航空航天的認(rèn)識(shí)精選(九篇)

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第1篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞：航空航天業(yè)；技術(shù)溢出；因子分析

一、研究背景

技術(shù)溢出（Technology Spillover）是指先進(jìn)技術(shù)擁有者在從事生產(chǎn)、貿(mào)易或其他經(jīng)濟(jì)行為時(shí)，有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地輸出技術(shù)而引起的技術(shù)水平的提高[1]。航空航天業(yè)的技術(shù)溢出則指航空航天業(yè)的先進(jìn)技術(shù)通過一定渠道自愿或非自愿地傳播到其他工業(yè)領(lǐng)域，進(jìn)而帶動(dòng)這些工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)水平的整體提升。航空航天業(yè)是我國(guó)戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，屬于技術(shù)密集型行業(yè)，技術(shù)裝備多、投資費(fèi)用大，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技水平的綜合體現(xiàn)。自20世紀(jì)50年代以來，我國(guó)航空航天業(yè)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展歷程，逐步建立起平臺(tái)化、系統(tǒng)化、專業(yè)化的研發(fā)與應(yīng)用體系。它技術(shù)內(nèi)涵高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、輻射面寬、連帶效應(yīng)強(qiáng)，對(duì)眾多高技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了舉足輕重的拉動(dòng)作用。研究表明，內(nèi)涵科技因素越高的行業(yè)部門對(duì)其他部門的貢獻(xiàn)效應(yīng)越大[2]。航空航天技術(shù)是高科技領(lǐng)域的前沿，航空航天業(yè)必然對(duì)其他部門具有較大的貢獻(xiàn)效應(yīng)，其技術(shù)溢出也應(yīng)該是顯著的，本文正是基于這一前提條件進(jìn)行的研究。因此，探究影響航空航天工業(yè)技術(shù)溢出的顯著性因素，充分利用其技術(shù)溢出作用，對(duì)于加快我國(guó)科技進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。然而，目前對(duì)此問題的研究并不深入，多數(shù)學(xué)者從理論層面分析技術(shù)溢出的問題，也有學(xué)者較為系統(tǒng)地對(duì)技術(shù)溢出是否存在、影響技術(shù)溢出的因素以及技術(shù)溢出的機(jī)理進(jìn)行了實(shí)證分析，但這些研究都局限于外商直接投資（FDI）這一領(lǐng)域，沒有從行業(yè)層面上分析該行業(yè)部門對(duì)其他行業(yè)部門的技術(shù)溢出，并且沒有在理論上形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。本文利用我國(guó)航空航天業(yè)的數(shù)據(jù)，采用因子分析的方法，提取影響技術(shù)溢出的關(guān)鍵因素，進(jìn)而對(duì)促進(jìn)我國(guó)航空航天業(yè)技術(shù)溢出及產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展提供理論支持與政策建議。

影響技術(shù)溢出的因素有很多，根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究將其大致歸納為：（1）人力資本因素。Keller（1996）研究發(fā)現(xiàn)人力資本積累的差距導(dǎo)致技術(shù)吸收效果與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的不同[3]；Borensztein等（1998）認(rèn)為人力資本存量是影響技術(shù)溢出效應(yīng)的關(guān)鍵因素[4]；王成岐，張建華，安輝（2002）得出人力資本存量與技術(shù)溢出效應(yīng)不相關(guān)的結(jié)論，但他們認(rèn)為人力資本投入以及人才素質(zhì)是技術(shù)溢出的影響因素[5]。（2）技術(shù)差距因素。Findlay（1978）和Wang and Blomstorm（1992）的研究表明技術(shù)差距越大示范模仿空間越大，吸收技術(shù)溢出的潛力也就越大[6]；Kokko（1994）的研究發(fā)現(xiàn)低技術(shù)水平嚴(yán)重阻礙技術(shù)溢出效應(yīng)的產(chǎn)生[7]；Perez（1997）從吸收能力角度考慮，認(rèn)為過高的技術(shù)差距會(huì)影響示范模仿機(jī)制發(fā)揮其應(yīng)有作用。（3）經(jīng)濟(jì)開放程度。Blomstorm and Sjoholm（1999）、認(rèn)為經(jīng)濟(jì)開放度高的企業(yè)由于競(jìng)爭(zhēng)壓力大而進(jìn)行更多的研發(fā)投入以提高自身吸收能力[8]；Kokko（1994）發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開放程度與技術(shù)溢出效應(yīng)之間的關(guān)系是不確定的[7]；包群，許和連，賴明勇（2003）用出口依存度等來衡量經(jīng)濟(jì)的開放程度，發(fā)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)開放程度的提高、基礎(chǔ)設(shè)施的建立與完善等都是促進(jìn)技術(shù)溢出的有利因素[9]。（4）研發(fā)投入因素。Kathuria（2000）指出技術(shù)溢出效應(yīng)并非自動(dòng)產(chǎn)生，技術(shù)吸收方要想從中獲利，須對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行投資；田慧芳（2004）的研究則表明工業(yè)部門研發(fā)投入水平與技術(shù)溢出效應(yīng)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。此外，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、工資水平、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)政策等都作為影響因素引入了技術(shù)溢出的相關(guān)研究中，本文在前人研究的基礎(chǔ)之上對(duì)此進(jìn)行探討。

二、指標(biāo)構(gòu)建與分析方法

目前，對(duì)技術(shù)溢出進(jìn)行實(shí)證研究時(shí)，學(xué)者們通常首先選擇一個(gè)影響因素，然后確定與該影響因素內(nèi)容相關(guān)的指標(biāo)體系，最后采用一定的計(jì)量方法（如多元回歸、分組回歸等）來分析這些指標(biāo)。本文在分析技術(shù)溢出時(shí)，也采用了這種研究思路：選取航空航天業(yè)為研究對(duì)象，根據(jù)技術(shù)差距等影響因素建立與之相關(guān)的量化指標(biāo)體系，采用因子分析的方法對(duì)這些指標(biāo)與技術(shù)溢出之間的關(guān)系進(jìn)行研究，并用線性回歸的方法對(duì)提取出的公因子進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

（一）技術(shù)溢出指標(biāo)體系

航空航天業(yè)是一個(gè)以現(xiàn)代科學(xué)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，包括機(jī)、光、電、液綜合能力的精密機(jī)械加工工業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的重要組成部分[10]。其研發(fā)成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、周期長(zhǎng)，具有科技含量高、連帶效應(yīng)強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，能夠帶動(dòng)諸多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。理論上講，研究技術(shù)溢出影響因素需要建立一套完整的指標(biāo)體系，但為了避免信息重疊，本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究成果并綜合考慮我國(guó)航空航天業(yè)技術(shù)溢出的實(shí)際情況，選取如下表所示指標(biāo)體系：

（二）分析方法和數(shù)據(jù)來源

因子分析是一種研究從變量群中找出共性因子的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，它通過分析眾多變量之間的依賴關(guān)系，探尋觀測(cè)樣本的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)，提取并描述隱藏在一組顯性變量中無(wú)法直接測(cè)量的隱性變量，很好地發(fā)揮了降維和簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的作用。因子分析中的共性因子是不可直接被觀測(cè)卻又客觀存在的重要影響因素，每一個(gè)變量都可以表示為共性因子的線性函數(shù)與特殊因子之和，即，式中為的共性因子，為的特殊因子。若滿足以下條件：（1）；（2），即共性因子和特殊因子不相關(guān)；（3）各共性因子不相關(guān)且方差為1；（4）各特殊因子不相關(guān)且方差不要求相等。那么，每個(gè)變量可由個(gè)共性因子和自身對(duì)應(yīng)的特殊因子線性表出，因子分析的數(shù)學(xué)模型可表示為：

本文采用因子分析和線性回歸相結(jié)合的方法，研究我國(guó)航空航天業(yè)技術(shù)溢出問題。用于分析的數(shù)據(jù)主要來源于《中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999~ 2009）中航空航天業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，以及《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999~2009）中工業(yè)企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)口徑為我國(guó)國(guó)有及規(guī)模以上非國(guó)有工業(yè)企業(yè)。

三、技術(shù)溢出實(shí)證研究

（一）因子分析

從《中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999~2009）與《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999~2009）整理出構(gòu)建量化指標(biāo)體系所需數(shù)據(jù)，并按定義計(jì)算出各指標(biāo)對(duì)應(yīng)值，如下表所示：

利用SPSS17.0軟件做出相關(guān)系數(shù)矩陣，通過指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)初步判斷各指標(biāo)相關(guān)性較高。從已建立的量化指標(biāo)體系中提取公共因子，找出影響我國(guó)航空航天業(yè)技術(shù)溢出的主要因素。因子矩陣和旋轉(zhuǎn)因子矩陣如表3、表4所示：

由表3、表4可知，旋轉(zhuǎn)后公共因子F1、F2的方差貢獻(xiàn)率分別為4.803和2.795，累積方差貢獻(xiàn)率為84.424%，進(jìn)一步判斷公共因子F1、F2能夠代表本文所設(shè)計(jì)的衡量我國(guó)航空航天業(yè)技術(shù)溢出的量化指標(biāo)體系。由表4還可知公共因子F1在X1、X2、X3、X4、X5的載荷值均大于0.7，能夠反映我國(guó)航空航天業(yè)科技活動(dòng)經(jīng)費(fèi)投入能力、研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入能力、新產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入能力、科技活動(dòng)人員投入能力以及科學(xué)家與工程師投入能力，因此可將F1視為影響航空航天業(yè)技術(shù)溢出的因素之一――技術(shù)投入能力；公共因子F2在X6、X7、X8、X9的載荷值均大于0.65，能夠反映我國(guó)航空航天業(yè)的新產(chǎn)品銷售收入、新產(chǎn)品出口能力、新產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率以及新產(chǎn)品產(chǎn)值比重，因此可將F2視為影響航空航天業(yè)技術(shù)溢出的因素之二――技術(shù)產(chǎn)出能力。

