空間飛行器總體設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

1.專業(yè)初識

飛行器設(shè)計(jì)與工程，顧名思義，就是設(shè)計(jì)先進(jìn)的飛行器，主要面向航空飛行器設(shè)計(jì)。本專業(yè)方向具有較強(qiáng)的行業(yè)特色，航空航天工程是基本的服務(wù)方向；同時(shí)，在民用工程領(lǐng)域有廣闊的市場。轟動(dòng)世界的“阿波羅登月計(jì)劃”“神舟”飛船等，都是本專業(yè)的杰作。

2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)飛行器設(shè)計(jì)方面的基本理論和基本知識，受到航空航天飛行器工程方面的基本訓(xùn)練后，具有參與飛行器總體和部件設(shè)計(jì)方面的基本能力。

主干學(xué)科：航空宇航科學(xué)與技術(shù)、力學(xué)、機(jī)械學(xué)。

主要課程：材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)與空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、飛行器動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)、力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、試驗(yàn)技術(shù)、自動(dòng)控制理論、飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合材料設(shè)計(jì)與分析、空間制導(dǎo)控制、傳熱學(xué)與熱防護(hù)等。

3.發(fā)展前景

在轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、民航飛機(jī)等其他機(jī)型上面，中國與世界先進(jìn)水平存在著不小的差距。各航空公司使用的大型民航飛機(jī)都是進(jìn)口的，目前國內(nèi)沒有能力生產(chǎn)。本專業(yè)極具發(fā)展空間。

二、人才塑造

1.考生潛質(zhì)

對數(shù)學(xué)、物理等有比較濃厚的興趣。常查詢航天飛機(jī)的資料，對航天飛機(jī)感興趣，對飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)感興趣。喜歡飛機(jī)模型，?？慈嗽斓厍蛐l(wèi)星發(fā)射的實(shí)況轉(zhuǎn)播?？释?dāng)一名宇航員。注意了解宇宙飛船的材料，常收集宇宙飛船的模型等等。

2.學(xué)成之后

本專業(yè)培養(yǎng)的工程技術(shù)人員和研究人員，具備較好的數(shù)學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)知識和飛行器工程基本理論，同時(shí)有較強(qiáng)的飛行器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析、試驗(yàn)的能力。

3.職場縱橫

本專業(yè)畢業(yè)生能從事飛行器(包括航天器與運(yùn)載器)總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與試驗(yàn)，通用機(jī)械設(shè)計(jì)及制造等多方面的工作。

一、專業(yè)簡介

1.專業(yè)初識

飛行器動(dòng)力工程專業(yè)主要以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對象，其目的就是生產(chǎn)出高效、實(shí)用、先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)為載人飛行器提供動(dòng)力，其在高速飛行、高性能和高可靠性等方面要求都極為嚴(yán)格，因此飛行器動(dòng)力裝置在動(dòng)力工程領(lǐng)域一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位并帶動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)有關(guān)飛行器動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)理論和基本知識，受到機(jī)械工程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測試和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基本訓(xùn)練，具有飛行器動(dòng)力裝置及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)等方面的基本能力。

主干學(xué)科：機(jī)械工程、力學(xué)、動(dòng)力工程與工程熱物理。

主要課程：機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)、工程力學(xué)、自動(dòng)控制原理、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體(含氣體)力學(xué)、動(dòng)力裝置原理及結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置制造工藝學(xué)、動(dòng)力裝置測試技術(shù)等。

3.發(fā)展前景

我國航天、航空事業(yè)的迅速發(fā)展，展示了本專業(yè)良好的發(fā)展前景。

二、人才塑造

1.考生潛質(zhì)

具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等方面的理論知識，掌握外語、計(jì)算機(jī)等必備工具。對飛行器的燃料裝置感興趣，了解飛行原理。常研究宇宙飛船的燃料，關(guān)注飛機(jī)的新燃料。常搜集飛行器動(dòng)力資料，對飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)感興趣，了解導(dǎo)彈動(dòng)力裝置等等。

2.學(xué)成之后

本專業(yè)培養(yǎng)具備飛行器動(dòng)力裝置或飛行器動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)等方面知識的專門人才。

3.職場縱橫

本專業(yè)畢業(yè)生可以在航空、航天、交通、能源、環(huán)境等部門從事飛行器動(dòng)力裝置及其他熱動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理等方面的工作。

一、專業(yè)簡介

1.專業(yè)初識

飛行器制造工程專業(yè)是國防科工委重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，主要研究探索更方便、更快捷、更可靠的飛行器制造工藝、方法。本專業(yè)屬于機(jī)械制造范疇，需要有很強(qiáng)的實(shí)踐能力，不僅要學(xué)習(xí)機(jī)械制造的各種工藝、整套方法和流程，而且要對飛行器的設(shè)計(jì)有一定了解。

2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、制造工程基本理論和飛行器制造的基本理論和知識。通過各種實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)的基本知識和技能，分析和解決飛行器制造工程中的實(shí)際問題的能力。

主干學(xué)科：機(jī)械工程、電子科學(xué)與技術(shù)、材料科學(xué)與工程。

主要課程：理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、航空工程材料、電工與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、金屬塑性成形原理、模具設(shè)計(jì)與制造、飛機(jī)零件加工與成形工藝、飛機(jī)裝配工藝、飛機(jī)構(gòu)造、計(jì)算機(jī)輔助飛機(jī)制造等。

3.發(fā)展前景

國內(nèi)不僅在飛行器設(shè)計(jì)上與國外差距很大，在制造方面也有很大的差距。加強(qiáng)航空建設(shè)、國防建設(shè)，需要大批專門人才的不斷努力，這預(yù)示著本專業(yè)前景十分廣闊。

二、人才塑造

1.考生潛質(zhì)

關(guān)注新型飛機(jī)，對飛機(jī)機(jī)械原理感興趣，了解宇宙飛船的構(gòu)造，收集過飛機(jī)圖片資料，常觀察各種飛機(jī)模型，希望做一名飛機(jī)設(shè)計(jì)師等等。

2.學(xué)成之后

本專業(yè)培養(yǎng)從事飛行器制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)、制造、研究、開發(fā)與管理的專門人才。

3.職場縱橫

本專業(yè)畢業(yè)生適應(yīng)性強(qiáng)，社會(huì)需求量大，就業(yè)范圍廣，在廣大科研院所、高科技產(chǎn)業(yè)和航空、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)公司等單位都有用武之地。

一、專業(yè)簡介

1.專業(yè)初識

飛行器環(huán)境與生命保障工程是以空間環(huán)境、生物技術(shù)、環(huán)境化工等學(xué)科為基礎(chǔ)，研究飛行器救生系統(tǒng)為主，將人、機(jī)器、環(huán)境有機(jī)結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)。目前，國內(nèi)有三所高校開設(shè)了飛行器環(huán)境與生命保障工程專業(yè)：北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué)。

2.學(xué)業(yè)導(dǎo)航

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)航空航天生理、空間環(huán)境工程、熱控系統(tǒng)理論、控制理論、人機(jī)系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論，掌握從事航空航天環(huán)境模擬、控制與生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究所必需的基本知識和技能。

主干學(xué)科：動(dòng)力工程與工程熱物理、控制科學(xué)與工程。

主要課程：工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、空間環(huán)境工程、航空航天生理學(xué)、控制理論、人機(jī)工效學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、空調(diào)制冷技術(shù)、航空航天環(huán)境控制系統(tǒng)、航空航天安全工程、空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)等。

3.發(fā)展前景

科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，預(yù)示著航空航天技術(shù)廣闊的發(fā)展前景。

二、人才塑造

1.考生潛質(zhì)

喜歡關(guān)注宇航新聞，關(guān)注空間站的建設(shè)，對宇宙探索節(jié)目或介紹宇宙的文章感興趣。對宇航員訓(xùn)練條件感興趣，對宇航生物實(shí)驗(yàn)感興趣。了解空間生理學(xué)，渴望了解外層空間等等。

2.學(xué)成之后

本專業(yè)培養(yǎng)的人才，具備航空、航天環(huán)境模擬控制、生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究能力，能在航空航天領(lǐng)域從事環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在民用領(lǐng)域從事熱能利用、空調(diào)、供暖等系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

第2篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

論文摘要:對飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)必修課《飛行力學(xué)》課程教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行探索，旨在尋找更好的教學(xué)改革方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力和創(chuàng)新能力。為培養(yǎng)新型航空人才提供良好的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)方法。

《飛行力學(xué)》是研究飛行器在大氣層內(nèi)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，是以空氣動(dòng)力學(xué)，剛體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、控制理論和計(jì)算數(shù)學(xué)等作為主要理論基礎(chǔ)，對飛行器動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行綜合的學(xué)科[1]?！讹w行力學(xué)》課程是飛行器專業(yè)的專業(yè)主干課程，理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)，通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生了解飛行器運(yùn)動(dòng)的基本特性和飛機(jī)的飛行品質(zhì)問題，掌握相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模與處理方法，初步掌握一般飛行器設(shè)計(jì)規(guī)律，獲得解決工程實(shí)際問題基本能力，同時(shí)培養(yǎng)科學(xué)的專業(yè)創(chuàng)新思維。

目前，我國航空工程類專業(yè)的人才培養(yǎng)模式極不適應(yīng)航空工業(yè)的發(fā)展要求。這就要求我們研究如何構(gòu)建航空工程專業(yè)人才培養(yǎng)新體系，有必要對專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程進(jìn)行大幅度的更新、調(diào)整、融合，新開設(shè)了一批反映綜合化、數(shù)字化、智能化的新課程。

1 《飛行力學(xué)》課程特點(diǎn)及存在的主要問題

《飛行力學(xué)》課程是飛行器專業(yè)的專業(yè)主干課程，理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)，其特點(diǎn)如下。

(1)要求掌握的基礎(chǔ)知識強(qiáng)，包括高等數(shù)學(xué)，理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械原理等。

(2)與其他學(xué)科密切相關(guān)，控制理論、計(jì)算數(shù)學(xué)、飛行器總體設(shè)計(jì)等。學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，普遍感到這門課程概念多，其中的分析方法和基本理論不能很好地理解與掌握，因此，如何幫助學(xué)生理解與掌握課程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及綜合所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，是本課程教學(xué)中所以解決的關(guān)鍵問題。

雖然國內(nèi)對這門課的教學(xué)已經(jīng)進(jìn)行了多年，但是仍然不能適應(yīng)現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)及新的創(chuàng)新性教學(xué)模式的發(fā)展，主要存在以下幾個(gè)問題。

(1)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)少。由于客觀條件限制，我們的學(xué)生很少能夠自己動(dòng)手對飛行力學(xué)中講述的各項(xiàng)飛行性能進(jìn)行計(jì)算，對飛機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性缺乏直觀認(rèn)識，更談不上對操縱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對飛機(jī)的各項(xiàng)模態(tài)特性進(jìn)行計(jì)算和仿真。學(xué)生們前學(xué)后忘，沒有形成知識體系。

(2)教學(xué)方式比較單一。課程基本是在教室進(jìn)行的，老師課堂講授，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)生和老師之間，學(xué)生和學(xué)生之間的交流較少。

(3)對學(xué)生的創(chuàng)造性思維啟發(fā)不夠，學(xué)生沒有親自解決一些實(shí)際工程問題，和實(shí)際接觸較少，不能夠把該課程和以后的科研和工作聯(lián)系起來。

2 實(shí)踐教學(xué)改革措施

根據(jù)本門課程，我們應(yīng)該綜合考慮各種因素，對該課程進(jìn)行教學(xué)改革，增加實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，從而帶動(dòng)教學(xué)模式的改變，形成一套完整的實(shí)踐性教學(xué)改革體系?！讹w行力學(xué)》實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生熟悉實(shí)際飛機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、建立綜合設(shè)計(jì)概念、掌握一般設(shè)計(jì)規(guī)律的學(xué)習(xí)與實(shí)踐鍛煉過程。

首先要培養(yǎng)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，只有對本課程有了興趣，才能勤于思考，積極動(dòng)手，發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而有效地解決問題，增強(qiáng)工程實(shí)踐能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要針對教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革:在教學(xué)方法方面，通過示范教學(xué)和教學(xué)法研究，積極探索，注重將科研最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢引入教學(xué)中，啟發(fā)學(xué)生對課程的興趣。在教學(xué)手段方面，積極探索新的教學(xué)手段，采用課堂教學(xué)，實(shí)踐性教學(xué)，上機(jī)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，前沿知識講座等形式，將傳統(tǒng)的教學(xué)手段與多媒體教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課外拓展教學(xué)相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

其次，調(diào)動(dòng)一切積極因素，根據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)基礎(chǔ)，充分利用有限的教學(xué)資源，大力進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)的改革。具體實(shí)現(xiàn)方式如下。 轉(zhuǎn)貼于 　(1)建立飛行力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。使學(xué)生熟悉基本飛行儀表:地平儀、速度表、高度表、迎角過載表、羅盤操作等，了解教練機(jī)和現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的座艙儀表特點(diǎn)。

(2)利用地面飛行模擬器進(jìn)行飛機(jī)飛行性能實(shí)驗(yàn)。如操縱飛機(jī)在不同飛行高度下進(jìn)行加減速機(jī)動(dòng)，體驗(yàn)飛機(jī)的加減速能力;操縱飛機(jī)在不同狀態(tài)下進(jìn)行正常盤旋機(jī)動(dòng);學(xué)習(xí)空間機(jī)動(dòng)的操縱，如筋斗、戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎、半滾倒轉(zhuǎn)等機(jī)動(dòng);進(jìn)行飛機(jī)的起飛、著陸操縱，熟悉基本航線飛行的要點(diǎn)。

(3)利用地面飛行模擬器進(jìn)行飛機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。掌握常規(guī)布局飛機(jī)的模態(tài)特點(diǎn)，激發(fā)典型的縱向運(yùn)動(dòng)和橫航向運(yùn)動(dòng)典型模態(tài);通過飛行模擬操縱認(rèn)識定直側(cè)滑飛行所需的桿位移、腳蹬位移等實(shí)驗(yàn)。

(4)在實(shí)踐性教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)安排上機(jī)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。構(gòu)建基于多知識點(diǎn)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)體系，利用Matlab的飛行計(jì)算與仿真功能，運(yùn)用所學(xué)專業(yè)的理論基礎(chǔ)知識，進(jìn)行綜合性實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生根據(jù)選題方向和實(shí)驗(yàn)結(jié)果每人完成一份完整的實(shí)踐性報(bào)告，作為整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的總結(jié)。

(5)組織學(xué)生到飛機(jī)設(shè)計(jì)單位和試飛單位進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，定期舉辦飛行力學(xué)知識講座，聘請有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員和學(xué)者、教授給學(xué)生講授飛行力學(xué)最新的設(shè)計(jì)技術(shù)和發(fā)展方向。

3 結(jié)語

總之，《飛行力學(xué)》課程實(shí)踐教學(xué)可以起到綜合運(yùn)用學(xué)生所學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容、建立工程設(shè)計(jì)概念、分析工程問題、掌握工程設(shè)計(jì)方法的理論結(jié)合實(shí)踐鍛煉綜合思維的承接作用。這一過程對于工程專業(yè)本科生來說，必需在進(jìn)入工作崗位前需要鍛煉和具備的處理工程設(shè)計(jì)問題的基本能力。因此，本課程對于培養(yǎng)合格的飛機(jī)工程設(shè)計(jì)師是不可或缺的。

參考文獻(xiàn)

[1] 方振平，陳萬春，光.航空飛行器飛行動(dòng)力學(xué)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.

