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关于航空航天的论文大全11篇

时间:2023-07-28 16:43:05

关于航空航天的论文

关于航空航天的论文篇(1)

Aeronautics and aerospace of general education

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。

4 结束语

航空与航天通识教育旨在拓宽大学生的知识面,优化学生的知识结构,提高学生的综合素质,所以航空与航天通识教育内容的重点应该放在宏观任务、飞行过程及定性的知识方面,让学生通过对航空航天探索过程的学习,认识“团结就是力量,协作凝聚希望”的内涵。真正认识“综合国力的竞争,不仅是经济实力、科学技术和军事水平的竞争,更是民族精神力量的竞争”;了解航空航天先驱们在攀登科技高峰的伟大征程中,以特有的崇高境界、顽强意志和杰出智慧,铸就了辉煌的航空航天历史。而不应该过多地描述技术及其材料性能分析、机构设计、通信与仪表等工科技术的细节。特别是对于基础理论的要求,应该建立在普及教育的数理化基础上,尤其注意不要作为专业导论。希望改革后的航空与航天通识教育课程在提高学生综合素质方面发挥更多的作用。

参考文献

[1] 王文虎.“航空航天技术概论”教学改革与实践研究[J].科技资讯,2007(7):78.

[2] 邢琳琳,马文来.公共选修课《航空航天概论》教学初探[J].中国科技信息,2009(3):257-258.

[3] Orillion M F. Interdisciplinary curriculum and student outcomes: The case of a general education course at a research university[J]. The Journal of General Education,2009,58(1):1-18.

[4] 李曼丽.通识教育―一种大学教育观[M].北京:清华大学出版社,1999.

[5] 金娟琴,谢桂红,陈劲.浙江大学通识核心课程建设的探索与实践[J].中国大学教学,2012(8):44-45.

[6] 庞海芍.通识教育课程建设的困境与出路[J].江苏高教,2010(2):63-66.

[7] 黄坤锦.美国大学的通识教育[M].北京:北京大学出版社,2006.

关于航空航天的论文篇(2)

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.

关于航空航天的论文篇(3)

中图分类号:D99 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)17-0155-02

航班延误伴随着航空运输业的发展而产生,其中,因天气原因等不可抗力产生的航班延误已经达到了很大比重。根据我国民航总局的统计,在2006年至2008年间,因天气原因造成航班延误的比率分别为19.9%、19.7%和22.31%。在产生此类纠纷时,乘客往往无法依据现有法律法规来维护自己的合法权益,以致他们往往会采取谩骂、吵闹、扰乱机场秩序等形式来表达自己的不满。

一、航班延误概述

关于航班延误的法律问题最早可以追溯到1929年《华沙公约》第19条规定:“对于航空运输中延误所引起的对旅客、行李或货物损失,承运人应负责任。”由于在这项条款中没有对航班延误做出一个明确定义,因此,学者们进行了广泛争论,大多数学者认为,航班延误是指承运人在整个航空运输过程中未能按约定时间将旅客、行李或货物送往目的地。本文赞成这种观点。

航班延误分为合理延误与不合理延误,二者的分水岭在于其产生的原因。一般来说,造成航班延误的原因大致有以下几种:天气原因、空中管制原因、民航原因和旅客原因等。国内外绝大多数学者均将天气原因视为不可抗力,认为因不可抗力产生的航班延误为合理延误;而因民航等方面的原因产生的航班延误属于不合理延误。

按照航空运输的对象,可以分为旅客运输(客运)和货物运输(货运)。旅客运输,是指以旅客及其行李为运输对象的航空运输;而货物运输则是以货物为运输对象。本文所指的航班延误,若无特殊说明,均为客运航班延误。

二、航班延误的性质―违约

航空运输基于承运人与消费者之间的机票而产生,这种机票在性质上属于航空运输合同。航空运输合同,是指航空运输承运人使用民用航空器将旅客或者货物从起运点运输到约定地点,旅客、托运人或者收货人支付票款或者运输费用的合同。它是航空承运人与航空消费者所达成的自由协议,消费者要支付一定数额金钱,承运人应该按照约定时间将旅客、行李或货物送至目的地。在我国,对违约采取的是无过错责任,即只要一方没有或没有完全履行合同义务,就构成违约。因此,承运人因天气原因而使航班延误,构成了对航空消费者的违约。

三、国内外法律的规范现状

因天气原因等不可抗力造成的航班延误,不论是我国法律、外国法律、还是国际公约,都将其作为一项免责条款来对待。

(一)我国法律

鉴于航空延误的特殊性,我国对因天气原因致航班延误法律责任的规定主要体现在1996年《中国民用航空旅客、行李国内运输规则》和2004年《航班延误经济补偿指导意见》等法律条文中。

1.《中国民用航空旅客、行李国内运输规则》

《国内运输规则》制定于1985年1月1日,在1996年2月28日进行了较大幅度的修改,并自1996年3月1日起施行。在对承运人责任的规制方面,该规则也显示了一定的进步性。

“由于天气、突发事件、空中交通管制、安检以及旅客等非承运人原因,造成航班在始发地延误或取消,承运人应协助旅客安排餐食和住宿,费用可由旅客自理。”这条规定是倾向于减轻承运人责任的,只有当承运人有过错时,他才会向旅客承担提供餐食或住宿义务,而如果是因为天气原因,则在餐食和住宿方面,旅客需“自掏腰包”。

2.《航班延误经济补偿指导意见》

《指导意见》自2004年7月1日起实行。此次《指导意见》加大了承运人责任,其目的是为了使全年航班正点率达到80%以上,但是却完全忽略了在不可抗力环境下,航空消费者应该得到的损失赔偿。

从以上国内法律性文件来看,因天气原因造成航班延误,承运人当然可以免责。那么,国外的情况是否也是如此呢? (二)外国法律

针对承运人航空延误法律责任问题,美国法律和欧洲法律均有较系统的规定。

1.美国法律

美国对航班延误问题进行规定的代表性文件,是在1999年9月美国航空运输协会的14家航空公司的旅客服务计划。这些航空公司的服务计划没有统一的标准,但是对航班延误的规定却大同小异,主要体现在以下方面:在延误发生后,美国的各航空公司提供五分钟免费电话卡、餐饮服务等。但需要注意的是,在提供餐饮方面美国航空公司对航班延误的原因进行了分类,对于可控制的延误(也即不合理延误)发放饮食餐券,对于不可控制的延误(也即合理延误)却只是提供饮料和饼干。这一差别待遇,减轻了承运人因天气原因致航班延误的服务义务,更免除了其对航空消费者的法律赔偿责任。

2.欧洲法律

在欧洲,航班延误主要规定于《欧共体关于航班拒载、取消或延误时对旅客赔偿和帮助的一般规定》(261/2004条例)。这部条例对航班延误后的承运人法律责任进行了较详细的规定,其中有一项条款跟以往法律大不相同,即无论是由于什么原因(包括了天气原因等合理延误),承运人都要给予旅客一定的经济赔偿。也就是说,承运人承担的是完全的无过错责任。但遗憾的是,这部条例只是一种指导性的意见,并不具有国家强制性。

(三)国际公约

航班延误的法律问题最早出现在《华沙公约》中,后被《海牙议定书》、《危地马拉议定书》等文件继承,最终被《蒙特利尔公约》修改。本文仅对其中最具代表性的《华沙公约》和《蒙特利尔公约》进行分析。

1.《华沙公约》

《华沙公约》对规范航空运输体系具有无可否认的历史性地位,它是第一个对国际航空运输进行规范的国际公约。第19条规定:“承运人对旅客、行李或货物在航空运输过程中因延误而造成的损失应负责任。”这是一个笼统性的条款,过于简单和模糊,对承运人应当承担的法律责任没有具体规定,更对天气原因造成的航班延误法律赔偿问题只字未提。

2.《蒙特利尔公约》

《蒙特利尔公约》第19条对航班延误做了详细规定,“旅客、行李或者货物在航空运输中因延误引起的损失,承运人应当承担责任。但是,承运人证明本人及其受雇人和人为了避免损失的发生,已经采取一切可合理要求的措施或者不可能采取此种措施的,承运人不对因延误引起的损失承担责任。”实际上,《蒙特利尔公约》第19条是对《华沙公约》第19条和20条的融合,并没有实质上的改进。在对天气原因等合理延误的法律赔偿责任问题上,国际公约采取的态度是免除承运人的责任。

四、完善机制

从国内外法律条文来看,因天气原因造成的航班延误,承运人的赔偿责任微乎其微。本文针对这一现象在立法机制、监督和管理机制等方面提出几点建议。

(一)完善相关立法机制

根据我国《民用航空法》第126条的精神,合理因素造成的航班延误,航空公司不予负责。这是自1929年《华沙公约》起各国就采取的一贯态度。要从根本上改变这一现状,完善这些法律的相关条文是重中之重。