（二）線性回歸

本文根據(jù)該檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停怨惨蜃覨1、F2的因子得分作為自變量，以其他工業(yè)企業(yè)的全員勞動(dòng)生產(chǎn)率LP作為因變量（具體數(shù)據(jù)見表5），構(gòu)建如下回歸模型：

（1）

其中LP即除航空航天業(yè)之外的其他工業(yè)企業(yè)的全員勞動(dòng)生產(chǎn)率，是全國(guó)國(guó)有及規(guī)模以上非國(guó)有工業(yè)企業(yè)增加值與我國(guó)航空航天企業(yè)增加值的差值同全國(guó)國(guó)有及規(guī)模以上非國(guó)有工業(yè)企業(yè)全部從業(yè)人員年平均人數(shù)與我國(guó)航空航天企業(yè)從業(yè)人員年均人數(shù)差值之比。其計(jì)算公式為：

全員勞動(dòng)生產(chǎn)率=工業(yè)增加值/全部從業(yè)人員平均人數(shù)（2）

通過回歸得到人均產(chǎn)出變量與公因子變量之間的關(guān)系方程為：

（3）

t值:(6.240)(2.886) ( 3.320)

P值: 0.001 0.028 0.016

R2=0.749AdjR2=0.666F=8.967

由模型估計(jì)到的參數(shù)可知，我國(guó)航空航天業(yè)的技術(shù)投入能力以及技術(shù)產(chǎn)出能力與其他工業(yè)企業(yè)的全員勞動(dòng)生產(chǎn)率均存在著顯著的正相關(guān)關(guān)系，技術(shù)投入能力的因子得分每提高1%，其他工業(yè)企業(yè)的全員勞動(dòng)生產(chǎn)率將上升17.541%，技術(shù)產(chǎn)出能力的因子得分每提高1%，其他工業(yè)企業(yè)的全員勞動(dòng)生產(chǎn)率將上升15.9%。

四、結(jié)果分析與政策建議

航空航天業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，在人才、資金、技術(shù)等方面都有著相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，技術(shù)溢出也不同于其他產(chǎn)業(yè)。因此，本文在參照前人研究成果與研究方法的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)衡量技術(shù)溢出的量化指標(biāo)體系，采用因子分析的方法從中提取出最為顯著和最具代表性的兩個(gè)因素，即航空航天業(yè)的技術(shù)投入能力及技術(shù)產(chǎn)出能力。科學(xué)分析這些影響因素，有效利用技術(shù)溢出效應(yīng)，有利于提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力、推動(dòng)國(guó)家整體技術(shù)進(jìn)步。對(duì)此，提出如下建議：

（1）加大航空航天業(yè)技術(shù)投入力度，保障科技研發(fā)能力的領(lǐng)先。2007年頒布的《深化國(guó)防科技工業(yè)投資體制改革的若干意見》等政策，明確指出國(guó)防科技工業(yè)投資體制的改革思路。2009年提出的《關(guān)于加快國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策，也明確提出鼓勵(lì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路。因此，同時(shí)作為我國(guó)國(guó)防科技工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的航空航天業(yè)，應(yīng)構(gòu)建以政府投資為主、社會(huì)投資為輔的多元投資渠道，注重人力資本存量的積累和人力資源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，切實(shí)加大航空航天業(yè)的技術(shù)投入力度以保證其領(lǐng)先的科技研發(fā)能力。

第2篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞：“工程材料學(xué)”；航空航天專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）04-0124-03

“工程材料學(xué)”是航空主機(jī)類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)）的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學(xué)時(shí)，但承擔(dān)著為未來的航空工程師構(gòu)建材料知識(shí)體系的重任，對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實(shí)踐，對(duì)該課程在教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行研討。

一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對(duì)“工程材料學(xué)”課程教學(xué)的影響

材料學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)，也是應(yīng)用科學(xué)。材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，有力地推進(jìn)了相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，使得材料科學(xué)成為最活躍的科學(xué)領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。“工程材料學(xué)”以物理學(xué)、化學(xué)等理論為知識(shí)基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生把這些知識(shí)應(yīng)用于解決工程實(shí)際中提出的對(duì)材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”具有較長(zhǎng)的開設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢(shì)為背景反思該課程的教學(xué)改革。航空以眾多學(xué)科知識(shí)、先進(jìn)研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個(gè)由多個(gè)分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。現(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴(yán)苛。現(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點(diǎn)，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機(jī)”已成為飛行器發(fā)展公認(rèn)的規(guī)律。這對(duì)航空航天工程技術(shù)人員的材料知識(shí)提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)工作中，要全面認(rèn)識(shí)材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對(duì)航空航天迅猛的發(fā)展形勢(shì)，僅了解和掌握已有材料的知識(shí)是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展方向和趨勢(shì)，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)航空航天領(lǐng)域的影響，同時(shí)要認(rèn)真研究具體工作對(duì)新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中，要綜合考慮用戶對(duì)飛行器總體性能的多種要求，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實(shí)對(duì)飛行器性能的要求時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機(jī)的航程和機(jī)動(dòng)性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，要及時(shí)掌握各種設(shè)計(jì)方案對(duì)飛機(jī)主要材料和工藝的要求，對(duì)飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合優(yōu)化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實(shí)現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展也對(duì)課程教學(xué)提出了新的要求。材料科學(xué)與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學(xué)科。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是發(fā)展最快速的學(xué)科之一，在金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強(qiáng)化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容的不斷充實(shí)。

“工程材料學(xué)”課程要系統(tǒng)講授材料科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，使得學(xué)生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面的知識(shí)。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國(guó)萊特兄弟制造出第一架飛機(jī)上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國(guó)科學(xué)家發(fā)明具有時(shí)效強(qiáng)化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開發(fā)出來，使得大量采用金屬材料制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應(yīng)地，這一時(shí)期“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀(jì)70年代以后，復(fù)合材料開始在航空領(lǐng)域應(yīng)用。復(fù)合材料具有較高比強(qiáng)度和比剛度的優(yōu)點(diǎn)使得工程技術(shù)人員對(duì)其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復(fù)合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過渡。復(fù)合材料因其良好的制造性能被大量應(yīng)用在復(fù)雜曲面構(gòu)件上。復(fù)合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復(fù)合材料的用量已成為先進(jìn)飛行器的重要標(biāo)志。相應(yīng)地，復(fù)合材料必然要在“工程材料學(xué)”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應(yīng)用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問題。“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該及時(shí)反映材料科學(xué)在提高飛行器性能方面的新應(yīng)用與新進(jìn)展。與此同時(shí)，其他相關(guān)學(xué)科也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得主機(jī)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)之間的矛盾愈加突出。

二、認(rèn)真分析專業(yè)教學(xué)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的不同要求

“工程材料學(xué)”課程是一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，該課程對(duì)主機(jī)類各專業(yè)采用同一標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)。雖然主機(jī)類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來越細(xì)，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學(xué)”課程應(yīng)該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結(jié)合各專業(yè)的課程體系安排教學(xué)。飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等主機(jī)類專業(yè)根據(jù)航空領(lǐng)域中的分工培養(yǎng)學(xué)生，畢業(yè)學(xué)生的工作要求有所不同，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求也不一樣。就材料方面知識(shí)而言，不同專業(yè)學(xué)生也會(huì)有所區(qū)別，應(yīng)按照專業(yè)特點(diǎn)縱向劃分對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求。不同專業(yè)主要服務(wù)對(duì)象的材料特點(diǎn)是確定課程要求的主要依據(jù)。

飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設(shè)計(jì)和制造，主要從事飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、飛機(jī)外形設(shè)計(jì)、飛機(jī)性能計(jì)算與分析、結(jié)構(gòu)受力與分析、飛機(jī)故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識(shí)，了解輕質(zhì)高強(qiáng)材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。飛行器動(dòng)力工程專業(yè)要求學(xué)生學(xué)習(xí)飛行器動(dòng)力裝置或飛行器動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識(shí)，主要培養(yǎng)能從事飛行器動(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)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。飛行器動(dòng)力的重要部件對(duì)抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結(jié)構(gòu)具有在高溫下長(zhǎng)期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應(yīng)該是該專業(yè)“工程材料學(xué)”課程的重點(diǎn)。飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)要針對(duì)現(xiàn)代飛行器工作條件嚴(yán)酷、構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，采用先進(jìn)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并為飛行器維護(hù)提供便利。該專業(yè)要求學(xué)生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復(fù)雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細(xì)。很多新材料首先在航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用，其制造技術(shù)具有新穎性的特征，設(shè)計(jì)、材料與制造工藝互相融合、相互促進(jìn)的特點(diǎn)非常明顯，這就要求學(xué)生在“工程材料學(xué)”課程中把材料基礎(chǔ)打好，適應(yīng)工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求有所不同，但課程基礎(chǔ)一致。

該課程名稱為“工程材料學(xué)”，即明確其重點(diǎn)在于將材料科學(xué)與技術(shù)的成果運(yùn)用于航空航天工程，把材料基本知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。“工程材料學(xué)”是相關(guān)專業(yè)材料學(xué)科的基本課程，學(xué)生要通過該課程了解金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)材料研究、分析的基本方法，掌握材料結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術(shù)，為更好地學(xué)習(xí)專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來從事技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)等打下基礎(chǔ)。由此可見，在明確了各專業(yè)對(duì)該課程的個(gè)性化要求的基礎(chǔ)上，更要明確共性要求。“工程材料學(xué)”課程要培養(yǎng)學(xué)生材料方面的科學(xué)概念，提升材料方面的科學(xué)素質(zhì)，扎實(shí)的材料科學(xué)與技術(shù)知識(shí)基礎(chǔ)是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，“工程材料學(xué)”課程采用“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的模式比較合適，即把教學(xué)內(nèi)容劃分為每個(gè)專業(yè)均要求了解的材料領(lǐng)域知識(shí)和根據(jù)各個(gè)專業(yè)特色需要重點(diǎn)介紹的知識(shí)兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的要求，促進(jìn)了基礎(chǔ)理論和專業(yè)應(yīng)用的融合滲透，較好地滿足了材料、設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)一體化發(fā)展的需要，增強(qiáng)了跨學(xué)科、跨專業(yè)認(rèn)識(shí)問題、思考問題和研討問題的能力。

