发布时间:2023-11-06 11:03:03
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的航空航天产业分析样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
航空航天技术是信息、能源、制造等综合性尖端技术的集合,是一个国家综合科技实力的象征和衡量标志,在国家的军事国防中起着中流砥柱的作用。近几年“神舟”系列载人飞船的成功飞行,以及我国首架具有自主知识产权的喷气式支线飞机ARJ21总装下线等,引发了人们对航空航天技术领域的极大关注,而航空航天类专业更是吸引了不少同学和家长的眼球,被同样怀揣飞天梦想的考生所追捧。
学科优势助推人才起飞
航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律,培养如何把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。从狭义上讲,航空航天类专业包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程、探测制导与控制技术等主体学科专业。然而,无论是飞机还是航天飞行器,都是综合科学技术的结晶,涉及材料、电子通讯设备、仪器仪表、遥控遥测、导航、遥感等诸方面。因此从广义上讲,材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机、交通运输、质量与可靠性工程等都是航空航天技术不可或缺的学科专业。随着航空航天事业的迅猛发展,近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。
航空航天类专业对同学们的要求是“厚基础、强能力,高素质、重创新”。同学们要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识,接受航空航天飞行器工程方面的系统训练,通过各种实践性教学环节,可具备坚实的理论基础,良好的实践能力和分析、解决问题的能力,以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实,在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显,知识面宽,适应力强,发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高,申请国外大学奖学金的成功率也较高。
有同学认为航空航天类专业就业覆盖面窄,如果毕业后不能进入航空航天类企业,就很难找到专业对口的工作。其实不然,航空航天高科技辐射国民经济各个部门,航空航天类专业扎实的工程技术理论与实践基础平台,促成了其拓展性宽、应用性强、适用面广的专业特点。可供毕业生选择的对口职业有很多,如飞行器设计、制造人员,科研机构研究人员,国防部门研究管理人员,各级政府部门负责航空航天相关工作的研究管理人员,民航企事业单位的技术管理人员等。毕业生不仅可从事航空航天等领域的设计、制造、研发、管理等工作,还可在民航、船舶、能源、交通、信息、轻工等其他国民经济领域施展才华,像微软、IBM、贝尔、方正、海尔等知名企业都曾纷纷到航空航天院校招贤纳才。很多民用部门也都点名要航空航天类专业的毕业生,认为他们基础扎实、学以致用。
行业繁荣点燃人才需求
航空航天科技工业是知识密集和技术密集的高技术领域,航空航天技术的广泛应用影响到政治、经济、军事、科技、文化及通信、气象、能源、探测等领域,成为社会进步的强大动力。从世界范围来看,航空航天科技工业是朝阳产业,在提升国家整体科技水平和综合国力方面起着龙头的作用。
我国经济的快速发展为航空航天工业提供了广阔的发展空间。国务院公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,关于大型飞机、高分辨率对地观测系统、载人航天工程与探月工程等航空航天领域范畴的工程便占到16个重大专项中的4项。未来我国航空航天发展将重点开发大型飞机设计与制造成套技术,载人航天实现航天员出舱进行航天器交会对接试验活动,直至实现登月计划等。2007年大飞机项目正式上马,给我国的航空业带来了空前繁荣,带活了一批航空类企业,也为航空航天类专业毕业生带来了良好的机遇。
航空航天科技工业极具发展前景,对人才的需求会持续旺盛。据统计,2011年最被看好的12类专业之航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求,包括航空航天经营管理,航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造,零部件研发与设计,航空航天新材料研发、制造及总装技术、计量检测技术、航空航天电子电器设备设计开发、信息及测控技术,航空航天生物技术、航空适航管理、航空维修改装,以及航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。有关人士根据教育部公布的相关信息归纳出的“最出人意料的十个高就业专业”,便将航空航天类专业列入其中。
上海作为我国新支线飞机和未来大型民用飞机设计总装基地和重要的航天基地,举办了“上海航展”,展会上举行了航空航天人才大型招聘会。据航展招聘组负责人介绍,目前航空航天项目需要大量人才,仅空客A380一个项目组的技术人员需求数量就超过六千人,而我国这方面人才缺口非常大。
近年来,以航天科技,科工集团,航空一、二集团等为代表的航空航天类企事业单位生产和科研任务饱满,条件大为改善,待遇提高很快,一些单位的员工年薪可达十几万,稍差一些的单位其员工薪资待遇也可达到当地中上水平。航空航天事业的迅猛发展,无异于为年轻学子的成长搭建了理想的平台。像航天空间设计研究院、航空材料研究院等单位都炙手可热,受到重点院校毕业生的青睐。毕业生就业地域以北京、上海、西安、成都、沈阳、哈尔滨、深圳等省会及核心城市为主。
从个人长远发展来看,在航空航天类企事业单位工作,发展前景好,待遇高,成长快。随着载人飞船、探月工程、大飞机等重大项目的深入实施,必将有越来越多的青年才俊在锻炼中脱颖而出。
报考提示
我国目前开设航空航天类专业的重点院校有北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工程大学等。近年来,清华大学、复旦大学、上海交通大学、厦门大学等也相继设置了此类专业。开设航空航天类专业的普通院校有南昌航空工业学院、沈阳航空工业学院、郑州航空工业管理学院、中北大学、中国民航大学等。由于各个院校的发展历史、层次、实力不同,学科专业水平差异也较大,同学们应注意了解自己感兴趣的院校,根据自身实力,准确定位,合理选择。
学习航空航天类专业以及将来从事航空航天技术工作,需要具备较强的学习钻研及动手能力,要求同学们的数理化基础扎实,逻辑思维能力较强,严谨求实,乐于钻研。同学们应从实际出发,量体裁衣。