我国可以规定以下条文“航班延误(包括因天气等原因的合理延误和因航空公司等原因的不合理延误)时,承运人应当对旅客承担赔偿责任。”至于赔偿责任的范围,可以借鉴法国航空公司的规定,包括餐饮费、乘车费等,并提供休息场所。当然,在要求航空公司承担赔偿责任的同时,还要确保乘客知情权(乘客享有及时且充分知道航班延误信息的权利)的行使。

在立法过程后,司法机关可以对那些有争议性的地方进行解释,以司法解释的形式进行统一和明确。当然,在司法过程中,还应当充分维护法官的自由裁量权,因为具体个案的情况不可能完全相同,即使是再完备的法律,仍然不可能解决所有的问题,

(二)完善相关监督和管理机制

即使我国完善了相关法律法规,但是,在处理实际问题时,还需要一套完整监督和管理体制的配合。

第一,航空运输合同(机票)是承运人提供的格式条款合同,上面记载的事项关乎旅客的切身利益。相关政府部门应当依法审查航空公司的运输条件,对免除承运人责任的条款予以纠正。

第二,在发生航空延误后,相关政府部门应当派员到达延误地点,对航班延误的情况进行鉴定,并对承运人是否安顿好旅客、是否提供餐饮等进行现场监督。

第三,我国民用航空总局应当对各个航空公司制定的服务细则进行审查和备案,并督促其向社会公众进行公布,做到公平、公开和公正。

第四,建立航班延误信息查询制度。航空公司和相关部门应当随时更新航班延误的状况,并告知旅客离起飞大约在多长时间之后。

第五,构建航班延误纠纷速裁机制。航空公司应设立一个专门机构,用于处理因航班延误而产生的纠纷,建立一个合理处理乘客投诉的制度。以此舒缓承运人与旅客之间的矛盾,也避免了当事人在人群中争吵现象的发生。

第六,航班延误是航空业不可避免的事情,航空公司的相关人员应当改善其自身素质和服务态度。航空公司应当对服务人员进行统一培训(主要是在礼貌性等方面),使其不至于跟乘客谩骂、吵闹起来。

总之,只有在完善、健全各项法律法规的同时,加强对航空公司和承运人的监督、管理力度,才能从根本上降低航班合理延误(指因天气原因的合理延误)冲突纠纷的发生。

五、结语

航空业迅速发展,相关法律条文也应当与时俱进。航空运输的特殊性决定了航班延误的时有发生,因天气原因造成的航班延误一直是被人们遗忘的角落,由此产生的纠纷,往往是通过航空公司与旅客之间的私下和解而告终。然而,这种治标不治本的方法,浪费了大量人力资源,而且收缩性太强,没有统一标准。从而引发一系列冲突,如此便不利于航空运输业的发展和社会的快速进步。基于此,本文提出了一种全新的思路,引入了几点完善机制,旨在彻底解决这一复杂性的难题。

参考文献:

[1]蔡东辉.航空旅客运输航班延误及其法律责任[J].法律适用,2006,(8).

关于航空航天的论文篇(4)

[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)03?0073?02

创新有三层含义:一是更新;二是创造新事物;三是改变。创新性人才指掌握一定专业知识技能,在社会实践中能推陈出新,以自己的创新性意识和行动,在利用自然改造自然,推动社会进步中做出贡献的人。随着知识经济时代的到来,在世界各国的综合国力竞争中,创新人才被越来越多的国家视为战略性资源和决定性因素。培养具有创新能力的高素质人才,顺应了时代的呼唤和国家发展的要求。研究生教育是培养高层次专业人才的主要途径。我国的研究生数量已跨入世界大国行列,研究生成为目前参与和推动我国科学技术发展的重要力量,其知识创新能力与科研实践能力的培养对于提高我国的科技竞争力至关重要。而大量研究表明,当前我国研究生的创新实践能力严重不足,主要表现在科研实践参与度低、国际性的学术论文数量偏少、学术成果质量不高、原创性成果稀少等等。

北京航空航天大学作为我们国家自己创建的第一所航空航天大学,学校面向国家重大战略需求、面向世界航空航天发展的前沿,为国家经济事业的发展、特别是为航空航天事业做出了不可替代的贡献。北京航空航天大学培养了11万学生,这些高素质人才大部分在我国的航空航天领域担当重任,为我国的航空航天事业提供了人才支持。北京航空航天大学多年来服务大局、特色兴校、培育人才、不断创新,突出航空航天特色和工程技术优势,形成了独具特色的高水平研究型大学建设模式。

北京航空航天大学提出了新时期“重基础、强交叉、拓视野、推创新”的研究生教育思路,对调整研究生教育结构,提高生源质量,改革招生指标分配办法,修订培养方案,促进研究生课程国际化,推广试点班教育模式,建设专业学位研究生实践基地,创新学科交叉机制体制等,提出了明确要求。

一、研究生培养模式和实验教学体系

北京航空航天大学在研究生培养模式上分为理论教学、实验教学和学位论文研究三个阶段。在强化研究生理论教学和学位论文研究的同时,采取了重大举措来培养研究生的实践能力:针对不同学科专业的特点增加了研究生教学的实验环节;通过“211”和“985”条件建设逐步构建了开放适用的研究生实验教学设备条件,并构筑人性化的实验环境;打破了传统实验教学模式,确立了开放式的多元化的研究生公共实验和研究生专业实验课体系;最大限度地挖掘出研究生的知识潜能,养成创造性品格,掌握创造性技能,最后在研究生学位论文的写作中得到深入和升华,使得研究生培养的三个阶段构成了一个由浅入深、循序渐进、具有内在联系的有机体。

在实验教学体系的构建方面,在一级学科层面,将关联密切的研究生理论课程的实验整合成数门独立设置的综合性实验课。结合专业培养目标和其他相关课程,建立一个包括基础验证实验、综合设计实验和创新型实验3个层次的课程体系。

北京航空航天大学还构建了整体性的开放式创新实践基地。例如自2004年以来,先后建设了“先进计算机网络技术研究生创新基地”“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地” 等开放性的创新实践基地。基地以航空航天与信息类优势学科群为中心,以重点实验室为依托,在创新人才培养和研究生教育改革的创新方面进行了积极的探索。

二、材料专业研究生特种功能材料特色试验课程设计

北京航空航天大学材料学院多年来一直非常重视研究生教育,研究生的课程设置及内容为研究生从事科学研究打下了坚实的理论基础。但材料学院研究生的实验设备主要来自各科研课题组,设备种类、台套数、完好率受限制,特别是使用时间无法保证,影响研究生试验运行。课时数虚,授课内容待充实。

随着多年来对实验室建设的不断投入,北京航空航天大学材料学院实验室建设遵循“以软带硬”的原则,即以教学改革为前提,投入的实验设备要服务于所开设的实验项目,硬件建设服从软件建设。目前材料学院用于研究生实验教学的设备已经初具规模,拥有多套透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、X射线衍射仪、ICP分析仪、拉曼光谱分析仪等先进的分析检测设备,并对各学科实验室进行了优化整合和重组资源配置,发挥了实验室的复合功能和规模效益。材料学院还承担着大量部级和省部级的重大科研项目,取得了一系列令人瞩目的研究成果,具有良好的培养研究生的客观条件。材料学院将逐步彻底改造研究生实验课内容和实验条件,建立具有航空航天特色、涵盖材料学科重要研究方向的材料制备、测试及评价方法的研究生公共实验平台,以国家建设和经济发展对材料科学与工程学科复合型人才的重大需求为导向,确定材料科学与工程学科实验课程的具体设置方案。

北京航空航天大学材料学院以教育部“空天材料及其服役性能实验室”为依托,开设了“先进结构材料”和“特种功能材料”研究生创新型实验课。该实验室多年来立足于航空航天材料前沿研究,旨在将先进的和学科交叉性强的科研成果高质量地融入到研究生实验教学上,取得了多项重大科研成果。下面以“特种功能材料”的设置为例,从创新型实验课和综合实验课的区别、创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别、创新型实验课与研究生创新基地三个方面来进行分析。