三、多管齊下建設(shè)豐富的教學(xué)環(huán)境

作為一門學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”課程要根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標(biāo)和相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、方案，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實(shí)踐教育的結(jié)合，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)課程教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，要對(duì)課程的教學(xué)大綱和內(nèi)容進(jìn)行修訂，與相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學(xué)活動(dòng)的空間，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，加強(qiáng)與后續(xù)課程及實(shí)踐活動(dòng)的聯(lián)系，解決學(xué)科基礎(chǔ)課的教學(xué)與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問題。

“工程材料學(xué)”在第四學(xué)期開設(shè)，是一門承前啟后的課程。在前期開設(shè)的課程中，“大學(xué)物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關(guān)的課程。“大學(xué)物理”提供了學(xué)習(xí)“工程材料學(xué)”的科學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)真分析“大學(xué)物理”知識(shí)點(diǎn)在“工程材料學(xué)”中的應(yīng)用，有助于學(xué)生更好地理解相關(guān)概念。“航空航天概論”以航空航天領(lǐng)域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學(xué)”課程講授之初讓學(xué)生重新回到機(jī)庫(kù)，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進(jìn)步，結(jié)合材料學(xué)的概念研究飛行器的組成及工作原理，會(huì)使得學(xué)生對(duì)該課程有比較全面的認(rèn)識(shí)。在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)，如“飛行器總體設(shè)計(jì)”、“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”、“先進(jìn)制造技術(shù)”等，如果在“工程材料學(xué)”中對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹，可以使學(xué)生更好地綜合分析相關(guān)概念，加深理解。在主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓(xùn)練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學(xué)內(nèi)容與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)。“工程訓(xùn)練”教學(xué)內(nèi)容以機(jī)械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關(guān)。在以前的教學(xué)工作中，材料是加工對(duì)象，對(duì)材料的性能等的介紹很簡(jiǎn)單，學(xué)生的認(rèn)識(shí)較淺。如果在“工程訓(xùn)練”教學(xué)過程中，針對(duì)不同的加工工藝和方法對(duì)材料作較深入的介紹，從應(yīng)用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應(yīng)性，可以促進(jìn)學(xué)生把材料理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程實(shí)際聯(lián)系起來。通過讓學(xué)生分析研究實(shí)際材料在加工過程中的表現(xiàn)來認(rèn)識(shí)材料的性能，通過感性認(rèn)識(shí)來體會(huì)材料變化的規(guī)律，把深?yuàn)W的材料科學(xué)理論知識(shí)和生動(dòng)形象的加工過程結(jié)合起來。這樣不僅強(qiáng)化了工程訓(xùn)練效果，還能讓學(xué)生把材料的知識(shí)學(xué)活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學(xué)生的潛力。

航空航天主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)是重要的綜合學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)一般是完成一項(xiàng)涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內(nèi)容的綜合性、應(yīng)用性的設(shè)計(jì)工作，通過一系列設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學(xué)計(jì)劃，“工程材料學(xué)”先行開設(shè)。因此，在相關(guān)課程設(shè)計(jì)中，有目的地提出材料問題，引導(dǎo)學(xué)生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主探究材料科學(xué)的積極性，幫助學(xué)生把材料知識(shí)轉(zhuǎn)化為初步的工作能力，克服課程知識(shí)的碎片化傾向。

四、結(jié)語(yǔ)

航空航天是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的集大成者，該領(lǐng)域發(fā)展很大程度上取決于材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。材料學(xué)是航空航天工程技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。“工程材料學(xué)”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領(lǐng)域和材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容。要根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展需要選擇教學(xué)內(nèi)容，按照理論實(shí)踐結(jié)合、突出工程應(yīng)用的要求構(gòu)建知識(shí)體系。在教學(xué)工作中，應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學(xué)的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的“工程材料學(xué)”課程結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學(xué)與其他課程的聯(lián)系，以及課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)，以“工程材料學(xué)”課程為中心，注重課程的縱向推進(jìn)和知識(shí)的橫向聯(lián)系，不斷加深對(duì)材料學(xué)的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學(xué)科解決問題的能力。

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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors

WANG Tao，ZHOU Ke-yin

（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）

第3篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

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很好地定義問題，有助于找到突破性的解決方案。在開發(fā)新產(chǎn)品，或在企業(yè)運(yùn)營(yíng)流程、業(yè)務(wù)開展的過程中，大多數(shù)企業(yè)都不能很準(zhǔn)確地界定問題。然而，到了要試圖解決問題時(shí)，仍然不明確要解決什么問題，就無(wú)法認(rèn)識(shí)到要著手開展的工作的重要性。如果無(wú)法嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確地定義要解決的問題，企業(yè)將錯(cuò)過機(jī)會(huì)，浪費(fèi)資源，或者最終的努力無(wú)法與戰(zhàn)略目標(biāo)保持一致。多少次某個(gè)項(xiàng)目做到一半，你才頓悟原本應(yīng)該采取另一種做法。多少次某個(gè)創(chuàng)新工程似乎要取得突破，你才發(fā)現(xiàn)其實(shí)是不可能實(shí)現(xiàn)的。企業(yè)必須更好地提高自己找出問題的能力，這樣才能解決真正應(yīng)該解決的問題。

以下故事涉及三個(gè)不同的企業(yè)，它們處于不同的領(lǐng)域，但它們的相同之處是都曾經(jīng)面臨正確定義問題的困擾。從案例中可以看出，正確定義問題最終可以幫助企業(yè)吸引合適的創(chuàng)新者，為企業(yè)帶來突破性的解決方案。

亞北極石油問題

1989年，埃克森發(fā)生瓦爾迪茲石油泄漏事件（Exxon Valdez Oil Spill）。二十多年后，在亞北極的石油清理隊(duì)仍面臨石油泄漏清理難題，因?yàn)槭驮诘蜏叵抡承院艽螅茈y將它用泵機(jī)回收到駁船上再帶到岸上的收集站。

如何定義問題：在尋求解決方案的過程中，溢油回收研究所（Oil Spil Recovery Institute）將這個(gè)問題定義為“材料粘度”，而不是“石油清理”，并且在報(bào)告中使用了一些非石油行業(yè)術(shù)語(yǔ)。而這份報(bào)告的目的在于吸引各個(gè)行業(yè)的人士提出建議。

突破：最終一位水泥行業(yè)的化學(xué)家解決了這個(gè)問題并獲得了2萬(wàn)美元。這位化學(xué)家采用了一種商用建筑設(shè)備的改良方案，利用這種設(shè)備能夠振動(dòng)凝結(jié)的石油，從而讓石油保持流體狀，最終解決了石油清理問題。

ALS治療問題

在20世紀(jì)后期，研究人員試圖開發(fā)一種藥物，用以治療萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥（ALS，或稱盧伽雷氏病），但是沒有取得多大的進(jìn)展—一個(gè)主要障礙是研究人員無(wú)法準(zhǔn)確、迅速地檢測(cè)和追蹤病情的發(fā)展情況。因?yàn)檠芯咳藛T無(wú)法準(zhǔn)確地知道病人的這種病發(fā)展到哪種程度，因此，研究人員增加了臨床實(shí)驗(yàn)患者案例，推遲了研究時(shí)間表。而這種做法除了增加成本之外，無(wú)法在治療上取得成果。

如何定義問題：非營(yíng)利性組織Prize4Life提出了解決方案。Prize4Life不是將問題定義為尋找ALS治療方案，而是定義為讓ALS研究更有效，希望利用一種生物標(biāo)志物，讓ALS檢測(cè)和追蹤更迅速、更準(zhǔn)確。

突破：2011年，一位來自波斯頓貝斯以色列醫(yī)院（Beth Israel Hospital）的研究人員解決了這個(gè)問題并獲得了100萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。這位研究人員提出了一種無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)痛楚、低成本的解決方案，依靠測(cè)量電流通過肌肉的變化情況監(jiān)測(cè)ALS，并評(píng)估這種疾病的變化情況。這種方法降低了治療ALS的研究成本，因?yàn)樗梢约皶r(shí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，讓研究人員能夠在較短的時(shí)間內(nèi)取得成果。

太陽(yáng)耀斑問題

2009年，美國(guó)航空航天局公告，要尋求一種更好的方法預(yù)測(cè)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)，以保護(hù)在宇宙空間的宇航員和衛(wèi)星，以及保護(hù)地球上的電網(wǎng)。而美國(guó)航空航天局在過去的30年里采用預(yù)測(cè)模型，只能提前4小時(shí)預(yù)測(cè)太陽(yáng)耀斑輻射是否到達(dá)地球，而且預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率不超過50%。

如何定義問題：面對(duì)潛在的問題解決專家，美國(guó)航空航天局沒有讓他們找到一個(gè)更好的方法以預(yù)測(cè)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)；相反，美國(guó)航空航天局將這個(gè)問題視為一個(gè)數(shù)據(jù)問題，他們找到那些有分析背景的研究專家，允許他們使用美國(guó)航空航天局龐大的太空天氣數(shù)據(jù)庫(kù)，最終開發(fā)出一種預(yù)測(cè)模型。美國(guó)航空航天局認(rèn)為，這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的解決方案不僅能讓各個(gè)行業(yè)的人士加入解決問題的行列，同時(shí)也能讓自己利用已經(jīng)歸檔的數(shù)據(jù)，對(duì)新預(yù)測(cè)模型的精確性進(jìn)行測(cè)試，并反饋信息。