一些考生和家长误以为报考航空航天类专业,体检的标准要按照军检的标准来进行,其实不然。航空航天类专业主要是培养航空航天领域的专业技术人才,对考生的身体状况没有特殊要求,同学们只要符合《普通高等学校招生体检指导意见》,就可放心报考。
论文关键词:效率,高技术产业,大型企业
研发活动是高技术产业发展的源泉,其效率的高低不仅决定着这些产业研发经费投入的使用效果,而且也在很大程度上影响其未来的发展。对高新技术产业中的大型企业而言,尤其如此。因此,研究我国高新技术产业大型企业的研发效率具有重要的现实意义。
一、研究方法和数据来源
1.研究方法
R&D绩效的评价方法主要有主观评价法、文献计量法、投入评价法、多层面评价法、模糊综合评价法、因子分析法、人工神经网络和数据包络分析(DEA)等。本文主要采用DEA方法分析我国高新技术产业大型企业研发效率,该方法在分析效率方面具有明显的优点。(1)DEA方法无需假定输入输出之间的关系,仅仅依靠分析实际观测数据,采用局部逼近的方法构造前沿生产函数模型,就可以对生产单元进行相对有效件评价,具有较大的灵活性。(2)DEA不要求所有的被评价单元采用同一生产函数形式,故它满足“多元最优化准则”,每一个被评价单元皆可以通过调整自己的生产结构来达到效率最大化,而一般参数方法则追求“单一最优化”,相比之下非参数方法更符合实际情况。(3)对于无效单元,参数方法仅仅能说明无效程度即效率大小,而DEA方法不仅能计算出生产单元的相对效率,还可以指出无效的根源以及改进目标,给决策者提供较多的经济管理信息。
DEA方法中的Malmquist指数法在用于分解全要素生产率变动方面也具有明显的优势。首先,它不需要投入与产出变量的价格信息。一般来说,投入和产出的数据较易获得,而要素价格信息往往不够完善,该方法避免了价格的失真或不可获得导致的困难;其次,它可以将全要素生产率分解成生产效率的变动和技术的变动两个组成部分,这样就能够测算出效率和技术变动的情况,并进一步分析全要素生产率增长是源于生产前沿面的移动效应还是效率提高的追赶效应;此外,它不必事先假设生产函数,从而减少了模型假设误差的风险。
2.数据来源
按照数据选取的科学性、可行性和可比性原则,选取了1995-2007年医药制造、航空航天器制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造、医疗设备及仪器仪表制造五个高新技术行业大型企业的研发数据,以新产品开发经费支出、R&D经费内部支出作为输入变量,以新产品销售收入、专利申请数作为输出变量,运用DEAP2.1软件对其研发效率进行了分析。数据来源于《中国高技术产业统计年鉴2008》。
二、R&D相对效率分析
DEA方法可以在按规模报酬可变以及规模报酬不变进行分析。因此,本文基于投入法中的规模可变的情况下,并通过多阶段的方法进行的相对效率分析。
1.以行业为决策单元的相对效率分析
(1)相对效率
从综合效率看,医药制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造三个行业的综合效率达到了DEA最优(表1)。其中,除医疗设备及仪器仪表制造之外的四个行业纯技术效率达到了最优;医药制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造三个行业的规模效率达到了最优;医药制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造三行业表现为规模收益不变,航空航天器制造业表现为规模收益递增,医疗设备及仪器仪表制造业表现为规模收益递减。
表1 行业相对效率分析
样本次序
综合效率
纯技术效率
规模效率
规模报酬
医药制造业
1.000
1.000
1.000
crs
航空航天器制造业
0.887
0.896
0.990
irs
电子及通信设备制造业
1.000
1.000
1.000
crs
电子计算机及办公设备制造业
1.000
1.000
1.000
crs
医疗设备及仪器仪表制造业
0.893
1.000
0.893
drs
平均值
0.956
0.979
0.977
注:irs, crs,drs,分别表示规模收益递增、不变、递减。
表2 行业投入冗余或产出不足
行业
投入冗余
产出不足
新产品开发经费支出
R&D经费内部支出
新产品销售收入
专利申请数
医药制造业
航空航天器制造业
1434.639
56290.174
37.683
电子及通信设备制造业
电子计算机及办公设备制造业
医疗设备及仪器仪表制造业
平均
1434.639
56290.174
37.683
(2)投入冗余与产出不足
从行业的角度分析,我国高新技术产业大型企业中除航空航天器制造业外,都达到了DEA有效(表2),即不存在DEA改进的余地。航空航天器制造业存在投入冗余或产出不足,在产出既定时,应增加新产品开发经费支出1434.639万元,或者在投入既定时,新产品销售收入增加56290.174万元,专利申请数增加38项,才能达到DEA有效。
2.以年份为决策单元的相对效率分析
从年份看,我国高新技术产业大型企业研发相对效率有效的年份为1995、1997、1998、2000、2004,仅占全部决策单元的38.46%。根据DEA有效(CR)既是规模有效也是技术有效的原理,对这五年来说,除非增加一种或多种新的投入,否则无法再增加产出,或除非减少某些种类的产出,否则无法减少投入。根据DEA理论的“投影”定理,可计算出使非DEA(CR)有效单元转变为DEA有效的目标改进值(表3)。以1996年为例,在现有产出水平下,应减少新产品开发经费支出43361.809万元和R&D经费内部支出19206.876万元,或者在既定投入水平下,增加新产品销售收入523012.716万元和专利申请数77项,才可使R&D活动绩效转变为DEA有效。在出现投入冗余和产出不足的年份中,新产品开发经费支出冗余占当年该指标比重最大的年份为1996年,达到了12.96%,其次是2002年,占3.65%,其余年份均在1%左右。对于R&D经费内部支出而言,冗余占比最大的年份同样为1996和2002年,其中1996年达到2.19%,其余年份相对较低。从产出角度看,1996和2002年出现了明显的产出不足,尤其是新产品销售收入。
表3 年度相对效率分析及投入冗余或产出不足
年份
综合
效率
纯技术效率
规模效率
规模报酬
投入冗余
产出不足
新产品开发
经费支出
R&D经费
内部支出
新产品
销售收入
专利
申请数
1995
1.000
1.000
1.000
crs
1996
0.278
0.524
0.531
drs
43361.809
19206.876
523012.716
76.290
1997
1.000
1.000
1.000
crs
1998
1.000
1.000
1.000
crs
1999
0.886
0.938
0.945
irs
8019.430
121932.234
3.399
2000
1.000
1.000
1.000
crs