第3篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

摘要:

介紹了一款針對航空器上電子設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與測試方法。該系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)的采集與傳輸、錯(cuò)誤曼徹斯特碼生成、消息監(jiān)聽等功能，其采用可編程邏輯器件（FPGA），在詳細(xì)分析1553B總線協(xié)議的前提下，采用硬件編程語言VHDL，完成功能邏輯部分設(shè)計(jì)。最后通過現(xiàn)有的1553B總線通信網(wǎng)，搭建硬件測試平臺，完成總體的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與功能測試。

關(guān)鍵詞：

1553B總線；信息監(jiān)聽；可編程邏輯器件；系統(tǒng)測試

一、引言

隨著航空業(yè)的飛速發(fā)展，飛行器上出現(xiàn)了越來越多的功能各異的電子終端設(shè)備，這些終端設(shè)備絕大部分是由不同的設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來的，那么由不同設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)生產(chǎn)的終端是否可以在同一個(gè)航空總線系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)完美融合呢？擁有眾多終端的總線系統(tǒng)上所傳輸?shù)南⑹欠窨梢酝暾涗?？?dāng)總線系統(tǒng)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的編碼類型時(shí)，對終端是影響如何？這是飛行器設(shè)計(jì)制造者需要妥善解決的問題，并且也是眾終端設(shè)計(jì)生產(chǎn)者迫切想要知道的問題[1]。本系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)采集與傳輸，通過測試后，就解決了終端與總線的融合問題；此外，系統(tǒng)還可以生成若干錯(cuò)誤類型的曼徹斯特編碼，可以對總線上終端面對錯(cuò)誤編碼的反應(yīng)進(jìn)行測試；最后系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合可以完成總線網(wǎng)絡(luò)的全信息監(jiān)聽，為飛行器設(shè)計(jì)與制造提供有效數(shù)據(jù)。

二、總體設(shè)計(jì)

根據(jù)對系統(tǒng)的功能設(shè)想，系統(tǒng)的組成大致分為如下幾部分，如圖1所示：時(shí)鐘管理部分為中心邏輯器件提供時(shí)鐘信號；配置口主要實(shí)現(xiàn)對中心邏輯器件的配置；USB接口主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的連接；RT地址和功能選擇部分主要作用是選擇系統(tǒng)的功能和設(shè)置系統(tǒng)的終端號；A/D采集部分完成數(shù)據(jù)的采集，將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號；電源管理為系統(tǒng)各部分提供合適的電源；收發(fā)器和變壓器連通總線和中心邏輯器件；最后中心邏輯器件選擇FPGA。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向主要有三條：其一，總線上數(shù)據(jù)經(jīng)變壓器和收發(fā)器進(jìn)入中心邏輯器件，經(jīng)處理后通過USB接口傳至計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對總線的消息監(jiān)聽；其二，模擬信號經(jīng)A/D處理后存入中心邏輯器件，收到發(fā)送命令后，經(jīng)收發(fā)器和變壓器發(fā)送至總線上；其三，收到發(fā)送錯(cuò)誤碼命令后，中心器件直接發(fā)出錯(cuò)誤碼，經(jīng)收發(fā)和變壓器發(fā)送至總線，用以測試總線網(wǎng)絡(luò)中其余終端的反應(yīng)[2]。

三、中心邏輯器件功能模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)選擇FPGA做為中心邏輯器件，中心邏輯器件功能模塊的設(shè)計(jì)及完成是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是我們系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)最耗費(fèi)時(shí)間的部分。FPGA中功能模塊大致有如下幾個(gè)：編碼器，主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的曼徹斯特碼化，然后發(fā)至收發(fā)器；譯碼器，主要是實(shí)現(xiàn)從總線上得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，分析出有效數(shù)據(jù)或命令；數(shù)據(jù)整合和緩存，主要是完成對數(shù)據(jù)的加標(biāo)處理及緩存轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)；協(xié)議處理模塊，主要是完成對命令字的解讀；數(shù)據(jù)采集模塊是可調(diào)整部分，可根據(jù)用戶要求靈活設(shè)計(jì)；錯(cuò)誤數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，主要是生成不同類型的錯(cuò)誤編碼。具體劃分如圖2所示[2]。

四、仿真測試

系統(tǒng)的仿真測試平臺主要由北京神州飛航科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)并銷售的AEC1553-31RT/S2型通信板卡和總線耦合器、耦合電阻搭建而成，通信板卡和總線耦合器、耦合電阻、計(jì)算機(jī)形成了一個(gè)小型的航空總線網(wǎng)絡(luò)，我們可以利用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，測試系統(tǒng)的總線監(jiān)聽功能，測試現(xiàn)場圖如圖3所示；另外中心邏輯器件FPGA中的各功能模塊的測試主要利用QuartusII軟件內(nèi)嵌的在線信號分析工具SignalTapII，該模塊可以讓使用者實(shí)時(shí)、在線觀測到相關(guān)模塊的工作運(yùn)行情況，例如圖4所示；緩存模塊FIFO的主要信號測試數(shù)據(jù)表明：觸發(fā)信號為rdreq,檢測時(shí)鐘為讀時(shí)鐘，wrusedw有效說明存儲(chǔ)容量半滿，其值為80H時(shí)，給出讀時(shí)鐘和讀使能，在以后每一個(gè)時(shí)鐘讀出16位并行數(shù)據(jù)。最后，對于系統(tǒng)的錯(cuò)誤碼發(fā)生功能，可以通過示波器直接觀察，確認(rèn)其錯(cuò)誤類型。根據(jù)以上測試方法，測試后系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)論

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能多樣，隨著航空業(yè)的發(fā)展，其應(yīng)用面也會(huì)越發(fā)廣泛，并且系統(tǒng)中有一部分可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，適應(yīng)度高。但是本設(shè)計(jì)仍然存在一定的不足：其一，功能選擇，終端地址配置靠硬件實(shí)現(xiàn)，更改不靈活，該部分在未來可以結(jié)合配套軟件做出設(shè)計(jì)修整；其二，數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)，因?yàn)闆]有參考具體的用戶要求，暫時(shí)應(yīng)用邏輯器件片內(nèi)存儲(chǔ)，導(dǎo)致容量小，可以結(jié)合具體要求增添片外存儲(chǔ)器，擴(kuò)大容量；第三，錯(cuò)誤編碼以字為主，未能拓展至消息類型，尚有較大發(fā)展空間。隨著更大的需求和更廣的應(yīng)用，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將會(huì)越來越完善，功能也將越來越強(qiáng)大。

參考文獻(xiàn)：

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[2]牛茜．基于FPGA的1553B總線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]．太原：中北大學(xué)，2011．

[3]王誠，吳繼華，等．AlteraFPGA/CPLD設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇）[M]．北京:人民郵電出版社，2005．

[4]夏宇聞.Verilog數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程[第二版][M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

第4篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

全面構(gòu)思，大運(yùn)的總體設(shè)計(jì)技術(shù)

飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的任務(wù)，是把不同的專業(yè)技術(shù)和系統(tǒng)創(chuàng)造性地綜合到一起，使飛機(jī)整體性能優(yōu)化，達(dá)到規(guī)定的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求?？傮w設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)綜合考慮、總體權(quán)衡、反復(fù)迭代、逐步逼近的過程。只有清晰的設(shè)計(jì)思想和可行的技術(shù)途徑，才能確保項(xiàng)目在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的各個(gè)階段性能最優(yōu)，才能研制出世界一流的產(chǎn)品。

飛機(jī)總體設(shè)計(jì)涵蓋了飛機(jī)總體布局與參數(shù)優(yōu)化，全機(jī)氣動(dòng)力綜合設(shè)計(jì)，動(dòng)力裝置與飛機(jī)的一體化設(shè)計(jì)，新材料和新工藝，飛機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)性的權(quán)衡，戰(zhàn)術(shù)性能與技術(shù)性能匹配等等，是決定飛機(jī)優(yōu)劣和項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。飛機(jī)總體設(shè)計(jì)是整個(gè)飛機(jī)研制中責(zé)任最重大的階段，成功的總體設(shè)計(jì)可以在單項(xiàng)技術(shù)不太先進(jìn)的情況下，研制出整體性能優(yōu)越的飛機(jī)；反之，在平庸的總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，即使采用了某些先進(jìn)的單項(xiàng)技術(shù)，也難以得到整體性能優(yōu)越的飛機(jī)。

總體設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的領(lǐng)域，工程經(jīng)驗(yàn)具有不可替代的作用，而這也是之前中國航空工業(yè)比較欠缺的。

性能保證，大運(yùn)的氣動(dòng)技術(shù)

氣動(dòng)技術(shù)是大型運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)、發(fā)展的基礎(chǔ)，其新概念、新理論、新方法的突破和應(yīng)用，直接推動(dòng)著飛機(jī)的更新?lián)Q代，超臨界翼型設(shè)計(jì)理論及層流控制技術(shù)的突破，使大飛機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)水平得到了大幅度提升。

飛機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)也是一個(gè)反復(fù)迭代、不斷修改的過程，其效果取決于先進(jìn)計(jì)算方法和超級計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，先進(jìn)風(fēng)洞設(shè)備和大量風(fēng)洞試驗(yàn)的篩選，以及先進(jìn)地面模擬設(shè)備和試飛手段的反復(fù)驗(yàn)證。

機(jī)翼是飛機(jī)上最重要的氣動(dòng)部件，機(jī)翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)是全機(jī)氣動(dòng)力設(shè)計(jì)的核心，它直接關(guān)系到飛機(jī)的性能和使用效率，機(jī)翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：高升阻比翼型設(shè)計(jì)、前后緣襟翼等增升裝置的設(shè)計(jì)、機(jī)翼平面形狀的選擇及優(yōu)化。機(jī)翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，在于要進(jìn)行高速、低速、動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的綜合優(yōu)化，通常要借助超級計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜流場的精確計(jì)算，最終確定機(jī)翼的外形。

老生常談，大運(yùn)的動(dòng)力技術(shù)

動(dòng)力系統(tǒng)（發(fā)動(dòng)機(jī)）是飛機(jī)的心臟，同時(shí)也是推動(dòng)大型運(yùn)輸機(jī)不斷發(fā)展的關(guān)鍵因素。發(fā)動(dòng)機(jī)不僅在很大程度上決定了飛機(jī)的飛行性能和任務(wù)能力，同時(shí)也決定了飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、保障性、環(huán)保性的主要指標(biāo)。對于大型運(yùn)輸機(jī)來說，發(fā)動(dòng)機(jī)及燃油裝載量占起飛重量的40～60%，其壽命期費(fèi)用占整個(gè)飛機(jī)的40%左右，燃油效率的提高、CO2和NOx的降低、噪聲的降低，乃至飛機(jī)的續(xù)航時(shí)間、續(xù)航距離，有2/3以上要依賴發(fā)動(dòng)機(jī)的貢獻(xiàn)。因此，改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能，對于提高飛機(jī)性能起到“提綱挈領(lǐng)”的作用。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)的研制往往是整個(gè)飛機(jī)研制進(jìn)度中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，甚至是決定性因素，一種新飛機(jī)試飛時(shí)必須有一型相當(dāng)成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)。

現(xiàn)代大型軍用運(yùn)輸機(jī)都采用大涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，配裝多臺（兩臺以上）。由于軍用運(yùn)輸機(jī)基本采用上單翼布局，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝在機(jī)翼下面的吊艙內(nèi)。采取這樣的安裝形式的好處有：在飛行中發(fā)動(dòng)機(jī)可以為機(jī)翼卸載從而減輕機(jī)翼的結(jié)構(gòu)重量；發(fā)動(dòng)機(jī)可為飛機(jī)在湍流中飛行時(shí)提供振動(dòng)阻尼；發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)和改裝更加方便；減少發(fā)動(dòng)機(jī)傳到機(jī)艙內(nèi)的噪聲。還有一點(diǎn)也非常重要，發(fā)動(dòng)機(jī)距離地面較遠(yuǎn)，飛機(jī)在地面滑跑或貼地飛行時(shí)，地面沙礫、塵土等雜物不容易吸入發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣就降低了飛機(jī)對跑道道面質(zhì)量的要求，便機(jī)在沒有被覆的土跑道上起降。

必須指出，航空發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是大推力（功率）發(fā)動(dòng)機(jī)一直是中國航空工業(yè)的短板。研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)真的很難嗎？確實(shí)很難！航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制主要有四個(gè)特點(diǎn)：一、技術(shù)難度大，發(fā)動(dòng)機(jī)雖然只是飛機(jī)上的一個(gè)分系統(tǒng)，但其涉及的學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域幾乎與整個(gè)飛機(jī)相同，而且有些要求還更高；二、研制周期長，發(fā)動(dòng)機(jī)研制是一個(gè)研究-設(shè)計(jì)-試驗(yàn)-修改設(shè)計(jì)-再試驗(yàn)的多次迭代過程，僅部件、附件、整機(jī)試驗(yàn)就要15萬小時(shí)以上，與飛機(jī)機(jī)體的研制相比，一般要長3～5年時(shí)間；三、經(jīng)費(fèi)投入多，比如大推力的GE90，研制費(fèi)就高達(dá)30億美元；四、經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)高，這里所說的風(fēng)險(xiǎn)包括技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，也包含了政治風(fēng)險(xiǎn)。

鋼筋鐵骨，大運(yùn)的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度技術(shù)

結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度技術(shù)以機(jī)體結(jié)構(gòu)為主要研究對象，是涉及多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，它既要滿足飛機(jī)總體對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，如載荷、重量、壽命、可靠性、維修、成本等，又要滿足氣動(dòng)、推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備的技術(shù)要求，還必須與機(jī)體結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的材料、制造、試飛等技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

大型運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命，一般要求90 000飛行小時(shí)，或60 000飛行起落，或30個(gè)日歷年，這必然給大型運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度技術(shù)提出非常高的要求；不僅如此，經(jīng)濟(jì)可承受性、安全性、環(huán)境兼容性、保障性等因素也成為大飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的重要問題。因此，不僅要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度、動(dòng)強(qiáng)度、耐久性/損傷容限、氣動(dòng)彈性的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，還要綜合考慮氣動(dòng)-伺服-熱-結(jié)構(gòu)-材料等多學(xué)科因素。目前，以可靠性分析為基礎(chǔ)的一種結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)思想正在形成與發(fā)展中，必將率先應(yīng)用于在研的大型運(yùn)輸機(jī)等高端航空器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

與大型客機(jī)相比，軍用大型運(yùn)輸機(jī)由于其特定的使命，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有它獨(dú)有的特點(diǎn)，比如，貨艙截面不是像客機(jī)那樣呈圓形，而是呈向上方收縮的矩形，或者呈梨形；再比如，軍用運(yùn)輸機(jī)，特別是戰(zhàn)略/戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)，一定要采用“多輪多支”起落架，還要設(shè)置一個(gè)方便大型裝備進(jìn)出的艙門，軍機(jī)機(jī)體的截面尺寸和結(jié)構(gòu)重量都明顯大于民機(jī)。