1. 创新型实验课和综合实验课的区别

创新型实验课和综合实验课在内容上都涉及到培养学生多学科知识综合应用的能力。差别在于综合实验课相对而言内容更为固定,比如“材料电镜分析实验”是侧重于使学生理解各种电子显微分析方法的基本概念和原理,熟悉仪器结构,掌握样品制备方法及实验参数选择,并学会对各种电镜图像及信息进行识别、计算和分析处理等。而创新型实验课是在课程内容、形式和目的上存在更多的创新元素。这类实验是学生在教师的指导下独立自主完成 ,或者在指导教师的研究领域和学科方向上进行有目的有意识的探索研究,其教学目的在于激发学生的创新意识,培养学生的科研兴趣和研究创新能力。培养学生的创新精神和创新能力,关键在于教师是否有创造性的实践活动的经验和体会,如大的创新团队(课题组)和实验室就是培育创新精神的沃土。以“特种功能材料”为例,北京航空航天大学“空天材料及其服役性能实验室” 针对智能机翼、机载设备和航空发动机等的应用,在航空航天特种功能材料上积累了大量研究成果。其科研设备齐全,在“特种功能材料”实验课中设立了相变材料、磁性材料等相对宽的方向,在实验中指导教师演示其中课题组“成熟”材料从设计-制备-功能特性研究的完整的实践过程,然后在大方向内自由选题,运用理论课程中的基础知识,综合设计实验方案和内容,在任课教师的指导下自主探索研究。如果说综合实验课是学生从理论到实践的第一步,那么创新型实验则是学生开展创新科研工作的第一步。

2. 创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别

这两者同为科研训练。创新型实验课是“常做常新”的实验课,指导教师要不断开发新的实验方法,搭建不同的新架构。学生则应该不断丰富自主实验的新内容,成为填充架构的新单元。从时间尺度上来说,创新型实验课比研究生毕业论文研究短的多,创新型实验课会对科研的过程有完整的体验,为了保障进度,增强协作沟通能力,学生可以自由结合成小项目组,分工共同完成实验内容。实验课的考核以小组答辩的形式,根据选题的创新性、综合性、协作情况等打分。研究生毕业论文研究一般都是学生在其导师的指导下单独完成的。限于不同实验条件、经费保障条件、课题组的创新实践成果积累等的不同,毕业论文研究的创新实践程度会有很大差异,研究生也往往得不到自主选题和自主研究的机会。

3. 创新型实验课与研究生创新基地的区别

两者的教学资源开放程度和范围不同。研究生创新实践基地是一个面向全校开放的,融教学、科研为一体的实践活动平台。研究生创新基地在学科综合性和交叉性上,可以面向更大范围的不同学科、不同年级的研究生,实现教育资源的整体优化。学科的集中交叉得资源能更集中整合,如“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地就是如此。目前,“特种功能材料”研究生创新型实验课还是材料学院研究生实验课程体系的一部分,“特种功能材料”与物理、化学、航空、航天、电子、机械等领域有广泛的学科交叉,可以成为培养研究生的综合设计和研究探索创新能力的有效平台。随着教学实践成果的积累、教学改革的深化和实践教学条件建设的增强,材料学院可以向学校申报加入研究生创新基地的实践活动内容,最大限度地为学生提供更多的科技创新实践机会。

三、结语

北京航空航天大学材料学院“特种功能材料”研究生创新型实验课的教学实践才刚刚起步,深厚的科研成果积累和良好实验课程的资源配置,以及是否能高质量地转化到研究生实验教学上,这些都还需要在实践中不断探索。指导教师团队成员如何利用崭新的实验内容引导学生主动参与科研训练,培养学生的创新思维和探索未知的能力,还需要不断创新教学,与时俱进地转变教育思想,更新教育观念,才能真正在教学改革中收到实效。

参考文献:

[1] 郑冬梅,王悦.构建研究生实验教学体系,培养研究生创新能力[J].实验技术与管理,2010,27(5):146-148.

[2] 王悦,冯秀娟.高水平研究生创新实践基地的建设与探索[J].北京航空航天大学学报(社会科学版),2011,24(3):113-115.

关于航空航天的论文篇(5)

【中图分类号】 V11 【文献标识码】A

【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2017.05.006

深空探测是人类航天活动的重要领域,是人类了解太阳系和宇宙,进而考察、勘探、利用甚至定居其他星球的第一步,是继卫星应用、载人航天之后的又一航天技术发展新领域。深空探测对一个国家的科学研究、经济发展和军事应用都有无比重要的作用,已作为衡量一个国家综合国力和科学技术发展水平的重要特征与标志,引起世界各国的极大关注。美国、欧空局、俄罗斯、日本以及印度等世界主要航天大国都提出了未来的深空探测计划,要对各大行星及其卫星进行载人或无人探测。

2007年10月24日,我国成功发射嫦娥一号探月卫星,实现了中华民族的千年梦想。2013年12月2日,我国发射嫦娥三号探月航天器,它不仅成功地在月球表面实现了软着陆,并且还在月球上释放我国首辆“玉兔”月球车,对月面进行巡视勘察,获取月球物质成分,发回数据和图像供进一步分析研究。此次探月成功开启我国航天的新篇章,使我国成为继美俄之后第三个在月球实施探测器成功软着陆的国家。2016年11月3日,随着我国大型长征5号运载火箭成功发射以及其他深空探测技术和经济实力的提高,我国已具备探测火星甚至更远太阳系行星的能力,正在开展以火星、金星、小行星探测等太阳系行星探测任务的实施方案论证。

目前,深空探测器的导航主要依赖于地球上的深空测控网进行遥测遥控。由于深空探测器距地球遥远、飞行速度快、运行时间长,这种基于地面测控的导航方法在导航精度、实时性、覆盖性、可靠性等诸多方面受到限制,难以满足深空探测对高精度实时导航的迫切需求。自主导航是指不依赖地面支持,而是利用航天器上自备的测量设备,实时地确定自身位置和速度或进行相关的轨道确定和导航参数解算。深空探测器实现自主导航一方面可以克服地面测控导航在实时性、运行成本和资源上的限制,增强深空探测器的自主生存能力;另一方面可与地面测控相互补充,共同提高深空探测器的导航精度和实时性。因此,深空探测器自主导航技术受到了国内外广泛的关注,是当今航天科技与应用优先发展的关键技术之一,也是深空探测器自动飞行控制技术发展的趋势。

目前,我国2030年前深空探测总体规划已经完成,第一阶段的火星探测任务实施已经启动。基于此,本文对深空探测器自主导航方法、自主导航关键技术、发展趋势以及方案设计等问题进行讨论与分析。

深空探测自主导航方法

天文导航。天文导航是以已知星历的自然天体作为导航信标,利用光学导航敏感器对导航信标进行成像,通过图像处理算法对导航信标进行识别定位,根据导航信标的星历信息或特征信息,结合光学导航敏感器的内外参数,提供高精度的惯性视线指向,从而进行载体姿态位置确定的一种导航定位方法。天文导航无需地面无线电设备参与,自主性、安全性和隐蔽性强,对行在深空中无法依赖地面测控的探测器而言,有着得天独厚的应用环境。根据观测天体信息的不同,天文导航可分为基于太阳和行星天文导航以及基于小行星的天文导航两种。

(1)基于太阳和行星天文导航。利用太阳和行星进行自主导航是最为成熟的天文导航方案。将太阳和行星作为导航信标,确定探测器导航参数。由于太阳和行星在任意时刻的位置可根据星历获得,通过探测器上安装的天体敏感器观测探测器与行星之间的夹角、行星与恒星之间的夹角和行星视线方向等,并通过滤波算法即可确定探测器的位置姿态信息。

将太阳和行星作为导航信标,被动接收这些天体自身辐射的光学信息进行导航,太阳和行星在空间的运动规律不受人为改变,从根本上保证了这种导航方式的自主性和可靠性。而且,天文导航可以同时提供导航位置和姿态信息,导航精度高,导航误差不会随时间积累,并且仅利用探测器上安装的天体敏感器件(太阳敏感器、行星敏感器、星敏感器以及红外地平仪等),无需额外增加其他硬件设备,设备简单造价低,便于推广应用。

早在20世纪60年代,美国“阿波罗”登月计划中就已经使用了这种导航方法。1982年美国JPL实验室研制的自主导航系统用于木星的飞行任务,它是利用光学敏感器测量恒星与行星之间的夹角进行导航。2004年JPL研制的“勇气号”火星车,是利用太阳敏感器测量太阳方位角和高度角来进行导航的。

(2)基于小行星的天文导航。小行星是太阳系中类似行星环绕太阳运动的天体,由于其体积和质量比一般的行星小很多,因此称为小行星。利用探测器在飞行过程中遭遇到的近距离小行星进行定位,可以大大提高导航的精度。

基于小行星的天文导航技术中,非常关键的一步是导航小行星的筛选,导航小行星的选择在探测器发射前期就需要完成。首先,利用设计探测器的标称轨道和小行星的星历,筛选出对应时间区间的小行星列表;然后根据绝对星等约束,筛选出满足导航目标亮度要求的小行星列表;之后,根据探测器相对小行星视线方向和探测器当前的期望姿态,考虑到相机的安装位置和可能成像到相机的恒星数,可以给出对应时间区间的可用小行星列表;最后,优化导航小行星列表,保证每个观测窗口对导航小行星拍照所需要的机动时间最小。