2001
0.569
0.678
0.839
drs
3526.611
3273.362
229501.027
52.333
2002
0.153
0.369
0.415
drs
53837.601
48457.798
749082.579
100.822
2003
0.699
1.000
0.699
drs
2004
1.000
1.000
1.000
crs
2005
0.633
0.663
0.955
irs
1327.376
184607.76
23.359
2006
0.567
0.805
0.704
drs
10776.720
10581.807
168204.741
31.543
2007
0.211
0.455
0.464
drs
42849.723
36542.523
574193.639
87.532
平均值
0.692
0.802
0.812
三、R&D全要素生产率变动及分解
运用malmquist指数法计算的结果显示,1995-2007年我国高新技术产业大型企业R&D活动全要素生产率年均增长率为1.1%(表4),其中1999-2002年、2004年增长率接近或超过了30%,其中2000年增长率高达73.8%。1997、1998、2003和2007年均出现了较大幅度的负增长,并导致整个时间段内增长幅度相对较小;下降幅度最大的年份为1997和1998年,降幅分别高达43.9%和44.6%,其中主要原因是技术进步出现了较大幅度的负增长,这可能与东南亚金融危机造成我国高新技术产业出口下降、生产困难并引起投资减少有关。从分解的结果来看,全要素生产率增长全部来自技术进步的贡献,样本时间段内技术进步年均增长率为2.6%,而效率变化、纯技术效率、规模效率均出现了负增长,特别是效率变化的年均增长率为-1.4%。引起全要素生产率年均增长率大幅波动的主要因素也是技术进步,这与这些行业投资的波动密切相关。
表4 年度全要素生产率变动及影响因素分解
年份
效率变化
技术进步
纯技术效率
规模效率
全要素生产率
1996
0.941
1.248
0.960
0.980
1.175
1997
0.907
0.618
0.939
0.966
0.561
1998
1.218
0.455
1.134
1.074
0.554
1999
0.950
1.614
0.945
1.005
1.533
2000
0.953
1.823
1.052
0.906
1.738
2001
1.033
1.255
0.966
1.069
1.297
2002
0.966
1.339
0.955
1.011
1.293
2003
0.892
0.712
0.904
0.987
0.635
2004
1.116
1.495
1.148
0.973
1.669
2005
1.093
0.617
1.051
1.040
0.674
2006
1.001
1.209
0.993
1.008
1.211
2007
0.822
0.984
0.940
0.874
0.809
平均值
0.986
1.026
0.996
0.990
1.011
从行业看,医药制造、航空航天器制造两个行业R&D活动的全要素生产率出现下降,其中后者在样本区间内年均下降了近1个百分点(表5);而医疗器械及仪器仪表制造业R&D活动的全要素生产率取得了明显提高,年均增长率高达11.3%,其次为电子计算机及办公设备制造业,年均增长率也达到了6.4%。决定这种变动的主要因素仍然是技术进步,效率变化和规模效率对多数行业全要素生产率提高的贡献为负。
表5 行业全要素生产率变动及影响因素分解
行业
效率
变化
技术
进步
纯技术效率
规模
效率
全要素生产率
医药制造业
1.000
0.972
1.000
1.000
0.972
航空航天器制造业
0.970
0.931
1.009
0.961
0.903
电子及通信设备制造业
0.966
1.052
0.978
0.987
1.016
电子计算机及办公设备制造业
0.984
1.081
0.994
0.990
1.064
医疗设备及仪器仪表制造业
1.009
1.103
1.000
1.009
1.113
平均
0.986
1.026
0.996
0.990
1.011
四、结论
从我国高新技术产业大型企业R&D活动相对效率看,航空航天器制造和医疗设备及仪器仪表制造两个行业为DEA无效,这可能与这两个行业进入的技术和法制壁垒较高并引起垄断程度相对较高有关,特别是航空航天器制造业,存在着大量的投入冗余或产出不足;从时间序列来看,我国高新技术产业大型企业R&D活动的相对效率整体较低,DEA无效年份高达61.54%,特别是1996和2002年表现得尤为突出。
从我国高新技术产业大型企业R&D活动全要素生产率变动看,样本区间内全要素生产率增长缓慢且波动幅度较大,增长和波动的主要来源是技术进步,而效率变化、纯技术效率、规模效率全要素生产率增长的贡献为负,特别是效率变化出现了年均1.4%的负增长;从行业看,航空航天器制造业全要素生产率下降近1个百分点,而且决定行业全要素生产率变动的主要因素仍然是技术进步,效率变化和规模效率对多数行业全要素生产率变动的贡献为负。这些结论与相对效率分析的结果形成印证。
参考文献1 李军.中国各地区R&D投入效率评估[D].重庆大学.2007.
2 师萍.科技投入制度与绩效评价[M].经济科学出版社.2004.
3 Coelli T.J. Centre for Efficiency and Productivity Analysis(CEPA)Working Papers[J]. CEPA Working Papers Department of Econometrics University of New England. No.8/96.
为深入打造临空经济示范区,发挥自贸+保税+临空+跨境+航权+口岸等综合性平台优势,丰富区内航空产业业态格局,完善区内基础性配套设施,现对国内主要大型航空主题科技馆发展现状进行调研分析,具体如下。
一、现有国内主要航空科技馆介绍
(一) 北京航空航天博物馆
1、简介
北京航空航天博物馆的前身是北京航空馆,是我国首个航空航天科学技术的综合科技馆,位于北京航空航天大学学院路校区内,博物馆展区面积8300平方米。是航空航天科普与文化、北航精神以及青少年爱国主义、国防教育的重要基地。
2、展馆情况
2012年10月21日北京航空航天博物馆正式开馆。博物馆展区分为长空逐梦、银鹰巡空、神舟问天、空天走廊4个展区。
展品包含世界上仅存两架的P-61夜间战斗机(外号“黑寡妇”)中的一架、我国第一架轻型旅客机“北京一号”、世界上第一种垂直短距离起落飞机-“鹞”式垂直起降战斗机、二战名机波-2轰炸机等300多件国内外公认的航空航天文物精品,以及结构机件、发动机、机载设备等珍贵实物。
(二) 西安阎良航空科技馆
1、简介