攤子最大，大運(yùn)的機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)

機(jī)電系統(tǒng)是保障飛機(jī)各項(xiàng)功能發(fā)揮的必要條件和基礎(chǔ)條件，也是飛機(jī)上“攤子”最大、內(nèi)容最雜的一個(gè)領(lǐng)域。對于大型軍用運(yùn)輸機(jī)而言，機(jī)電系統(tǒng)主要包括：電源系統(tǒng)、第二動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、空降/空投系統(tǒng)、貨運(yùn)系統(tǒng)、機(jī)輪剎車系統(tǒng)、空中加油系統(tǒng)（加油機(jī)）等。機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)水平的高低直接影響到飛機(jī)的整體性能，同時(shí)對飛機(jī)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性產(chǎn)生重要影響。

電源系統(tǒng)的作用是保證向機(jī)上所有用電設(shè)備提供符合要求的電能，通常分為發(fā)電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)兩部分，發(fā)電系統(tǒng)由主電源、二次電源、輔助電源和應(yīng)急電源等組成，配電系統(tǒng)負(fù)責(zé)電能的傳輸與分配。早期飛機(jī)的電源是28V低壓直流電源；后來出現(xiàn)了115/200V/400Hz恒速恒頻交流電源系統(tǒng)，在轟炸機(jī)、軍用運(yùn)輸機(jī)上廣泛應(yīng)用；目前，變頻交流電源系統(tǒng)正在被越來越多的大飛機(jī)所采用。

對于大型飛機(jī)而言，都要加裝一套或幾套獨(dú)立于主發(fā)動(dòng)機(jī)之外的動(dòng)力系統(tǒng)，這類動(dòng)力系統(tǒng)統(tǒng)稱為第二動(dòng)力系統(tǒng)。第二動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)上其他功能系統(tǒng)提供氣、電、液以及軸功率，以滿足主發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、應(yīng)急能源或其他需要。

液壓系統(tǒng)是以油液為工作介質(zhì)，靠油壓驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來完成諸如收放起落架和襟翼、機(jī)輪剎車、前輪轉(zhuǎn)彎甚至舵面操縱的整套裝置。上世紀(jì)50年代之前，液壓系統(tǒng)的工作壓力為6.9～10.4兆帕，B-2、C-17、F-22等飛機(jī)的液壓系統(tǒng)的工作壓力提高到了27.6兆帕，V-22、A380、波音787甚至采用了35兆帕的液壓系統(tǒng)。

環(huán)境控制系統(tǒng)的作用是保證飛機(jī)駕駛艙或者貨艙內(nèi)的空氣壓力、溫度、濕度、潔凈度以及氣流速度符合人體生理要求，并為機(jī)上電子設(shè)備提供正常的工作環(huán)境。

空投空降系統(tǒng)是大型軍用運(yùn)輸機(jī)上獨(dú)有的系統(tǒng)。從大型運(yùn)輸機(jī)上空投重型武器裝備的設(shè)備被稱為重裝空投系統(tǒng)，從距離地面500～1 500米高度實(shí)施空投的叫做標(biāo)準(zhǔn)重裝空投系統(tǒng)，從距離地面3～7米高度實(shí)施空投的叫做超低空重裝空投系統(tǒng)。C-17一次標(biāo)準(zhǔn)空投能力達(dá)到了27.24噸。

貨運(yùn)系統(tǒng)主要將貨物運(yùn)進(jìn)、運(yùn)出飛機(jī)，并在飛機(jī)貨艙內(nèi)的預(yù)定位置加以固定。目前大型運(yùn)輸機(jī)的貨運(yùn)系統(tǒng)裝運(yùn)能力大，最大起重達(dá)到10噸，具有綜合控制功能，可自動(dòng)完成裝運(yùn)、固定、解鎖、卸下等動(dòng)作，并具有安全防護(hù)裝置。

信息觸角，大運(yùn)的航電系統(tǒng)技術(shù)

機(jī)載航電系統(tǒng)是對各種信息采集設(shè)備（傳感器/數(shù)據(jù)鏈）、信息處理設(shè)備、信息管理設(shè)備、信息顯示設(shè)備組成的機(jī)載信息網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)軟件的統(tǒng)稱。航電系統(tǒng)是飛機(jī)的信息觸角，是平臺信息化作戰(zhàn)能力的基礎(chǔ)。與空中預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)等相比，軍用運(yùn)輸機(jī)上的航電系統(tǒng)技術(shù)水平整體上要略遜一些，但是在信息化作戰(zhàn)的大背景下，隨著運(yùn)輸機(jī)使命和使用范圍的擴(kuò)展，現(xiàn)代軍用運(yùn)輸機(jī)對航電系統(tǒng)技術(shù)的要求越來越高。

軍用運(yùn)輸機(jī)的航電系統(tǒng)主要由如下四個(gè)分系統(tǒng)組成：通信、導(dǎo)航和識別分系統(tǒng)，探測分系統(tǒng)，電子戰(zhàn)分系統(tǒng)，駕駛艙顯示與控制分系統(tǒng)?，F(xiàn)代軍用運(yùn)輸機(jī)的通信、導(dǎo)航和識別分系統(tǒng)不再是一個(gè)個(gè)分立的電子設(shè)備，而是一個(gè)具有綜合管理與控制、資源共享和統(tǒng)一調(diào)度的系統(tǒng)，在這個(gè)分系統(tǒng)中，戰(zhàn)術(shù)信息分配、數(shù)據(jù)鏈通信、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、敵我識別等技術(shù)是其核心技術(shù)。在運(yùn)輸機(jī)的探測分系統(tǒng)中，一般不安裝火控雷達(dá)和預(yù)警雷達(dá)，但必須配備氣象雷達(dá)，必須配備一些綜合傳感器，有些運(yùn)輸機(jī)上還安裝了監(jiān)視和偵察雷達(dá)。軍用運(yùn)輸機(jī)上的電子戰(zhàn)分系統(tǒng)肯定比不上專門的電子戰(zhàn)飛機(jī)，但必須安裝導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)，必須具備一定的電子對抗措施。駕駛艙顯示與控制分系統(tǒng)更加強(qiáng)調(diào)飛行員的情境意識和態(tài)勢感知，在大型運(yùn)輸機(jī)上都安裝了電子飛行儀表系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)指示和告警系統(tǒng)，以及多功能顯示器等。

品質(zhì)保證，大運(yùn)的飛控系統(tǒng)技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和對飛機(jī)性能要求的不斷提高，電傳飛行控制系統(tǒng)（Fly-By-Wire，簡稱FBW）已替代傳統(tǒng)的機(jī)械操縱系統(tǒng)，它為提高飛機(jī)的性能、改善飛機(jī)的飛行品質(zhì)、減輕飛行員的工作負(fù)荷、增強(qiáng)飛機(jī)安全可靠性以及實(shí)現(xiàn)機(jī)載分系統(tǒng)綜合控制等，提供了必要的手段。FBW完全取代了控制指令與伺服作動(dòng)器之間的機(jī)械傳輸線系，具有重量輕、自檢測功能、良好的容錯(cuò)能力以及多模式的工作狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，提高了飛機(jī)的生存力且實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制技術(shù)，使飛機(jī)具有優(yōu)良的飛行品質(zhì)。多年來，歐美等航空工業(yè)發(fā)達(dá)國家在努力發(fā)展大型飛機(jī)的同時(shí)，均投入了巨大的人力和財(cái)力，積極開發(fā)大型飛機(jī)的先進(jìn)飛行控制技術(shù)，A380、C-17、波音787等均是以數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)、應(yīng)用主動(dòng)控制技術(shù)的成功范例。

目前，自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)與電傳飛行控制系統(tǒng)逐步呈現(xiàn)出一體化的特征。系統(tǒng)架構(gòu)由傳統(tǒng)的樹型結(jié)構(gòu)向巨系統(tǒng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，大型運(yùn)輸機(jī)的飛行控制系統(tǒng)逐步向高度綜合化、模塊化、通用化、智能化的方向發(fā)展。非相似余度配置技術(shù)、主動(dòng)控制技術(shù)、系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)技術(shù)以及復(fù)雜巨系統(tǒng)的安全性及適航技術(shù)等成為飛行控制系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)。

日新月異，大運(yùn)的材料技術(shù)

“一代材料一代飛機(jī)”，這是流傳于航空界的一句名言，這句話充分體現(xiàn)了航空材料在飛機(jī)發(fā)展中的重要地位。在我國，研制大型飛機(jī)是一項(xiàng)開拓性的工作，需要構(gòu)建一個(gè)與大飛機(jī)相適應(yīng)的材料體系，這是一項(xiàng)十分艱難的工作。

航空材料一般被分為兩大類，一類是結(jié)構(gòu)材料，一類是功能材料。結(jié)構(gòu)材料的功能是承受結(jié)構(gòu)載荷和保持結(jié)構(gòu)的形狀不變，但飛機(jī)不同部位承受的載荷不同，因此對結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)特性要求也不一樣。功能材料是一些具有優(yōu)良化學(xué)、電、磁、光、聲學(xué)、力學(xué)和生物功能及其相互轉(zhuǎn)換功能的、用于非結(jié)構(gòu)的高技術(shù)材料，包括電子信息材料、紅外材料、激光材料等。對于大飛機(jī)而言，關(guān)鍵性的航空材料主要是各類結(jié)構(gòu)材料。

大型運(yùn)輸機(jī)所涉及到的結(jié)構(gòu)材料主要有金屬材料、復(fù)合材料、纖維金屬層合板、鋁鋰合金等。一般認(rèn)為，復(fù)合材料代表了飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的主流，甚至用復(fù)合材料用量的多少作為衡量飛機(jī)先進(jìn)性的指標(biāo)之一，復(fù)合材料確實(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)，在民用客機(jī)上的用量越來越大，但是復(fù)合材料也有其不足，一是價(jià)格昂貴，二是遭受損傷后修復(fù)起來不如金屬材料方便。鑒于此，大型軍用運(yùn)輸機(jī)上，傳統(tǒng)的金屬材料鋁、鈦、鋼及高溫合金等仍然占據(jù)主流。纖維增強(qiáng)的鋁合金層板在C-17上首創(chuàng)應(yīng)用，具有很大的發(fā)展空間。鋁鋰合金一直被寄予厚望，但曾經(jīng)幾起幾落，盡管它曾在C-17上發(fā)生過失效，但仍被美國國防部作為未來項(xiàng)目的優(yōu)選材料。

門類繁多，大運(yùn)的制造技術(shù)

大型飛機(jī)的制造技術(shù)明顯有別于一般機(jī)械制造技術(shù)，在航空制造技術(shù)中也有其特點(diǎn)。根據(jù)產(chǎn)品的種類不同，大飛機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)可以分為機(jī)體制造技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)和機(jī)載設(shè)備制造技術(shù)等三大類。

機(jī)體制造的關(guān)鍵技術(shù)包括大型結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)、整體壁板噴丸成型技術(shù)、裝配連接技術(shù)、鈑金件制造技術(shù)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)等。大型結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)是大型飛機(jī)制造中的難度最大的技術(shù)，其中，結(jié)構(gòu)件的制坯技術(shù)、超塑性成型、高速數(shù)控加工，以及化學(xué)銑削和先進(jìn)焊接是大尺寸結(jié)構(gòu)件制造的關(guān)鍵；噴丸是利用高速運(yùn)動(dòng)的球形彈丸撞擊板坯表面，使其形狀發(fā)生改變，目前，噴丸成形過程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序控制。

發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)包括精密制坯技術(shù)、特種加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)柔性制造、先進(jìn)焊接技術(shù)、表面處理技術(shù)等。精密制坯又稱近凈成形，包括如下幾種：葉片定向凝固和單晶精密鑄造、精密鍛造、粉末冶金熱等靜壓制坯精密輥軋等。特種加工技術(shù)是指以高能束為代表的特種加工技術(shù)，包括激光加工、電子束加工、離子束加工、電解加工等。

機(jī)載設(shè)備制造技術(shù)主要是為滿足航空電子設(shè)備迅速發(fā)展的需要而發(fā)展起來的，包括微電子技術(shù)、超精密加工技術(shù)、微型制造技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)制造技術(shù)等。

性能驗(yàn)證，大運(yùn)的試驗(yàn)與試飛技術(shù)

試驗(yàn)與試飛是任何飛行器研制過程中都不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，常言道：“好飛機(jī)是試出來的，更是飛出來的?！睂τ诩夹g(shù)高度復(fù)雜的大型運(yùn)輸機(jī)的研制更是如此。我們這里所說的“試驗(yàn)”指的是各類地面試驗(yàn)，而“試飛”則泛指各類空中試驗(yàn)，嚴(yán)格地講，都屬行器試驗(yàn)的范疇。

第5篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】航空電子系統(tǒng) 發(fā)展分析 發(fā)展趨勢

隨著航空電子設(shè)備在飛機(jī)總成本中比重的逐步增加，航空電子設(shè)備對飛行器的性能和功能影響不斷增大。在許多戰(zhàn)爭中，不僅使用大量軍用飛機(jī)發(fā)射武器進(jìn)行攻擊，還使用了其電子設(shè)備進(jìn)行電子戰(zhàn)等一些信息戰(zhàn)，如在地方飛機(jī)進(jìn)攻之前就利用電子對抗技術(shù)使其設(shè)備失控甚至處于完全癱瘓狀態(tài)。民用飛機(jī)也一樣使用了大量的電子設(shè)備，如自動(dòng)駕駛儀、導(dǎo)航設(shè)備、防撞系統(tǒng)設(shè)備、自動(dòng)想換監(jiān)視設(shè)備等，有關(guān)通訊、導(dǎo)航、防撞、監(jiān)視、定位等功能的航空電子設(shè)備已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。先進(jìn)的航空電子綜合系統(tǒng)對飛機(jī)的生存能力、作戰(zhàn)能力、安全著陸和飛行能力等起到至關(guān)重要的作用。

1 航空電子綜合系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

航空電子綜合系統(tǒng)技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來，用于實(shí)現(xiàn)各自系統(tǒng)之間的信息傳遞和控制，其主要功能就是完成空-空，空-地，地-空之間的數(shù)據(jù)傳輸、敵我識別、無線電近場著陸引導(dǎo)、無線電近距離導(dǎo)航等。航電系統(tǒng)是由許多機(jī)載數(shù)據(jù)鏈、傳感器等機(jī)載信息采集、信息管理、信息處理、顯示控制及相應(yīng)的軟件組成。其技術(shù)特點(diǎn)有：

（1）高度綜合化。航電系統(tǒng)的高度綜合化主要是其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度綜合化，即使用先進(jìn)的航電技術(shù)將系統(tǒng)中的通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、敵我識別、電子戰(zhàn)、傳感器和武器火控等系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)多手段、自適應(yīng)、多頻譜的一體化航空電子綜合系統(tǒng)。航電系統(tǒng)另一高度綜合化體現(xiàn)在系統(tǒng)功能方面，即使多種傳感器信息綜合、飛行員輔助決策技術(shù)及信息融合、顯示、處理技術(shù)，使飛行員能專注于決策高層戰(zhàn)術(shù)。