第4篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

基于問題的學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的主動(dòng)型教學(xué)模式和課程體系設(shè)置方法，其最初是由加拿大的麥克馬斯特大學(xué)（McMasterUniversity）醫(yī)學(xué)院于20世紀(jì)60年代在醫(yī)學(xué)課程教改中逐步形成并提煉出來的。在PBL中，教師根據(jù)課程要求和學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)預(yù)先定義一個(gè)不完整的或劣構(gòu)的問題，然后讓學(xué)生進(jìn)行研究，理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用已掌握的知識(shí)和技能提出解決問題的可行方案，讓學(xué)生親身參與問題求解的每一個(gè)步驟和知識(shí)構(gòu)建的過程，從而將其先前獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)很好地整合起來，使已有知識(shí)結(jié)構(gòu)得到完善的同時(shí)達(dá)到對(duì)新知識(shí)的理解與掌。

1.目標(biāo)和基于問題的學(xué)習(xí)法的特點(diǎn)。

基于問題的學(xué)習(xí)方法的主要目標(biāo)不僅僅是讓學(xué)生獲得知識(shí)，并且要運(yùn)用知識(shí)。PBL重視模型和問題的解決。它試圖模擬現(xiàn)實(shí)生活中的工程研究和開發(fā)過程。Barrows這樣描述PBL的主要特點(diǎn)：（1）學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心的，即學(xué)生選擇怎樣去學(xué)習(xí)和他們想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。（2）學(xué)習(xí)在小團(tuán)體中展開并且提倡協(xié)作學(xué)習(xí)。（3）老師是促進(jìn)者、引導(dǎo)者或教練。（4）問題形成組織重點(diǎn)并刺激學(xué)習(xí)。（5）問題是拓展真正的問題解決能力的工具。（6）新的信息是通過自學(xué)獲得的。

2.PBL工程教育案例———麻省理工學(xué)院航空航天工程系。

幾年前，在麻省理工學(xué)院的航空航天系成立了一個(gè)由教師和科研人員組成的新戰(zhàn)略計(jì)劃小組，專門負(fù)責(zé)課程改革。為了強(qiáng)調(diào)教育以學(xué)生為中心，討論小組花費(fèi)了一定的時(shí)間和精力通過對(duì)項(xiàng)目和學(xué)習(xí)成果進(jìn)行驗(yàn)收，設(shè)計(jì)了新的教學(xué)方法，建造與之配套的實(shí)驗(yàn)室。盡管基于問題的學(xué)習(xí)是關(guān)鍵，但它不是課程組織的原則。新的航空航天工程課程以現(xiàn)實(shí)生活中產(chǎn)品完整的生命周期工程為背景，即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和執(zhí)行（CDIO），結(jié)合設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)，貫穿于整個(gè)項(xiàng)目中。接下來就是從簡(jiǎn)單的項(xiàng)目到高度復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立過程，以及從中取得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。第一年，在《航空航天設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課上，學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)、構(gòu)思并且試飛的由無(wú)線電控制浮空飛行器（LTA）。第二年，在《聯(lián)立工程學(xué)》課上，學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)、搭建并且試飛了無(wú)線電控制的電推力飛行器。在一些比較深入的課程例如《空氣動(dòng)力學(xué)》課上，從工廠或者政府以往項(xiàng)目中提出航空工業(yè)中很常見一個(gè)實(shí)際的問題，像是以洛克希德•馬丁戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)系統(tǒng)為模板提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。高級(jí)課程完全利用基于問題的學(xué)習(xí)方法，如：《實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室空間系統(tǒng)工程》、《CDIO高等課程》。在這些PBL體驗(yàn)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己感興趣的問題，通過做實(shí)驗(yàn)找到解決方法，并用多學(xué)科方法設(shè)計(jì)出復(fù)雜系統(tǒng)。麻省理工學(xué)院航空航天系“復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室”的主任提出了一個(gè)對(duì)于基于問題的學(xué)習(xí)方法的分類框架。它將問題分為四個(gè)等級(jí)，給出了解決基礎(chǔ)科學(xué)及先進(jìn)工程課題的系統(tǒng)方法。一級(jí)：?jiǎn)栴}集。問題集是指在大多數(shù)工程課程中發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)問題。它們往往具有一定的結(jié)構(gòu)與較成熟的解決方案（至少問題的設(shè)計(jì)者知道）。所有學(xué)生解決同樣的問題，有時(shí)獨(dú)自解決，有時(shí)以小組形式解決。問題需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)解決。二級(jí)：小型實(shí)驗(yàn)。小型實(shí)驗(yàn)是指在結(jié)構(gòu)化問題下的實(shí)驗(yàn)課。例如測(cè)量或觀察某種工程現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。這些問題在一或兩個(gè)學(xué)期內(nèi)解決，可以“重復(fù)地進(jìn)行”，也就是說，每個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)解決與其他團(tuán)隊(duì)同樣的問題。在麻省理工學(xué)院有許多例子，如《聯(lián)立工程學(xué)》課上的桁架實(shí)驗(yàn)室，《空氣動(dòng)力學(xué)》課上對(duì)在風(fēng)洞中的流速計(jì)的校準(zhǔn)，《航空航天設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課上對(duì)空氣動(dòng)力減速器的各種測(cè)試。三級(jí)：大型實(shí)驗(yàn)。比起前幾個(gè)階段，這個(gè)階段的問題需要更長(zhǎng)的時(shí)間去解決，可能會(huì)耗費(fèi)幾周或整個(gè)學(xué)期。到了這個(gè)階段問題明顯復(fù)雜了很多，需要更多的規(guī)劃和教員支持。在麻省理工學(xué)院有許多如是例子：《實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室》課上的風(fēng)洞試驗(yàn)、飛行器模型項(xiàng)目，《空氣動(dòng)力學(xué)》課上的機(jī)械項(xiàng)目，《航空航天教育導(dǎo)論》課上的輕于空氣的飛艇，《聯(lián)立工程學(xué)》課上的電動(dòng)飛行器設(shè)計(jì)等。四級(jí)：頂級(jí)CDIO實(shí)驗(yàn)。這個(gè)階段在系統(tǒng)中整合了核心工程的頂級(jí)實(shí)驗(yàn)。麻省理工學(xué)院的航空航天工程項(xiàng)目用構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-操作（CDIO）的方法來設(shè)法更接近于實(shí)際工程。在頂級(jí)實(shí)驗(yàn)中，工程的四個(gè)階段都將涉及。頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目均為研究的重點(diǎn)，需要更多的資金，工程的復(fù)雜度和依賴經(jīng)驗(yàn)的程度也很高。例如麻省理工學(xué)院的自主衛(wèi)星光學(xué)陣列項(xiàng)目和磁控編隊(duì)飛行器。四級(jí)的項(xiàng)目需要學(xué)生、老師和研究員花費(fèi)三個(gè)學(xué)期去完成。可以看出三級(jí)和四級(jí)問題的解決過程是由學(xué)生主導(dǎo)的、不受約束的、復(fù)雜的、多方面的且具有很高的主動(dòng)性過程，符合之前所說的PBL標(biāo)準(zhǔn)。然而一級(jí)和二級(jí)中的項(xiàng)目體驗(yàn)過程更結(jié)構(gòu)化，在這個(gè)過程中學(xué)生體驗(yàn)到關(guān)于問題構(gòu)想的有用指導(dǎo)，使用工具進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)。基于問題的學(xué)習(xí)方法和設(shè)計(jì)-制造經(jīng)驗(yàn)貫穿了整個(gè)麻省理工學(xué)院航空航天工程系的本科生階段。使用四個(gè)等級(jí)的框架來層次化PBL體驗(yàn)過程確保了從高度結(jié)構(gòu)化問題到無(wú)約束和復(fù)雜問題情況的合理推廣。

3.基于問題的學(xué)習(xí)方法的評(píng)估。

基于問題的學(xué)習(xí)方法的評(píng)估是多模式和長(zhǎng)期性的。這些方法包括實(shí)驗(yàn)室期刊、技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)、設(shè)計(jì)審查、技術(shù)報(bào)告、團(tuán)隊(duì)協(xié)作評(píng)估、設(shè)計(jì)作品、互評(píng)和自評(píng)。教師的角色主要是顧問和指導(dǎo)員，以及在學(xué)習(xí)過程中為學(xué)生提供大量反饋信息。在《航空航天設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課上，學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)、制造并試飛由無(wú)線電控制的浮空飛行器，設(shè)計(jì)審查作品和最后的評(píng)估工作都是由飛行器競(jìng)賽的方式進(jìn)行。在《綜合工程》課的飛行器設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，二年級(jí)學(xué)生分析在問題集中與氣動(dòng)性能、穩(wěn)定性和推進(jìn)裝置有關(guān)的問題，并動(dòng)手組裝和試飛無(wú)線電控制的電推力飛行器。與第一年的課程相似，評(píng)估手段包括問題集、設(shè)計(jì)審查以及最后的一場(chǎng)比賽。除了評(píng)估認(rèn)知能力的培養(yǎng)效果，情感變化也要被評(píng)估。評(píng)估學(xué)生們?cè)趩栴}處理過程中的信心、參與到解決具有挑戰(zhàn)性問題中的意愿和控制問題解決進(jìn)展的感覺也很重要。這些情感變化可以通過觀察、訪談、作品、期刊和其他形式的自評(píng)進(jìn)行評(píng)估。

