
2.在经济意义上的战略地位
首先,民用航空产业作为典型的高技术产业,具有规模经济与学习效应,在经济中能够创造出“超额租金”,换句话说,在民航业生产所得的回报要远远高于在其他部门所得,这个观点与此前所作的论证是一致的。其次,民航产业还通过创造大量贸易盈余与高薪就业机会,直接拉动GDP的增长。由于民航产业附加值高、与航空制造业、航空运输业、航空服务业等多种行业联系既深入又广泛,使其人才需求的结构呈现多层次、多类型的特点,不仅是典型的资本密集行业,同时也因为能够为社会提供大量的就业机会而成为劳动密集型行业。据一般的国际运营经验表明,民航产业初始投资额与10年后与相关产业的总计产值比例可以高达1:80,并可以为相关产业创造出12倍于民航产业本身就业人数的就业机会。2000年美国航空航天工业及其相关产业共提供了1120万就业机会。2003年欧盟航天航空直接从业人数为41万,而由航天航空工业带来的欧洲就业人数高达120万。民航产业在为国家带来税收收入的同时,还通过国际贸易成为国家出口创汇的重要产业。2001年,航空航天相关产业贡献了585亿美元的出口额,是美国所有“制造业之冠”;2005年,美国航空航天业出口额654亿美元,实现贸易顺差370亿美元,是美国各产业部门中顺差最大的;2005年美国出口民用飞机销售收入220亿美元,贸易顺差达到91亿美元;2004年,欧盟航空航天业营业收入达到750亿欧元,其中59%来自出口。
关键词:搅拌摩擦焊;航空;航天
中图分类号:TG45 文献标识码:A
焊接技术就是高温或高压条件下,使用焊接材料(焊条或焊丝)将两块或两块以上的母材(待焊接的工件)连接成一个整体的操作方法。焊接技术存在着减轻结构重量、提高结构性能等优势,在航空航天制造中已经由辅助工艺转变为飞机制造的关键技术。在航空航天业领域里,特种焊接技术所占的比例和应用面正在逐渐扩大,其中又以高能束流焊接技术以及固态焊技术(摩擦焊、扩散焊等)电子束焊接、等离子束焊接和激光焊接为代表。先进焊接技术的发展为飞机、发动机的设计、构造提供了技术支持,大大促进了发动机性能的提高,对先进飞机制造与生产,航天航空工业的发展提供了广阔的空间。
1 搅拌摩擦焊的原理
搅拌摩擦焊技术(Faction Stir Welding,简称FSW)是英国焊接研究所(简称TWI)在1991年发明的新型固相连接技术,具有无飞溅,无需焊接材料,不需要保护气体,被焊材料损伤小,焊缝热影响区小,焊缝强度高等特点,被誉为“当代最具革命性的焊接技术。是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项固相连接新技术。它是利用一种非耗损的搅拌头,高速旋转着压入待焊界面,摩擦加热被焊金属界面使其产生热塑性,在压力、推力和挤压力的综合作用下实现材料扩散连接,形成致密的金属间固相连接。搅拌摩擦焊与其它常规焊接方法一样都是利用摩擦热作为焊接热源。搅拌摩擦焊是由一个圆柱体形状的焊头伸入到工件的接缝处,由于焊头高速旋转与焊接工件材料之间发生摩擦,连接部位的材料由于温度升高而软化,同时通过对材料进行搅拌摩擦进而完成焊接。
2 搅拌摩擦焊的特点
2.1 先进的固相连接技术
搅拌摩擦焊相对于惯性摩擦焊与线性摩擦焊而言,是一种新型的固相连接技术,与传统的熔焊工艺比较,固态焊接是使母材保持在塑性状态下,保持在母材未融化的状态下进行的,其显微组织为细晶组织与母材的锻态组织非常接近。焊接后焊缝组织的力学性能与母材相当甚至要超过母材的原有力学性能。固态焊接的另一个优势在于焊接过程的机械化、自动化程度高,不需要特殊的焊接技术人员,固态焊接包括摩擦焊和扩散焊,在民用航空发动机的结构整体化设计及制造中,固态焊接作为一种先进的焊接技术,正发挥着越来越重要的作用。
