航空宇航制造工程学科的挑战与未来.doc

《航空宇航制造工程学科的挑战与未来.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、航空宇航制造工程学科的挑战与未来今天刘荣强教授为我们讲述了航空宇航制造工程学科的挑战与未來。主要讲述了随着我国探月工程、载人航天、大飞机、大运载火箭等-•批航空航天重大工程的实施，航空航天事业发展进入了历史机遇期，现代航空器和航天器越来越向大型化、复杂化、智能化方向发展，为大学的人才培养和学科建设提供了发展机遇和挑战。刘教授首先介绍国内外航空航天科技发展的现状与未来趋势，然后对我国的探月工程、载人航天等航天计划进行简单介绍，最后就航空宇航制造学科的任务、研究方向与人才培养问题进行探讨。作为航空宇航

2、系的一名学生，我也对此有自己的思考。屮国2011年12月29日公布一・项雄心勃勃的太空探索五年计划。正值美国缩减航天项H之际，该计划将进一步令屮国成为强劲对手，给美国带来更大挑战。该计划连同屮国之前提出的欲建立空间站和载人登月的誓言，不禁令人想起冷战时代的美苏太空竞赛。屮国一直在寻求发挥不断壮大的经济力量，展示技术实力和科学成就堪比任何全球强国。根据新计划，小国在2016年前将发射太空实验室、从刀球采集样品并研制更强大的载人和货运飞船。屮国还将大幅扩建国产版的全球定位系统。该系统可用于军事，也具有

3、民用价值。屮国在卫星发射方面是领军者，但在航天领域仍落后美国多年。屮国迄今所取得的载人航天成就，美苏早在上世纪60年代屮就达到了。但屮国始终如-•按照既定时间表推进航天项实现其5年计划屮设定的切实可行的H标。根据新计划，屮国将继续有条不紊地发展航天技术和提升能力。乔治•华盛顿大学太空政策研究所前所长约翰•洛格斯登说：“我想这是个全面、步伐稳健的项冃，绝非匆忙上马相比Z下，美国宇航局的方向往往随总统替换而改变。布什曾提议2020年前重返月球。奥巴马取消了该计划，现在又要将宇航员送丄小行星。参观过屮国

4、航天设施的太空安全专家约瑟夫•弗拉格拉说：“他们在太空计划方面不是心血来潮，这点值得称道。他们的太空项Fl预算低，预先筹划、有序推进，我们却不是这样从这份计划可看出，北京有意通过整合军民资源来实现H标，并相信此举将给本国经济带来好处。研究屮国太空计划的美国海军战争学院的安德鲁•埃里克森教授说：“这种做法对其他太空强国（包括-美国）具有借鉴意义。太空强国需保持对太空研究各个领域的高强度投资。”航空工业，尤其是民用航空常常被认为是“成熟的工业”。因此，在过去十多年内，航空领域的投入逐渐减少。比如，美国

5、NASA,近些年它每年得到的国会用于航空领域的研究费用逐年在减少，比以前差距不小。H前，航空工业的发展，主要是通过改进制造过程以降f氐成本费用，而不是应用新技术，当然，全新的B787和A380正在寻求这方面的突破。全球飞机制造商认为，一项新技术，必须应用到新的飞机型号屮，这才会有利于推动技术进步与革新。国际专家预测,在今后二十年里，如果航空运输以三倍速度增长，那么H益增长的安全性、经济生存能力等将对飞机设计技术提出严峻的挑战。在传统气动力设计、推力、结构、材料、控制、航空电子以及应用航天器的多学科

6、等领域必须取得技术突破。为了迎接这些挑战，必须持续投资航空工业以取得航空技术的巨大进步。航空技术的进步受限于人类的思想观点和对机理的认识。技术革新的推动很大程度上取决于信息技术的巨大进步。虽然信息技术可以影响许多重要领域，然而，迄今为止，航空设计工具和设计环境仍然受到限制。生产技术及其管理技术的革新，也会给未来的航空工业带来一定的影响。另外，飞机的一体化设计技术也是严重影响飞机性能提高的另一重要因素。H前，绝大多数飞机设计理念是基于“模块设计”,比如，气动设计、结构设计、推进系统设计、环境影响（辐

7、射、噪声）等等。然而,未来的飞机设计理念都将基于信息和技术互动环境下的“一体化设计”。在这种环境下，飞机设计的全过程均综合考虑了气动、结构、推力、辐射、噪声等各方面的影响。H前存在的一种观点认为，航空工业，尤其是在空气动力技术方面，已经走向成熟。持这种观点的人认为，气动设计工具已经赶上了我们对流动机理的认知。这显然是错误的。其实，熟练地掌握了气动设计工具并不意味着我们对流动现彖的理解己经完全成熟。H前，带有经验性的设计工具，己经成功应用于飞机设计屮，而且这些工具已经得到了广泛的发展。即使有了这些设

8、计工具，仍然存在许多流动现象未能得到很好的认识，尤其是飞行包线边缘，比如起飞、着陆状态。并且，虽然有了这些设计方法和设计工具，若要找到适当的计算模型仍然相半困难。再者，这些设计工具里存在一些较保守陈旧的经验因素，不利于设计工具性能的改进。一旦打破传统的设计理念，综合考虑流动控制、噪声控制、辐射控制、变形、弹性材料和结构等各方面的因素，那么，H前我们对流动机理的认识以及分析设计工具远远达不到要求。从技术观点出发，人类的首次飞行是在20世纪初，而当时并没有完全掌握飞行的机理。很难想象，