（2）提升飛機(jī)的作戰(zhàn)能力。信息化、綜合化的航電系統(tǒng)使得飛機(jī)的遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)、近距離作戰(zhàn)、單機(jī)多目標(biāo)攻擊、電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)、協(xié)同作戰(zhàn)、夜戰(zhàn)等能力得到極大提升。

（3）高度信息化。新型綜合核心處理器、基于數(shù)據(jù)鏈的通信系統(tǒng)、高度綜合的架勢艙顯示系統(tǒng)及高速數(shù)據(jù)總線，不但使飛機(jī)內(nèi)外信息的獲取、傳輸、處理能力增強(qiáng)，好使得飛機(jī)的信息交互、共享、利用能力大大增強(qiáng)。

（4）飛機(jī)易于維護(hù)。航空電子綜合系統(tǒng)具有自檢測裝置，可對故障進(jìn)行快速定位和隔離，使其便于維修人員更換故障裝置。

（5）減輕了飛行員的工作負(fù)擔(dān)。航電系統(tǒng)采用先進(jìn)的頭盔瞄準(zhǔn)顯示、觸控式顯示屏等系統(tǒng)，使得易于操控。

2 航空電子綜合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

航電綜合系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通訊控制系統(tǒng)，其研制和開發(fā)過程中涉及多個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，其發(fā)展方向有開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)可承受性、可變規(guī)模能力、先進(jìn)的傳感器綜合能力及成熟的軟件工程環(huán)境等。其關(guān)鍵技術(shù)有：

（1）開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前軍用和商用技術(shù)均開始從“封閉式結(jié)構(gòu)”向“開放性結(jié)構(gòu)”轉(zhuǎn)變，開放性結(jié)構(gòu)具有靈活、經(jīng)濟(jì)可承受、可變規(guī)模型、可交互操作型、可移植性等特點(diǎn)。并且還具有降低成本、系統(tǒng)模型建立快速、功能修改、擴(kuò)充、元器件更換容易等優(yōu)點(diǎn)。

（2）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)。主要是根據(jù)飛機(jī)及其任務(wù)對其航電系統(tǒng)進(jìn)行定義、分析、設(shè)計(jì)、評估并反復(fù)迭代以滿足要求。

（3）系統(tǒng)綜合技術(shù)。航電綜合系統(tǒng)是對所有設(shè)備和子系統(tǒng)的高度集成，使得其能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的最大利用和降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)性能、減輕飛行員負(fù)擔(dān)、減少安裝空間。

（4）先進(jìn)的傳感器綜合技術(shù)。傳感器的費(fèi)用大約占了航電系統(tǒng)的70%，如紅外和光電傳感器在遙感、偵察、制導(dǎo)、報(bào)警、夜視等方面應(yīng)用廣泛，隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)且分辨率高等特點(diǎn)。傳感器綜合就是把電子戰(zhàn)、通信導(dǎo)航識別、雷達(dá)、激光設(shè)備、紅外設(shè)備等傳感器按光電和射頻兩個(gè)頻段綜合成一個(gè)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)各種傳感器的相應(yīng)功能。

3 航空電子系統(tǒng)的發(fā)展分析和發(fā)展趨勢

航電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢為：采用高速數(shù)據(jù)總線、高度模塊化設(shè)計(jì)、大規(guī)模先進(jìn)軟件技術(shù)，高度綜合的駕駛艙顯示系統(tǒng)和先進(jìn)傳感器綜合系統(tǒng)。

（1）高速數(shù)據(jù)總線。告訴數(shù)據(jù)總線的采用能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的大容量、高速的數(shù)據(jù)傳輸，以及重構(gòu)、資源共享、容錯(cuò)的功能。高速數(shù)據(jù)總線應(yīng)采用“令牌”環(huán)網(wǎng)訪問控制協(xié)議，要實(shí)現(xiàn)對總線的數(shù)據(jù)訪問和存儲(chǔ)就必須獲取“令牌”，每個(gè)終端都有機(jī)會(huì)獲取。

（2）高度模塊化設(shè)計(jì)。航電系統(tǒng)在物理結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了高度模塊化，即其有許多可更換的專用或通用子模塊組成。這些子模塊由超高速集成技術(shù)發(fā)展得來，具有高故障檢測、低故障率及隔離能力，降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本和增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。常以采用按功能區(qū)分子系統(tǒng)的任務(wù)處理方式的傳統(tǒng)的航電系統(tǒng)容錯(cuò)性和重構(gòu)能力弱，而高度模塊化很好的解決了這些問題。軟件的動(dòng)態(tài)加載可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分配給可更換模塊完成，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu)功能和容錯(cuò)性。

（3）大規(guī)模先進(jìn)軟件。航電系統(tǒng)的軟件含有大量的源代碼，其主要有系統(tǒng)的分布執(zhí)行程序、執(zhí)行及核心執(zhí)行程序構(gòu)成。系統(tǒng)軟件的大規(guī)模增長，對總成本有一定影響，但是大大的提高了系統(tǒng)的總體性能。

（4）高度綜合的駕駛艙顯示系統(tǒng)。駕駛艙顯示系統(tǒng)有六個(gè)下視和一個(gè)平視顯示器構(gòu)成，以為飛行員提供所有戰(zhàn)場態(tài)勢等相關(guān)信息，人機(jī)交互能力較強(qiáng)及具有友好的顯示界面。六個(gè)下視顯示器為顯示飛行、攻擊、戰(zhàn)場態(tài)勢、導(dǎo)航識別、外掛武器、防御、頭房屋等信息。平視顯示器為廣角全息顯示器。

（5）先進(jìn)的傳感器綜合系統(tǒng)。目前飛機(jī)上常裝備機(jī)載火控雷達(dá)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)、導(dǎo)航識別系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對多傳感器進(jìn)行信息融合和綜合管理，大大的增強(qiáng)了飛機(jī)的全面感知能力，其他傳感器的使用極大的提高了信息傳輸速度、信號傳輸、處理的速度，并能降低系統(tǒng)的總體成本。

4 總結(jié)

航空電子綜合系統(tǒng)目前已得到廣泛應(yīng)用，它能提高飛機(jī)的安全性、穩(wěn)定性、作戰(zhàn)能力及飛行能力等。因此航空電子綜合系統(tǒng)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化的快速發(fā)展對于未來的信息戰(zhàn)、獲取戰(zhàn)爭主動(dòng)權(quán)、保護(hù)國家安全等至關(guān)重要，對民用飛機(jī)的平穩(wěn)飛行，安全起飛和著陸，按時(shí)到達(dá)也有重大意義。

第6篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)、造型、屋面、幕墻、系統(tǒng)、雙曲

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

總體造型

采用富于時(shí)代感的建筑語言和設(shè)計(jì)手法，創(chuàng)造出獨(dú)特的航站樓形象，作為潮汕地區(qū)的一個(gè)標(biāo)志性建筑。航站樓的總體動(dòng)感造型以流暢的曲線和雙曲面造型，融入飛行器的特質(zhì)，弧形的屋蓋，舒展的指廊兩翼。整個(gè)外殼由銀灰色的鋁板和通透的玻璃幕墻所包裹，在陽光與燈光下透出成熟大氣、優(yōu)雅精制的建筑藝術(shù)效果。

遵循“四水歸堂”的風(fēng)水格局作為潮汕民居聚落的一個(gè)鮮明特點(diǎn)，結(jié)合有利的自然條件與常年大量種類的植物生長茂盛，為迎接遠(yuǎn)道而來的賓客精心營造出花園式的航站樓，使來來往往的旅客享受到優(yōu)雅自然的候機(jī)環(huán)境，對潮汕留下美好的印象。

屋面體系及屋面板系統(tǒng)

航站樓以波浪般起伏的屋面，流暢多變的外墻，體現(xiàn)了潮汕地區(qū)倚山瀕海、山川毓秀的環(huán)境意象；屋面的自然挑出，水晶宮般通透的幕墻完全展現(xiàn)出來；主樓和指廊的體形自然過渡，無論是陸側(cè)還是空側(cè)都渾然一體；指廊與整齊排列的登機(jī)橋相映成趣。建筑與周圍景象融為一體，從環(huán)境優(yōu)美的地平面乘勢而起，讓旅客從進(jìn)入機(jī)場的道路就開始感受大樓全貌。

航站樓屋面鋼結(jié)構(gòu)主要包括屋面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、支撐斜柱混凝土結(jié)構(gòu)，采用變截面厚度與優(yōu)雅的起伏線條組合的雙曲面結(jié)構(gòu)。為配合屋面、幕墻、裝修設(shè)計(jì)，在每個(gè)網(wǎng)架球結(jié)點(diǎn)上、下設(shè)置_托，這作用為加強(qiáng)保護(hù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力合理。航站樓主入口挑檐最大懸挑約33米，造型上由厚變薄且曲率漸漸放大的連續(xù)變化體。

航站樓屋面為一連續(xù)多變的三維曲面，高度和結(jié)構(gòu)厚度滿足建筑室內(nèi)空間高度、形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。屋面基本定位具備直觀的可描述性，便于建筑空間高度及形式的控制，同時(shí)應(yīng)可通過數(shù)字模型精確定義，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確定位。通過已事先定義數(shù)條放樣曲線，包括外邊線放樣曲線、天花高度放樣曲線、屋面高度放樣曲線和多條節(jié)點(diǎn)構(gòu)造曲線來確定整個(gè)屋面曲面。放樣曲線都是分段連續(xù)光滑的圓弧線，再根據(jù)各方切面、屋面構(gòu)造、天花構(gòu)造等分別定義出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上、下弦高度。根據(jù)此構(gòu)型原則，在設(shè)計(jì)過程中按照需要可進(jìn)行直觀而快捷的調(diào)整。

航站樓屋面構(gòu)造做法為：1．0.9mm厚氟碳涂層鋁鎂錳合金屋面板；2．110mm厚玻璃纖維保溫棉帶單層鋁箔 ；3．熱浸鋅主、次檁及檁托；4．0.47mm厚鍍鋅鋼底板或雙層鋼絲網(wǎng)加玻璃纖維布。屋面坡度≥4％，保證屋面雨水能順暢地排走。根據(jù)屋面起伏的特點(diǎn)，沿建筑周邊與中央庭園周邊設(shè)置了雨水外天溝，另外，在主樓與東北指廊和西南指廊交接處設(shè)置了兩條內(nèi)天溝，為杜絕漏水隱患，所有雨水斗都設(shè)置在建筑幕墻以外。

外幕墻系統(tǒng)

潮汕民居以傳統(tǒng)的三合院、四合院為基本布局，保留其外部輪廓十分規(guī)整的正方形或長方形;航站樓則以高低起伏的屋面與片片彎弧的立面幕墻造型融合了潮汕民居聚落的輪廓特征，以現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)文化結(jié)合形成一個(gè)和諧的建筑體。

外墻設(shè)計(jì)兼顧采光、通風(fēng)、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)等因素，僅在指廊空側(cè)三層、主樓陸側(cè)三層、中央庭園采用大面積的玻璃幕墻，其余立面采用鋁板與玻璃窗結(jié)合的處理方式，盡量減少玻璃幕墻的面積。玻璃幕墻結(jié)合節(jié)能的考慮，在中庭設(shè)計(jì)了遮陽板且幕墻橫向框鋁合金構(gòu)件造型兼遮陽措施。本工程幕墻為傾斜式，與地面成77o角；玻璃幕墻采用橫明豎隱框式，既簡潔又經(jīng)濟(jì)，玻璃標(biāo)準(zhǔn)板塊為3m x 1.5m，玻璃選用灰藍(lán)綠色中空鋼化夾膠玻璃。

為避免傳統(tǒng)外墻過多的堅(jiān)向構(gòu)件造成旅客視線的遮擋，該系統(tǒng)取消了每一榀玻璃單元的豎向支撐，而是將它縮小為一根可以隱藏在玻璃板縫內(nèi)的鋼索，這個(gè)鋼索懸掛并隱藏在鋼屋架內(nèi)更大跨度的鋼梁上。具有水平承重和遮陽雙重效果的水平構(gòu)件固定在懸掛鋼索之上，最后通透的玻璃坐落在水平結(jié)構(gòu)遮陽板上，這樣一個(gè)全新概念的外幕墻體系就實(shí)現(xiàn)了，為了使旅客透過玻璃幕墻的視線不受影響，還從三個(gè)方面進(jìn)行了處理。一是整個(gè)屋檐尤其在朝南的方向上有很長的懸挑，使得玻璃在挑檐的遮擋下減少表面的反光，這種處理當(dāng)然也是為了減少外墻吸收非控太陽能，二是將幕墻稍稍傾斜一個(gè)角度，與垂線成13度夾角，這樣從人的水平視線看出去，就不會(huì)看到玻璃上反射的影象，三是將玻璃幕墻的分格盡量擴(kuò)大，特別在落地的分格采用高達(dá)2.0m的玻璃，保證人的視線范圍內(nèi)沒有水平分割線。

空間感最終應(yīng)歸結(jié)于輕松的優(yōu)雅感覺而不是艱難費(fèi)力的沉重感。橫向H型鋼鋁合金組合構(gòu)件、豎向隱藏式鋼拉索玻璃幕墻系統(tǒng)是由視覺上非常飄逸的橫向構(gòu)件盤旋而上。橫向H型鋼鋁合金組合構(gòu)件、豎向隱藏式鋼拉索系統(tǒng)幕墻承受兩個(gè)方向的荷載：水平方向風(fēng)荷載和地震荷載，豎直方向重力荷載。水平方向荷載通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)玻璃面板傳遞到大跨度H型鋼構(gòu)件，再通過鋼H型鋼構(gòu)件傳遞至抗風(fēng)立柱上再傳遞到主體結(jié)構(gòu)。豎向方向重力荷載傳遞到鋼拉索處的H型鋼，再由拉桿逐層傳遞到頂跨鋼圈梁構(gòu)件及底部連接節(jié)點(diǎn)，通過支撐連接點(diǎn)、轉(zhuǎn)接件與主結(jié)構(gòu)相連接，把豎向荷載傳遞到主結(jié)構(gòu)。

幕墻系統(tǒng)的不斷優(yōu)化以滿足立面空間視覺特殊要求，淡化了豎向分格效應(yīng)，使室內(nèi)空間更加明亮。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是一反傳統(tǒng)幕墻豎向立柱為水平荷載主受力構(gòu)件的模式，讓材料更強(qiáng)的H型鋼構(gòu)件橫向承受水平荷載，可以讓豎向構(gòu)件截面做到最小，進(jìn)一步拓展幕墻分格寬度極限。

思考

通過三維模型定位和全方位高完成度的設(shè)計(jì)去創(chuàng)造超越人腦想象力的空間，這樣做才能最大限度的控制設(shè)計(jì)的效果，必然須要整合當(dāng)今最新最專業(yè)的技術(shù)成果，僅靠二維的圖紙很難達(dá)到復(fù)雜工程的深度和信息量，難以避免建造完成后的返工的風(fēng)險(xiǎn)，使建筑留下不足與遺憾。