二、小衛(wèi)星平臺(tái)與基于PBL的航天工程教育創(chuàng)新結(jié)合途徑

在全球化大背景下，除去意識(shí)形態(tài)的差別，世界人才的標(biāo)準(zhǔn)正趨于統(tǒng)一。根據(jù)著名的CDIO（Con-ceive-Design-Implement-Operate，即：構(gòu)想-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作）工程教育模型，工程教育包括以下幾大培養(yǎng)目標(biāo)：掌握深厚的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用技術(shù)；善于構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作新產(chǎn)品或系統(tǒng)的能力；承擔(dān)和實(shí)施復(fù)雜系統(tǒng)工程的能力；適應(yīng)現(xiàn)代團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)模式及其開發(fā)環(huán)境。這些目標(biāo)是直接參照工業(yè)界的需求而制定的，它實(shí)際上定義了現(xiàn)代工程技術(shù)人員的素質(zhì)構(gòu)成。

1.小衛(wèi)星作為航天工程教育的意義。

小衛(wèi)星為空間發(fā)展提供了的一條新途徑，這是與以往基于傳統(tǒng)空間開發(fā)模式的“政府導(dǎo)向的大型項(xiàng)目”完全不同的。此外，NASA已經(jīng)開展了很多項(xiàng)目為大學(xué)提供發(fā)射機(jī)會(huì)，讓他們逐漸學(xué)會(huì)如何開發(fā)、運(yùn)營(yíng)衛(wèi)星。超小型衛(wèi)星計(jì)劃是其中一個(gè)著名的案例，選定十所大學(xué)并給予他們項(xiàng)目資金，最終的成品將搭載航天飛機(jī)發(fā)射上天。憑借多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，一些大學(xué)已經(jīng)能夠制造衛(wèi)星，甚至出售衛(wèi)星給其他大學(xué)或國(guó)家。小衛(wèi)星為大型衛(wèi)星上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的一些任務(wù)提供了一條新的實(shí)現(xiàn)途徑。一定數(shù)目的小衛(wèi)星協(xié)作是一個(gè)非常重要的概念，通常被稱為“星座”或“編隊(duì)飛行”。這種多衛(wèi)星體系的優(yōu)點(diǎn)是容錯(cuò)量大、重構(gòu)能力強(qiáng)、系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好。

2.基于小衛(wèi)星平臺(tái)的航天工程教育項(xiàng)目。

小衛(wèi)星的操作訓(xùn)練為大學(xué)生的太空教育提供了一個(gè)特別的機(jī)會(huì)，讓他們能夠體驗(yàn)從任務(wù)創(chuàng)建、衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、發(fā)射、運(yùn)行，直到結(jié)果的分析的整個(gè)太空項(xiàng)目周期。同時(shí)他們還能從這些項(xiàng)目中學(xué)到項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等重要技能。小衛(wèi)星項(xiàng)目不僅對(duì)教育有益，而且有望成為太空技術(shù)發(fā)展與商業(yè)運(yùn)營(yíng)中的一名新成員。

（1）日本衛(wèi)星設(shè)計(jì)大賽。

上世紀(jì)90年代初期，日本的大學(xué)小衛(wèi)星研究項(xiàng)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)和歐洲各國(guó)。然而，在意識(shí)到了小衛(wèi)星在教育和技術(shù)發(fā)展上的重要性后，日本國(guó)內(nèi)開始大力推動(dòng)高校小衛(wèi)星設(shè)計(jì)-制造計(jì)劃。第一個(gè)里程碑是“衛(wèi)星設(shè)計(jì)大賽”。1992年三個(gè)學(xué)術(shù)社團(tuán)共同成立了大賽組委會(huì)，他們分別是JSME、JSASS與IEICE。經(jīng)過一年時(shí)間的準(zhǔn)備，于1993年舉辦了第一屆比賽。這項(xiàng)比賽的目的是為更多的大學(xué)生提供參與太空項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，同時(shí)鼓勵(lì)一流大學(xué)開始進(jìn)行實(shí)體衛(wèi)星的制造項(xiàng)目。評(píng)審項(xiàng)目分成兩大類，創(chuàng)意類評(píng)審該項(xiàng)目的創(chuàng)意與想法，設(shè)計(jì)類評(píng)審衛(wèi)星設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。提交的項(xiàng)目首先會(huì)進(jìn)行初步的評(píng)審，合格的項(xiàng)目才能入圍最終的決賽。屆時(shí)，將進(jìn)行衛(wèi)星模型的展示和評(píng)審。優(yōu)秀的作品將獲得“設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”、“創(chuàng)意獎(jiǎng)”以及三大學(xué)術(shù)社團(tuán)頒發(fā)的獎(jiǎng)項(xiàng)。大賽每年都會(huì)收到20到30個(gè)創(chuàng)意獨(dú)特的項(xiàng)目。

（2）大學(xué)空間系統(tǒng)研討會(huì)（USSS）以及CanSat項(xiàng)目。

USSS始于1998年，每年11月由JUSTSAP小衛(wèi)星工作組在夏威夷舉辦。研討會(huì)的形式十分獨(dú)特，出席會(huì)議的日本和美國(guó)的大學(xué)首先提出自己衛(wèi)星項(xiàng)目的構(gòu)想，以及各大學(xué)自身的科研實(shí)力，然后將具有相同興趣、能力或科研實(shí)力的大學(xué)進(jìn)行組隊(duì)。各組展開討論，在一天半的研討會(huì)后，各組需要向其他組展示他們的項(xiàng)目設(shè)計(jì)書。這些項(xiàng)目要在USSS結(jié)束后的一年內(nèi)實(shí)施，他們的成果將在下一年的USSS上展示。其中最成功的項(xiàng)目就是CanSa（t罐裝衛(wèi)星）項(xiàng)目了。CanSat項(xiàng)目是1998年由特維格教授提出的。在最初的計(jì)劃中，每所大學(xué)都要制造一個(gè)350mL飲料罐大小的微型衛(wèi)星，衛(wèi)星將被發(fā)射到軌道上，在下一年的USSS上進(jìn)行控制操作。

（3）立方體衛(wèi)星。

立方體衛(wèi)星項(xiàng)目由特維格教授在1999年的USSS大會(huì)上提出。立方體衛(wèi)星為重1kg，長(zhǎng)寬高均為10cm的微型衛(wèi)星。每所大學(xué)制作的立方體衛(wèi)星都被放在一個(gè)名為“P-POD”的盒形載體內(nèi)，它由俄羅斯的“第聶伯”火箭裝載發(fā)射升空。為了減少立方體衛(wèi)星和P-POD之間的機(jī)械和電氣接口，P-POD釋放機(jī)制設(shè)置得非常簡(jiǎn)單：當(dāng)P-POD的門打開，里面的立方體衛(wèi)星就被P-POD末端的彈簧彈出。東京大學(xué)和東京工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開始了立方體衛(wèi)星項(xiàng)目，并大致完成了設(shè)計(jì)和EM級(jí)別的模型制造。這些大學(xué)的學(xué)生已經(jīng)在立方體衛(wèi)星項(xiàng)目中獲得了微型衛(wèi)星開發(fā)的基本專業(yè)知識(shí)。但他們現(xiàn)在需要面臨新的挑戰(zhàn)：如何使用現(xiàn)成的廉價(jià)的部件設(shè)計(jì)可靠的空間系統(tǒng)，如何進(jìn)行空間環(huán)境試驗(yàn)（如真空熱或輻射試驗(yàn)）并獲得試驗(yàn)結(jié)果，以及如何處理更大的風(fēng)險(xiǎn)，更多的人力資源、時(shí)間和成本。目前計(jì)劃于2002年底發(fā)射第一個(gè)立方體衛(wèi)星。

（4）歐洲大學(xué)生月球軌道航天器。

歐洲大學(xué)生月球軌道航天器ESMO是歐空局教育衛(wèi)星計(jì)劃的第四項(xiàng)任務(wù)，它是基于“歐洲大學(xué)生太空探索與技術(shù)倡議”計(jì)劃中的“SSETI-Express”衛(wèi)星。ESMO項(xiàng)目是為了吸引和培養(yǎng)下一代的月球與其他行星的工程師和科學(xué)家。航天器有效載荷包括：船載液壓雙組元推進(jìn)系統(tǒng)，用船從地球同步軌道通過“日地系統(tǒng)中的拉格朗日點(diǎn)L1”轉(zhuǎn)移到繞月運(yùn)行軌道的過程，歷時(shí)3個(gè)月；表面光學(xué)成像的窄角相機(jī)和一個(gè)用于測(cè)繪全球引力場(chǎng)的子衛(wèi)星，將在歷時(shí)超過6個(gè)月的時(shí)間里執(zhí)行測(cè)量任務(wù)；可供選擇的載荷還包括一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)和一個(gè)微波輻射計(jì)。ESMO項(xiàng)目是未來歐洲的科學(xué)和勘探計(jì)劃的一個(gè)強(qiáng)大的動(dòng)手教育和公共宣傳工具。它是一個(gè)面向大學(xué)生的項(xiàng)目，訓(xùn)練和培養(yǎng)了下一代的月球任務(wù)的工程師和科學(xué)家。

三、建立基于PBL的航天工程教育實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和培養(yǎng)范式

我國(guó)在“十二五”規(guī)劃中提出了“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”，要“圍繞提高科技創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，以高層次創(chuàng)新型科技人才為重點(diǎn)，造就一批世界水平的科學(xué)家、科技領(lǐng)軍人才、工程師和高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。實(shí)施PBL教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，由于受國(guó)情、傳統(tǒng)教育教學(xué)模式和人才培養(yǎng)機(jī)制的約束，在中國(guó)工科大學(xué)中實(shí)施PBL教學(xué)存在問題案例少、實(shí)施成本高、評(píng)價(jià)方式單一和師生角色僵化等問題，因此，需要根據(jù)我國(guó)工程教育的現(xiàn)狀和國(guó)情對(duì)PBL教學(xué)進(jìn)行本地化處理，不能生搬硬套，具體來講有以下幾個(gè)方面需要注意。

1.樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念是實(shí)施PBL教學(xué)的前提條件，PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，作為PBL教學(xué)的實(shí)施者，教師必須要深刻認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。