西安阎良航空科技馆是由西安航空职业技术学院根据西安阎良国家航空高技术产业基地(以下简称国家航空基地)建设规划而建的公益性项目,建筑面积4700平方米,是目前西北地区最大的航空科技馆。建设航空科技馆重在普及航空科技知识,展示陕西航空科技成就;重在满足人民群众高层次文化需求,提高公民科技素质,发展航空文化旅游产业;重在打造航空人才培训基地,发挥人才服务功能;重在推进航空产业和区域经济发展;重在推动航空职业教育的发展,推进校企合作、工学结合。
2、展馆情况
航空科技馆分为世界航空发展史和中国航空发展史两个专题馆。在室外展区,观众可以近距离观看各类实体飞机。在馆内大厅,歼5、运5等三架珍贵的实物飞机在展馆的中心区形成三角矩阵。
除了具备参观体验功能,航空科技馆内还设置有航空类专业实训实习基地,主要完成飞机发动机拆装实训、飞机维修实习及航空服务类专业实习实践教学。
通过与国家航空产业基地培训学院合作,为航空企业员工进行航空技术培训和相关技能鉴定。这项工作的开展,将进一步完善我省航空产业链,推进各类航空人才的培训与教育。同时,航空馆还将为学生及社会航空爱好者提供科技创新活动的场所,定期举办航空创新科技大赛。
(三) 湖南省航空馆
1、简介
湖南省航空馆位于长沙航空职业技术学院,是中国中部地区第一个航空科普主题的博物馆。航空馆将利用收藏的上百架各种型号的飞机、导弹等航空武器向公众尤其是青少年展示近代以来中国航空科技的发展历程。
2、展厅情况
整个展馆由主馆、文物飞机陈列馆和航空装备展示坪三个部分组成。
主馆占地面积是七千五百二十六平方米,一共包含着三层,第一层为“鹰击长空”军用航空展区,展品包含中国军用航空、世界军用航空等相关知识;第二层为“云端之上”民用航空展区,展品包含民用航空、通用航空、湖南航空等相关知识;第三层为“使命与梦想”航空产教融合展区,展品包含学院校史、航空职业教育与技术协同创新中心、百年航空趣事展区等相关内容。
文物飞机陈列馆包含展品有二架功勋战机,杜-2轰炸机和乌米格-15教练飞机。
航空装备展示坪展品主要有十七种三十六架飞机,包含有战斗机、轰炸机、运输机、强击机、教练机、无人机、客机、高炮、雷达和导弹。
(四) 海口航空科技馆
1、简介
海口航空科技馆位于美兰机场海口航空旅游城三层西侧,是一个以航空科技、航空文化、航空游乐为核心,集航空科普、实景体验、寓教于乐为一体的科技体验馆。
2、展厅情况
主要分为航空文化展示区和航天文化展示区两大部分,馆内共设飞天缘起、碧空硝烟、冲上云霄、自由飞翔、宇宙探索等十一个展厅,从飞机起源与发展到航空航天事迹,依次在每一个展厅展现。馆内还设置了专业的互动飞行模拟器、体感互动游戏、大型客机逃生装置、360°穹幕影院等娱乐设施,使航空科普教育更具趣味性与娱乐性。
其中,飞行模拟器引进塞斯纳172飞机和波音737飞机模拟驾驶区,体验者在此处区域可以模拟体验真实的驾驶操作。此外,大型客机逃生装置中还配备了 1:1的波音747飞机机头及部分舱体真实空间、真实座椅及舱内设施,旨在让体验者能在真实可控的空间内模拟飞机紧急逃生,潜移默化中学习逃生知识,以亲身体验增强记忆效果。
(五) 上海航空科普馆
1、简介
位于上海市闵行区沪闵路7900号,是全国、上海市和闵行区科普教育基地、中国大型客机项目宣传基地,专门从事航空航天科技知识的宣传普及工作。
2、展厅情况
外场展区大约10000平方米,拥有歼-8、DC-8等十余架不同类型的实物飞行器。
四个室内展厅共2000平方米,并有一个3D环幕影视厅和数台飞行模拟器等互动展品。
二、区内发展科技馆的必要性
(一)国民教育基础配套
随着我国经济的持续快速发展以及人民生活水平的不断提高,提高国民的科学文化素质已成为各级政府的重要大计。学校教育是普及科学知识的主要场所,目前我区内已经规划建设一系列学校,除此以外,对于广大民众来说,科技馆已成为他们学习科普知识的重要阵地。
(二)完善临空经济区域配套
空港新城旨在发展临空经济,打造国际化航空城市,因此完善区内配套设施,丰富区域内经济业态对于区域未来的发展具有重要意义。航空科技馆不仅可以作为航空产业配套的延伸,同时也可丰富区域内的基础配套,对于城市的全面发展起到不可获取的作用。
(三)带动旅游经济发展
打造具有名片效应的文化旅游景点,可带动周边经济的腾飞,带来更多的人流量,产生流量效应,为区域内的旅游经济发展提供助力。
三、国内发展科技馆面临的问题
我国的科技馆建设事业具有起步晚、发展快的特点。目前加强社会公益性科技建设已受到各界普遍关注,主要存在如下典型问题。
(一) 资金紧张
我国现在多数科技馆都存在运营资金短缺的问题。科技馆不是一个营利性机构,但它的日常维护和对展品的更新等等无一不和金钱有关系。门票价格过高会让普通百姓 望而却步,科技馆的存在就没有了意义;价格低又无法满足政策经营。资金问题会导致管内展品的更新速度率第,直接造成参观人数下降,对科技馆的政策运营更是雪上加霜。
(二) 参观对象单一
理论上讲,科技馆的对象应该是全体民众,参观者无论年龄及学历差距,都能够在馆内接受适合自己的科技知识。但是,目前国内参观对象主要以青少年为主,并且多数都是由学校集体组织的参观活动,主动参观的人数较少。
(三) 受多元化娱乐方式影响
随着互联网的普及以及人们休闲娱乐方式的多样化发展,人们更多去选择影院、酒吧、商场购物等大众化的娱乐方式。很多民众目前还不了解科技馆的发展,甚至有很多人不了解科技馆的存在和意义,科技馆的概念并未深入人心。
四、科技馆未来特点和发展趋势
为顺应市场发展潮流趋势,应对未来挑战,科技馆需打造新的商业增长点。
(一) 创建旅游新城市名片
设法把科技馆打造成一个旅游新城市名片已是各地科技馆未来发展的趋势和发现。当前文化旅游收到愈来愈多的欢迎,如何打造有特色文化底蕴的景点成为未来的思考方向。科技馆在宣传科技展品的同时,也应该发掘具有文化价值和纪念意义的周边产品,打造自己的文化圈层,同时也能增加辅营收入,一举两得。
(二) 积极借鉴国外的成功经验
1、资金来源
目前,我国科技馆的运营资金主要由政府承担,但随着社会的发展和人民科普意识的增强,政府资助、社会捐款及自身创收等多种手段筹集资金的方式将是科技馆必然的发展趋势。
2、运营模式
科技馆的运营不再局限于室内,可延展至户外进行。例如组织野外考察,品牌合作等新的模式,不断为科技馆的发展注入新活力,打造过硬的品牌。
1、故障树分析(FTA)是由上往下的演绎式失效分析法,利用布林逻辑组合低阶事件,分析系统中不希望出现的状态。故障树分析主要用在安全工程以及可靠度工程的领域,用来了解系统失效的原因,并且找到最好的方式降低风险,或是确认某一安全事故或是特定系统失效的发生率。故障树分析也用在航空航天、核动力、化工制程、制药、石化业及其他高风险产业,也会用在其他领域的风险识别,例如社会服务系统的失效。故障树分析也用在软件工程,在侦错时使用,和消除错误原因的技术很有关系。
2、在航空航天领域中,更广泛的词语“系统失效状态”用在描述从底层不希望出现的状态到最顶层失效事件之间的故障树。这些状态会依其结果的严重性来分类。结果最严重的状态需要最广泛的故障树分析来处理。这类的“系统失效状态”及其分类以往会由机能性的危害分析来处理。
(来源:文章屋网 )
关键词:焊接;生产现状;技术