參考文獻(xiàn):

1、《民用建筑設(shè)計(jì)通則》

2、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

3、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

第7篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

 

春節(jié)前的一個(gè)下午，《中國信息化周報(bào)》與李義章董事長進(jìn)行了一個(gè)半小時(shí)的高端訪談，聆聽了李總的創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷，在暢談企業(yè)發(fā)展與制造業(yè)產(chǎn)業(yè)形勢的同時(shí)，探討了兩化融合的癥結(jié)和突破的思路與方法。

 

《中國信息化周報(bào)》：索為系統(tǒng)作為一家長期致力于研發(fā)連接、驅(qū)動(dòng)工業(yè)軟件的工程中間件的高科技公司發(fā)展已近十年，您也已經(jīng)是這個(gè)領(lǐng)域的專家，咱們先從最初談起，先談?wù)勀穆殬I(yè)經(jīng)歷和索為系統(tǒng)成立的初衷。

 

李義章：我是學(xué)飛行器工程專業(yè)的，我的同學(xué)有很多仍然在做導(dǎo)彈設(shè)計(jì)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。但我還在學(xué)校時(shí)接觸到CAE就著了迷。在1996年左右，基于計(jì)算流體力學(xué)的CAE軟件還比較新，比如鍋爐內(nèi)的燃燒如何仿真、汽輪機(jī)中的流轉(zhuǎn)如何仿真，國內(nèi)好多企業(yè)沒見過。因?yàn)閷AE的濃厚興趣，我放棄了博士學(xué)位的繼續(xù)研讀，投身到CAE行業(yè)中，一干就是八年。

 

剛開始，CAE軟件是一個(gè)小眾市場，一套要賣十幾、二十萬美元，用的企業(yè)還很少。到了2005年左右，很多制造型企業(yè)意識到CAE的必要性，因?yàn)閺脑O(shè)計(jì)畫圖到生產(chǎn)制造的流程太長，企業(yè)需要通過CAE仿真手段來縮短這個(gè)周期，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，從而CAE的價(jià)值逐漸得到重視。

 

用戶市場的旺盛需求吸引了很多人去做CAE軟件的生意。很多國內(nèi)的公司都是由在外企做過CAE的人出來后，帶著兩三個(gè)工程師創(chuàng)辦起來的，主要靠國外CAE產(chǎn)品，簽完合同兩三個(gè)月就可以回款，賺錢比較容易。但對用戶企業(yè)而言，買了CAE軟件后的使用效果并不十分理想。某航空研究所做過統(tǒng)計(jì)，他們買了很多軟件工具，但使用起來的還不到30%。類似的情況在當(dāng)時(shí)比較普遍。

 

看到行業(yè)變成如此局面，我個(gè)人內(nèi)心很不是滋味，就像當(dāng)年在中關(guān)村賣電腦是很高大上的工作，但后來誰都能賣電腦了是一個(gè)道理。所以，當(dāng)時(shí)我就決定換一個(gè)角度，站在用戶端來看問題，比如飛機(jī)的設(shè)計(jì)到底該怎么設(shè)計(jì)最合理，這些優(yōu)秀的軟件工具該怎么用才能發(fā)揮最大的作用。在這樣的背景下，我在2006年成立了索為系統(tǒng)公司，幫助用戶做軟件工具的集成應(yīng)用平臺。

 

索為系統(tǒng)成立至今一直沒有正式過任何國外軟件，盡管我們對CAD、CAE、PLM等工具的理解甚至比很多國內(nèi)很多原廠商同行的理解還要深。因?yàn)槲覀冋J(rèn)為，一旦形成了正式關(guān)系，索為系統(tǒng)就得站在軟件廠商角度考慮怎么賺錢，從某種程度上有所違背要站在用戶角度思考問題的初衷了。索為系統(tǒng)要做的就是站在用戶角度看整個(gè)工程過程怎么樣才更加有效，軟件工具該如何組合使用效果最佳，從工程的角度去考慮IT工具怎么服務(wù)于工程。

 

《中國信息化周報(bào)》：這樣看來，索為系統(tǒng)與其他公司成立的初衷和發(fā)展路徑的確不太一樣。在1995年左右，國家提出甩圖板、甩圖紙的“兩甩工程”，很多公司就是在那個(gè)時(shí)期通過國外軟件發(fā)展起來的。但索為不做，不是沖著生意去做，而站在用戶端看怎么用IT工具。

 

李義章：對，IT技術(shù)和工業(yè)技術(shù)該怎么結(jié)合?站在IT端，每家廠商都覺得自己是老大，都覺得自己的產(chǎn)品是最牛的，能夠解決用戶所有的問題，但如果站在工業(yè)一端來看，并不是這樣。從工業(yè)角度看，每個(gè)IT廠商解決的都是一個(gè)特定的問題，一定要很好地組合在一起，才能發(fā)揮最大價(jià)值。

 

我們從2005年就開始在小范圍研究飛機(jī)設(shè)計(jì)，2006年成立索為系統(tǒng)公司，直到2010年我們都在做如何集成應(yīng)用各種工具軟件實(shí)現(xiàn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)。我們花了一年多時(shí)間做了一個(gè)原型系統(tǒng)，到沈陽某研究所交流，時(shí)任所長帶著總工程師、主任來考察，均表示理念很新穎。因?yàn)楫?dāng)時(shí)，供應(yīng)商到客戶那里都是講CAD、CAE和PDM、PLM等的，很少人去講集成，介紹如何把這些工具串起來用的策略和方法。

 

其實(shí)，從2006年到2010年，索為系統(tǒng)公司的成長發(fā)展還是非常艱難的。因?yàn)槭袌龀墒於炔粔?，集成?yīng)用的概念還沒普及，索為系統(tǒng)等于在做科普、做市場引導(dǎo)的工作，這通常是全球大廠商領(lǐng)導(dǎo)者才會(huì)去做的工作。但索為系統(tǒng)一直堅(jiān)持研究飛機(jī)總體設(shè)計(jì)，經(jīng)過四五年的努力，一步一步地打開了國內(nèi)航空的一部分市場，包括之后又有了機(jī)遇進(jìn)入到航天領(lǐng)域，陸續(xù)又挺進(jìn)兵器、船舶等領(lǐng)域。發(fā)展至今，索為系統(tǒng)的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)在各領(lǐng)域均得到了較為均衡的發(fā)展，這在很大程度上得益于索為系統(tǒng)前幾年在航空領(lǐng)域的知識和技術(shù)積累。

 

到了2012年，索為系統(tǒng)的發(fā)展模式又有了新變化——開始集團(tuán)合作模式。原來索為系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模式就是跟各個(gè)研究所一對一做項(xiàng)目。2012年，索為與中國航空工業(yè)集團(tuán)展開戰(zhàn)略合作，中航工業(yè)集團(tuán)選擇索為Sysware作為全集團(tuán)的統(tǒng)一集成研發(fā)平臺。今天來看，這是一次非常成功的合作，價(jià)值巨大，因?yàn)槿绻挥媒y(tǒng)一的平臺，整個(gè)知識體系是無法搭建起來的。

 

2015年，索為系統(tǒng)又與北京神舟航天軟件技術(shù)有限公司(簡稱“神舟軟件”)簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同服務(wù)航天科技市場。

 

總而言之，從一開始專注機(jī)總體設(shè)計(jì)然后到進(jìn)入各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，再到展開集團(tuán)級垂直化經(jīng)營，這就是索為系統(tǒng)發(fā)展近十年來大致的歷程。

 

《中國信息化周報(bào)》：了解了您和索為系統(tǒng)的發(fā)展歷程，我們再來看看整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。最近幾年，中國的航空航天事業(yè)發(fā)展紅火。但在整體經(jīng)濟(jì)下行趨勢下，其他的制造業(yè)并不理想，索為系統(tǒng)了解的情況如何?

 

李義章：目前索為系統(tǒng)的客戶大多是國防軍工領(lǐng)域的企事業(yè)單位，他們受整體經(jīng)濟(jì)影響相對沒有那么大。通過我們的觀察和體會(huì)，國防軍工領(lǐng)域的單位越來越重視信息化了，呈現(xiàn)的還是整體向上的趨勢。但就信息化應(yīng)用水平而言，實(shí)際上，包括航天航空在內(nèi)的高端制造行業(yè)與我們所想像的水平還是有一定的差距。

 

《中國信息化周報(bào)》：就像您剛剛講的軍工行業(yè)的信息化投入比較大，但實(shí)際上信息化還沒有達(dá)到應(yīng)該有的高度，發(fā)揮出該有的價(jià)值。這其實(shí)深層次講的就是國家、工信部需要破的題——信息化、工業(yè)化兩化如何深度融合?到底突破口在哪?

 

李義章：從兩化融合到兩化深度融合，我們國家一直在推動(dòng)，這也從一個(gè)側(cè)面反映出這個(gè)問題還沒有得以解決。我感覺目前的信息化和工業(yè)化還是有些“油”和“水”的關(guān)系。

 

《中國信息化周報(bào)》：這里面的癥結(jié)在哪?

 

李義章：有人認(rèn)為是信息化的投入還是不夠。我個(gè)人不這么看，其實(shí)中國信息化的投入已經(jīng)力度很大了，比如國防軍工的很多研究所，幾乎擁有了所有的先進(jìn)軟件和IT系統(tǒng)。所以，我認(rèn)為癥結(jié)并不在信息化這端，而是在工業(yè)化這端。本來信息化和工業(yè)化的屬性就不一樣，就像油是油的屬性，水是水的屬性，想要融合除非改變各自的屬性。打個(gè)比方，這就像寫文章，原來是用紙和筆寫，現(xiàn)在用word在計(jì)算機(jī)里寫，手段雖然已經(jīng)是信息化了，但word和計(jì)算機(jī)是不能保證能寫出好文章的。因?yàn)閷懗龊梦恼碌年P(guān)鍵還是在人的大腦里存儲(chǔ)的知識、經(jīng)驗(yàn)、方法，道理是一樣的。

 

所以，我覺得中國要實(shí)現(xiàn)兩化融合，當(dāng)務(wù)之急是要改變工業(yè)技術(shù)的屬性，只有這樣才有可能和信息化更好地融合。這也就解釋了為什么GE通用電氣提出口號是未來五年內(nèi)它要成為最大的軟件公司。GE不是要成為微軟那樣的軟件公司，而是要把它的工業(yè)技術(shù)都軟件化，只有把工業(yè)技術(shù)都顯性化、軟件化出來，才是與信息化成功的融合。而目前，我國的工業(yè)化受到的重視遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，尤其是工業(yè)技術(shù)體系，這方面比較匱乏。

 

《中國信息化周報(bào)》：那么，工業(yè)技術(shù)體系都包括哪些內(nèi)容?該如何固化、沉淀?

 

李義章：工業(yè)技術(shù)體系涉及很多內(nèi)容，從基礎(chǔ)的原材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方法及理論基礎(chǔ)等;到產(chǎn)品層面，比如螺釘螺母如何才能真正做好;再到行業(yè)層面，比如各種飛機(jī)很多是共性的東西，應(yīng)該形成共享的知識體系。我們比較缺乏可繼承、可復(fù)用、可分享的金字塔形的工業(yè)技術(shù)體系。

 

波音、空客在工業(yè)技術(shù)體系構(gòu)建方面優(yōu)勢明顯。比如波音787的整個(gè)研制過程使用了8000多款軟件，這其中只有1000多款是商業(yè)軟件，像CAD、CAE等，還有7000多款是屬于波音公司自己的、非商業(yè)化的軟件。這是波音幾十年積累下來的，包括飛機(jī)怎么設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及工藝等的關(guān)鍵知識經(jīng)驗(yàn)都在這7000多款軟件里，波音把工業(yè)技術(shù)體系都軟件化到了這7000多款軟件里，這才是波音的核心競爭力。這些是外界同行通過交流、學(xué)習(xí)、考察無法看到和學(xué)到的。

 

空客也類似，工程師每完成一個(gè)成果還要同時(shí)提交一份方法報(bào)告，說明這個(gè)成果是怎么做的，之后這個(gè)報(bào)告會(huì)提交到COC部門(能力中心)去做歸納總結(jié)整理。如此一來，每個(gè)人做的工作都是在前人的基礎(chǔ)之上，協(xié)同完成整體工作。遇有個(gè)別人的離開也不會(huì)影響整體工程，因?yàn)槠渌酥浪遣糠质窃趺醋龅摹?/p>

 

而目前我們國內(nèi)還沒有形成這樣的一整套完善的技術(shù)管理體系，每個(gè)人的方法各異，老前輩專家離職或者退休之后，那些知識和方法都隨著這些人的離去而被帶走了，后來的人來還得自己摸索實(shí)踐自己的方法。索為系統(tǒng)剛開始就是想站在用戶的角度來解決怎么用好各種軟件工具的問題，后來逐漸從工具拓展到團(tuán)隊(duì)、數(shù)據(jù)和知識，把中間過程封裝成一個(gè)個(gè)模塊，其實(shí)恰恰解決的就是相關(guān)技術(shù)體系的封裝和沉淀，沉淀下來之后可以重用、共享。結(jié)果很重要，但過程更重要!

 

《中國信息化周報(bào)》：據(jù)說已累計(jì)投入3億元的索為系統(tǒng)核心平臺化產(chǎn)品——Sysware就是在努力實(shí)現(xiàn)上述所有功能。能否請您介紹一下，Sysware平臺產(chǎn)品本身從最初解決用戶怎么用好、用通各種軟件工具到實(shí)現(xiàn)知識自動(dòng)化的演變過程?

 

李義章：索為系統(tǒng)做Sysware平臺，最開始就是要實(shí)現(xiàn)CAD 、CAE的集成，通過集成支撐飛機(jī)總體設(shè)計(jì)，后來演變成做工具的中間件，通過它可以把操作工具的知識封裝在一個(gè)組件里，如此一來，讓不會(huì)用CAD、CAE等軟件的人能用、用好各種工具。比如設(shè)計(jì)飛機(jī)機(jī)翼，要用CAD畫出來是很復(fù)雜的，老專家就不會(huì)用CAD建三維模型，但有了這個(gè)知識組件就好實(shí)現(xiàn)了。

 

剛開始，Sysware是局限在對工具的操作層面，我們在美國的專利就是IDE(集成設(shè)計(jì)環(huán)境)這部分，通過把工具的操作知識封裝成知識組件，實(shí)現(xiàn)重用、共享，讓不會(huì)操作的人可以直接用這些工具。到后來，工具層面的問題解決之后就更涉及團(tuán)隊(duì)的問題了。團(tuán)隊(duì)之間如何協(xié)作共享?團(tuán)隊(duì)協(xié)作是靠好的管理者或者總師開會(huì)協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)協(xié)作，但如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的自動(dòng)化、規(guī)范化、更高效?Sysware又添加了過程中間件P2M(項(xiàng)目流程管理)。再后來又涉及到過程中的數(shù)據(jù)管理，是我們的EDM(工程數(shù)據(jù)管理)產(chǎn)品，然后操作過程和協(xié)作中產(chǎn)生了很多知識，又出現(xiàn)了知識中間件KE來實(shí)現(xiàn)知識管理。就這樣，到目前形成了工具管理的工具中間件、過程管理的工程中間件、數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)中間件和知識管理的知識中間件，四個(gè)系列產(chǎn)品構(gòu)成了Sysware平臺的完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系。

 

《中國信息化周報(bào)》：索為系統(tǒng)宣傳Sysware是一個(gè)橫跨、兼容所有CAD、CAE、PDM、PLM產(chǎn)品的軟件工具，這種兼容不是開發(fā)層面，而是使用操作層面，對全過程的一個(gè)橫跨。但PLM產(chǎn)品也是從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、制造的全生命周期管理，與Sysware全過程的區(qū)別是什么?

