時間:2023-09-20 18:13:13
引言:易發表網憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇航空航天科學技術范例。如需獲取更多原創內容,可隨時聯系我們的客服老師。
ISSN Print: 2473-6708
ISSN Online: 2473-6724
Aims & Scope
Advances in Aerospace Science and Technology (AAST) is an open access journal. The goal of this journal is to provide a platform for researchers and practitioners all over the world to promote, share, and discuss various new issues and developments in all areas of Aerospace Science and Technology.
All manuscripts must be prepared in English and are subject to a rigorous and fair peer-review process. Generally, accepted papers will appear online within 3 weeks followed by printed hard copy. The journal publishes papers including but not limited to the breakdown of topics in 4 Dimensions: 1. Classification, 2. Life Cycle, 3. Usage, 4. Perspective. See below:
Dimension 1: Classification – Aeronautics, Astronautics, Aerospace Sciences
Aerospace is by definition broken down in Aeronautics and Astronautics. In addition different Aerospace Sciences have to be differentiated which have an application to both – air AND space.
Aeronautics
Aircraft
o Manned Aircraft (powered)
§ Heavier than Air Vehicles
- Fixed Wing Aircraft (subsonic, supersonic, transonic and hypersonic)
- Rotorcraft (helicopter, autogyro, gyrodyne)
§ Lighter than Air Vehicles
- Airships (blimps and Zeppelins)
o Unmanned Aircraft (powered)
§ Unmanned Aerial Systems (UAS)
§ Missiles
o Unpowered Flight
§ Gliders
§ Kites
§ Balloons (moored and free)
o Human Powered Flight
o Animal Flight
Aircraft Construction and Design
o Overall Aircraft Design (OAD)
o Airframe
§ Fuselage
§ Wing
§ Tail
§ Undercarriage
o Engines / Propulsion
§ Piston Engine
§ Turboprop
§ Turboshaft
§ Jet
o Systems
§ Avionics
- Aircraft Avionics
- Mission Avionics
§ Utility Systems
- Secondary Power Systems
- Protection Systems
- Cabin Systems
- Fuel Systems
- Flight Control Systems
- Landing Gear Systems
Air Transportation
o Airport Planning, Operation, Management
§ Airside
§ Landside
o Airline Planning, Operation, Management
§ Fleet Planning
§ MRO Management and Spares Logistics
§ Flight and Ground Crew Management
§ Marketing
§ Airline Partnerships
§ Airline Finances
o Air Traffic Management (ATM)
§ Air Space Management (ASM)
§ Air Traffic Flow Management (ATFM)
§ Air Traffic Services (AIS)
- Air Traffic Control (ATC)
- Flight Information Service (FIS)
- Alerting Service (ALRS)
Aeronautics and Society
o History of Aeronautics
o Aviation Law
o Aviation Accident and Incident Investigation
o Environmental Aspects of Aviation
Astronautics
Spacecraft
o Launch and Reentry Vehicles
o Satellites
o Orbital and Mission Spacecraft, Space Stations
Spacecraft Construction and Design
o Overall Spacecraft Design
o Structures
o Propulsion
o Systems
§ Astrionics
§ Utility Systems
§ Photovoltaics
o Payload
o Space Suits
Spacecraft Operation
o Ground Infrastructure
o Space Infrastructure and Robotics
Astronautics and Society
o History of Astronautics
o Space Law
o Space Debris
o Aerospace Philosophy (mostly space)
Aerospace Sciences (for Air and Space)
Aircraft and Spacecraft Design
o Interior and Exterior Design
o Multidisciplinary Design Optimization (MDO)
Materials and Lightweight Structures
o Strength of Materials and Structures
o Aeroelasticity and Structural Dynamics
o Manufacturing
Fluid Dynamics and Thermodynamics
o Experimental and Numerical Aerodynamics (CFD)
o Thermal Management
o Acoustics
Flight Mechanics and Flight Guidance
o Aircraft Performance
o Aircraft Stability and Controls
o Navigation
o Astrodynamics
o Flight Simulation
o Flight Testing
Avionics and Mission Technologies
o Remote Sensing and Data Transmission
o Data Processing and Automation
o Software Engineering
Sciences applied to Aerospace Systems
o Heating, Ventilation, Air Conditioning and Refrigeration (HVAC&R)
o Mechanical and Electrical Engineering
o Human Factors and Ergonomics (HF&E)
o Hydraulics and Pneumatics
o Kinematics
o Sanitation
Systems Engineering and Management
o Air and Space Economics
o Security, Safety, Reliability and related Human Factors
o Project and Quality Management
o Airworthiness, MRO
o Documentation and Knowledge Management
Air and Space Medicine
Dimension 2: Life Cycle
Aerospace products during their whole life cycle from research, development, design, production, operation, maintenance, repair, overhaul (MRO) up to end-of-life.