中图分类号:U671.8 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)32-0007-01
随着社会经济的快速发展,焊接技术也随之不断的创新与改革,这不仅有利于我国社会经济的快速发展,还有效的促进我国制造行业的快速发展,在我国现阶段,人们为了推动制造行业的发展,将许多先进的技术应用到制造行业中,焊接技术是制造行业应用较为广泛的技术,所以,本文就焊机技术的现状及未来的发展趋势进行分析与研究,以促进焊接技术在制造行业中快速发展。
1 我国当前焊接技术的发展现状
在我国现阶段,随着社会经济的快速发展,人们的生活水平在不断的提高,我国城市建设及社会发展的主要材料之一就是钢结构材料,人们对钢结构的材料质量要求也在不断的提高,因此在对钢结构进行加工的时候,对钢结构焊接技术要进行严格的控制,使之达到钢结构工程设计的相关规定。但是随着电子信息时代的快速发展,焊接加工技术被广泛的应用到各个行业中,从而有效的实现了焊接技术的自动化,这不仅加快了焊接技术的快速发展,而且更有效的提高了焊接的施工质量。在现阶段,焊接技术已经广泛的被应用到各个行业中,并且还充分的利用计算机技术对焊接过程中存在的应力变形及相关的问题进行控制。目前,人们已经对焊接技术创新进行了全面的分析与研究,以促进我国焊接技术的快速发展。
2 我国焊接技术的发展特点
焊接技术是一项综合性很强的工艺技术,焊接技术的发展与现代科技发展相辅相成,近二三十年焊接技术在我国得到了快速的发展,各种焊接技术不断的增多,真空、红外线、等离子物理、电子束、声学微、电子、超声等现代化科技技术在焊接技术方面得到了广泛的应用。焊接新技术不仅促进了焊接技术的快速发展,也奠定了焊接技术在制造行业的地位,并且有效的扩大了焊接技术的应用范围。
在我国现阶段,机械制造行业以及其他产业的主要制造技术就是焊接技术,焊接技术广泛的应用于家用电器、轻工纺织、部件、海洋工程、机车、汽车、船舶、特种设备、桥梁、建筑、矿山、冶金、煤炭、石化、航空航天、核能及电站等我国社会经济的各个行业中。焊接技术中渗透着现代化的科学技术,有效地促进了我国焊接技术的快速发展。
3 现代工业常用的高效焊接方法
3.1 气体保护焊
一般以气体作为电弧的媒介,并且保护焊接区及电弧的电弧焊就是气体保护焊,依据气体保护焊焊接效果的不同,分为非熔化极(钨极)惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊。
3.2 电阻焊
在两电极之间压紧被焊接的焊件,并对其加以电流,使电流流经被焊接的焊件接触面以及焊件临近区域产生的电阻热效应将其加热至塑性状态或者融化,使焊件形成金属结合的一种方法叫做电阻焊。电阻焊一般广泛的应用于航空航天、汽车、家用电器及电子等行业中。
3.3 螺柱焊接
螺柱焊接一般按照焊接方式不同分为拉弧式和分为储能式两种,这两种焊接方式都是单面焊接。由于螺柱焊接不需要穿孔,所以螺柱焊接不漏气、不漏水,也不需要对非焊接面进行再次焊接或者加工。
3.4 磁控焊接
磁控焊接技术是近几年发展的新型焊机技术。磁控焊接一般使用外加磁场控制焊接的质量,磁控焊接具有投入成本低、效益高、耗能少及附加装置简单等提点,在国外有“无缺陷焊接”的美誉,所以,磁控焊接技术得到了广泛的应用,也引起了焊接工作人员的兴趣。
3.5 多电弧共熔池焊接
由于一个熔池上燃烧多个电弧,不仅可以提高总的焊接热量,还可以改变焊接热量的分布特点,能向熔池及焊接两侧面提供一定的热量和液体金属,有效地提高了焊接的速度及焊接的生产质量。
4 我国焊接技术在各个领域中的应用
4.1 在航空航天中的应用
众所周知,焊接技术性能可靠、焊接质量优良,在航空航天工业中被广泛的应用,在航空航天工业中焊接技术占全部工时的10%,航空航天领域中50%以上的连接部件使用的都是焊接技术。由于航空航天工业对材料的要求比较特殊,所以在航空航天种焊接技术应运而生,在现阶段,高能束流焊接技术及固态焊接技术在航空航天工业中应用比较多。其中在我国航空航天工业中最常用的先进焊机技术是搅拌摩擦焊、电子束焊及激光焊,焊接技术在航空航天技术中被广泛的应用,促进了航天航空业的快速发展。
4.2 汽车制造领域中的应用
在汽车制造领域中汽车的变速箱齿轮、汽缸、离合器、行星齿轮框架、后桥及发动机增压器涡轮等部件都使用的是电子束焊接技术;而汽车中的车身拼焊、零部件的焊件及框架结构主要使用的是激光焊接技术;在汽车制造领域中汽车的液压成型管附件、汽车车门预成型件、汽车地方车身支架、汽车轮毂及发动机引擎主要应用的也是搅拌摩擦焊接技术,由此可见,焊接技术广泛地应用于汽车制造领域。
4.3 船舶工业中的应用
高效焊接技术在船舶制造工业中具有至关重要的地位,高效焊接技术是一项专业性、技术性很强的系统工程,尤其是二氧化碳气体有效的保护半自动焊接技术的应用率达到60%~65%,高效焊接技术成为我国船舶制造工业中的关键技术之一。现阶段先进的船舶焊接技术是保证船舶制造质量、缩短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途径,也可以有效地提高企业的经济效益。
5 我国焊接技术的发展趋势
我国焊接材料的产量在全世界位居首位,但是焊接产品的质量以及高品质焊接材料的生产与世界先进国家存在一定的差距,主要表现在以下几点:①对焊接材料预处理缺少专业的体系及技术,如对焊接原材料的筛选及检验,对焊接材料的混合均匀度及焊接预烧结处理等;②在工作中对于焊条药皮密实度的改善,就我国目前的油压式压涂机的具体工作性能来看,依旧存在很多不完善的方面,比如工作中由于对水玻璃加入量的加大,就会降低药皮在工作中的实际性能;③在实际的生产车间环境治理方面国外主要是以密闭的方式来进行熔炼焊剂工作中,但是从我国的现状来看,其主要是使用敞开式的生产方式;④在相关焊剂生产设备的自动化水平方面,对于焊剂的成形以及相关的颗粒度等方面依旧存在很大的差距;⑤在实际工作中的无铅连接材料以及技术应用方面,就目前我国的实际应用现状来看,与国际先进水平依旧存在很大差距,相关的钎焊理论与实践水平只在部分领域取得了一些成绩,也就是说,其发展应用的总体技术水平依旧不高,在以后的工作中要特别注意高端焊接产品以及特种助焊剂等方面的应用以提升工作。
6 结 语
在我国现阶段,随着焊接技术的快速发展,在促进社会经济快速发展的同时,也给人们的生活带来了便利,但是随着焊接材料的不断变化及焊接技术的快速发展,制造行业对焊接技术提出了更高的要求,同时,在现代化的社会中,焊机技术已经进入了数字化的时代,所以,我们应该尽可能地将先进的科学技术及理念应用在焊接技术中,加大焊接技术的研发力度,努力研发新的焊接技术及方法、发现新的焊接材料及焊接设备,进一步提高焊接机械化、安全可靠性及自动化水平,有效地促进我国焊接技术及制造行业的快速发展,提高经济效益。
参考文献:
[1] 黄建平,黄永平,肖延江.论我国焊接行业的现状[J].科技与企业,2012,(1).
[2] 李晓延,武传松,李午申.中国焊接制造领域学科发展研究[J].机械工程学报,2012,(6).