2.根據(jù)具體航天任務(wù)設(shè)計(jì)問題。

豐富的問題案例是PBL教學(xué)成功的關(guān)鍵。每門專業(yè)課的設(shè)置都是基于學(xué)生已具備一定的先修課程基礎(chǔ)為前提，但個(gè)體的差異不容忽視，教師或教師團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行某課程PBL問題設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，結(jié)合具體的實(shí)施條件進(jìn)行問題案例的設(shè)計(jì)。為了保持熱情，學(xué)生們可以一種競(jìng)賽的形式開始項(xiàng)目，學(xué)生們互相分享自己的認(rèn)識(shí)，用自己的雙手選擇出最吸引人并且最有意義的項(xiàng)目。

3.提高衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開放性與多樣性。

除了教育實(shí)踐空間項(xiàng)目對(duì)航空航天教育帶來的價(jià)值之外，學(xué)生建造空間項(xiàng)目長(zhǎng)期承諾創(chuàng)新型大學(xué)的任務(wù)是可直接有利于空間行業(yè)本身。目前，各大學(xué)中設(shè)立的大學(xué)或研究生開放實(shí)驗(yàn)室及其配套的開放創(chuàng)新基金都是一些很好的嘗試，取得了很好的效果，但其范圍需要擴(kuò)大，讓大學(xué)生能夠進(jìn)入一些比較前沿的和良好國(guó)際合作背景的研究型實(shí)驗(yàn)室，使其很早就能受到良好的學(xué)術(shù)熏陶，以促進(jìn)其產(chǎn)生向更高層次發(fā)展的內(nèi)部動(dòng)機(jī)和欲望。

4.加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使其成為高效、獨(dú)立的終生學(xué)習(xí)者是PBL的重要目標(biāo)之一。通過參加PBL學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)不完全是個(gè)人的事情，在PBL小組中每個(gè)學(xué)生都擔(dān)當(dāng)一定的角色，并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任，在小組討論中無(wú)私貢獻(xiàn)自己的學(xué)習(xí)成果，并吸取其他成員的學(xué)習(xí)成果，達(dá)到共同進(jìn)步。

5.建立合理多樣化的評(píng)估體系。

在實(shí)施PBL的過程中，可以采用學(xué)生自我評(píng)價(jià)、同學(xué)互評(píng)及教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的辦法，注重學(xué)生的過程表現(xiàn)，而不是結(jié)果。創(chuàng)新人才的多樣性和創(chuàng)新思維的多樣性決定了我們不能用一刀切的方法來評(píng)價(jià)學(xué)生，而是要采取靈活多樣的評(píng)估體系，建立激發(fā)創(chuàng)新的長(zhǎng)效機(jī)制。除了評(píng)估認(rèn)知能力的發(fā)展和成就，情感變化也要被評(píng)估。評(píng)估學(xué)生們?cè)趩栴}處理過程中的信心、參與到解決具有挑戰(zhàn)性問題中的意愿和控制問題解決進(jìn)展的感覺也很重要。

四、結(jié)論

第5篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

在航空航天等復(fù)雜設(shè)計(jì)仿真領(lǐng)域，流體動(dòng)力學(xué)發(fā)揮著不可替代的作用。2011年，越來越多的IT企業(yè)認(rèn)識(shí)到了這一技術(shù)的重要性和市場(chǎng)需求，紛紛推出CFD模塊或引入CFD功能。無(wú)論市場(chǎng)被打開了多少，不能否認(rèn)的是，在這一技術(shù)領(lǐng)域最有發(fā)言權(quán)的莫過于Ansys公司，本刊記者專訪了ANSYS總部航空航天行業(yè)的總監(jiān)Robert Harwood，世界湍流大師FlorianMenter，聽他們解密“湍流之道”。

“精”者為王

作為湍流模型的創(chuàng)建者，世界湍流大師Florian Menter對(duì)于CFD技術(shù)有著相當(dāng)深刻的認(rèn)識(shí)，他認(rèn)為，CFD技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了比較高的成熟度，各企業(yè)在基本的湍流模型方面旗鼓相當(dāng)，關(guān)鍵在于處理多物理場(chǎng)，層流與湍流轉(zhuǎn)換等精細(xì)問題的能力，Ansys的產(chǎn)品都能夠滿足這種情況下的仿真。

Florian Menter告訴記者，CFD技術(shù)首先要研究靜止與非靜止、出現(xiàn)擾動(dòng)的情況，應(yīng)該具備一系列湍流模型在不同層次的方法，另～方面，CFD技術(shù)一直對(duì)計(jì)算能力有較高的要求，如建立模型，以模擬更復(fù)雜的層流和湍流等情況，因此高性能計(jì)算異常重要。為此，Robert Harwood表示，技術(shù)與速度要達(dá)到平衡，計(jì)算性能不僅涉及到硬件，還需要研究出軟件的算法。將軟硬件有效結(jié)合在一起，并進(jìn)行其性能擴(kuò)展。Ansys在高性能計(jì)算方面的發(fā)展――GPU技術(shù)，就能夠拓展高性能計(jì)算的性能，并將是未來發(fā)展的重要方面。

另外，在實(shí)際應(yīng)用中，客戶看中的是如何有效使用這些計(jì)算能力，并行計(jì)算是未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。Ansys擁有高性能計(jì)算團(tuán)隊(duì)，“在CFD技術(shù)方面這個(gè)團(tuán)隊(duì)有10人，保證更加有效地利用計(jì)算，目前的中央處理數(shù)量為1000GPU，未來可能達(dá)到1萬(wàn)或10萬(wàn)。如何把湍流模型和高性能計(jì)算這兩方面融合在一起將是未來的重要挑戰(zhàn)。”RobertHarwood表示。

“質(zhì)”者取勝

“在CFD技術(shù)領(lǐng)域，要發(fā)展出基本的代碼很簡(jiǎn)單，但是在應(yīng)用當(dāng)中要達(dá)到一定的精準(zhǔn)度，就需要質(zhì)量的保證。”FlorianMenter說。

CFD技術(shù)需要很多測(cè)試文檔和工具來保證其精準(zhǔn)度，Ansys的相關(guān)工具和文檔超過100個(gè)，且涵蓋簡(jiǎn)單的氣體流動(dòng)到比較復(fù)雜的全飛機(jī)仿真。“要建立測(cè)試模型的集合，集中了多年的努力，需要調(diào)動(dòng)很多內(nèi)部和外部的資源來進(jìn)行生成測(cè)試文件，即使在Ansys內(nèi)部管理層也要被告知這種資源很重要，必須有這種測(cè)試模型的集合。”RobertHarwood這樣說。

“融”者治本

第6篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化虛擬技術(shù)；校園導(dǎo)視系統(tǒng)；環(huán)境設(shè)計(jì)

1 數(shù)字化虛擬技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)80年代末開始進(jìn)行此項(xiàng)目的研究，但現(xiàn)在還處于一個(gè)初級(jí)階段。這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)雖起步較晚，但現(xiàn)在已受到國(guó)家相關(guān)部門和科學(xué)家們的高度重視，并結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，制定出了一系列有關(guān)本項(xiàng)目的研究計(jì)劃與目標(biāo)。例如九五規(guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、歸家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把VR列入研究項(xiàng)目。同時(shí)國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)院校，也正在積極地投入到這一項(xiàng)目領(lǐng)域的研究工作當(dāng)中。

2 數(shù)字化虛擬技術(shù)在校園導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用的目的與意義

傳統(tǒng)的校園展示多以二維以及影像視頻為主，而隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)越來越被大家所認(rèn)同，它能夠?qū)⒍S以及三維圖像集于一身，更加直觀、清晰地為用戶提供所需信息，相較于二維平面，數(shù)字化虛擬技術(shù)更具有科學(xué)先進(jìn)性。

為能夠充分展示出校園文化風(fēng)采，提高學(xué)校知名度，數(shù)字化虛擬技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的滿足這一需求，同時(shí)也更為直觀地展示出校園文化。基于數(shù)字化虛擬技術(shù)的虛擬校園漫游，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)等領(lǐng)域的高新技術(shù)等，對(duì)校園的三維景觀、建筑、地形和環(huán)境進(jìn)行虛擬化和數(shù)字化，建立一個(gè)虛擬校園漫游系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠全方位地展示校園的各種環(huán)境，具有較強(qiáng)的交互性，用戶在虛擬校園中漫游會(huì)有身臨其境的感覺，也能夠?qū)μ摂M校園中的實(shí)體進(jìn)行全方位的觀察、操作和訪問，并能進(jìn)入部分建筑物內(nèi)部進(jìn)行體驗(yàn)。

本系統(tǒng)能夠?yàn)閷W(xué)校樹立一個(gè)直觀且全方位的校園形象，也對(duì)我校知名度的提升以及校園管理朝著現(xiàn)代化與技術(shù)性的方向發(fā)展與推進(jìn)。數(shù)字化虛擬技術(shù)為校園的規(guī)劃以及建設(shè)、觀光指導(dǎo)、校園內(nèi)外宣傳能夠提供一個(gè)系統(tǒng)化、智能化的平臺(tái)，也為用戶們提供了極大的便利。本項(xiàng)目希望在立足于數(shù)字虛擬化技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上，能夠形成一套對(duì)南航校園導(dǎo)視系統(tǒng)的實(shí)踐與應(yīng)用。

3 數(shù)字化虛擬技術(shù)在南京航空航天大學(xué)校園導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 南京航空航天大學(xué)校園導(dǎo)視系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)概念