Dimension 3: Usage
Civil and military usage is considered for air and space. For e.g. aeronautics we consider:
Civil Aviation
o General Aviation
o Scheduled Air Transport
o Non-scheduled Air Transport
o Experimental Aviation
o Model and Scaled Aircraft
Military Aviation
o Combat
o Noncombat
Dimension 4: Perspective, Background, Economic Sector
Authors from all economic sectors are welcome. AAST papers should not only reflect a single background but eventually the whole spectrum of perspectives from all sectors. These sectors are:
Private Sector
o Primary Sector: Extraction of raw material
o Secondary Sector: Manufacturing (Original Equipment Manufacturer, Tier One, Tier Two, ...)
o Tertiary Sector: Services (Operator, Maintenance Organization, ...)
Public Sector
o State-Owned Corporation
o Government Agency
o Research Establishment
o University
§ Research
§ Teaching
Civic Sector (NGO, NPO, ...)
General Public (Passenger, Consumer, ...)
We are interested in:
Original Research Papers.
Comments where an author can present an idea with theoretical background but has not yet completed full research needed for an original paper, likewise a useful method, a small finding or discovery.
Reviews in all aspects of Aerospace Science and Technology.
英文名稱:Chinese Journal of Aerospace Medicine
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中華醫學會
出版周期:季刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1007-6239
國內刊號:11-3854/R
郵發代號:自辦發行
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1990
期刊收錄:
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽:
聯系方式
英文名稱:Acta Aeronautica Et Astronautica Sinica
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國航空學會
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-6893
國內刊號:11-1929/V
郵發代號:82-148
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1965
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
第二屆全國優秀科技期刊
聯系方式
期刊簡介
航空航天技術是信息、能源、制造等綜合性尖端技術的集合,是一個國家綜合科技實力的象征和衡量標志,在國家的軍事國防中起著中流砥柱的作用。近幾年“神舟”系列載人飛船的成功飛行,以及我國首架具有自主知識產權的噴氣式支線飛機ARJ21總裝下線等,引發了人們對航空航天技術領域的極大關注,而航空航天類專業更是吸引了不少同學和家長的眼球,被同樣懷揣飛天夢想的考生所追捧。
學科優勢助推人才起飛
航空航天類專業主要研究飛行器的結構、性能和運動規律,培養如何把飛行器設計制造出來并送上太空的工程技術專業人才。從狹義上講,航空航天類專業包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器環境與生命保障工程、探測制導與控制技術等主體學科專業。然而,無論是飛機還是航天飛行器,都是綜合科學技術的結晶,涉及材料、電子通訊設備、儀器儀表、遙控遙測、導航、遙感等諸方面。因此從廣義上講,材料科學與工程、電子信息工程、自動化、計算機、交通運輸、質量與可靠性工程等都是航空航天技術不可或缺的學科專業。隨著航空航天事業的迅猛發展,近年來又催生出航天運輸與控制、遙感科學與技術等新興專業。
航空航天類專業對同學們的要求是“厚基礎、強能力,高素質、重創新”。同學們要學習和掌握航空航天技術的基礎理論和知識,接受航空航天飛行器工程方面的系統訓練,通過各種實踐性教學環節,可具備堅實的理論基礎,良好的實踐能力和分析、解決問題的能力,以及創新能力。畢業生在數學、物理、力學、計算機等方面的基礎比較扎實,在邏輯、分析、空間想象力、推理等思維上優勢明顯,知識面寬,適應力強,發展潛力大。本科畢業生考取研究生的比例很高,申請國外大學獎學金的成功率也較高。