 

李義章：PLM的核心是產(chǎn)品的生命周期的管理，是以產(chǎn)品為中心的，包括BOM(物料清單)、模型產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全生命周期管理。比如設(shè)計(jì)一個(gè)飛機(jī)時(shí)，PLM技術(shù)解決的是一個(gè)飛機(jī)設(shè)計(jì)出來之后，它的機(jī)翼、機(jī)身模型數(shù)據(jù)都在哪里，包括零部件、材料等數(shù)據(jù)以及工藝設(shè)計(jì)。但機(jī)翼是怎么出來的，從需求到草圖，會(huì)產(chǎn)生哪些問題，這些是PLM并不能解決。雖然PLM也是全生命周期的，包括畫圖、結(jié)構(gòu)、工藝、制造，但它恰恰不管生成的這個(gè)過程。通俗地講，PLM管的還是結(jié)果，而產(chǎn)生結(jié)果的過程是可以通過Sysware平臺來管理和控制的。

 

過程的核心是工程設(shè)計(jì)方法，它跟信息化沒多大關(guān)系，但工程的過程方法必須顯性化、軟件化。原來一個(gè)機(jī)翼設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來時(shí)工程師是說不清楚它是怎么出來的，索為系統(tǒng)就是要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的顯性化和軟件化。

 

《中國信息化周報(bào)》：中航工業(yè)全集團(tuán)統(tǒng)一的集成研發(fā)平臺全面采用Sysware平臺，并由索為系統(tǒng)提供技術(shù)支持，請問這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展和平臺的應(yīng)用效果如何?

 

李義章：中航工業(yè)集團(tuán)目前還不能說做到100%的過程沉淀，但已經(jīng)把主要的過程知識沉淀下來了，不可避免地還有一小部分需要依靠線下手動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。索為系統(tǒng)的客戶中有一家企業(yè)做的相對比較徹底，它是位于上海的中航商用發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司，他們有超過1000名設(shè)計(jì)人員。公司要求他們上班就要登錄Sysware平臺直到下班方可退出，目的就是要記錄設(shè)計(jì)工程師們一天工作中所接受任務(wù)、用的工具、用工具完成的過程以及過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)知識，都在這個(gè)系統(tǒng)里。系統(tǒng)里不只有結(jié)果，還有產(chǎn)生結(jié)果的過程。

 

《中國信息化周報(bào)》：應(yīng)用Sysware這個(gè)平臺給中航商發(fā)帶來的效果和效益是什么?

 

李義章：第一是規(guī)范化，因?yàn)橄到y(tǒng)中定制了大量操作流程，比如葉輪的分析等設(shè)計(jì)人員都是要按照規(guī)范流程去做，實(shí)現(xiàn)了流程的規(guī)范化;第二是過程可追溯，因?yàn)檫^程是被全程記錄下來的，如果有問題，這個(gè)模型和數(shù)據(jù)一步步是怎么來的是可以被追溯，從而進(jìn)行修改;第三是提高效率，索為系統(tǒng)給商發(fā)做了很多知識組件，可以將其工作效率提高數(shù)倍，甚至原來需要十天的工作量現(xiàn)在一天就可以完成。

 

《中國信息化周報(bào)》：C9飛機(jī)的下線也是之前比較熱的話題。請問C9飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造過程中，關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)是否都有索為系統(tǒng)公司的鼎力支持，不知能否具體介紹?

 

李義章：我們非常榮幸的參與其中!對于C9飛機(jī)，索為系統(tǒng)用Sysware平臺幫助中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司(簡稱中國商飛)解決了三個(gè)系統(tǒng)層面的問題：一是飛機(jī)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng);二是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng);三是復(fù)合材料設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)。

 

《中國信息化周報(bào)》：索為系統(tǒng)在軍轉(zhuǎn)民方面做的怎么樣，有怎樣的規(guī)劃。

 

李義章：像北汽福田、玉柴都是我們的客戶，接下來也會(huì)繼續(xù)加大投入。我們幫助玉柴做一個(gè)選件匹配系統(tǒng)：比如一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，因客戶不同需求產(chǎn)品的成本、交貨周期也都不同，原來玉柴的做法是需要工程師拿到需求后核算，一般三周算出來，但現(xiàn)在通過索為的系統(tǒng)一天就能給出結(jié)果。

 

《中國信息化周報(bào)》：國產(chǎn)軟件就工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)本身而言，有人認(rèn)為核心技術(shù)還是掌握在國外廠商手中，國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展并不如意，也有人認(rèn)為隨著國產(chǎn)化進(jìn)程推進(jìn)以及航天航空等領(lǐng)先技術(shù)發(fā)展，工業(yè)軟件大有可為。索為系統(tǒng)怎么看?

 

李義章：目前索為系統(tǒng)的產(chǎn)品全部擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。對于自主，我認(rèn)為CAD國產(chǎn)化是可能的，但CAE很難，因?yàn)镃AE門類繁多。其實(shí)基礎(chǔ)的CAD、CAE、PLM軟件已經(jīng)很成熟了，國產(chǎn)軟件廠商的競爭空間比較小。而工程中間件領(lǐng)域有很大的機(jī)會(huì)。索為系統(tǒng)理解的工程中間件是一種開放的工業(yè)軟件平臺，對下可以兼容集成各種工業(yè)軟件和設(shè)備，對上可以承載企業(yè)工業(yè)技術(shù)體系。一旦在工程中間件平臺建立工業(yè)技術(shù)的知識自動(dòng)化體系后，底層用誰的工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)不重要，工業(yè)體系的技術(shù)安全和數(shù)據(jù)安全也可以得到有效保證。本質(zhì)上看，工程中間件和知識自動(dòng)化也是一種橫向開放的生態(tài)系統(tǒng)。如果能借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的模式，集中力量形成整個(gè)制造業(yè)工業(yè)技術(shù)的知識自動(dòng)化體系，那么中國的工業(yè)技術(shù)體系，將走出一條不同于西方國家的模式，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)的自主、可控與安全。

 

《中國信息化周報(bào)》：索為系統(tǒng)規(guī)劃公司最新的發(fā)展方向及戰(zhàn)略是什么?

 

李義章：我們的目標(biāo)是希望用3-5年時(shí)間，在國防軍工領(lǐng)域統(tǒng)一平臺，讓更多的知識效益得到最大化的提升。我們的最終的目標(biāo)還是服務(wù)好工程師人群，讓他們通過使用索為的平臺來讓自身工作更規(guī)范、更高效。如果知識自動(dòng)化平臺是統(tǒng)一的，那么對工程師來說就意味著有更多的資源可用，很多模塊能讓他們更加快速和高效的完成工作。我們要不斷打磨、優(yōu)化我們的產(chǎn)品，增加工程師人群的粘性，熟練地使用Sysware平臺。

 

《中國信息化周報(bào)》：2016年索為系統(tǒng)制定的年度工作目標(biāo)是什么?

 

李義章：一是通過行業(yè)戰(zhàn)略合作，把垂直市場做透，擴(kuò)大產(chǎn)品覆蓋面;二是持續(xù)優(yōu)化我們的實(shí)施模式，將項(xiàng)目周期縮短。

 

《中國信息化周報(bào)》：很多企業(yè)都在借助資本實(shí)現(xiàn)外延式發(fā)展，索為系統(tǒng)在這方面的情況如何?

 

李義章：索為系統(tǒng)2013年就開始運(yùn)用資本手段了，引入了三家外部的投資方，IPO也在準(zhǔn)備中。

 

記者手記

 

從采訪邀約到認(rèn)識熟悉再到完成訪談，與索為系統(tǒng)公司的交流過程讓人感覺順暢舒服，訪談內(nèi)容也讓記者受益匪淺。

 

為什么說舒服，體現(xiàn)在三方面。第一是索為系統(tǒng)市場部的熱情與細(xì)心：電話、郵件溝通反饋迅速，又專門面談加深了解、溝通提綱，訪談現(xiàn)場的紙、筆、水、錄音筆，雖然記者都有自備，但也讓人倍感舒服貼心;第二，訪談當(dāng)天，記者在索為系統(tǒng)聽到，老員工都稱呼董事長李義章為“老李”;第三，李義章的講話風(fēng)格是客觀而實(shí)際，既不是說半天等于沒說的“太極”風(fēng)，也不是從頭到尾都是“王婆”的自夸風(fēng)，更不是動(dòng)輒“智能制造”滿嘴跑的口號風(fēng)，而是真正站在產(chǎn)業(yè)踐行者和觀察者的角度，務(wù)實(shí)地來談從業(yè)務(wù)和行業(yè)發(fā)展。

 

作為一次企業(yè)訪談，我們并沒有就企業(yè)說企業(yè)，反而“兩化融合”成為了訪談重點(diǎn)內(nèi)容。

 

說到兩化融合，國家有國家高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略，行業(yè)有行業(yè)切身的體會(huì)和看法。曾記得，一位資深前輩對記者說過，中國的兩化融合得以大飛機(jī)等整機(jī)制造為主體，以儀器儀表和通用裝備制造為兩翼展開，重點(diǎn)在工業(yè)端，而不是信息化，這與李義章兩化融合的關(guān)鍵是工業(yè)技術(shù)體系的建立的觀點(diǎn)異曲同工。

 

記者也深以為然。對我國的兩化融合而言，不在工業(yè)端下功夫，沒有工業(yè)技術(shù)體系基礎(chǔ)，沒有質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，不改變生產(chǎn)方式，即便有再大的信息化投入，所謂的工業(yè)4.0、智能制造也只能在遠(yuǎn)方向我們招手。

 

而對于建立工業(yè)技術(shù)體系，我們只能說：結(jié)果很重要，但過程更重要。

第8篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

詩人對愛情的理解卻也恰似人類對技術(shù)本身的體悟。在不懈的探索中，人們逐步認(rèn)識到，液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是大推力火箭的可靠動(dòng)力來源。要想從近地軌道載人飛行的技術(shù)層面向更加深遠(yuǎn)的太空飛去，液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)是必須要掌握的關(guān)鍵技術(shù)之一。重型火箭，這種起飛重量比2艘驅(qū)逐艦還要重的飛行器，總是能夠時(shí)刻提醒著我們，那個(gè)勇敢無畏，挑戰(zhàn)工程極限的時(shí)代的存在。推力為600噸級以上的巨型發(fā)動(dòng)機(jī)受到太空探索的時(shí)代召喚，來到了世間。現(xiàn)在，就讓我們回顧那段波瀾壯闊的歷史，同時(shí)也展望一下人類太空探索的明天。

披堅(jiān)執(zhí)銳奮力擎天

1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員尤里?加加林成為了首次進(jìn)入太空的人類，驚醒了在太空競賽中稍有怠惰的美國人。這直接促使原本對探索月球熱情不高的約翰?肯尼迪總統(tǒng)改變了主意。1961年5月25日，肯尼迪在參眾兩院特別會(huì)議中宣布了“阿波羅”計(jì)劃的藍(lán)圖：

“我相信這個(gè)國家能夠齊聚一心全力以赴達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，即在1970年以前，人類將乘坐宇宙飛船登陸月球并且安全返回。沒有任何一個(gè)太空項(xiàng)目能夠超越它對人類的影響，超越它對宇宙遠(yuǎn)程空間探索的重大作用，也沒有一個(gè)太空項(xiàng)目開發(fā)如此困難而且花費(fèi)如此昂貴?！?/p>

“阿波羅”計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)。雖然“阿波羅”1號出現(xiàn)了致命的火災(zāi)事故，但是，在技術(shù)人員的堅(jiān)持下，無論是火箭還是飛船都逐步滿足了工程需要。用于“阿波羅”計(jì)劃的“土星”5號火箭全高110.6米，直徑10.1米，發(fā)射質(zhì)量3039噸。美國二戰(zhàn)時(shí)期的“巴格里”級驅(qū)逐艦的標(biāo)準(zhǔn)排水量為1500噸?！巴列恰?號的發(fā)射質(zhì)量相當(dāng)于這樣的兩艘驅(qū)逐艦。

1961年12月15日，波音公司拿到了S-IC（“土星”5號火箭第一級的內(nèi)部編號）的生產(chǎn)合同，與此同時(shí)美國宇航局馬歇爾航天飛行中心（MSFC）的工程師們則正在緊鑼密鼓地選定新的總工程師。第一級火箭的生產(chǎn)與總工程師的選任幾乎同時(shí)進(jìn)行，這表明了美國宇航局對波音公司的充分信任。波音顯然是把這第一級火箭當(dāng)成飛機(jī)來造了。他們沒有一個(gè)接一個(gè)地生產(chǎn)，而是很快就實(shí)現(xiàn)了批量化。并且，他們對第一級火箭的箭體進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)優(yōu)化，減輕了560千克的質(zhì)量。代入到三級火箭的動(dòng)力學(xué)方程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，這樣的優(yōu)化相當(dāng)于增加了36千克的有效載荷。

火箭的第一級采用5臺F-1液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛時(shí)將產(chǎn)生33 400千牛的推力，在150秒左右的時(shí)間內(nèi)將火箭推到6萬4千米的高空。這么大的推力，需要堅(jiān)固的承力結(jié)構(gòu)?！巴列恰?號火箭的第一級上有著整個(gè)火箭上最大的零件：5臺主發(fā)動(dòng)機(jī)的承力支架主梁，重21噸。另外，第一級上面有4個(gè)重816千克的鋁制件，這是當(dāng)時(shí)美國能夠加工的最大規(guī)格的鋁制零件。

“土星”5號火箭的第二級由北美航空制造。這個(gè)研制了P-51、F-86、B-25和X-15的公司用苯酚蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的擋板放在了液氫儲(chǔ)箱和液氧儲(chǔ)箱之間，硬是頂住了兩側(cè)高達(dá)70%的溫差，比采用傳統(tǒng)隔離結(jié)構(gòu)的火箭節(jié)省了3.6噸的質(zhì)量。第三級由道格拉斯公司制造。緊湊的外形和可多次重復(fù)啟動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)讓土星5號最終具備了將“阿波羅”飛船送上月球的能力。1967年11月9日，“阿波羅”4號任務(wù)開始執(zhí)行，這是“土星”5號火箭的首次發(fā)射，同時(shí)也是專門為這種世界上最大的運(yùn)載火箭建造的39號發(fā)射臺的首次啟用。這枚比自由女神像和她的基座加起來還要高不少的火箭象征了人類掙脫地球引力的渴望。