基于小行星的自主导航已经成功地应用在了“水手号”“旅行者号”和近期的“深空一号”探测器中。深空一号通过扫描星体和小行星,从而确定自身所在的位置。我国发射的第二颗探月卫星、第二颗人造太阳系小行星“嫦娥二号”,在完成了一系列工程与科学目标,获得了分辨率优于10米月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料,如图1所示。2011年4月1日,嫦娥二号拓展试验展开,在完成绕月探测和日地拉格朗日L2点科学探测任务后,对深空4179号小行星(图塔蒂斯)进行近距离飞越探测。为确定小行星的精确运行轨道,2012年5月至12月,中国科学院国家天文台兴隆站、紫金山天文台盱眙站和云南天文台丽江站等3个台站参与了4179号小行星观测任务,共获得175组高质量观测图像,为复核确认和自主确定小行星的高精度轨道提供了有效数据支持。

基于序列图像的自主导航。基于序列图像的自主导航是利用成像敏感器获取天体表面图像序列信息,通过对该序列图像进行处理分析从而获取探测器的位置、速度和姿B等导航信息。根据所采用敏感器的不同,基于序列图像的自主导航可以分为两类:主动式和被动式。

基于序列图像的主动式自主导航是采用激光雷达主动成像敏感器感知探测器着陆环境。首先,激光雷达可以直接测量着陆器相对着陆区域的斜距信息,然后将激光雷达测量的数据和着陆器当前位姿估计结合,生成数字高程图。最后,利用相关性方法或模式匹配方法,将获得数字高程图与着陆器存储的参考地形库进行比对,从而得到着陆器的绝对位姿估计。

相较于主动式导航,以光学相机为敏感器的基于序列图像的被动式导航也是深空探测着陆过程中非常有效的一种自主导航手段。由于探测天体的表面分布着大量形状各异的陨石坑、岩石和纹理等天然陆标,利用这些路标图像信息能够获取完备的探测器位置和姿态信息。

2000年美国NEAR小行星探测器首次进行了采用陆标光学图像的导航。2004年美国的“漫游者”火星探测器通过下降图像运动估计系统(DIMES),在着陆过程中通过跟踪3幅序列图像中的相关图像块,实现对探测器水平方向速度的估计。中国的“嫦娥三号”月球着陆器在接近段飞行过程中,首次利用光学相机观测预定着陆区实现月球软着陆粗避障。

X射线脉冲星自主导航。脉冲星是高速旋转的中子星,是一种具有超高密度、超高温度、超强磁场、超强辐射和引力的天体,能够提供高度稳定的周期性脉冲信号,可作为天然的导航信标。X射线脉冲星是高速自转的中子星,具有极其稳定的周期性,被誉为自然界最精准的天文时钟,特别是毫秒级脉冲星的自转周期稳定性高达10-19-10-21,定时稳定性为10~14/年。利用X射线脉冲星导航能够提供10维导航信息,包括3维位置、3维速度、3维姿态和1维时间。将脉冲星作为导航星,在全太阳系可见,不存在任何遮挡问题,并且也没有人为的破坏与干扰,是一种绝佳的导航星。因此,脉冲星能够成为人类在宇宙中航行的“灯塔”,为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航信息服务。

基于脉冲星的自主导航原理是:探测器飞行过程中实时接收空间中不同方向的脉冲星X射线信号,并测量到达光子的时间、强度、流量和相对于探测器的方位,再对比星上保存的脉冲星星图,利用导航算法获取探测器的位置速度和姿态等信息。图2为脉冲星导航原理示意图。

1976年,搭载X射线探测器的Ariel-5天文观测卫星发现了首颗X射线脉冲星,目前发现和编目的脉冲星已经有2000多颗。美国1999年搭载X射线探测器的ARGOS卫星发射升空,用于导航方案的实验验证。2004年初,美国提出了《基于X射线源的自主导航定位验证》(XNAV)的预研计划。2013年,欧盟启动了利用脉冲星信号为进行实时导航和精确授时的项目研究计划。我国在X射线探测上也进行了多方面研究。2016年11月10日,我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭,成功发射了脉冲星试验卫星。该星主要用于验证脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累在轨试验数据,为脉冲星探测体制验证奠定技术基础,这也是世界上首颗脉冲星导航试验卫星(XPNAV-1)。我国后续还计划用5~10年的时间,建立精确的脉冲星导航数据库。

深空探测自主导航的关键技术

量子惯性测量器件。在深空探测任务中,惯性导航系统也是不可缺少的导航方式,尤其在变轨和着陆阶段,惯性敏感器可用于测量探测器自身的转动角速度和受外力产生的加速度,经过导航解算之后可以提供探测器的速度、位置和姿态信息。传统惯性测量器件受体积、精度等的限制,在深空空间辐照、电磁干扰条件下,精度更是难以保证。近几年来,美英科学家提出了基于各种量子效应和微加工技术的新型惯性导航技术,称为量子导航。量子导航的关键器件主要包括原子陀螺仪和原子加速度计。

(1)原子陀螺仪。原子自旋陀螺是利用碱金属原子自旋的拉莫尔进动来实现角速度的测量。原子陀螺仪可分为原子自旋陀螺和原子干涉陀螺两类。原子干涉陀螺与光学中的Sagnac效应类似,经过激光深度冷却以后,原子会产生较强的相干性,物质波属性变得明显,利用这种物质波的干涉可以实现角速度的敏感测量。原子自旋陀螺有两种实现方案:一种是利用双核素法的核磁共振原子自旋陀螺,一种是工作在自旋交换无弛豫态下的原子自旋陀螺。

传统的陀螺仪零偏漂移最好可以小于,而原子陀螺仪的理论精度可达,可以大大提高惯性测量的精度。目前国外已经研制了样机原子自旋陀螺,并正在发展低功耗、小型化的原子自旋陀螺,我国北京航空航天大学也在开展原子自旋陀螺的研制工作。对于原子干涉陀螺而言,体积相对较庞大,稳定性也有待提高,因此后续的工作主要集中在小型化和提高稳定性等方面。

(2)原子加速度计。原子加速度计、重力仪或重力梯度仪也是利用冷原子干涉效应来实现的,因此其发展通常是伴随冷原子干涉陀螺仪的发展始末。其零偏漂移可以小于,比传统的加速度计低5个量级。利用高灵敏度的加速度计感应作用在探测器上的非重力,进而实现对随机扰动的建模或者补偿。

目前高精度的原子加速度计实验样机已经成熟,但是如何从实验室样机到实用的高精度加速度计测量设备、如何减少体积功耗以及成本、如何增强原子加速度计的稳定性是未来研制的重要方向。

X射线探测器。X射线脉冲星自主导航是一种精度极高的自主导航方式,而X射线探测器是脉冲星自主导航系统的关键部分。目前,研制中的X射线探测器主要分为三种,分别为气体探测器、闪烁探测器以及半导体探测器。复杂的深空探测环境以及深空探测任务要求X探测器具有高能分辨率、高时间分辨率、大面积、重量轻、体积小、无需低温制冷等特点。这就需要进一步提高探测器单位面积的探测效率,研究大面积MCP探测器拼接技术,解决碘化铯的潮解问题、缩短镀膜的时间和装配时间,提升探测器的信噪比等。

光学成像敏感器。深空探测自主导航系统对于光学敏感部件的精度和灵敏度较高、体积小,因此对于光学敏感器的光学、结构、机构、热控和杂光消除等有着严格的标准,对于这些关键性技术的改进将会推动深空光学敏感器研发工作。小型化和低成本是未来航天器发展的主要方向之一,因此微小型甚至纽扣式星敏感器必然会出现在未来的探测器中。利用纳米光学技术设计微小型星敏感器光学系统将是未来突破现有星敏感器成像机制的关键研究技术。此外采用新的高性能微型图像传感器,也是微小型星敏感器研究的重点研究内容。在探测器对姿态控制精度要求不断提高的情况下,提高星敏感器姿态测量精度是一项关键技术。采用多视场的光学敏感器感器设计方法,可以在不改变探测星等的情况下减小视场,保证星敏感器的姿态测量精度;提高星敏感器光电探测系统的动态性选用高灵敏度的探测器,减小电路噪声以及在轨高动态情况下杂散光对星敏感器的影响。