導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)與視覺傳達(dá)的中間學(xué)科。在現(xiàn)代城市生活中，鑒于當(dāng)今對(duì)導(dǎo)視系統(tǒng)空間的認(rèn)識(shí)，我們大致可以分為兩種不同的類型――開放型和封閉型。不同的空間形式對(duì)于導(dǎo)視的要求都具有各自科學(xué)和人性化的導(dǎo)航設(shè)計(jì)。導(dǎo)視系統(tǒng)所針對(duì)的對(duì)象可以簡(jiǎn)單地分為組織化和非組織化兩類，組織化的導(dǎo)視系統(tǒng)只希望被組織內(nèi)部的人懂，而非組織化的導(dǎo)視系統(tǒng)針對(duì)的是大眾，一般我們常見的導(dǎo)視一般都屬于非組織化的。

該項(xiàng)目立足于數(shù)字化虛擬技術(shù)，強(qiáng)調(diào)虛擬模型仿真性、動(dòng)態(tài)性、交互性，以多點(diǎn)切入的動(dòng)畫特效技術(shù)改變傳統(tǒng)作品展示形式，試圖分享一套無(wú)圖紙化校園環(huán)境改造方案，通過多元化表現(xiàn)手段陳述校園特色、人文歷史的同時(shí)，引導(dǎo)科學(xué)與藝術(shù)的人文關(guān)懷，通過校園環(huán)境設(shè)計(jì)在深度及廣度上的剖析，同時(shí)運(yùn)用三維打印技術(shù)生成微觀模型并深化方案，營(yíng)造跨學(xué)科探索設(shè)計(jì)表現(xiàn)的新型模式。

三維建模技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)模擬方面的前沿技術(shù)，它能夠?qū)⒍S的圖像拓展成為三維立體的空間模型，數(shù)字實(shí)體三維實(shí)景展示作為一種視覺新技術(shù)，能夠幫助我們輕松的將現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景制作用于網(wǎng)絡(luò)、媒體及多種載體中進(jìn)行展示與使用，其突出的特點(diǎn)是能夠用數(shù)字化掌握校園地域結(jié)構(gòu)在時(shí)間和空間的變化過程。虛擬建模結(jié)合全局光照技術(shù)，能夠給作品帶來現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的效果。

作為校園景觀的一個(gè)重要的發(fā)展標(biāo)志，數(shù)字化導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能在不斷豐富與發(fā)展中，這種形式能夠充分呼應(yīng)高校文脈的歷史傳承，同時(shí)也希望在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與歷史的關(guān)聯(lián)性。

3.2 南京航空航天大學(xué)校園導(dǎo)視系統(tǒng)的數(shù)字化三維場(chǎng)景設(shè)計(jì)

前期分析所要收集校園地理、地貌的平面圖、校園建筑物的各立面照片、實(shí)物貼圖的資料，根據(jù)校園數(shù)字化虛擬技術(shù)系統(tǒng)的需求，對(duì)其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，并使用PS軟件進(jìn)行圖像后期處理。

在三維場(chǎng)景建模的過程中，首先對(duì)校園內(nèi)某一建筑進(jìn)行分析，由于地形、道路、花草樹木、建筑以及其它的輔助設(shè)計(jì)建模方法，結(jié)合系統(tǒng)需要進(jìn)行場(chǎng)景還原建模，力求創(chuàng)建出所占內(nèi)存最小最優(yōu)的模型。

根據(jù)測(cè)量出的實(shí)物尺寸的資料，在3DMAX中進(jìn)行等比三維建模，然后將制作好的模型進(jìn)行材質(zhì)的處理貼圖。之后根據(jù)虛擬校園漫游系統(tǒng)中建筑及環(huán)境場(chǎng)景的要求將不同分辨率的圖像進(jìn)行采集收集，將所收集到的圖像進(jìn)行大小、雜志、亮度、對(duì)比度等效果處理，再利用軟件進(jìn)行材質(zhì)貼圖，在建好的場(chǎng)景中添加燈光、天光等光照系統(tǒng)。最后進(jìn)行調(diào)試渲染，使整個(gè)場(chǎng)景能夠還原出現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)感和立體感。

數(shù)字化虛擬校園系統(tǒng)是應(yīng)用三維可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，以直觀地三維模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維圖形，使校園地理空間信息在電腦中立體化顯示。

傳統(tǒng)的校園信息展示都是建立在二維平面圖像或視頻影像的基礎(chǔ)上，這種表達(dá)方式性能單一、交互性差；而我們所構(gòu)建的三維數(shù)字校園是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將真實(shí)的校園場(chǎng)景通過數(shù)字化模型再現(xiàn)到計(jì)算機(jī)中，用戶對(duì)所構(gòu)建的三維虛擬場(chǎng)景可以進(jìn)行自由漫游，交互性強(qiáng)。因此數(shù)字化虛擬技術(shù)校園不僅能給廣大用戶占下廚一個(gè)更加真實(shí)和立體的校園環(huán)境，同時(shí)也能夠?yàn)槲倚熒约跋嚓P(guān)工作人員提供可視化瀏覽校園資源的途徑，同時(shí)能夠提供用戶一個(gè)隨時(shí)隨地漫游校園的機(jī)會(huì)，是一個(gè)非常便利的對(duì)外宣傳窗口。

3.3 南京航空航天大學(xué)校園導(dǎo)視系統(tǒng)數(shù)值化交互漫游界面設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)漫游作為每個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的最終體驗(yàn)形式，可將虛擬現(xiàn)實(shí)漫游方式分為三種：一是自動(dòng)式漫游體系。整體來講是按照既定的路徑。這就好像我們事先給定一系列的路徑坐標(biāo)點(diǎn)，然后用戶依次路徑這些給定的點(diǎn)的位置來體驗(yàn)我們的虛擬校園系統(tǒng)。二是查詢式漫游體系。通過選擇要到達(dá)的目的地，從而生成多條不同的路徑供人們選擇。三是交互式漫游體系。通過鼠標(biāo)與鍵盤的操作，利用它們來選擇行進(jìn)方向。它可以生成一個(gè)不存在的視點(diǎn)，并能夠在瀏覽器中查詢到現(xiàn)實(shí)中每個(gè)虛擬的視角及位置。

4 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目緊跟時(shí)代步伐，從藝術(shù)與科學(xué)的交叉點(diǎn)出發(fā)，主張利用科技改變?cè)O(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式，利用科技促進(jìn)設(shè)計(jì)的思維模式，利用科技驗(yàn)證設(shè)計(jì)成果。同時(shí)能夠具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，倡導(dǎo)環(huán)境設(shè)計(jì)成果展示向真實(shí)化、動(dòng)態(tài)化、互動(dòng)化的方向發(fā)展，通過數(shù)字虛擬技術(shù)中的三維面片建模技術(shù)、曲面布線技術(shù)、仿真渲染與交互技術(shù)系統(tǒng)性的構(gòu)建出一整套屬于南京航空航天大學(xué)的導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且能夠結(jié)合案例及時(shí)總結(jié)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法論與建立理論框架。

如果該成果理論框架得以實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)及部分工科專業(yè)在無(wú)紙化設(shè)計(jì)、非開模制作領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)理論與技術(shù)共享。最終希望能夠形成一套適應(yīng)時(shí)展的寬口徑、多視角下的環(huán)境設(shè)計(jì)思維模式。

第7篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

劇中的馬丁叔叔長(zhǎng)得和人類一樣，并且說英文。但他頭后有可以伸縮的天線，能把自己隱身，能看透別人的心思，能遙指移物。不僅頭長(zhǎng)天線，能鉆墻能打洞，而且還熱衷于為地球人做紅娘。很多人在看了這部劇后，覺得似乎有這樣一個(gè)太空鄰居似乎也是件不錯(cuò)的事情，因此盼望著有朝一日能去火星探親訪友。

不過很長(zhǎng)時(shí)間以來，天文學(xué)家們一直告訴人們，在距離我們最近的那顆橘紅色星球上多半沒有什么火星叔叔，那里甚至缺乏最基本的適合生命存在的條件。

好在人類的空間認(rèn)識(shí)也在不斷推進(jìn)。隨著近年來科學(xué)家們發(fā)射了多個(gè)繞軌探測(cè)器和火星車，人們逐漸發(fā)現(xiàn)火星并不是一個(gè)“干燥、貧瘠”的星球。此前科學(xué)家在火星極地找到了冰，以及火星幾十億年前也曾擁有海洋、湖泊乃至雪山的證據(jù)。現(xiàn)在人們終于發(fā)現(xiàn)在火星赤道附近，時(shí)不時(shí)有著液態(tài)水流動(dòng)――美國(guó)國(guó)家航空航天局2015年9月底宣布，在火星表面發(fā)現(xiàn)了有液態(tài)水活動(dòng)的“強(qiáng)有力”證據(jù)。

而這，再次激發(fā)了人們的太空熱。

登陸火星：給電影造勢(shì)？

目前，美國(guó)、俄羅斯、歐盟和中國(guó)的太空機(jī)構(gòu)都擁有送人上火星的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃。

在諸多計(jì)劃中，英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院的科學(xué)家設(shè)計(jì)的讓航天員登陸火星的概念使命較有代表性。該計(jì)劃打算讓3名航天員乘坐一個(gè)小型的兩階宇宙飛船前往火星。這艘飛船將旋轉(zhuǎn)生成人造重力，并利用一個(gè)擋熱板保護(hù)自己不受太陽(yáng)耀斑干擾。宇航員在登陸使命完成后將搭載一艘事先送到火星表面的飛行器重返火星軌道。該飛行器將利用火星表面下的冰作燃料。

美國(guó)人證明了火星上有液態(tài)水的存在，為登陸火星降低了技術(shù)難度。不過從整體上看，完成這套龐大的系統(tǒng)工程仍需時(shí)日。

因此，有科學(xué)家在社交媒體上留言說，美國(guó)航空航天局放出火星有水的“噱頭”，只是為了引起人們對(duì)火星的極大關(guān)注。這可以說是美國(guó)航天局精挑細(xì)選的時(shí)間點(diǎn)，因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)全力支持的大片《火星救援》即將上映。美國(guó)航天局親自為“火星熱”造勢(shì)，不但會(huì)成為電影的票房保證，也會(huì)讓火星的橘色傳奇繼續(xù)下去。