最終在1969年7月21日凌晨2點(diǎn)56分（UTC），宇航員尼爾?阿姆斯特朗的左腳踏上了月球?！斑@是一個(gè)人的一小步，卻是人類的一大步?！保═hat's one small step for a man，one giant leap for mankind.）這句話宣告了人類開始以更堅(jiān)定的步伐邁進(jìn)深空。而這一切，都有著“土星”5號這個(gè)推力強(qiáng)大的幕后英雄在做著貢獻(xiàn)。F-1液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)則至今仍保持著680.39噸的單燃燒室液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力紀(jì)錄。

執(zhí)著堅(jiān)韌不言放棄

實(shí)際上，蘇聯(lián)人并不是在肯尼迪宣布“阿波羅”計(jì)劃之后才著手準(zhǔn)備把宇航員送上月球的。早在1959年，科羅廖夫就已在準(zhǔn)備重型運(yùn)載火箭，而這一系列火箭為包括載人登月在內(nèi)的大型航天項(xiàng)目預(yù)留了運(yùn)載能力。這就是N-1重型運(yùn)載火箭的前身。該火箭以其30臺并聯(lián)的一級火箭布局給人留下了深刻的印象。

其實(shí)，原本N-1不必使用這么多臺發(fā)動(dòng)機(jī)。在N-1火箭的總體方案剛剛提出時(shí)，蘇聯(lián)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師古舒高就給出了設(shè)計(jì)一款推力強(qiáng)大的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的方案。當(dāng)時(shí)該發(fā)動(dòng)機(jī)被命名為RD-270。這款于1962年6月26日開始設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力高達(dá)26.1兆帕，其海平面推力6270千牛。美國“土星”5號火箭的F-1發(fā)動(dòng)機(jī)的海平面推力為6 770千牛。而“土星”5號火箭的發(fā)射重量為3 039噸，N-1火箭的發(fā)射重量為2 735噸?！巴列恰?號與N-1的第一級的設(shè)計(jì)工作時(shí)間均為150秒量級。因此，可以說，N-1運(yùn)載火箭可以采用5臺RD-270火箭發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)的方式。

可是，為什么N-1火箭沒有采用RD-270火箭發(fā)動(dòng)機(jī)呢？這與科羅廖夫本人的設(shè)計(jì)思想有關(guān)。RD-270火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力雖大，但是其燃料體系為偏二甲肼/四氧化二氮。雖然這種常溫推進(jìn)劑能夠非?？煽康毓ぷ?，并且有著不錯(cuò)的性能。但是，科羅廖夫早就對這種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)出了不滿的情緒。偏二甲肼為劇毒燃料，而且從比沖和未來更大推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的需求的角度來看，液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)取代偏二甲肼/四氧化二氮火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是個(gè)可以預(yù)見的趨勢。于是，科羅廖夫極力反對古舒高的RD-270火箭發(fā)動(dòng)機(jī)方案。古舒高認(rèn)為受到了排擠，終止了與科羅廖夫的合作。（后來，古舒高其實(shí)還是研制出了液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，而且是迄今為止，世界上推力最大的多燃燒室液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)RD-170，但這已經(jīng)是十幾年后的事情了。）

科羅廖夫沒辦法，只好尋求其他火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師的幫助。庫茲涅佐夫領(lǐng)導(dǎo)的OKB-276拿出了當(dāng)時(shí)叫做NK-15的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。后來，該發(fā)動(dòng)機(jī)升級為NK-33。因?yàn)橥屏Σ蛔?，所以N-1火箭只得采用30臺火箭發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)的方式。

1969年1月15日第一枚N-1火箭于矗立在發(fā)射臺上。蘇聯(lián)人冒了好大的風(fēng)險(xiǎn)！所有的NK-33發(fā)動(dòng)機(jī)都是出廠狀態(tài)，從未進(jìn)行過任何聯(lián)合點(diǎn)火測試。這是正常的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制流程所不允許的。而且，這枚試驗(yàn)箭實(shí)際上是任務(wù)箭?；鸺纳厦婕壚锩娣帕艘凰艺嬲腖1飛船。這飛船可是要繞著月球飛上一圈然后返回地球的。也就是說，蘇聯(lián)人要跳過所有的近地軌道測試步驟，直接繞月了。

1969年2月21日，莫斯科時(shí)間下午12點(diǎn)18分07秒，地動(dòng)山搖的轟鳴聲宣告N-1火箭掙脫地球懷抱的時(shí)候來了。6秒后，火箭離開發(fā)射塔。然而，這時(shí)候，指揮中心突然收到了火箭發(fā)出的警告：12號與24號2臺發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火。N-1火箭設(shè)計(jì)了動(dòng)力冗余，損失2臺發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力對火箭本身的測試任務(wù)的完成并不構(gòu)成致命威脅。但是，65.8秒時(shí)，28臺火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的功率全部超過最大允許值。整個(gè)管路系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的高頻振動(dòng)。66秒時(shí)，1臺NK-33火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的液氧輸送管路爆炸。隨后，火箭在12 200米高空發(fā)生了大爆炸。值得慶幸的是，L-1飛船在逃逸塔的幫助下，飛離了危險(xiǎn)區(qū)域。在爆炸平息后，降落在距離發(fā)射架22千米的地方。

1969年7月3日，第二枚N-1火箭被匆匆拖到1號發(fā)射臺，準(zhǔn)備趕在“阿波羅”1 1號之前進(jìn)行發(fā)射。莫斯科時(shí)間23點(diǎn)18分32秒，第二枚N-1火箭拔地而起。發(fā)射6秒后，傳感器報(bào)告：燃料泵異常。火箭的故障控制系統(tǒng)立刻關(guān)閉了傳感器指示出的那臺發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，令人不解的是，故障控制系統(tǒng)沒有停下關(guān)來，而是開始接連關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，用了3秒鐘的時(shí)間，關(guān)閉了第一級火箭30臺發(fā)動(dòng)機(jī)中的29臺。推力的大幅下降觸發(fā)了火箭逃逸塔。在巨大的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的拉動(dòng)下，繞月飛船像是被貓媽媽叼住后脖子的小貓一樣，被叼出1千米后，平穩(wěn)著陸。N-1火箭則向后躺倒，從200米高的地方帶著巨量燃料和氧化劑的火箭墜落到發(fā)射臺上，引發(fā)了驚天動(dòng)地的爆炸。事后工程人員分析，約有678.57噸液氧和煤油在瞬間爆炸，其爆炸當(dāng)量約6 930噸TNT，這是人類工程技術(shù)史上最大的爆炸事故。

1969年7月21日凌晨2點(diǎn)56分（UTC），阿姆斯特朗登上了月球。美國人贏得了載人登月的競賽。這回蘇聯(lián)人不用趕時(shí)間了。他們認(rèn)認(rèn)真真地開始搜集2枚火箭的殘骸，分析事故原因，重新設(shè)計(jì)N-1火箭的故障處理系統(tǒng)的算法，就像是試圖在尋找錯(cuò)題原因的一名虔誠的學(xué)生。這個(gè)錯(cuò)誤，一改就是兩年。1971年6月27日莫斯科時(shí)間凌晨2點(diǎn)15分07秒，第三枚N-1火箭點(diǎn)火。前10秒，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常。然而，這次，問題沒有出在動(dòng)力系統(tǒng)上，而是出在了制導(dǎo)控制系統(tǒng)中。不知怎么的，當(dāng)火箭飛到250米高的時(shí)候，制導(dǎo)系統(tǒng)突然認(rèn)為火箭姿態(tài)異常，并發(fā)瘋似地試圖擺正火箭姿態(tài)。而實(shí)際上，火箭的姿態(tài)沒有任何不妥。制導(dǎo)系統(tǒng)的錯(cuò)誤指令讓原本飛得穩(wěn)穩(wěn)的火箭開始偏斜。一級火箭外環(huán)24臺NK-33發(fā)動(dòng)機(jī)的差動(dòng)控制力矩是如此巨大，以至于瞬間就甩飛了火箭第3級及以上的結(jié)構(gòu)。第3級火箭啟動(dòng)了自毀程序，飛船也被引爆，她們一起砸到了第1次正式啟用的2號發(fā)射臺上。

蘇聯(lián)的工程技術(shù)人員沒有氣餒。此時(shí)，美國的“阿波羅”計(jì)劃已經(jīng)接近尾聲。蘇聯(lián)人這時(shí)已不再是和美國人競爭，而是更加純粹地要實(shí)現(xiàn)自己的夢想了。N-1火箭一定要成功才行！這可是科羅廖夫總師臨終前的最后一個(gè)航天項(xiàng)目！這可是全體蘇聯(lián)人的登月夢想的承載！

1972年11月23日莫斯科當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午9點(diǎn)11分52秒，第4枚N-1火箭點(diǎn)火升空。沒有鮮花與掌聲，全場肅穆凝重；沒有電視直播，很多人甚至沒有像正常人那樣的能被公開的姓名。這群在荒漠的一角頂住連續(xù)3次失敗壓力的技術(shù)人員，通過1年半的廢寢忘食的努力，再次迎來了N-1火箭發(fā)射的日子。火箭飛行平穩(wěn)。隨后，N-1火箭的飛行速度順利地超過了聲速。起飛90秒后，N-1火箭程序轉(zhuǎn)彎順利，按最新的制導(dǎo)程序，再過26秒，就該準(zhǔn)備―二級的分離程序了。但是，警報(bào)聲在此時(shí)響起了。彈載計(jì)算機(jī)認(rèn)為此時(shí)火箭的軸向過載太大。按照預(yù)案，彈載計(jì)算機(jī)自動(dòng)關(guān)閉了一級火箭內(nèi)環(huán)的6臺發(fā)動(dòng)機(jī)。可惜，第107秒的時(shí)候，整個(gè)一級火箭沒有經(jīng)受住烈火的炙烤，發(fā)生了爆炸。逃逸塔把繞月飛船帶離了爆炸區(qū)域。飛船穩(wěn)穩(wěn)地降落在拜科努爾。整個(gè)上面級彈出后，從4萬米高空墜下，摔毀在荒灘上。

N-1重型火箭，4次發(fā)射，4次失敗。科羅廖夫的繼任者米申沒能在后來爭取到更多的發(fā)射機(jī)會(huì)。這讓N-1火箭終究無法證明自己，給人們留下了無盡的遺憾。風(fēng)流人物，還看今朝

第9篇：空間飛行器總體設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：航空宇航；測試技術(shù)；教學(xué)改革；研究生

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）11-0001-04

測試技術(shù)課是工程類專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課，對于學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和試驗(yàn)探索能力培養(yǎng)具有非常重要的意義。該課程是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中必須有效兼顧知識傳授的廣度和深度、試驗(yàn)探索的理論與實(shí)踐兩對矛盾[1]。通常在本科和研究生層次上都會(huì)開設(shè)相應(yīng)的課程。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)已成為研究生教育改革的基本問題，應(yīng)將其貫穿于包括課程教學(xué)在內(nèi)的研究生培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)[2]。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅影響高等學(xué)校知識創(chuàng)新的水平， 也關(guān)系國家未來的整體創(chuàng)新能力[3]。近年來，隨著航空宇航事業(yè)的迅猛發(fā)展和公眾對航空宇航的認(rèn)知提升，研究生學(xué)歷已經(jīng)成為從事航空宇航技術(shù)工作的基本條件，越來越多的學(xué)生跨專業(yè)進(jìn)入航空宇航類專業(yè)的研究生行列。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的航空宇航專業(yè)研究生對于提升我國航空宇航領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力和國際競爭力具有非常重要的意義。鑒于測試技術(shù)本身具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，因此有必要探索能激發(fā)研究生積極思維和主動(dòng)參與、具有航空宇航特色的測試技術(shù)課程教學(xué)模式，使測試技術(shù)課程教學(xué)成為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。

關(guān)于本科階段測試技術(shù)課的教學(xué)改革和實(shí)踐，國內(nèi)諸多學(xué)者進(jìn)行了卓有成效的探索。針對機(jī)械工程與自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)“測試技術(shù)”精品課程建設(shè)的需要，劉進(jìn)志等從教學(xué)資源建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容革新、實(shí)踐教學(xué)模式改革等方面進(jìn)行了探索。王豐在“機(jī)械工程測試技術(shù)”課程體系優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)資源開發(fā)、教學(xué)技術(shù)改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建設(shè)、工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行了一系列改革與實(shí)踐[4]。以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力為目標(biāo)，李孟源等提出了強(qiáng)化測試技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的新思路，并在河南科技大學(xué)的教學(xué)過程中進(jìn)行了實(shí)踐[5]。賀德全對通信、電子信息、測控工程專業(yè)測試技術(shù)課“現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用”的教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索，提出了課程改革的新思路[6]。王鵬等對應(yīng)用電子技術(shù)、信息工程、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)的測試技術(shù)課“自動(dòng)測試系統(tǒng)”課程建設(shè)進(jìn)行了探索，在教學(xué)隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段、教材建設(shè)、教學(xué)管理和實(shí)踐教學(xué)等方面開展了教學(xué)改革實(shí)踐[7]。

不同于本科測試技術(shù)課程，研究生測試技術(shù)課更強(qiáng)調(diào)以創(chuàng)新和實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的知識體系廣度和試驗(yàn)探索實(shí)踐。課程教學(xué)應(yīng)充分借鑒國外頂尖高校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化前沿性、研討性和實(shí)踐性等教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與和積極思維的創(chuàng)新意識，為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供充足的教學(xué)空間[8]。然而遺憾的是，如何對研究生測試技術(shù)課進(jìn)行改革以適應(yīng)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)需求在國內(nèi)還是空白，更遑論航空宇航這樣具有鮮明專業(yè)特色的研究生測試技術(shù)課程的教學(xué)改革。

有鑒于此，本文以北京理工大學(xué) “航空宇航測試與試驗(yàn)技術(shù)”課程為樣本對航空宇航類專業(yè)研究生測試技術(shù)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索。在分析該課程的培養(yǎng)需求和教學(xué)目標(biāo)基礎(chǔ)上，本文提出了課程教學(xué)改革思路和詳細(xì)的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置，總結(jié)了依托課程網(wǎng)站、科研課題和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行課程教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐效果，以期對國內(nèi)高校航空宇航類專業(yè)及類似專業(yè)的研究生測試技術(shù)課教學(xué)改革有所啟發(fā)。

一、培養(yǎng)需求分析

“航空宇航測試與試驗(yàn)技術(shù)”是北京理工大學(xué)宇航學(xué)院為航空宇航科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)術(shù)型碩士研究生、全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生以及本科起點(diǎn)博士的專業(yè)必修課。課程課內(nèi)計(jì)劃學(xué)時(shí)為54學(xué)時(shí)，考核方式為平時(shí)考核與期末考試相結(jié)合的方式。其中，平時(shí)考核占70%，期末考試占30%。在測試技術(shù)、航天技術(shù)概論等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，本課程旨在構(gòu)建合理的課程知識體系，著力培養(yǎng)研究生在航空宇航領(lǐng)域的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，為培養(yǎng)肩負(fù)航空航天事業(yè)發(fā)展重任、理論與工程并重的高層次研究人才奠定必要的基礎(chǔ)。