有同學認為航空航天類專業就業覆蓋面窄,如果畢業后不能進入航空航天類企業,就很難找到專業對口的工作。其實不然,航空航天高科技輻射國民經濟各個部門,航空航天類專業扎實的工程技術理論與實踐基礎平臺,促成了其拓展性寬、應用性強、適用面廣的專業特點。可供畢業生選擇的對口職業有很多,如飛行器設計、制造人員,科研機構研究人員,國防部門研究管理人員,各級政府部門負責航空航天相關工作的研究管理人員,民航企事業單位的技術管理人員等。畢業生不僅可從事航空航天等領域的設計、制造、研發、管理等工作,還可在民航、船舶、能源、交通、信息、輕工等其他國民經濟領域施展才華,像微軟、IBM、貝爾、方正、海爾等知名企業都曾紛紛到航空航天院校招賢納才。很多民用部門也都點名要航空航天類專業的畢業生,認為他們基礎扎實、學以致用。
行業繁榮點燃人才需求
航空航天科技工業是知識密集和技術密集的高技術領域,航空航天技術的廣泛應用影響到政治、經濟、軍事、科技、文化及通信、氣象、能源、探測等領域,成為社會進步的強大動力。從世界范圍來看,航空航天科技工業是朝陽產業,在提升國家整體科技水平和綜合國力方面起著龍頭的作用。
我國經濟的快速發展為航空航天工業提供了廣闊的發展空間。國務院公布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中,關于大型飛機、高分辨率對地觀測系統、載人航天工程與探月工程等航空航天領域范疇的工程便占到16個重大專項中的4項。未來我國航空航天發展將重點開發大型飛機設計與制造成套技術,載人航天實現航天員出艙進行航天器交會對接試驗活動,直至實現登月計劃等。2007年大飛機項目正式上馬,給我國的航空業帶來了空前繁榮,帶活了一批航空類企業,也為航空航天類專業畢業生帶來了良好的機遇。
航空航天科技工業極具發展前景,對人才的需求會持續旺盛。據統計,2011年最被看好的12類專業之航空航天產業將引發對航空航天人才的巨大需求,包括航空航天經營管理,航空航天飛機總體設計與研發、發動機研發與制造,零部件研發與設計,航空航天新材料研發、制造及總裝技術、計量檢測技術、航空航天電子電器設備設計開發、信息及測控技術,航空航天生物技術、航空適航管理、航空維修改裝,以及航空航天產品光電通信技術、能源系統設計、力學及環境工程、計算機、仿真、可靠性技術等領域在內的專業人才缺口巨大。有關人士根據教育部公布的相關信息歸納出的“最出人意料的十個高就業專業”,便將航空航天類專業列入其中。
上海作為我國新支線飛機和未來大型民用飛機設計總裝基地和重要的航天基地,舉辦了“上海航展”,展會上舉行了航空航天人才大型招聘會。據航展招聘組負責人介紹,目前航空航天項目需要大量人才,僅空客A380一個項目組的技術人員需求數量就超過六千人,而我國這方面人才缺口非常大。
近年來,以航天科技,科工集團,航空一、二集團等為代表的航空航天類企事業單位生產和科研任務飽滿,條件大為改善,待遇提高很快,一些單位的員工年薪可達十幾萬,稍差一些的單位其員工薪資待遇也可達到當地中上水平。航空航天事業的迅猛發展,無異于為年輕學子的成長搭建了理想的平臺。像航天空間設計研究院、航空材料研究院等單位都炙手可熱,受到重點院校畢業生的青睞。畢業生就業地域以北京、上海、西安、成都、沈陽、哈爾濱、深圳等省會及核心城市為主。
從個人長遠發展來看,在航空航天類企事業單位工作,發展前景好,待遇高,成長快。隨著載人飛船、探月工程、大飛機等重大項目的深入實施,必將有越來越多的青年才俊在鍛煉中脫穎而出。
報考提示
我國目前開設航空航天類專業的重點院校有北京航空航天大學、南京航空航天大學、哈爾濱工業大學、北京理工大學、西北工業大學、南京理工大學、哈爾濱工程大學等。近年來,清華大學、復旦大學、上海交通大學、廈門大學等也相繼設置了此類專業。開設航空航天類專業的普通院校有南昌航空工業學院、沈陽航空工業學院、鄭州航空工業管理學院、中北大學、中國民航大學等。由于各個院校的發展歷史、層次、實力不同,學科專業水平差異也較大,同學們應注意了解自己感興趣的院校,根據自身實力,準確定位,合理選擇。
學習航空航天類專業以及將來從事航空航天技術工作,需要具備較強的學習鉆研及動手能力,要求同學們的數理化基礎扎實,邏輯思維能力較強,嚴謹求實,樂于鉆研。同學們應從實際出發,量體裁衣。
一些考生和家長誤以為報考航空航天類專業,體檢的標準要按照軍檢的標準來進行,其實不然。航空航天類專業主要是培養航空航天領域的專業技術人才,對考生的身體狀況沒有特殊要求,同學們只要符合《普通高等學校招生體檢指導意見》,就可放心報考。
英文名稱:Journal of Data Acquisition & Processing
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:信號處理學會;微弱信號檢測學會;南京航空航天大學
出版周期:雙月刊
出版地址:江蘇省南京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1004-9037
國內刊號:32-1367/TN
郵發代號:28-235
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1986
期刊收錄:
SA 科學文摘(英)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽:
聯系方式
英文名稱:Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics(Social Sciences Edition)
主管單位:國防科學技術工業委員會
主辦單位:北京航空航天大學
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1008-2204
國內刊號:11-3979/C
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1988
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
編者的話:經常有航模愛好者來信詢問一些航空、航模基礎知識,模型飛機與真飛機的相同和不同點等各種問題。為此,本刊幾年前便與北京航空航天大學飛行器設計專業的萬志強博士探討在雜志上開設有關航空、航模基礎知識的專欄文章的可能性。經過兩年多的準備,萬博士終于完成了此系列文章的整體構思及前期文章的寫作,現從本期開始連載,希望能得到大家的喜歡。
一、人類的航空壯舉
當我們仰望天空的時候,總會發現時不時有飛機掠過。或許不少人會問,這樣一個龐然大物,其質量少則數百千克,多則幾十噸、上百噸,怎么能夠如此自如地在藍天上飛翔呢?飛行究竟需要具備哪些條件呢?