在深空探测器对姿态控制精度要求不断提高,对于光学敏感器的体积、光学结构、热控系统等有着严格的要求。为了减小敏感器的体积,实现敏感器的微小型,研制高性能微型图像传感器、利用纳米光学技术设计微小型星敏感器光学系统将是突破现有星敏感器成像机制的关键技术;多视场光学敏感器感器可以在不改变探测星等的情况下减小视场,保证星敏感器的姿态测量精度,也是目前研究的一项重点技术。为了进一步提高星敏感器姿态测量精度和动态性,如何减小电路噪声、如何减小在轨高动态情况下杂散光对敏感器的影响也是亟待解决的关键问题。

自主导航信息处理算法。导航信息的自主获取与处理是实现自主导航与控制的前提。为了提高自主导航系统的性能,必须对获取的各种传感器信息进行合理处理,从而提取高精度的导航信息。对于光学成像测量和图像导航,图像处理是是获取高精度的导航天体信息的核心;而对导航信息的处理,多信息融合算法是提高导航精度的关键。

目前深空探测任务大多应用光学成像敏感器进行观测,光学导航信息的获取与处理是一项核心技术,其主要包括三个方面:图像预处理技术、高精度形心提取技术和亚像素处理技术。图像预处理的目的是去除图像的噪声,保证目标之间的对比度。由于光学成像敏感器自身存在缺陷并且电子设备噪声也会引入图像噪声点,这些噪声点都会改变目标天体之间的强度对比,影响后续的图像处理结果;在星图成像过程中,诸多的噪声因素会影响质心定位的精度,以及星图质心中心的提取精度,这些都会影响敏感器最终的测量精度。

深空复杂环境下,探测器缺乏地面站有利支持,探测精度、可靠性及生存能力受到严重制约,任何单一传感器很难对环境有准确的描述。因此,需要将信息融合处理算法引入到自主导航中,利用多个传感器获得的多种信息特性,从而获得对环境或对象特征更全面、正确的认识。信息融合算法是一种能够同时利用多种观测信息,并通过信息融合将他们有效地结合起来的导航算法。根据对敏感器观测数据处理方式的不同,可分为批量处理算法和递推处理算法两种。

批量处理算法从原理上说是根据某时刻得到的一批观测数据进行反复的迭代运算得到下一时刻的最优状态估计。探测器初始轨道的确定经常用批处理算法,深空1号利用最小二乘的批量处理算法估计了探测器的轨道参数;递推处理算法通过实时观测实现数据实时更新,并通过数据处理得出新的估计数据。该算法通常用在轨道观测实时处理阶段。

自主导航与控制的仿真验证技术。由于深空探测是一项历时久、风险大、成本高的一项大型工程,尤其是一些载人的深空探测任务。因此,在计划实施之前,需要对所设计的导航控制方案的有效性、可行性和实用性进行反复验证,以提高任务成功概率,节约成本,更是对航天人员生命安全的保障。

为了验证所设计的深空探测自主导航与控制方案的有效性、可行性和实用性,必须针对深空天体探测任务的特点,建立完善的地面仿真试验验证系统,也是深空探测自主导航与控制技术能够转入工程实施的基础和前提。这就需要构建完善的星座数据库、模拟探测器的实际飞行运动环境以及构建完善的仿真系统可行度评价体系。

深空探测自主导航技术的发展趋势

提高导航软件的集成化和模块化。深空探测计划中,由于每次发射任务的探测器所要完成的任务不同,一些探测器会经历巡航段、目标捕获段、飞越段、环绕段和着陆段等,而一些探测任务探测器只经历其中一部分A段。这些探测任务特点不同,但是导航手段却有着相似之处。例如提取分析导航信息、解算导航参数、补偿校正误差以及评估导航性能等,所用算法和流程都是相同或相似的。因此,未来高度集成化和模块化的导航软件是发展的必然趋势,这不仅可以缩短研发周期、减少工作量,而且可以降低成本、提高软件的可靠性。

提高小型化传感器的环境适应性。随着深空探测技术的不断发展,空间任务更强调规模化、小型化、高精度、低成本和低功耗。因此,微型化、高精度、高环境适应性是未来的深空导航敏感器的主要发展方向。此外,由于深空环境是复杂多变的,空间中的等离子体、高能粒子、空间辐射及振动、温度变化等空间因素无法准确预测,会直接影响传感器正常工作,因此,提升敏感器环境适应性也是自主导航技术中一个重要的发展方向。

实现多源异质信息融合。随着深空探测器导航技术的发展,越来越多的导航方式被引入,有效的传感器也越来越多,比如星敏感器、摄像机、惯性器件、X探测器等。这些不同传感器测量原理不同、输出的信息频率不同以及输出时间不同步等。多源异质信息融合旨在任何环境下,建立统一的信息融合理论,将这些不同传感器的信息进行融合,甚至实现传感器的即插即用功能。在此基础上,构建复杂环境下的多源异质信息融合性能评估准则,进一步优化融合算法和系统导航方案。

实现故障自动检测。组合导航并不是简单地将各种导航系统集合在一起,而是将所有参与测量的导航系统的输出信息,通过导航计算机,形成了一个有机的整体。通过有效的数据融合手段,校正误差、优化导航结果。深空探测过程中,一些导航设备进入复杂未知的环境之后,有可能会出现故障,从而导致组合导航无法进行。因此,未来的自主导航系统会朝着故障自动检测的方向发展,当系统检测到故障时,自动隔离故障子系统,自主切换组合模,实现系统自我修复,保证导航持续进行,进一步确保深空探测任务的成功实施。

深空探测自主导航方案

根据不同的飞行阶段,深空探测器飞行可以分为发射段、分离段、巡航段、捕获段、环绕段、着陆段、巡视段等阶段,其中发射段距离地面最近,通常采用地面无线电测控技术,不需要自主导航。在其他不同的飞行阶段,由于探测器所处的空间环境不同,因此自主导航所用导航敏感器、观测对象、图像处理方法以及信息融合算法也不尽相同。

分离段。为了及时修正深空探测器入轨偏差,保证后续巡航及交会等阶段的任务精度,需要精确确定探测器从地球停泊轨道逃逸后的轨道姿态运动状态。在逃逸分离段,地球和月球是探测器的最佳导航目标天体,因此分离段的自主导航系统主要采用基于地月及星光信息的自主导航。定姿方面使用星光观测结合惯性元件完成。

巡航段。巡航阶段,探测器运行在地球与探测目标天体之间的广阔空间,与地球及目标天体相距都在104km以上。由于与主要引力体相距遥远,且巡航阶段运行时间长,惯性导航测量仅适用于该阶段姿态确定以及中途修正的机动测量。天文导航和图像视觉导航是满足该阶段全程应用可行的方案,其中天文导航应用范围更广、成本更低,可靠性更高,因此已在多个深空探测任务巡航段飞行中获得应用。巡航轨道附近的行星、小行星甚至彗星都可作为导航观测目标,如深空1号的自主导航方法。

捕获段。在接近目标天体的捕获段,探测器与地球距离远、飞行速度快,持续时间比较短,依赖地面导航方法对深空探测器进行导航在实时性、覆盖性、可靠性等诸多方面受到限制,难以满足探测器捕获段对高精度实时导航的迫切要求。在此阶段,探测器距离目标天体较近,目标天体观测十分方便,因此使用天文敏感器连续摄取目标天体及其周围天体的图像信息,经图像处理后提取天体在敏感器成像面上的质心,结合探测器的惯性姿态和目标天体的星历确定探测器相对目标天体的轨道和姿态,以修正探测器轨道偏差,确保探测器顺利入轨。

环绕段。与捕获段类似,在探测器环绕段中,地面无线电双向时延大,地面基线短,因此依赖地面信号的导航方法无法用于探测器高精度导航。此外,环绕段还受到目标天体背面不可见因素的影响,天文自主导航方法存在导航信息缺失的区间。因此,为了提高环绕段自主导航精度和稳定性,利用探测器飞行动力学作为导航系统递推模型,以目标天体的视半径和中心指向等信息作为天文量测信息,估计轨道参数,从而实现探测器环绕段精确导航。

于1971年5月发射的水手9号火星探测器验证了捕获段和环绕段的自主导航技术。星上摄像机拍摄到的恒星背景下的火卫一和火卫二的科学图像被用于实时导航,帮助探测器顺利完成了火星捕获段和环绕段的导航任务。

着陆段。在深空探测器自主着陆或附着过程中,探测器需要根据目标天体的表面情况,自主选择安全着陆点,因此对探测器导航系统的精度和实时性要求很高。单纯依靠一种导航手段难以满足精度和实时性的要求。在此阶段,对地距离、速度及三维地形图像信息是容易获取的导航量测信息。因此,着陆段以惯性测量单元为核心导航敏感器,配以距离/速度/图像测量信息对惯性导航结果进行修正,可实现探测器精确着陆和自主避障。