[关键词]3D打印,航空航天,生物医药,建筑
中图分类号:F204 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0271-01
0引言
3D打印技术又称增材制造技术(Additive Manufacturing,AM),是指依据计算机三维模型数据,采用与减式制造技术相反的逐层叠加方式,利用金属、塑料或其它材料逐层打印来制作物体的过程,也被称作叠加成型技术或快速原型技术。3D打印技术自1984年问世以来便广受关注,经过30多年的发展,如今已成为推动世界先进制造业发展的源动力之一,被誉为“第三次工业革命”的核心技术。掌握和应用最新最前沿的科学技术,推动生产力的发展,将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。目前,发达国家正在飞速发展3D打印技术,美国、日本和德国占据了3D打印市场的主导,尤其是美国占据了全球近40%的比重。我国的3D打印技术起步较晚,然而,近年来其在国内的应用市场日趋升温,据前瞻产业研究院统计,2012年中国3D打印市场规模约为10亿元人民币,到2013年达到了20亿,预计到2016年将达到100亿,从而超越美国成为全球最大的3D打印市场。
3D打印技术引发了制造业新一轮的技术变革,已在航空航天、医疗、建筑等等多个领域取得了迅猛的发展,为尖端技术研究提供了关键的技术支撑。
1 航空航天领域
航空航天尖端领域是3D打印技术的重要应用领域之一。美国麻省理工Technology Review中指出,高性能金属材料3D打印技术的突破是3D打印领域的重要里程碑,它将成为航空结构轻量化、高效低成本化的革命性途径。美国增材制造路线图将航空航天列为推动3D打印发展的第一工业目标行业,美国国家增材制造创新联盟2014年资助的15个项目中60%与航空航天直接相关;欧盟Horizon 2020 计划给增材制造带来发展新机遇;英国政府2014年资助考文垂大学6000万英镑,建设开发航空部件的国家增材制造中心;德国建立了直接制造研究中心,主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用;法国增材制造协会致力于增材制造技术标准的研究;瑞士的洛桑理工学院以及加拿大国家研究委员会均成立了增材制造研究中心;西班牙也启动了一项发展增材制造的专项,研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容;我国在《国家增材制造发展推进计划》(2015~2016 年)中提出到2016 年在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平的发展目标。
在众多研究计划支持下,航空航天用3D打印金属构件取得了重要进展。美国AeroMet公司于2000年9 月完成了激光快速成形钛合金机翼结构件,并于2001年为波音公司制造了次承力钛合金结构件;2013年,美国普惠-洛克达因公司采用SLM技术制造了J-2X火箭发动机的排气孔盖,另外,美国军方已经利用3D 技术成功试制出导弹弹出式点火器模型,并取得良好效果。我国从2000 年开始钛合金等高性能大型关键金属构件激光增材制造技术研究,一直受到政府主要科技管理部门的高度重视,北京航空航天大学王华明教授团队的研究结果表明,激光打印的钛合金零件的抗疲劳性能比锻件高32%~53%,疲劳裂纹扩展速率降低一个数量级,该团队制造的某战机钛合金主承力构件加强框投影面积达5.02m2,通过了装机评审,使我国成为目前世界上唯一掌握飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术并实现装机应用的国家,该成果获得了2012年度“国家技术发明奖一等奖”。
2 生物医学领域
随着生物制造概念的提出和发展,3D打印技术在医学领域的应用也越来越广泛,主要涉及以下五个方面。
第一个应用方面是快速构建医学模型以利于术前模拟,提高手术成功率,美国儿童医院曾利用3D打印技术打印出了患者的心脏模型。
第二个应用方面是利用3D打印的优势来调节材料的密度,通过改变孔隙率和微孔大小,制造适应细胞生长的活性骨骼。Jiankang等人利用3D打印技术,制造出了钛合金半膝关节和多孔生物陶瓷人工骨骼,组装后得到了临床表现良好的复合半膝关节假体;国内的清华大学、西安交大和上海交通大学的研究团队在这方面取得了最具代表性的成果,成果制造出了具有生物活性的人工骨骼。
第三个应用方面是制造生物器官。美国南卡罗来纳医药大学采用3D打印技术成功打印出了三维肾脏血管;Mannoor等人[13]打印出的仿生耳能实现听觉;清华大学成功制造出了具有自然特性和生物活性的组织器官;西安交通大学采用天然基质生物材料成功研发了打印立体肝组织的仿生设计和制造技术。
第四个应用方面是个性化控制细胞分布,精确打印牙齿生物支架。美国Stratasys公司和德国Envisiontec公司的都生产出了专门用于牙科应用的3D 打印机;华中科技大学自主研发、制造出了可摘除的钛合金义齿支架;北京大学口腔医学院成功研制出了人牙髓细胞共混物,并成功进行了打印实验。
第五个方面是3D精准扫描建立3D数据模型实现整形美容。美国康奈尔大学的研究人员利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形儿童的器官移植;美国北卡罗来纳州维克森林大学再生医学研究所成功研发出能打印出皮肤的系统,并进行了实验验证;英国口腔外科医生Andrew Dawood利用3D打印技术成功恢复了肿瘤患者的说话和吞咽能力以及面部特征;我国上海大学附属人民医院利用 3DP工艺,打印头颅三维模型及缺损的下颌骨模型,成功为23位患者进行了修复下颌角截骨整形术。
3 建筑领域
3D打印技术在建筑领域的应用目前主要包括两方面:一是在建筑设计阶段制作建筑模型;二是在工程施工阶段利用3D打印技术建造实际建筑结构。
在建筑设计阶段,设计师可以使用3D打印机将计算机中的设计三维模型直接打印为建筑模型,这种方法具有快速、环保、低成本等优点,可以用于制作精美的建筑模型。目前3D SYSTEM公司能以石膏粉为原料打印彩色建筑模型。
在工程施工阶段,3D打印技术用于快速打印建筑结构目前正处于研发阶段,取得了一定的研究成果。当前应用的3D打印技术主要有D型工艺(D-Shape)、轮廓工艺(Contour Crafting)和混凝土打印(Concrete Printing)。D型工艺由意大利发明家恩里克・迪尼发明,通过打印机底部的喷嘴,喷射出镁质黏合物,在黏合物上喷撒砂子可逐渐铸成石质固体,通过一层层黏合物和砂子的结合,最终形成石质建筑物;建造完毕后建筑体的质地类似于大理石,比混凝土的强度更高,并且不需要内置铁管进行加固。“轮廓工艺”是由美国南加州大学工业与系统工程教授比洛克・霍什内维斯提出的,轮廓工艺的材料(混凝土)由喷嘴根据设计图在指定地点中挤出后,由喷嘴两侧的刮刀进行外型修整,凝固后可形成建筑结构外墙。混凝土打印由英国拉夫堡大学建筑工程学院提出,使用喷嘴挤压出混凝土通过层叠法建造构件。
4 结论
许多高尖精技术领域的需求推动了3D打印技术的研发和应用,3D打印技术的进一步发展也促进了这些领域里先进制造业的发展。进一步发展3D打印技术,解决现存的技术难题,实现打印产品规模化生产是3D打印技术推动先进制造技术发展的根本所在。
参考文献
[1] F2792-12a. Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies[S]. ASTM ,
2012.