其實,關于怎樣才能像鳥兒一樣在藍天上翱翔,我們的先輩們探索了數千年,設想和嘗試了許多種飛天方式,但基本都以失敗告終。直到1903年12月17日,美國的萊特兄弟駕駛著他們設計和制造的“飛行者”1號(圖1),進行了時間不到1分鐘、距離只有260m的人類歷史上第一次持續而有控制的動力飛行之后,人類才真正從根本上解決了飛上藍天的關鍵問題。此后,飛機越造越大、越飛越高、越飛越快、越飛越遠,各方面的性能都有了翻天覆地的提高(圖2~圖5)。
實際上,無論是萊特兄弟設計的“飛行者”1號,還是現代的先進客機、戰斗機、運輸機……之所以能飛上藍天,歸納起來是因為它們具備了飛行的3個最基本的要素:
(1)具有能產生升力的機翼,平衡飛機的重力(圖6);
(2)具有能提供拉力或推力的動力系統,平衡飛機的阻力(圖6);
(3)具有能控制飛機姿態的操縱系統,實現飛機按照預定的軌跡飛行。
萊特兄弟的第一次飛行,雖然飛行時間只有幾十秒,飛行距離只有幾百米,離地高度也只有幾米,但他們的探索精神卻永遠值得我們學習,其成功一直激勵著后人對航空航天的持續探索。
萊特兄弟的壯舉,讓人類開始漫步于天空,繼而遨游于天宇。人們把這些能夠在天空和宇宙中飛行的機器統稱為飛行器。飛行器主要分為航空飛行器(簡稱航空器)和航天飛行器(簡稱航天器)。前者是指在空氣中飛行的飛行器,后者是指主要在大氣層外飛行的飛行器。而航模作為一種與航空器和航天器密切相關的模型,則既包括航空模型,又包括航天模型。在飛行器的發展過程中,航模發揮了重要的作用,無論是利用航模進行原理驗證,還是利用航模完成載人飛機難以完成的飛行科目。現代無人機則與航模更是有密切的關系,不少無人機就是從航模發展而來的。
航空和航天技術都是高度綜合的現代科學技術。力學、熱力學、材料學是航空航天的科學基礎;電子技術、自動控制技術、計算機技術、噴氣推進技術和制造工藝技術對航空航天的進步起到了重要作用;醫學、真空技術和低溫技術則促進了航天的發展。上述科學技術在航空和航天的應用中相互交叉和滲透,產生了一些新的學科,使航空和航天科學技術形成了完整的體系。
航空航天的發展都與其軍事應用密切相關,但人類在該領域取得的巨大進展對國民經濟和社會生活也產生了重大影響,甚至改變了世界的面貌。如我們乘坐飛機旅行,使用GPS進行導航,收看海外電視直播,進行天氣預報,這些都離不開航空航天的發展。航空航天科學技術是牽動其他高新技術發展的動力之一,航空航天工業是國民經濟建設中的陽光產業,而航空航天產品則是附加值很高的高新技術產品。
二、翱翔天空的航空器
任何航空器要升到空中,都必須產生一個能克服自身重力的向上的力,這個力叫作升力。另外,航空器在空中的飛行還必須具備動力裝置產生推力或拉力來克服前進的阻力。根據產生升力的基本原理不同,航空器分為輕于(或等于)同體積空氣的航空器和重于同體積空氣的航空器兩大類。前者靠空氣的靜浮力升空,又稱浮空器;后者靠與空氣相對運動產生升力升空。按照不同的構造特點,航空器還可進一步細分,如圖8所示。
1.輕于空氣的航空器
輕于(或等于)空氣的航空器包括氣球和飛艇,它們先機出現。
(1)氣球(圖9)
氣球一般無推進裝置,主體為氣囊,下面通常有吊藍或吊艙。按照氣囊內所充氣體的種類,可分為熱氣球、氫氣球和氦氣球三種。
(2)飛艇(圖10)
飛艇安裝有推進裝置,并可控制飛行。根據結構形式,可分為軟式、硬式和半硬式三種。飛艇與氣球的最本質區別就是它帶有動力和操縱舵面,可按照預定的飛行方向飛行;而氣球由于沒有動力裝置和操縱舵面,在水平方向只能隨風飄移,但在垂直方向可以通過調節浮力的大小或改變質量的大小進行升降。
2.重于空氣的航空器
重于空氣的航空器靠自身與空氣的相對運動產生空氣動力升空飛行。常見的這類航空器主要有固定翼和旋轉翼兩類,另外還有像鳥一樣飛行的撲翼航空器和新近出現的傾轉旋翼航空器。