我国的“嫦娥三号”自主导航系统就配备了惯性测量单元(IMU)、激光测距敏感器、微波测距敏感器、光学成像敏感器、激光三维成像敏感器,它利用多种敏感器的信息实现了探测器精确软着陆并自主避障。

巡视段。着陆之后巡视器在天体表面运动,开展各项科学探测活动。这一阶段,地面测控站的无线电信息时延大、覆盖范围有限,目标天体表面环境复杂,该阶段对长时间导航系统的自主性、精确性和可靠性要求高,因此,通常采用组合导航的模式。可利用视觉里程计或立体视觉相机,采集周围环境图像,通过图像分析确定环境对象和巡视器的相对位置,并识别障碍物;惯性导航系统同时提供位置速度和姿态,并通过天文敏感器测量一个天体的高度或顶距,可以获得有关巡视器的地理位置。将这三者的信息进行有效融合,就可以确定巡视器的导航参数。

2004年着陆火星的“勇气号”就配备了完善的导航传感器(如图3所示),包括立体视觉相机、IMU、里程计和太阳敏感器,用于巡视器的自主导航、路径规划以及障碍检测。

深空探测是人类开展航天活动的重要内容,也是我国太空战略的重要组成部分。自主导航技术作为深空探测中一项关键技g,是保障探测器安全、提高探测器精度、确保探测任务成功实施的重要因素。随着中国深空探测活动的不断开展,自主导航技术迎来了新的机遇和挑战。以牛顿理论为基础的传统导航观测模型已难以满足高精度观测的要求,广义相对论正在成为高精度大尺度时空计量的理论基础。以基于X射线脉冲星的自主导航、视觉导航以及基于原子量子效应的高精度惯性导航技术为代表的新型自主导航技术正在快速发展。因此,把握时机,加快自主导航的研究步伐,攻破技术难点,才能为我国深空探测事业做好技术储备,全面提升我国太空力量,为走向太空奠定坚实的基础。

参考文献

韩鸿硕、李静,2008,《21世纪NASA深空探测的发展计划》,《中国航天》。

刘基余,2009,《略论航天器自主导航的技术途径》,《遥测遥控》。

张纪生,2002,《我国近地航天器实现自主导航的几种可能途径》,航天测控技术研讨会。

魏二虎、李冠、刘经南等,2009,《脉冲星用于深空探测器导航定位及授时的探讨》,《测绘地理信息》。

邹宏新,2014,《新一代惯性导航技术――量子导航》,《国防科技》。

梁斌、朱海龙、张涛等,2016,《星敏感器技术研究现状及发展趋势》,《中国光学》。

宁晓琳、吴伟仁、房建成,2010,《深空探测器自主天文导航技术综述》(下),《中国航天》。

黄显林、姜肖楠、卢鸿谦等,2010,《自主视觉导航方法综述》,《吉林大学学报》(信息科学版)。

关于航空航天的论文篇(6)

1.1集中优势,补弱固强

在教学过程中,每学年开学前,教研室主任和教学组长,根据教学对象的不同,集中优势教学资源、汇聚精干力量,选定任课教员。并安排年轻教员试讲,全体教学组对年轻教员的试讲提意见、挑“毛病”,确保教学水平。在课程教学过程中,要善于找准理论与实际的结合点,理论课上以案例分析为主线讲解内容;实习课上以理论回顾为主线体验实践,并适时调整实习课的教学内容及其与理论课的衔接过程,确保教学工作的正确性和科学性。

1.2全面学习,强化自身

自身素质的提高应引起全体教员的高度重视。要求年轻教员,尤其是以前未接触过航空航天医学知识的非现役教员、带教实习课的研究生,进教研室当年不参加大课和小课教学,只作为辅讲教员随堂跟听每一位教员的授课。同时要求不仅学习本专业相关的专业知识,还要系统学习航空航天医学专业的各门课程。对于有教学经验的教员,在平时的授课中要充分准备,并在教案中体现教员本人对本次教学内容最新进展的掌握情况,在提高教员专业水平的同时,确保提高教学质量。

2努力提高“师资储备”能力,确保丰富教学形式

基于专业课教学“练为战、学为用”的特点,教学方向问题尤为突出。教员必须始终把好转变部队战斗力生成模式,提高学员任职能力的方向。然而由于编制体制调整,教研室教员数量太少,同时部分同志出国留学、不在岗,造成主讲教员人数偏少,且有职称断层现象。只有提高师资力量的储备能力,才能圆满完成教学任务。

2.1处理好“内”与“外”的关系

各教研室每学年开学前,会根据教学对象和教学内容,外请本学科专家前来做专题讲座。如教学对象为本科学员,对航卫保障工作一片空白,则外请专家多为常年工作于航空兵部队的航空军医、卫生队长和场战医院院长等。如教学对象为进修生,他们大多来自一线航卫保障岗位,则外请专家多为专业研究人员或空军医学研究所的同行专家。这一举措弥补了“内”部人员不足的矛盾。

2.2处理好“专”与“兼”的关系

军事航空医学需要研究高性能战斗机飞行人员的卫勤保障问题。近年来,教研室从实际出发,与对口航空兵部队在自愿的基础上建立院校教育和部队训练相结合的协作关系。选取工作正规、制度健全、业务建设较好、卫生工作基础好、卫生人员素质较高的航空兵部队具有相应的航卫保障专业知识和组织指挥能力的卫勤领导和能够担负教学任务的航空卫生保障工作的相关人员担任教研室的兼职教员,按照教学计划,完成一定学时的教学任务。由于他们有较丰富的航卫工作经验和一定的组织能力,并具有相应的学历和资历,对他们的课堂教学效果,学员们反映良好。通过“专”业教员与“兼”职教员相结合,使课堂教学异彩纷呈。

2.3处理好“教”与“研”的关系

在教学布局上,教研室着眼于提高学员的综合素质和能力,精心设计教学板块和专题,在教学中注重将创新理论、本专业研究进展与教学工作有机结合,增强学员分析解决问题的本领。在完成教学计划的前提下,按照研究生工作安排和科研进展,有目的地选择对本课程感兴趣又学有余力的学员组成课外科研小组,由教研室内学校评定的本科生早期接触科研导师指导,进行文献查阅、撰写综述和课外科研实验等活动;参加研究生开题报告、中期汇报和论文答辩,扩大教学内容。由于“教”学与科“研”工作的有机结合,不仅丰富了教学内容,而且可利用学员的新颖思路和创新思维推动本学科学术研究工作的开展。

3努力创造“良好氛围”能力,确保促进教学工作

3.1发挥工作动员优势

航空航天医学系在每学年的教学正式开始前都会组织开课动员,提高教员的教学热情和学员的学习热情。教研室也会因时因地进行教学动员,备课、集体讨论。并通过先进教学个人、优秀教案等评比,激励教员人人争先进,个个当标兵。

3.2运用先进教研室成功经验

学习先进典型,是激励教员的强大动力。教研室通过定期组织教员跟听其他先进教研室优秀教员的课堂听课,学习他们的授课方式和特点,并在教研室内部建立必要的会议制度,进行学习体会交流,进一步制定符合本门课程教学的工作计划和方案,使教研室自身的课程教学有所突破,保证课程质量稳步上升。

4努力提高“教学保障”能力,确保教学任务的需求

教学任务的圆满完成,要求各级教学相关部门树立“以学员为本”理念,建设高效的保障机制,全面保障任务需求。对于教研室和教学组而言应该从以下做起。

4.1确立理论与实践相统一的思想

多年来,我教研室积累了大量航空兵场站航卫保障工作的录像片,为学员理论知识联系工作实际提供了不可多得的视频教材。使学员掌握航空航天医学各相关学科的知识结构,并能应用于实际工作。通过理论学习与视频教学相结合,提高学员的知识运用能力,并可满足航空兵部队第一任职的需要。

4.2探索从工作实际出发的途径

航空航天医学专业课是在学员即将进行实习,来年步入工作岗位的时机开展的,其学习目的是为了将来在航卫保障中能够发挥作用。因此,教学工作应该从适应航卫保障工作的角度去完善。实习课为学员提供动手操作、贴近实际工作的机会,教研室教员渊博的专业知识、熟练的操作技术,会使学员们受到极大鼓舞。外请专家、兼职教员丰富的工作经验和对航卫工作的敬业精神,使学员受到了潜移默化的教育,从而提高了学员对基层航空卫生保障工作的热情。

关于航空航天的论文篇(7)

20中图分类号: F562 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08 (b)-0000-00

15中国通用航空高峰论坛虽已结束许久,大家对于通航产业的殷切关注却并未消散。中国通用航空产业自1952年建立第一个通航飞行队开始,一直保持着高速发展的态势,无奈受多种原因限制,至今中国通航产业仍处于起步阶段,不能满足我国经济发展的需要,难以为建设社会主义和谐社会提供强有力的经济支撑,也远远落后于美国欧洲等发达国家。