江苏省是全国综合经济实力强省,同时也是高技术产业创新综合实力强省。一直坚定不移地调整结构加强创新,加快经济转型升级的步伐,提高自主创新能力,优化产业结构,全省产业规模和发展速度稳步上升,进而拉动了全省经济的快速增长。本文选取医药制造、航空航天器制造、电子通讯设备制造、计算机制造、医疗仪器设备制造五大行业作为高技术产业的分析目标。江苏省高技术产业在全国占有非常重要的地位,2013年全年江苏省高技术产业的企业数占全国的18%,从业人员人数占全国19%,利润总额占到全国的21%。江苏省高技术产业发展态势良好,产值利润率逐年稳步上升。江苏省高技术产业结构分布中,电子及通信设备制造业发展迅速,并占有绝对的主导地位,医疗仪器设备及仪器仪表、计算机及办公设备制造业和医药制造行业稳步上升。另外,航空航天制造业的资产总值占全省高技术产业的1.84%,利润占总利润的1%,这是因为航空航天制造业涉及国家安全,其发展地域受到政策限制,江苏省在这一领域没有优势,是五个高技术产业中发展较慢,企业个数、产值和利润都比较少的一个行业。
2高技术产业技术创新效率测评结果与分析
本文选取2013年江苏省高技术产业的活动人员、R&D经费内部支出、新产品开发经费支出、技术改造经费支出、专利申请数(单位:项)、新产品销售收入作为输入和输出数据进行DEA模型测评。将采集的数据代入DEA模型,经过数据处理,得到结果,具体如表1所示。
2.1电子计算机及办公设备制造业、医疗设备及仪器仪表制造业创新效率分析
2013年江苏省高技术行业中的电子计算机及办公设备制造业、医疗设备及仪器仪表制造业处于DEA有效,技术创新效率高,创新资源得到了有效地利用,均处于规模收益不变的阶段,如果生产方式不发生变化,应该继续保持这样的投入规模。
2.2医药制造业创新效率分析
从测评结果中可以看出2013年医药制造业处于非DEA有效,主要是由于人员投入冗余,资金利用效率不高,尤其是R&D经费内部支出的松弛变量比较大,可以看出这些经费支出并没有带来创新产出的提高。如果该产业想达到DEA有效,就应该调整投入值,即减少R&D活动人员、R&D经费内部支出、新产品开发经费支出和技术改造经费支出。在投入规模做这样的缩小调整后,通过提高资源的利用效率使得产出保持不变,可以把生产点推向生产前沿从而大大提高该产业的创新效率。
2.3电子及通讯设备制造业、航空航天制造业的创新效率分析
从测评结果中可以看出航空航天制造业、电子及通讯设备制造业处于非DEA有效,这两个高技术产业的纯技术效率等于1,但是规模效率小于1,致使综合效率没有达到有效。这说明这两个行业的技术创新效率不需要减少投入,也无需增加产出,而综合效率没有达到有效主要是因为其规模和投入、产出不相匹配,需要进行生产规模调整。其中航空航天制造业应该增加规模,而电子及通讯设备制造业应该缩小规模。
3提高江苏高技术产业技术创新效率的策略
在实证分析的基础上,结合江苏高技术产业的具体情况,若要使得江苏省高技术产业取得长足的发展,产业竞争力进一步提高,产业发展进程中的各个主体必须要积极给予配合,技术创新工作的顺利开展需要人才、资金和制度作为支撑,三者协调发展,否则技术创新工作便会失衡。
3.1加大培育科技人才
高技术产业的创新中人才问题非常重要,创新的主体在于人才,江苏省作为创新大省,人才济济,但是能够自主研发和创新的高端人才还是很紧迫的。高技术产业想持续发展一定要制定引进人才和激励人才的专项政策,并加大人才培养的力度。一个产业拥有的先进科技的专项人才数量才是该产业是否具有持续竞争力的关键因素之一。因此,人才的竞争一直都是高技术产业竞争的焦点,引进人才、激励人才、充分发挥科学技术人才的积极性和创造性就成为了高技术产业所面临的新课题。3.1.1重视培养高校人才要立足于自身人才的培养,采用校企合作、工学结合、“多元”培养等方式来培养一批高层次、高技能、复合型的高技术产业相关人才,为高技术产业的快速发展做好人才储备工作。省内科研院所要多研究一些实用性强的科技成果,并及时转让给高技术企业,为高技术企业的长期发展提供坚强的技术支持。另外,政府和企业也要进一步加强人才激励机制,吸引更多的人才积极参与到创新项目和技术研发的团队中。3.1.2建立灵活的引才机制建立“不求所有,但求所用;不求常在,但求常来”的柔性引才机制,充分发挥人才工程和创新创业领军人才服务中心集聚人才、服务人才的功能,大力引进和培育一批能够突破关键技术的科技创新创业领军人才;一批能带动产业升级的重点产业紧缺创新人才;一批引领行业发展的高层次人才,以人才结构优化助推高技术产业的升级。同时,进一步探索校、地、企三方需求相结合的有效途径,努力形成高校优势学科为引领的高技术产业发展,高技术产业发展促进科研发展的双赢局面。
3.2构建多元融资渠道,优化资源使用效率
3.2.1构建多元化的融资机制高技术产业的又一特征就是高投入、高风险。因此,融资困难就成为高技术企业持续发展的瓶颈。怎样把高技术产业和金融业有机结合,实现高技术产业与金融业双赢的局面,这是政府和企业必须思考的问题,政府部门必须要考虑建立相关机制加以扶持和培养。想要更好地发展高新技术产业,一方面,高新技术企业也要加强与金融机构的沟通,积极推介技术含量高、发展速度快、经济效益预期好的项目,争取资金支持;另一方面通过政策鼓励银行贷款支持产业技术进步,加强银企合作,国家政策性银行要加强对风险企业及风险投资项目的信贷支持,使之成为风险资本的一个相对稳定的来源。3.2.2优化资源使用效率江苏高技术产业的R&D投入存在使用效率不高的情况。一方面,企业要注重自身研发资金的积累,也要尽量争取政府在研发投入方面的支持。政府应承担起相应责任,加大对高技术基础研究投入并抓好重大高技术基础研究项目,对于省级高技术研究开发基金进行科学管理,保证基金的使用效率。另一个方面,在研发经费的使用方面要注意分配利用结构,优化资金使用效率,建立科学合理的跟踪监管机制,明确研发资金的走向,确保财政科技拨款专款专用、落实在技术创新活动中。通过提高资金、设备、原材料的利用率来提高江苏省高技术产业技术创新工作的效率,其本质就是提高整个行业的经济效益,实现高技术产业商业价值最大化和产业的持续快速发展。3.3加强制度建设,提高技术创新成果转化能力推动技术创新成果的转化能力,促进科技成果的市场化。一方面要加强企业对知识产权保护意识,增强法制观念,不仅在国内要申请专利,在国际上也要积极申请专利来保护自身的合法权益。另一方面,政府部门可以调整专利政策,比如适当降低专利申请费用和专利年费的标准,降低保护者的成本。另外要鼓励企业积极申请专利,并积极将研发成果产业化、市场化。江苏省高技术产业的技术创新成果产业化的转化能力不足,即高技术的商业化水平偏低。从实证分析可以看出非DEA有效的行业,其新产品销售收入相对较低,不能与其较高水平的创新资源投入要素相匹配。而新产品销售收入是衡量一个行业研发成果产业化、商业化程度的重要变量,反映了技术创新研究成果的市场转化能力。由此可见,江苏省有待进一步提高技术创新中获得的研发成果的转化能力,加快实现研发成果的产业化、市场化。
4结语
【关键词】航空发动机燃油系统控制系统研究进展