(1)固定翼航空器
固定翼航空器包括飛機(圖11)和滑翔機(圖12)。
飛機是指由動力裝置產生前進推力或拉力,由固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重于空氣的航空器。滑翔機是指沒有動力裝置的重于空氣的固定翼航空器。
滑翔機可由飛機拖曳起飛,也可用汽車等其它裝置牽引起飛。部分動力滑翔機裝有小型輔助發動機,無需外力牽引就可自行起飛,但滑翔時必須關閉動力裝置。飛機和滑翔機最本質的差別在于大部分飛行時間內是否依靠動力裝置。實際上,在萊特兄弟發明飛機之前,人類就已經發明了滑翔機,并為飛機的發明奠定了空氣動力學和飛行操縱等方面的基礎。
(2)旋翼航空器
旋翼航空器包括直升機(圖13)和旋翼機(圖14)。
直升機是指以航空發動機驅動旋翼旋轉作為升力和推進力來源,能在大氣中垂直起降及懸停并能進行前飛、后飛、側飛、定點回旋等可控飛行的重于空氣的航空器。直升機和固定翼飛機的最本質區別在于,直升機能夠依靠旋翼垂直起降,對起降場地的依賴性很小;而通常意義上的固定翼飛機則只能水平起降,對起降場地的依賴性很大。相對于固定翼飛機,直升機飛行速度慢、震動大。
旋翼機是一種利用前飛時的相對氣流吹動旋翼自轉以產生升力的旋翼航空器,全稱自轉旋翼機。
(3)撲翼機
撲翼機是指能像鳥和昆蟲翅膀那樣上下撲動的重于空氣的航空器(圖15),又稱振翼機。撲動的機翼不僅產生升力,而且產生向前的推進力。
(4)傾轉旋翼機
傾轉旋翼機是一種同時具有旋翼和固定翼,并在機翼兩側翼梢處各裝有一套可在水平與垂直位置之間轉換的旋翼傾轉系統組件的飛機。旋翼傾轉系統處于垂直位置時,傾轉旋翼機相當于橫列式直升機,可垂直起降,并能完成直升機的其它飛行動作;旋翼傾轉系統處于水平位置時,旋翼傾轉機則相當于固定翼飛機。現在世界上唯一有實用價值的傾轉旋翼機為美國貝爾公司研制V-22(圖16)。
三、遨游天宇的航天器
航天器是指主要在地球大氣層以外的宇宙空間,基本上按照天體力學規律運動的各類飛行器,又稱空間飛行器。與自然天體不同的是,航天器可以在人的控制下改變其運行軌道或回收。航天器為了完成航天任務,必須具備發射場、運載器、航天測控和數據采集系統、用戶臺站以及回收設施的配合。
航天器分為無人航天器和載人航天器。根據是否環繞地球運行,無人航天器分為人造地球衛星和空間探測器。按照各自的用途和結構形式,航天器還可進一步細分(圖17)。
1.無人航天器
無人航天器包括人造地球衛星和空間探測器。
(1)人造地球衛星
人造地球衛星是數量最多的航天器(圖18,圖19)。人造地球衛星一般由有效載荷和平臺組成。有效載荷是指衛星上用于直接實現應用目的或科研任務的儀器設備,平臺則是為保證有效載荷正常工作的所有保障系統。按照衛星的用途,可分為科學衛星、應用衛星和技術試驗衛星。
(2)空間探測器
空間探測器是指對月球和月球以遠的天體和空間進行探測的無人探測器,也稱深空探測器。探測器的基本構造與一般人造地球衛星差不多,不同的是探測器攜帶有用于觀測天體的各種先進觀測儀器。
月球是人類進行空間探測的首選目標,世界上多個發達國家向月球發射了探測器(圖20,圖21),并進行了月球實地考察。美國和蘇聯早在20世紀50年代末就開始發射月球探測器,為1969年人類首次載人登月奠定了基礎。
在行星和行星際探測方面,美國、歐盟、蘇聯和日本等國發射了多個探測器,對火星、金星、哈雷彗星、土星、木星、太陽及其星際之間進行了探測。
2.載人航天器
載人航天器是人類在太空進行各種探測、試驗、研究及從事軍事和生產活動所乘坐的航天器。與無人航天器的主要不同是載人航天器具有生命保障系統。目前的載人航天器分載人飛船、空間站和航天飛機三大類。