究其原因,主要有以下三点:

a) 空域管理体制与通航发展难以协调

飞机要飞,首先得有飞行的空域,但我国现行二元化的空域管理体制极为严格,夸张点说,离地三尺就要打报告,“上天路”荆棘密布。现行的《通用航空飞行管理条例》、《民用航空法》、《飞行基本规则》都充分的体现了我国对通用航空活动审批很严。规定中明确指出通用飞机要上天必须满足三个条件:一是需要名航局颁发的飞机适航许可证;二是飞行员务必拥有飞行驾照;三是要经有关部门批准了飞行申请方可起飞。试想,即使满足了前两个条件,飞一趟要提前很多天计划申请,要通过军方,民航好多部门的层层审核,各个单位层级挨个作揖通报,按照批准权限,经批准后方可飞行,这种复杂繁琐的审批过程直接抑制了通航产业的发展和积极性,丧失了通航具有的快速便捷省事的行业特点。

b) 机场数量太少,不能满足市场需求

通航飞行目前是“不让起飞”,飞起来了却又“下不了地。其实早在2010年,中国的通用航空机场建立了400多个,但因为多年来通航发展不起来,建了机场也白建,使得机场数量逐渐下降。而且我国通航机场分布极为不均匀,绝大多数机场位于华北、华东、东北,地广福源的西部地区机场却很少。再来,通用航空机场想要建立,要经过严格的审批制度,符合法律规定的布局和标准,再经有关部门批准。但悲催的是目前我国通航机场的审核办法是依照建设航空运输机场的标准实行的,审批标准过高,周期过长,不符合通航产业发展的特殊需求,严重影响到政府及企业对于建设机场基础设施的热情。最后,尽管通航机场建设的成本低、投入小、工期短,但也是需要跑道、安保、安检、消防、机务、维修等一系列的基础设施,仅仅让通航公司一个个建立完善,恐怕根本负荷不来。就说美国,85%建设费用来自联邦政府,10%来自地方政府,只有5%由企业提供。相比之下,我国政府对公共通航机场的投入扶持太有限。以上种种原因,造成了我国目前通航机场的不发达,无法形成完善的机场网络体系,限制了通航产业的发展。

c) 通航人才紧俏,陷入缺失窘境

俗话说“天时不如地利,地利不如人和”,通航产业迟迟迎不来自己的春天,虽与“上天难”和“无地落”的政策法规有莫大(博客,微博)的关系,但缺乏专业技术人员,人才结构不尽合理,高端管理人员严重短缺,培养投资人才资源不足等“人不和”因素也是限制通航发展的重大根源。

先从从业人数上来说,据资料显示,美国拥有近120万名飞行员,而作为有13亿人的泱泱大国,我国只有不到4万的飞行员,其中有2.5万还是在商用航空工作。预测未来10年通用航空飞行员缺口将超过15000名,可见我国专业人才缺口极其的大。除总量不足外,我国通航人才就业结构也并不合理。来自部队或者民航公司的人占了通航人员总数的50%以上,而高层次、专业化、国际化的管理人才只占极少的部分,造成了人才频繁跳槽被挖,就业形势颇为混乱的情景。最后,我国培养通航飞行人才的硬件条件不足。目前市场上形成了重民航,轻通航的传统,使得培养通航人才的机构少,规模小,具有垄断体制。像中国民航飞行学院单一所飞行培训学校,2015年运营飞机数量(220架)占到全国剩下高校加起来总和的五分之三。另外,国内大部分培训学校都没有培养通航飞行员的项目,且多是“绑定销售”,毕业了直接分配到各大民航公司,这也是致使通航业缺乏高精尖技术人才的原因。因此,航空培训步伐缓慢,举步维艰,滞慢了我国通航业发展的步伐。

纵使中国通航产业进步缓慢,看似进入了瓶颈期,但在国际大背景下,中国的通用航空整体上保持了持续、快速的发展趋势。之所以这么说,是因为受2009年全球经济危机影响,全球通航市场近几年虽有所复苏,但增长乏力。相对应的,中国坚持走社会主义道路,经济一直迅猛发展,通航市场也是异军突起。2012-2014年,年增长率超过20%。

在2015中国通用航空高峰论坛上,北京航天航空大学通用航空产业研究中心主任高远洋如是说:“全球有超过10%的新出厂通用飞机被交付到了中国,目前中国正成为全球通用航空最为重要的新兴市场。” 中国民航局运输司通航处处长靳军号介绍,“截至今年10月,中国通航企业数量已达271家,机队规模2168架,通航机场及起降点310个。中国通航企业总体处于盈亏平衡状态,盈利的企业占30%多。”

为了促进中国通用航空稳步健硕的发展,适应市场快速增长的需求,2015中国通用航空高峰论坛指出未来,通航产业还需进一步“松绑”,用创新和改革冲破发展制约。

《低空空域管理使用规定》已于今年秋季上报决策部门,顺利的话,将在年内正式下发。目前,我国33%的1000米以下的低空空域已从全域管制改为按管制、监视、报告三类不同属性管理。新规定实行以后,定会在政治层面上有重大突破,继续深化改革,更有效地利用低空空域资源,拉动上下游产业链的快速发展。

在“十三五”期间,全国要新建近500个通用机场,这就要求国家政府合理规划机场建设,打破过去依照民航机场建造通航机场的固有思路,树立符合通航实际使用要求的理念,降低机场建设成本,完成庞大的通航机场建设任务,为通航产业发展铺好路,架好桥。

根据规划,到2020年,我国将拥有800个通用机场,按照通航产业就业带动比1:12,那么到了2020年,我国需要的通航人才为2-3万。因此,重点培养通航人才,增强就业人员的可塑性,举办非学历管理培训等等孕育人才计划都应该被列为发展通航的重中之重。

最后引用高峰论坛上高远洋的话:“政策信号十分明确:低空开放、支持通航发展。我们判断,未来三十年全球通用航空仍将继续得以迅猛发展,中国通用航空大发展尚需1-2年,目前正处于一个重要的布局期和产业准备期。”因此面对暂时低迷的全球通用航空市场,中国应该变“被动跟踪”为主动引导,掀起通用航空飞机、发动机、机载、空管、运营、服务的技术大变革。

参考文献:

关于航空航天的论文篇(8)

所谓优化,是指运用最有效的科学知识和最先进的计算机技术,加之对优化模型的解读,进而得出最合理的方案。目前,优化理论与技术已经被广泛的应用到航空领域的各个方面,尤其是在航空制造企业当中,优化理论技术已经成为最受关注的内容,并且为促进航天事业的发展发挥着巨大的促进作用。

一、优化理论与技术在航空制造领域的应用

(一)在制造前期的应用

伴随着科学技术的巨大进步,我国的航空制造企业已经不同于传统的机械制造企业,它将许多尖端的高新技术融为一体,形成了一种新的生产技术。这种新型的生产技术中包含了电子学、信息学、机械化、管理学、生物学等等多种高新技术,因而具有极其复杂的特点,仅凭人脑或是现有的技术难以保证航空制造企业的快速发展,基于这一要求,引进了一种优化理论与技术。这种优化理论与技术在航空企业进行生产的过程中,在产品设计、加工和装配、管理等过程中都发挥着巨大的作用。

在航空制造企业生产前期,优化理论与技术能够为产品设计提供大量的数据和信息,尤其表现在设计产品的规格、功能等方面。优化理论与技术能够充分结合产品生产的总要求,并按照这一要求,帮助设计人员找到最合理的设计要求,对产品的各个功能、结构、规格都进行细化和分解,并将这些细腻的要求进行合理的组合,为设计人员提供最有价值的参考,真正实现生产前期对产品设计的优化。

(二)在生产过程中的应用

对航空制造企业来说,他们进行生产的最终目的就是为了获得经济效益,而想要获得最高的经济效益就要从所生产的产品入手,主要包括产品的质量、成本以及生产工期三个方面。在生产前期,优化理论与技术能够有效的为这三个方面提供数据分析和预测,那么,在产品生产过程中,优化理论与技术又是如何发挥其作用的呢?