表1給出了近3年來課程的選課情況。需要說明的是：除表中明確列出的四個(gè)方向外，學(xué)術(shù)碩士生和本科起點(diǎn)博士生的研究方向還包括航空宇航制造及其自動(dòng)化和振動(dòng)與噪聲控制兩個(gè)方向，專業(yè)碩士生的研究方向還包括發(fā)射理論與技術(shù)、材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)三個(gè)方向。因人數(shù)較少，為簡化需求分析，表中將這些方向統(tǒng)一歸入其他項(xiàng)。從表1可以看出，本課程的選課研究生逐年階梯式上升，課程的重要性和效果得到了研究生的廣泛認(rèn)可；選課研究生涵蓋了北京理工大學(xué)航空宇航科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主要研究方向和三個(gè)不同層次的研究生。因此課程內(nèi)容需要精心設(shè)計(jì)，以滿足不同方向和不同層次研究生的學(xué)習(xí)需求。

與其他類型專業(yè)不同，航空宇航科學(xué)與技術(shù)是針對工程應(yīng)用背景設(shè)置的專業(yè)。各研究方向的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋很大的技術(shù)范疇，跨越機(jī)械、電子和信息等多個(gè)不同的領(lǐng)域，相應(yīng)的測試需求也存在很大的差異。表2給出了主要研究方向的專業(yè)背景和測試需求。事實(shí)上，就本科層次而言，機(jī)械、電子信息、測控與儀器等不同專業(yè)類型的測試技術(shù)課程教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容也存在很大的差別。本課程的教學(xué)目標(biāo)需要充分考慮相關(guān)方向研究生在專業(yè)基礎(chǔ)、應(yīng)用背景和測試需求等方面的差異。

表2 主要研究方向?qū)I(yè)背景及測試需求

鑒于航空宇航科學(xué)與技術(shù)專業(yè)具有專業(yè)涉及面寬、創(chuàng)新性強(qiáng)和測試需求明確等特點(diǎn)，本課程的教學(xué)目標(biāo)定位在：（1）深化有關(guān)測試的基礎(chǔ)知識和理論，介紹相關(guān)研究方向測試技術(shù)發(fā)展前沿，兼顧深度與廣度、經(jīng)典與現(xiàn)代兩對矛盾，構(gòu)建合理的課程知識體系，激發(fā)研究生的主動(dòng)參與熱情；（2）以測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試為手段，強(qiáng)化以知識應(yīng)用為特征的實(shí)踐能力培養(yǎng)；（3）以文獻(xiàn)閱讀和

探索研究為手段，通過體會(huì)和體驗(yàn)方式培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

二、教學(xué)改革思路與措施

根據(jù)以上教學(xué)目標(biāo)，本課程在北京理工大學(xué)精品課程建設(shè)項(xiàng)目的支持下，對“航空宇航測試與試驗(yàn)技術(shù)”課程的教學(xué)進(jìn)行了改革，期望通過優(yōu)化課程教學(xué)過程，適當(dāng)壓縮理論教學(xué)課堂授課內(nèi)容，借助科研和實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢強(qiáng)化前沿性、研討性和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，提升課程教學(xué)效果。

本課程的教學(xué)主要由理論教學(xué)、專題討論、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自選試驗(yàn)四個(gè)環(huán)節(jié)組成。

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，理論教學(xué)應(yīng)著力于深化測試與試驗(yàn)的基礎(chǔ)知識和理論以及介紹本專業(yè)測試的工程需求，主要包括測試基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用和航空航天試驗(yàn)技術(shù)兩個(gè)部分。具體內(nèi)容為測試基礎(chǔ)理論、數(shù)據(jù)采集與虛擬儀器技術(shù)、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及評估、航空航天試驗(yàn)概述、航天測控系統(tǒng)、空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)、飛行試驗(yàn)技術(shù)。其中，前三者主要著眼于深化測試與試驗(yàn)的基礎(chǔ)知識和理論，后四者主要是幫助研究生了解其所在研究方向的測試需求。理論教學(xué)在實(shí)施過程中主要存在兩個(gè)方面的問題。一方面，選修本課程的研究生的基礎(chǔ)有較大的差異。在選修本課程的研究生中，部分是本校本專業(yè)的本科畢業(yè)生，選修過類似課程，對專業(yè)應(yīng)用背景和測試需求已有一定的了解，但也有相當(dāng)部分的研究生是跨專業(yè)的，對測試基礎(chǔ)知識和理論了解較少，對專業(yè)應(yīng)用背景和測試需求了解不多。另一方面，理論教學(xué)學(xué)時(shí)有限和不同方向的研究生興趣差異也是需要考慮的問題?；谝陨峡紤]，理論教學(xué)采用課堂講授和課后自學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行。對理論性較強(qiáng)的、各研究方向有共同興趣的內(nèi)容采用課堂講授；對其他內(nèi)容，依托精品課程項(xiàng)目支持建設(shè)的課程網(wǎng)站開展教學(xué)，以自學(xué)為主，通過網(wǎng)上測驗(yàn)和答疑等方式幫助研究生檢驗(yàn)和鞏固學(xué)習(xí)效果。

專題討論是兼具研討性和前沿性特點(diǎn)的綜合性重點(diǎn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對構(gòu)建研究生課程知識體系廣度、提高創(chuàng)新意識以及體會(huì)創(chuàng)新過程具有重要的作用。根據(jù)研究生人數(shù)的不同，本環(huán)節(jié)占本課程的教學(xué)總學(xué)時(shí)的1/3―1/2。專題討論要求研究生結(jié)合專業(yè)方向、課題組科研項(xiàng)目、參研課題或者個(gè)人感興趣領(lǐng)域的測試需求進(jìn)行調(diào)研，以近5年內(nèi)發(fā)表的重要文獻(xiàn)為主，完成專題報(bào)告，并在課堂上進(jìn)行時(shí)長為20分鐘的講述以及現(xiàn)場質(zhì)詢。現(xiàn)場質(zhì)詢時(shí)，先由其他研究生根據(jù)自己的理解提出問題，教師補(bǔ)充提問和做最后的評價(jià)總結(jié)。原則上，專題報(bào)告必須有與測試相關(guān)的思考和分析，并應(yīng)提交最終的電子文檔。教師根據(jù)研究生的報(bào)告以及現(xiàn)場回答情況給出相應(yīng)的評定成績。研究生在他人報(bào)告的現(xiàn)場質(zhì)詢環(huán)節(jié)所提出的問題的質(zhì)量將作為其成績評定的重要組成部分。為便于研究生完成選題、搜集材料以及準(zhǔn)備專題報(bào)告，教師會(huì)在課堂上結(jié)合自身的科研積累進(jìn)行相應(yīng)的專題報(bào)告，并給出選題方向和專題范例供研究生參考。

測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)是針對實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，目的在于強(qiáng)化測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，是在本科課程基礎(chǔ)上對研究生知識應(yīng)用能力的進(jìn)一步深化。該環(huán)節(jié)分為兩個(gè)階段。一是教師在課堂上對若干個(gè)典型設(shè)計(jì)范例由淺入深地講解，采用互動(dòng)教學(xué)方式加深研究生對設(shè)計(jì)難點(diǎn)的理解。課堂教學(xué)時(shí)共選用3個(gè)設(shè)計(jì)范例。其中，第1個(gè)范例較簡單，教師通過仔細(xì)講解使研究生對設(shè)計(jì)流程有所了解；后面進(jìn)行更接近工程實(shí)際的兩個(gè)范例教學(xué)時(shí)，教師先給出設(shè)計(jì)題目，研究生若干人為一組討論后推薦1人作為代表在黑板上寫出設(shè)計(jì)結(jié)果，教師在課堂上組織學(xué)生對各組的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行充分討論后給出參考答案和總結(jié)，以突出設(shè)計(jì)難點(diǎn)和其解決思路。二是在上述基礎(chǔ)上，研究生自主選擇設(shè)計(jì)題目，教師通過對研究生提交的設(shè)計(jì)作業(yè)存在的典型問題進(jìn)行點(diǎn)評，有針對性地糾正存在的共性問題。

不同于本科測試技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，自選試驗(yàn)環(huán)節(jié)屬于研究性的試驗(yàn)項(xiàng)目，是兼具前沿性和實(shí)踐性特點(diǎn)的綜合性環(huán)節(jié)，也是研究生體驗(yàn)創(chuàng)新的重要途徑。整個(gè)試驗(yàn)過程，研究生自主選題，自由組合，自行組織管理。試驗(yàn)沒有確定的答案和結(jié)果，要求研究生若干人（一般4―6人）1組圍繞課題組科研項(xiàng)目、參研課題、實(shí)驗(yàn)室特定設(shè)備和自己感興趣的主題開展試驗(yàn)。自選試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程即是研究生體驗(yàn)創(chuàng)新的過程。根據(jù)需要，學(xué)校可以適當(dāng)資助研究生自行購置試驗(yàn)器材，搭建測試系統(tǒng)開展試驗(yàn)。教師通過選題討論、疑難解答和報(bào)告評定等方式管理和控制試驗(yàn)進(jìn)程和教學(xué)質(zhì)量。

各教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)目標(biāo)的關(guān)聯(lián)如圖1所示。由圖1可以看出，改革后各教學(xué)環(huán)節(jié)更有利于強(qiáng)調(diào)知識廣度和現(xiàn)代前沿的課程知識體系構(gòu)建，并且設(shè)置的測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)、專題討論和自選試驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)大幅增加了前沿性、研討性和實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容，有效加強(qiáng)了研究生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，形成了鮮明的航空宇航教學(xué)特色。這具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）通用與特色有機(jī)結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容、基礎(chǔ)與前沿并重的教學(xué)思路是構(gòu)建課程知識體系的保障。一方面，本課程的教學(xué)內(nèi)容在強(qiáng)調(diào)通用測試技術(shù)的基礎(chǔ)上更注重航空宇航特色，大多與專業(yè)應(yīng)用背景有關(guān)，能夠有效激發(fā)研究生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，并為研究生從事相關(guān)試驗(yàn)工作奠定基礎(chǔ)。另一方面，理論教學(xué)安排注重夯實(shí)研究生的理論基礎(chǔ)，專題討論可使研究生了解先進(jìn)測試技術(shù)的發(fā)展情況及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

（2）高度參與互動(dòng)的教學(xué)模式是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的前提。創(chuàng)新意識是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，獨(dú)特的互動(dòng)教學(xué)模式有效激發(fā)了研究生的主動(dòng)參與和積極思維的創(chuàng)新意識。本課程超過1/3的學(xué)時(shí)是圍繞專題討論展開的，課程要求研究生必須主動(dòng)參與討論，同時(shí)，教師要將提問情況作為考評標(biāo)準(zhǔn)之一。此外，試驗(yàn)環(huán)節(jié)也要求研究生相互協(xié)作，共同完成預(yù)定的試驗(yàn)項(xiàng)目。

（3）理論與應(yīng)用緊密結(jié)合的教學(xué)方式是實(shí)踐能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。測試技術(shù)課程是一門以知識應(yīng)用為導(dǎo)向的實(shí)踐型課程。本課程設(shè)置的專題討論、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及自選試驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)占整個(gè)課程學(xué)時(shí)的2/3以上，為研究生應(yīng)用測試?yán)碚摵突A(chǔ)知識的學(xué)習(xí)提供了充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的展示平臺。

三、教學(xué)改革的成效

改革后的課程學(xué)時(shí)分配及考核情況如表3所示。借助于圖2所示的具有良好互動(dòng)性的課程網(wǎng)站，課程的理論教學(xué)學(xué)時(shí)被壓縮到10學(xué)時(shí)。除了《測試基礎(chǔ)理論》、《測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評估》以及《航空航天試驗(yàn)概述》三章在課堂上講授以外，其余的理論教學(xué)內(nèi)容均被安排為自學(xué)。這種安排方式充分保證了其他三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)（特別是專題討論環(huán)節(jié)）的學(xué)時(shí)，為優(yōu)化課程教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

表4給出了近三年專題討論選題的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。需要說明的是：表中的“結(jié)合研究方向”是指研究生所選的題目能夠結(jié)合本學(xué)科各研究方向的應(yīng)用需求?！敖Y(jié)合前沿”是指研究生所選的題目能夠結(jié)合測試技術(shù)的發(fā)展前沿?！敖Y(jié)合科研”是指研究生選題為所在課題組此前開展的科研工作。研究生可通過查閱前人公開發(fā)表的論文和已畢業(yè)研究生的學(xué)位論文了解，也可通過與導(dǎo)師或者高年級研究生的交流理解項(xiàng)目深層次的技術(shù)問題?！敖Y(jié)合課題”是指研究生所選題目與該研究生作為主要參與人參加的研究課題有關(guān)。由表中數(shù)據(jù)可以看出：絕大多數(shù)專題都能夠結(jié)合研究方向，有助于研究生對專業(yè)前沿和工程需求的理解與把握。這主要得益于專題準(zhǔn)備階段指導(dǎo)教師對選題的嚴(yán)格把關(guān)和有意引導(dǎo)研究生盡量選擇與研究方向相關(guān)的題目。專題中也有相當(dāng)比例的題目結(jié)合科研或者課題。尤其是結(jié)合課題的專題，由于研究生親自參與了課題，有深刻的實(shí)際體驗(yàn)，報(bào)告效果極佳，也易于激發(fā)課堂討論。需要說明的是：結(jié)合課題的選題數(shù)量基本保持不變，這主要是后續(xù)選課的飛行器總體設(shè)計(jì)和航天器系統(tǒng)與自主技術(shù)方向研究生相對接觸試驗(yàn)性質(zhì)科研項(xiàng)目較少以及部分研究生課題暫時(shí)沒有確定的緣故。

表5給出了2014年度自選試驗(yàn)分析結(jié)果。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出：絕大多數(shù)試驗(yàn)選題都是結(jié)合科研、課題和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行的，并且有相當(dāng)部分試驗(yàn)使用了專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的重大實(shí)驗(yàn)設(shè)備。自選試驗(yàn)的調(diào)試過程對研究生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力提出了挑戰(zhàn)。通過參與自選試驗(yàn)，研究生了解了先進(jìn)設(shè)備的用途和前沿課題的試驗(yàn)需求。由于所參與的課題是前沿的，部分試驗(yàn)獲得的結(jié)果本身就具有創(chuàng)新性。這表明，通過依托專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的科研儀器設(shè)備，自選試驗(yàn)取得了良好的教學(xué)效果。

依托互動(dòng)良好的課程網(wǎng)站、反映學(xué)科前沿的科研課題以及強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)室科研設(shè)備，“航空宇航測試與試驗(yàn)技術(shù)”課程教學(xué)改革壓縮了理論教學(xué)的學(xué)時(shí)，并通過專題討論、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自選試驗(yàn)等三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，為研究生構(gòu)建了合理的課程知識體系，加強(qiáng)了研究生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)力度，取得了良好的教學(xué)效果。本課程的教學(xué)改革探索開辟了新的航空宇航類專業(yè)研究生測試技術(shù)課教學(xué)模式，也可為類似專業(yè)教學(xué)改革探索提供有益的借鑒和參考。

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