(1)載人飛船
載人飛船是載乘航天員的航天器,又稱宇宙飛船。按照運行方式的不同,載人飛船分為衛星式載人飛船和登月載人飛船兩類。前者載人繞低地球軌道飛行,后者載運登月航天員。蘇聯、美國成功實現了多次載人飛行,美國還實現了人類登月。美國的阿波羅計劃是人類第一次登上月球的偉大工程(圖22),美國也是目前僅有的進行過登月的國家。我國的載人航天計劃采用飛船形式(圖23)。“神州”號試驗飛船由軌道艙、返回艙和推進艙組成。軌道艙是航天員生活和工作的地方;返回艙是飛船的指揮控制中心,航天員乘坐它上天和返回地面;推進艙為飛船的飛行和返回提供能源和動力。載人飛船的附加用途是為空間站接送航天員或運送貨物。
(2)空間站
空間站是航天員在太空軌道上生活和工作的基地,又稱軌道站或航天站。空間站一般采用模塊化設計,分段送入軌道組裝。空間站發射時不載人,也不載人返回地面,航天員和貨物的運送由飛船或航天飛機完成。空間站的功能可以根據任務要求而變更或擴大,彌補了其它航天器功能單一的不足。蘇聯于1971年發射世界上第一個空間站。我國于2011年發射了第一個空間站――“天宮”1號(圖24)。多個國家的空間站還在太空連接構成了國際空間站。
(3)航天飛機
航天飛機是世界上第一種也是唯一一種可重復使用的航天運載器,也是一種多用途載人航天器。20世紀七八十年代,美國、蘇聯、法國和日本等國曾經開展了航天飛機研制計劃,但只有美國的航天飛機投入使用,并進行了長達30年的運行。美國自1981年成功發射其第一艘航天飛機“哥倫比亞”號(圖25)之后,先后共研制使用了5艘航天飛機,其中“挑戰者”號服役后因為發射失敗而造成爆炸導致7名航天員全部喪生;“哥倫比亞”號服役后因為返回失敗而造成爆炸導致7名航天員全部喪生;其余3艘都在2011年退休。航天飛機由一個軌道器、兩個固體助推器和一個大型外掛貯箱組成,可以把質量達23 000kg的有效載荷送入低地球軌道。航天飛機提供了在空間進行短期科學實驗的手段,有許多國家的航天員參加了航天飛機的飛行。
3.火箭和導彈
火箭與導彈是一類特殊的飛行器,它們均可在大氣層內和大氣層外飛行,但都只能使用一次。我國通常把火箭和導彈劃分為航天器。
(1)火箭
火箭是靠火箭發動機提供推進力的飛行器。火箭發動機自身攜帶全部推進劑,不依賴空氣或其它工作介質產生推力。根據使用的能源不同,火箭可分為化學火箭、核火箭和電火箭三類。化學火箭又分為固體火箭、液體火箭和混合推進劑火箭。按照用途,火箭可分為無控火箭彈、探空火箭和運載火箭三種類型。
英文名稱:南京航空航天大學學報(英文版)
主管單位:國防科學技術委員會
主辦單位:南京航空航天大學
出版周期:季刊
出版地址:江蘇省南京市
語
種:英語
開
本:大16開
國際刊號:1005-1120
國內刊號:32-1389/V
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1982
期刊收錄:
SA 科學文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
核心期刊:
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關鍵詞:創新能力;實驗室建設;因地制宜