在航空制造企业生产过程中,优化理论与技术的作用主要表现在对产品生产的管理和控制上,包括对产品的质量、生产成本以及生产的工期等方面。优化理论与技术能够对产品的质量、生产成本和生产工期进行有效的控制,生产人员通过对这些数据和信息的分析,并且严格按照优化理论与技术提供的数据参考进行生产和制造,进而生产出科技水平和质量含量非常高的航空产品。另外,优化理论与技术还能够对产品生产的成本和所需要的时间进行准确的估计,这不仅能够为航空制造企业提供有效的成本和工期控制,同时还能减少生产过程中不必要的成本和工期消耗,为航空制造企业节约资源,提高经济效益。

二、优化理论与技术作用下的航空制造领域前景

近些年来,世界航空领域的发展可谓是突飞猛进,我国的航空市场竞争力也朝着愈演愈烈的趋势发展,那么如何在这激烈的市场环境中占据一席之地,就成了各航空企业急于解决的问题。

我国的航空制造企业的发展面临着巨大的发展压力,但激烈的市场竞争同时也为航空制造企业带来了空前的机遇。传统的航空制造技术已经无法满足现实的航空领域发展需求,这就需要航空制造企业在进行生产制造时充分的运用优化理论与技术,并在优化理论与技术的指导之下,生产出高质量、低成本、短工期的航空产品,不断提高航空制造企业的经济效益和市场竞争力,促进航空制造企业的健康快速发展。

我国的航空制造企业已经经历了五十年的发展历程,并且在这五十几年中已经形成了一定的基础和规模,但是在研发高科技高质量的航空产品、批量生产等方面还存在许多不足之处,需要完善、改进和提高。同时,与发达国家的航空事业还有很大的差距。

为了满足航空产品的发展需求,追赶发达国家的发展脚步,我国的航空制造企业必须充分的运用好优化理论与技术,并且在优化理论与技术的指导下不断生产出性能更佳、质量更优、成本更低、工期更短、可靠性更强的航空产品。只有这样,才能促进我国航空制造企业的高速发展,为我国航天事业的整体发展水平提升一个新的台阶。因此,我们有理由相信,在优化理论与技术的指导之下,我国的航空制造企业将会稳步前进,立足中国航空市场,进而向世界航空市场进军。

总结:

优化理论与技术将传统的只进行部分环节优化的系统,做了进一步的补充和完善,进而使系统达到了整体的优化,这使其在航空制造领域的应用越来越广泛,并且发展的速度也存在越来越快的趋势。并且,相信在不久的将来,优化理论与技术还会在航空制造领域产生更加重要的影响,为我国的航空事业健康快速的发展提供有效的支持和保障。(作者单位:西安航空基地管委会)

参考文献:

[1]李福娟,王鲁平,刘仲英.优化理论与技术在航空领域的应用[J]计算机应用与软件,2004(05).

关于航空航天的论文篇(9)

1989年国外媒体流传着一份美国宇航局的内部文件。这份文件是美国宇航局在航天飞机飞行期间让航天员进行性实验的总结报告的内容摘要。

报告说,目前美国国际空间站上已经有很多夫妻航天员在站上工作,这就提出一个问题,如何让这些夫妻航天员在太空失重环境下仍然能过正常的性生活。为此,美国人在航天飞机飞行期间进行了这方面的实验。

这份实验报告一经在互联网上公布,立即遭到美国宇航局的否认,认为这是一份伪造的实验报告。申明美国宇航局从来没有在太空进行过有关性的实验,不仅现在没有,过去没有,将来也不会有。

美国宇航局并不禁止航天员之间发生性关系,但是当问美国航天员在太空有没有这种经历时,无论男女航天员都闭口不谈。客观地说,美国宇航局对太空中的性问题一般都是采取十分严肃和谨慎的态度,从不给猎奇者有任何空子可钻。

相比之下,俄罗斯航天局的态度就开放得多。

生物医学问题研究所是俄罗斯研究航天医学和生物学的主要机构,几十年来一直从事太空性问题的研究。该所的研究人员发现,太空中的性是个复杂问题,人的行为受其动机支配,人的中枢神经系统总是指向一个主要奋斗目标。有些人将性作为一个目标,而且有专业知识和远大理想的航天员不需要用性来缓解自己的心理压力,他们在太空没有时间来想性,而是一心一意要完成航天任务。在太空有时间来想性和需要性的人主要是太空游客。他们还认为,在未来的载人航天中如果有机会让夫妻航天员一同上天当然是件美好的事情,他们会在天上过性生活。俄罗斯太空医生还认为,未来的航天飞行可能时间很长,长期的禁欲对航天员的身心健康未必不产生负面影响。

波利亚科夫曾经是一名俄罗斯航天员,现在是生物医学问题研究所的副所长,1994~1995年曾在太空飞行438天。关于太空性实验问题,他认为最大的障碍是女航空员可能会怀孕,因为我们至今仍然不知道航天飞行中的失重和宇宙辐射对胚胎的遗传结构有何影响。在这个问题弄清楚之前,从道义上讲,没有权利拿人做实验。

一位俄罗斯太空女医生说,太空中性问题的严重性被夸大了,她认为,这个问题主要取决于个人心理状态。她也不相信在太空需要特殊的技术训练。她说,对于今天的男女来说,失重不会成为太空的绊脚石。她最后说,人们过高地估计了生活中性的作用,人们不应该只想着性,而应该多想着爱,只要有了爱,事情就会顺理成章。如果两个人是真心相爱,无论是在地面上还是在太空中,没有什么东西能够阻挡他们过和谐而美满的性生活。

关于航空航天的论文篇(10)

一、 较高的智能水平

较高的智能水平是航天员能够熟练掌握与航天有关的理论知识和精确无误地进行飞行技能操作的必备基础。具体包括,认知(注意力)能力、操作能力、空间定位能力及感官协调能力。

航天员需要学习相关基础理论,从一般文化课程包括人体解剖生理学、高数、物理学到天文学、空气动力学、创舱系统等与航天系统有关的课程。同时,航天员要掌握一系列航天专业技术:科学实验,对航天器进行连接(手动交会对接)以及出舱活动等操作性任务。这些往往都以较高的智能水平为依托。

二、符合职业需求的个性倾向特征

1、超常的情绪稳定性

情绪具有动机和组织的功能。也就是说,情绪能够激励人的活动,提高效率。研究表明,中等强度的愉快情绪有利于提高认知活动的效果。因此,稳定的情绪对航天员顺利执行太空环境中复杂环境中的各项任务具有重要作用。

2、 正确的个人动机

动机是由目标对象激发出维持个体活动的一种内部动力,对行为具有激活、指向和维持调整的作用。成为航天员需要面临多种在常人看来难以达成的任务标准,同时这个职业要求航天员的动机受任务驱动,如热爱飞行事业、而非个人成就如物质利益驱动。这样才能培养航天员健康的竞争意识,激发出积极向上的行为。

3、 高水平的自我效能感

自我效能感是指个体对自己是否有能力完成任务的期待。自我效能感高的个体认为自己有可以成功完成任务。太空环境复杂,失重、太空辐射等特殊因素多,能否在不确定的变数中时刻保持高度自信,即便是在太空中遇到未知问题的情况下,仍能坚信有能力逃脱威胁环境,是对航天员心理素质的巨大考验。

4、 超强应激管理能力

航天员在进入太空的过程中要经历超重的过程,承受着多出自身重力几倍的巨大载荷。当进入太空后,则处于失重的状态,这时会引起血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。此外,航天员需在狭小、封闭和隔绝的环境中工作,时刻体验着异乎寻常的应激源。这些太空环境所带来的风险,要求航天员具备较强的应激管理能力和超强的耐受力,用坚强的意志力去克服太空失重、超重及其他复杂环境带来的生理和心理上的考验。

5、 独立应对问题的能力

每位航天员各司其职,都有自己的任务工作需要完成。加之,太空环境变换莫测,不可能会有充裕的时间留给航天员去求助他人,因此航天员应具备在危及情况下独立完成任务、问题解决和客观决策的能力。

6、 较强适应的能力

由于太空环境不同与地球,这就要求航天员进行灵活转变,包括生理和心理上的再适应过程。在极端太空环境中,保持生理心理上的不失调,以最短的时间进入工作状态。

三、 建立群体归属感

1、 飞行成组的高凝聚力

飞行乘组是长期开展航天事业的有机组成部分。较高的集体群体相容性、凝聚力或团队精神有助于提高一个整体的力量。“1+1+1=?”刘洋的回答是:“在天宫一号内进行空间实验时,3名航天员要身兼数职,不仅是操控飞船的航天员,还是照料飞行器的工程师,另外还要担当空间实验任务的专家,所以这时候1加1再加1就要远远大于3了。”这就是团体的作用。

关于航空航天的论文篇(11)

随着社会的进步和家长观念的改变,越来越多的学校正从唯分数论的应试教育向注重学生兴趣与能力培养的素质教育转变,特色教育成为很多学校致力建设的重点方向。而集科学、实践等于一体,以航模为代表的科技目则是很多学校建设特色学科的首选。然而,师资力量匮乏、缺少经验丰富的科技老师成为困扰很多学校开展科技教育的主要障碍。