随着我国航空航天的不断进步,航空发动机技术的发展也不断的提高,燃油和控制系统由原来的简单系统发展到现在的复杂技术,由原来的液压机械操作发展到现在由全权限数字电子控制(FADEC)进行操作。原有的军用航空发动机中燃油和控制系统的特点是多变几何控制能力,而现在的FADEC技术将发动机的故障诊断和监视系统归入到发动机的控制系统中。在航空航天发展速度较快的今天,防喘控制也受到航天专家的重视。因此,本文将对航空发动机燃油和控制系统的发展进行阐释,为我国的航空航天发展提供理论依据。
1我国现阶段航空发动机的发展现状
1.1燃油控制系统的发展现状
燃油控制系统是航空发动机的核心控制系统,其主要性能直接影响整个发动机的控制系统,而燃油泵是燃油系统的重要组成部分。燃油泵包括燃油增压泵和主燃油泵,目前全球各国研制的军用航空发动机中的燃油增压泵是采用离心式独立转动模式,其增压能力可达到0.4-0.8 MPa;而主燃油泵一般采用的是齿轮泵,主要是由于齿轮泵的体积较小、流量较大。还有一种比较合理的选择是采用高压柱塞泵,它既可以作为主燃油泵还可以作为喷口油泵,据调查显示,该泵使用情况较为普遍,在英国生产的发动机中就采用了高压柱塞泵作为主燃油泵,最大的出口压力可达21 MPa,最大的流量也可达每小时10000kg,而近期俄罗斯也研发出了高压燃油柱塞泵。而通过大量的实验和应用显示,在泵油系统中还是应该采用离心泵作为发动机的主燃油泵,其主要特点是制造结构简单、质地较轻、燃油温升较少,且质量达到了要求。离心泵在设计上较为简单,其控制操作也极为方便,但在小流量的启动过程中其性能较低,因此需要再单独配置一个启动泵,这样将发动机的转数和流量变为可调控的模式。
1.2喷管控制系统的发展现状
发动机的喷管控制系统在航空发动机中也占有举足轻重的位置,对于发动机尾喷管的介质,我国目前采用液压油、燃油和滑油,但由于滑油和液压油的性较好,可导致喷管油源泵在工作时压力达到最高。在发动机中使用液压油系统则可以无需设立独立的油源系统,但在这样共同使用液压油源时,可对飞机的动态操作系统产生不利的影响,还会导致飞机的液压系统遭到污染。有调查显示,英国曾采用发动机尾喷管的独立滑油系统,虽然对喷管的控制得到了灵敏的提升,但在油源系统中增加了油箱和油泵等装置,使得控制系统的结构更为复杂。目前在我国的军用发动机中,使用较多的喷管控制系统是以燃油为介质,与此同时,在喷管油源泵的选择上多以高压柱塞泵为主。该泵的最大出口压力可达23 MPa,最大流量可达每小时3600L。
1.3FADEC技术系统的发展现状
FADEC技术是新研发的全权限数字电子控制系统,其主要包括传感器、执行结构、微处理机以及数据的通讯。数据传感器的使用数量在不断的增加,致使军用发动机电缆的质量也有进步,在发动机的燃油和控制系统中,传感器的质量占有不可或缺的位置。我国对传感器的研发方向是制造出光纤和智能的传感器,这将是迎合光纤通信的最大亮点。与此同时,微电子技术也给FADEC的发展提供了电子硬件,随着电子技术的蓬勃发展,微处理机也越来越受到航空专家的关注。在发动机的数据通讯过程中,通过高速的光纤数据把发动机的智能传感器和执行机构有效的连接起来,取代了原有的点到点式的串行通讯方式,这样提高了数据传输系统的安全性。在发动机未来的研发过程中,要注重防喘控制等相结合的应用,要做到同监视系统、飞控系统以及火控系统共同结合。FADEC技术可以实施较复杂的控制计划,用自适应控制系统进行对发动机的综合控制。
1.4防喘系统的发展现状
防喘系统在军用航空发动机中的主要作用是防止飞机飞行或发射武器时发动机出现喘振和熄火。美国和俄罗斯等国家在军用发动机上都使用了防喘和消喘的控制系统,同样的在我国的军用航空发动机中也应用了数字化的防喘控制系统,并取得了较大的研究进展。我国军用发动机中防喘控制系统的设计理念是采用有静压传感器的喘振信号器和高响应压力传感器,其设计可以利用数字滤波准确的判断出喘振的征候。不同类型的发动机其采用的防喘控制系统也是不尽相同的。在发动机的研发过程中,进口温度在90-100℃之内方可保证发动机工作的稳定性,若超过140℃时,发动机会出现瞬间的喘振现象,但发动机自身的防喘控制系统会将其回复到原始的稳定状态。
1.5监视系统的发展现状
在我国军用发动机中均配置了不同模式的监视控制系统,根据飞机功能的不同配置不同模式的监视控制系统,有的配置专用的监视系统,有的同飞行记录系统相兼容。我国研制的军用发动机中的监视控制系统,为了监视发动机在使用过程中关键参数的变化情况,监视系统可记录发动机的工作时间、工作温度、涡轮叶片的使用寿命系数以及高压转子的主、次循环等参数。监视系统在正常工作时,有两个机构在执行着相应的职责,一个机构执行控制系统,另一个机构执行状态监视系统,当监控系统出现故障时,就由状态监视系统进行对发动机的控制,在控制系统出现故障的时间里对飞行的数据和存储的监视参数进行记录,以便对监视故障的诊断提供帮助。
2我国未来燃油和控制系统的发展趋势
2.1供油系统的加强
我国研发的军用发动机主要是以燃油和控制系统为主导地位,采用新型的燃油泵控制系统同科学的电子硬件相结合,共同提高FADEC系统的工作性能。运用科学的控制系统和合理的控制算法可提高发动机的控制指令,不仅可以提高控制系统的使用寿命,同时还可以降低研发控制系统的成本。而降低供油系统的成本也成为学者的研究目标,研究表明当燃油的温升在20-30℃之间时,供油系统的质量便可减轻一半,这就大大的提高了供油系统的使用寿命。为了降低燃油系统对污染的增加,我国研制的军用发动机多采用离心式油泵,进而取代原有的齿轮泵和柱塞泵。但离心泵在工作过程中有弊端,即在小流量时效率较低,便会造成燃油温度的升高,因此,专家研发得出通过调节泵的工作转速来调节燃油泵的供油量。目前我国军用的航空发动机的燃油系统是应用电子技术进行控制,这就需要应用高集成度和耐高温的电子元件和器件,独立的燃油泵转动装置便成了发动机自我监视和诊断的保证。
2.2先进技术和科技的应用
我国军用发动机的燃油和控制系统中,应用了先进的技术和科技,采用耐高温的半导体元件可耐高温350℃、应用最先进的高温光电技术测量装置、采用砷化镓材质作为集成电路、高速处理器可达每秒一亿次以及高性能的复合材料。在军用航空发动机控制系统的设计上运用先进的分析和检测软件。在发动机研制过程中,应加强计算机辅助的设计理念,在燃油附件中利用先进技术进行改造,从发动机的工装设计、产品设计、工艺设计以及编程等发面共同发展,提高发动机的质量,节省研制时间。要利用先进的技术积极展开对控制系统和综合控制系统的研发工作,加强对FADEC技术的研发,利用智能传感器、数字执行机构、数据通讯、网络技术等进行发动机的研发。
3结语
在我国航空航天行业迅速发展的今天,军用航空发动机燃油和控制系统的研究取得了较大的进步。随着我国科研人员的不断研究,中国航空发动机的燃油和控制系统也达到了较高的水平。为能研制出更高质量的航空发动机燃油和控制系统,研究人员应继续加大对FADEC系统的研发工作,增加试验的准确性和应用性,要注重软件系统的编程,结合实践中发动机的型号进行研究,加快FADEC系统的研发。本文通过阐释燃油控制系统、喷管控制系统、FADEC技术系统、防喘系统以及监视系统的发展现状,进而提出了我国要加强供油系统,同时采用先进技术和科技来提高我国未来燃油和控制系统的蓬勃发展。为我国军用航空发动机的研制提供理论依据,与此同时,也为我国的航空航天发展指明了方向。
参考文献:
[1]张绍基.航空发动机燃油与控制系统的研究与展望[J].航空发动机,2003,03:1-5+10.