實驗室是高等學校開展教育教學活動的重要場所。在創新人才培養中,創新實驗室對大學生實踐能力與創新能力的培養發揮了巨大的作用[1],據統計,20世紀最偉大的發明和發現,絕大多數是在著名高校的實驗室中取得的,而我國歷屆國家自然科學獎、國家發明獎以及國家科技進步獎中半數以上也是在高校實驗室和開放實驗室中完成的[2]。創新的源頭在實驗室。實踐證明,推動創新實驗室建設是提高大學生創新能力培養的有效途徑。因此,學校應提供創新實踐活動的平臺,創造條件使學生有更多的機會、更多的空間進行創新實踐活動。創新平臺建設主要包括空間場地的建設、儀器設備及實驗材料的準備[3]。其中,空間場地是創新平臺建設的前提條件,然而,我國很多高校的老校區建在市區,能利用的空間資源越來越少,如何利用現有條件,開展創新實驗室建設就顯得愈發重要。我校宇航學院充分利用學校現有的資源條件,通過對原場地進行創新性規劃、設計和改造,完成了航空航天科教實踐基地的建設。
1 航空航天科教基地的建設過程
我校飛行器設計專業與國內航空航天院校同類專業相比側重方向不同,因此我校航空航天科教實踐基地建設綜合考慮了航空航天技術領域特點、國家發展戰略以及我校的實際情況。
1.1 綜合考慮,提出建設目標
依托我校航空宇航科學與技術一級學科,突出航空航天科學技術領域多學科融合的特色,發揮我校學科綜合優勢,堅持“創新、跨越、特色、集成”的指導思想,建設及展示航空航天典型產品,進行學生教學實驗,開展學生自主創新實踐活動,在滿足本校師生教學實踐的同時面向社會開放,普及航空航天知識,增強公眾對航空航天知識的了解,激發公眾學習科學、熱愛科學的熱情。
1.2 充分利用場地特點,完成場地規劃
中關村校區是我校的老校區,經過多年的發展建設,很難另辟場地進行航空航天科教實踐基地規劃,因此基地建設必須挖掘、整合校內的現有資源。當時學校有一處過渡食堂因為新食堂建好已停止使用,其建設面積1 200 m2。通過實地考察發現,地面承重、安全設施、水、電均能滿足實踐基地場地建設的要求,但原場地布局及結構承重是按學生就餐要求規劃設計的,并且層高僅有2.7 m。實踐基地的建設原則是不能對原有結構進行大幅調整。通過對當時場地特點的分析,同時考慮實踐基地的建設目標,我們提出了如圖1所示的實踐基地建設方案。
實踐基地的建設,既不能建成各種飛行器模型的展室,也不能全部建成航空航天模型制作實驗室。我們最終提出了產品展示加創新實踐的規劃思路,將整個場地規劃成1個多功能展示區、4個功能區和1個辦公區。其中,多功能展示區主要用于航空航天領域典型產品、我校研究成果的介紹以及實踐基地研究成果的展示,主要包括民用飛機模型展示廳、軍用飛機模型展示廳、導彈模型展示廳、火箭及發射架模型展示廳、航天器模型展示廳5個小廳,同時為了突出我校學生的創新作品,在各展示廳都留有擺放創新作品的空間。4個功能區主要包括飛行控制仿真實踐區、航空航天模型制作實踐區、飛行組網及空氣動力實踐區、多功能研討區。同時為了安全考慮,多功能展示區留有緊急情況下人員迅速撤離的安全通道。
1.3 充分調動本校資源,完成布局設計
航空航天科教實踐基地建設最初的理念就是調動全校資源,大家共同參與建設。因此在完成整體方案規劃后,我校沒有聘請專業設計公司進行布局設計,而是請本校工業設計系的教師帶領學生進行設計,學校還提供了一部分支持經費,這樣不僅為本校師生提供了一次鍛煉的機會,同時也節省了建設經費。
航空航天科教實踐基地布局設計如圖2所示,依據總體規劃要求,完成多功能展示區及各功能實踐區布局安排設計,其中多功能展示區總體呈S形布局,各廳之間采用可移動展架式隔斷方案,展架上可擺放相應的飛行器模型,較大的模型可擺放在各展廳中間,展架根據需要也可隨時調整。功能實踐區及辦公室位于整個展示區的一側,分成5個獨立區,各功能實踐區之間以及展示區之間均采用透明玻璃隔斷,其目的是使參觀的學生能與各功能實踐區的學生進行互動,激發參觀學生參與實踐創新的興趣,同時也激勵實踐的學生更好地完成科技創新活動。
1.4 多方籌措資金,保證建設順利進行