搅拌摩擦焊主要是依靠旋转和工件的相对运动来完成,相对于惯性摩擦焊与线性摩擦焊高昂的设备来说,搅拌摩擦焊对设备的要求不高,只要具备以上两种运动即可,如一台铣床就可以完成简单的小型平板搅拌摩擦焊,专业的搅拌摩擦焊设备的可靠性更高,焊接过程的可重复性更好好。
2.2 广泛的应用范围
搅拌摩擦焊在焊接过程中,材料不会融化,因此接头不会产生粗大的柱状晶、偏析、夹杂、裂纹和气孔等与熔化和凝固冶金有关的焊接缺陷及焊接脆化等现象;轴向压力和扭矩共同作用下焊接材料会产生晶粒细化、组织致密等力学冶金效应,同时具备自清洁的功能,以上因素决定了搅拌摩擦焊工艺不但性能优异,而且应用广泛,,除传统的金属焊接外,还可进行粉未合金、复合材料、功能材料、难熔材料等新型材料的焊接,尤其适用于铝—铜、铜—钢、高速钢—碳钢、高温合金—碳钢等异种材料的焊接,甚至如陶瓷—金属、硬质合金—碳钢、钨铜粉末合金—铜等性能差异非常大的异种材料也可连接。
同时,搅拌摩擦焊还具有广泛的结构尺寸以及接头形式适应性。可用于棒对棒、管对管、管对棒、管(棒)对板等的焊接,在任何位置几乎都可以实现准确的定位。
2.3 绿色、清洁的焊接工艺
搅拌摩擦焊在焊接过程中火花、无弧光、无飞溅、无辐射无烟雾、高频以及害气体等对环境产生影响的污染源,是一种绿色、清洁的焊接工艺。
3 搅拌摩擦焊技术在航空航天工业中的应用
在航空航天领域里,新材料、此工艺大量使用,世界范围内的相关公司都对搅拌摩擦焊做了大量的研究,如飞机机身的纵向、环向、预成形件的搅拌摩擦焊连接、飞机起落架传动支承门、飞机方向翼板、飞机中心翼盒盖板、飞机蒙皮制造、飞机机翼蒙皮结构的修理、飞机地板搅拌摩擦焊以及新型商业飞机的搅拌摩擦焊等。
美国 Eclipse公司在Eclipse N500型商务飞机制造中首次大规模成功运用了 FSW技术, 包括飞机蒙皮、翼肋、弦状支撑、飞机地板以及结构件的装配等基本上都采用搅拌摩擦焊技术制造,其中70%的铆接被焊缝替代,这不仅极大地提高了连接质量,而且使生产效率提高了近10倍,可以比自动铆接快6倍,比手动铆接快60倍,共计节省成本约2/3。波音公司将搅拌摩擦焊技术用于C-17和C-130运输机地板的制造,利用搅拌摩擦焊代替紧固件连接,简化了地板结构设计并提高了构件的生产效率,生产成本降低了20%。总之,FSW技术正处于深入研究和推广应用阶段,存在着巨大的应用发展潜力。
总之,搅拌摩擦焊接是一种优质、高效、低耗、清洁的先进焊接制造工艺,在航空航天工业领域中具有巨大的技术潜力和广阔的市场应用前景。通过与计算机、信息处理、软件、自动控制、过程模拟、虚拟制造等高技术的紧密结合,搅拌摩擦焊接正在以高新技术面貌展现在人们面前。
参考文献
[1]王亚军,卢志军. 焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术,2008(16):26-31.
1+1=2,这一点地球人都知道,但我要说,在材料领域,一加一可能会等于三甚至无穷,当两种或两种以上的材料一旦进行复合,就会产生新的材料,这种新的材料在性能上能够避免合成它的材料的缺点,同时也兼具它们的优点,在当今,人们无休止地开采利用有限的自然资源,因此复合材料的研发就理所当然地成为材料发展的新趋势之一。
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推荐院校
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