為了保證航空航天科教實踐基地建設的順利進行,學校多方籌集資金,其中實驗設備處、教務處、國資處及宇航學院都給予了大力支持,分別從航空航天工程實驗教學中心建設經費、宇航學院配套建設經費、教學基礎條件專項建設經費、實驗設備處修購專項建設經費、985建設經費中提供了資金支持,確保建設順利進行。
2 航空航天科教實踐基地的運作及成效
實踐基地的建設本著邊建設,邊使用,邊完善的原則進行,從建設使用效果分析,達到了預期的目標,激發調動了學生參與科技創新的熱情。
2.1 配合航空航天專業課教學
專業課學習與基礎課學習不同,需要一定的工程背景知識,學生僅從書本上學習這些專業知識會感覺枯燥,提不起興趣。多功能展示區及實踐區的使用可以很好地彌補課堂教學的不足,如宇航學院開設的飛行器系統概論充分利用了多功能展示區陳列的各種飛行器模型,這種三維立體的直觀感受比書本二維平面可以使學生更好地認知各種飛行器;專業課空氣動力學通過在空氣動力實踐區的演示及學生的動手實踐,可以讓學生更加生動地掌握空氣動力學原理;在專業課現代控制原理學習中,學生通過在飛行仿真控制實踐區的動手參與,可以很好地驗證課堂所學的理論知識。隨著各功能區的不斷改進、補充和完善,將為學生提供更多的實踐機會補充課堂教學。
2.2 開設公開選修實驗課
為了更好地發揮實踐基地的作用,充分利用各功能區的設施,實踐基地直接開設面向全校學生的實驗選修課。如依托航空航天模型制作實踐區開設了多功能飛行器設計實驗選修課,主要是培養學生的自我學習及實踐動手能力,從學生的反饋看,效果非常好,他們的選課積極性很高。課程實踐環節以分組合作的方式開展,這樣不僅鍛煉了學生的動手能力,同時對學生分工合作、組織協調能力的培養也有很大幫助。
2.3 提供平臺,鼓勵學生參加大學生科技創新比賽
興趣是創新的原動力。通過鼓勵參加競賽調動學生學習的積極性,也是航空航天科教基地建設的目的之一。青年學生具有強烈的榮譽感,爭強好勝。科教基地正是抓住了學生這些特點,為他們材料設備,制作場地等硬件支持[4],鼓勵學生參加科技創新比賽。
到目前為止,實踐基地支持學生參加的比賽包括2011年、2012年的“科研類全國航空航天模型錦標賽”,2011年、2013年的“中航工業杯國際無人飛行器創新大獎賽”,第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽以及北京市級和校級大學生科技創新比賽,并且都取得了不俗的成績。很多學生正是通過實踐基地的培養,獲得了保研資格。
2.4 教學相長,完善實驗隊伍建設
通過鼓勵學生參加比賽,實踐基地自身也獲得了進一步的發展。一個個成績的取得,都是實踐基地背后支持的結果,學生感受到了參與實踐基地活動的樂趣,學校也更加重視實踐基地的建設。在學校和學院的大力支持下,目前實踐基地有專職人員2人,指導教師10余人,從事創新活動的學生人數保持在30人左右。同時一些任課教師也體會到科教基地的作用,也愿意參與實踐基地的建設。這些都為實踐基地建設提供了人力及物力保障。
3 結束語
航空航天科教實踐基地是人才培養的重要載體,更是學校孵化創新特色人才的重要場所。抓好科教基地建設是培養高水平創新人才的關鍵,通過科教基地的建設,我們更加深刻地體會到面對科技日新月異的當今社會,只有青年人的創新能力增強了,才能實現科技的真正進步,才能真正實現中華民族的偉大復興,實現“中國夢”。以學校“拓天”發展為契機,以培養學生科技創新為主要目標,我們充分利用場地條件,調動各方因素,克服多種困難,因地制宜地開展實踐基地建設,堅持以人為本,逐步推進科教基地的建設創新和管理創新,為社會培養更多高素質創新人才而繼續努力。
參考文獻
[1] 刁鳴.示范中心創新實驗室的建設[J].實驗室研究與探索,2007,26(1):74-77.
[2] 張顯飛,華柏興.創新實驗室建設與實踐的探究[J].中國現代教育裝備,2011(9):46-48.