靠3D打印機(jī)移民太空

很多人認(rèn)為發(fā)現(xiàn)液態(tài)水存在的證據(jù)，讓人類火星移民的可能性大增，雖然美國(guó)宇航局局長(zhǎng)格倫斯菲爾德對(duì)此無(wú)法給出具體時(shí)間，只是說還要“很多很多年”，但這并沒有削弱人們進(jìn)入太空的興趣。

2015年8月剛剛就任歐洲航天局局長(zhǎng)的德國(guó)人約翰-迪特里希.沃爾納就有一個(gè)既雄心勃勃，又富于冒險(xiǎn)精神的計(jì)劃：在月球背面建設(shè)一個(gè)月球村。

沃爾納表示：“月球村不只是意味著建幾座房屋、一座教堂和一個(gè)辦公樓，它還需要來自世界各地合作伙伴的貢獻(xiàn)，其中包括機(jī)器人和宇航員的太空任務(wù)，還有提供支持的通信衛(wèi)星”。他表示，返回月球進(jìn)行科學(xué)研究以及利用月球這個(gè)落腳點(diǎn)進(jìn)一步探索太陽(yáng)系，是因?yàn)檫@樣做有諸多好處：“月球背面之所以很吸引人，是因?yàn)樵谀抢铮覀兡苡猛h(yuǎn)鏡觀測(cè)到很遠(yuǎn)的宇宙，在月球上我們能夠開展月球科學(xué)研究，而為此開展國(guó)際合作將有特殊的意義。”

當(dāng)然，比起歐洲的“月球村”來，美國(guó)的火星基地計(jì)劃看上去規(guī)模更宏大。美國(guó)航空航天局正在研究使用一個(gè)巨大的 3D 打印機(jī)制造火星基地。而這個(gè)基地一旦落成，可以容納較多人進(jìn)入，從而構(gòu)建小型社會(huì)群落。比起目前空間站逼仄的環(huán)境下寥寥幾個(gè)宇航員，這才是人類太空移民的真正開端。

尋找外星人：一個(gè)壞主意？

火星是太陽(yáng)系中各方面“條件”最接近地球的一個(gè)行星，無(wú)論從星球形態(tài)、自轉(zhuǎn)時(shí)間、公轉(zhuǎn)速度、地軸角度等方面，都與地球接近。因此，長(zhǎng)期以來，人類對(duì)“火星生命”一直存有想象。

由于火星上的液態(tài)水里含有鹽分，就目前看來，即使火星上存在生命也可能只是小小的微生物。美國(guó)航空航天局官員格倫斯菲爾德坦言：“如果我是火星上的微生物，我可能不會(huì)生活在（這些水流）附近，我可能會(huì)生活在更南或更北一點(diǎn)，生活在火星地表之下深處，那些地方有更多的淡水冰川。我們猜測(cè)有這樣的地方存在，我們確實(shí)也有一些證據(jù)。”

一些小小的微生物還難以滿足太空迷們尋找地外生物的胃口，因?yàn)樵诓簧偃丝磥恚挥姓业胶腿祟愊嗨频奈拿鳎拍茏C明我們?cè)谟钪嬷胁⒉还陋?dú)。因此，過去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人類一直試圖與外星生命取得聯(lián)系，并將載有人類圖像和地球星際位置圖的探測(cè)船發(fā)射到太空中。人類也向太空發(fā)射無(wú)線電波，希望電波能被外星文明接收，進(jìn)而和人類取得聯(lián)系。

但是物理學(xué)泰斗、劍橋大學(xué)教授史蒂芬?霍金教授認(rèn)為，與積極嘗試接觸外星生命正好相反，人類應(yīng)該做的反而是盡其一切所能避免與外星生命接觸。因?yàn)橥庑巧灰欢ㄊ菍?duì)人類友善的，很可能外星生命與人類接觸的唯一目的是掠奪地球資源。

第8篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

一、航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的探討

冷戰(zhàn)結(jié)束后，世界各國(guó)都對(duì)其軍事戰(zhàn)略作出了調(diào)整，軍工企業(yè)進(jìn)入了規(guī)模空前的調(diào)整改革時(shí)期，航空工業(yè)首當(dāng)其沖地受到較大沖擊。但是王睿等人③通過對(duì)美國(guó)和歐洲大型航空企業(yè)的年度報(bào)告進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，這些企業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)步履維艱的時(shí)候依然運(yùn)作良好。究其原因，是因?yàn)樗鼈儾捎昧诉m宜的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，包括通過并購(gòu)重組提升企業(yè)實(shí)力、強(qiáng)調(diào)核心業(yè)務(wù)的發(fā)展、使用高新技術(shù)、加強(qiáng)軍民兩用技術(shù)的開發(fā)、重視企業(yè)文化的培養(yǎng)、拓展國(guó)際市場(chǎng)，等等。就美國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略而言，黃強(qiáng)等人④認(rèn)為美國(guó)民用航空產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)包括5個(gè)方面:民機(jī)與軍機(jī)共同發(fā)展戰(zhàn)略、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下政府引導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)整合戰(zhàn)略、戰(zhàn)略性貿(mào)易戰(zhàn)略、技術(shù)領(lǐng)先戰(zhàn)略和國(guó)際合作戰(zhàn)略。而歐洲民機(jī)產(chǎn)業(yè)由最初的無(wú)足輕重發(fā)展到今天可以與美國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)相抗衡的格局，除了與歐洲各國(guó)政府的大力扶持、戰(zhàn)略貿(mào)易政策和技術(shù)領(lǐng)先戰(zhàn)略密不可分之外，另一個(gè)最重要的原因就是歐洲各國(guó)的協(xié)作式發(fā)展⑤。通過各個(gè)國(guó)家的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)發(fā)展民機(jī)產(chǎn)業(yè)所需資源的有效配置，使得歐洲的民機(jī)產(chǎn)業(yè)取得了巨大的成功。

我國(guó)大型客機(jī)制造業(yè)在經(jīng)歷了一系列的挫折與失敗之后，2002年，在國(guó)務(wù)院有關(guān)部委的大力支持下，代表我國(guó)民用航空工業(yè)新起點(diǎn)的ARJ21新型渦扇支線飛機(jī)項(xiàng)目正式立項(xiàng)。同年11月6日，在第三屆珠海國(guó)際航展的新聞會(huì)上，國(guó)防科工委了《中國(guó)民用飛機(jī)的發(fā)展》的報(bào)告，提出中國(guó)將按照國(guó)際適航標(biāo)準(zhǔn)，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型渦扇支線客機(jī)。2006年2月，國(guó)務(wù)院《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，確定研制大型飛機(jī)是中國(guó)未來15年內(nèi)重點(diǎn)實(shí)施的16個(gè)重大專項(xiàng)之一。2008年5月，具體承擔(dān)研發(fā)和制造大型飛機(jī)這一重要使命的中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在上海掛牌成立。在此背景下，眾多學(xué)者也開始對(duì)這一課題進(jìn)行了研究。徐康寧⑥認(rèn)為，我國(guó)民用大飛機(jī)市場(chǎng)是一種買方約束條件很強(qiáng)的市場(chǎng)，大飛機(jī)項(xiàng)目成功的關(guān)鍵在于產(chǎn)業(yè)化，重組現(xiàn)有的航空運(yùn)輸市場(chǎng)和航空企業(yè)，是大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)化成功的必備的市場(chǎng)條件，發(fā)展大飛機(jī)的同時(shí)，也要發(fā)揮比較優(yōu)勢(shì)，加快支線飛機(jī)生產(chǎn)，以分散風(fēng)險(xiǎn);錢思佳⑦利用波特的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析框架，在理論總結(jié)和實(shí)證研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建我國(guó)大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)理模型，分析研究了影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四大關(guān)鍵因素，即政府職能、產(chǎn)業(yè)組織、企業(yè)行為和自主創(chuàng)新;張輝⑧根據(jù)戰(zhàn)略管理邏輯，運(yùn)用SWOT分析方法分析了民機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與威脅，優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，并據(jù)此確定了民機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)采用的戰(zhàn)略，即集聚目標(biāo)、自主創(chuàng)新、整合聯(lián)盟、成本領(lǐng)先，從而獲得競(jìng)爭(zhēng)上的優(yōu)勢(shì);丁倩倩⑨從集群創(chuàng)新的角度來研究我國(guó)大飛機(jī)的發(fā)展，提出了加強(qiáng)制度建設(shè)、完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、注重開發(fā)人力資源、加大政府扶持等政策建議。另外，隨著航空制造業(yè)生產(chǎn)全球化和分工專業(yè)化的趨勢(shì)愈加明顯，我國(guó)在努力實(shí)現(xiàn)大型客機(jī)自主研制的同時(shí)，也應(yīng)借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，注重加強(qiáng)國(guó)際合作。這一方面的研究文獻(xiàn)有:KeithHay-ward⑩以制造空中客車系列客機(jī)為例，分析了制造客機(jī)的各成員國(guó)對(duì)空中客車公司的資金支持及其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并認(rèn)為空中客車公司的發(fā)展過程是一個(gè)各成員國(guó)合作的過程，同時(shí)也是一個(gè)與各個(gè)供應(yīng)商進(jìn)行密切合作的過程，因此空客公司更應(yīng)該擴(kuò)大與供應(yīng)商的合作范圍;ThomasRoehl、JFrederickTruitt瑏瑡認(rèn)為航空制造業(yè)是具有極強(qiáng)規(guī)模性的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展航空制造業(yè)僅依靠國(guó)內(nèi)市場(chǎng)是不夠的，要注重國(guó)際市場(chǎng)，尋求與國(guó)外的客機(jī)制造商合作;JorgeNiose、MajlindaZhegu瑏瑢在對(duì)蒙特利爾、西雅圖、圖盧茲、多倫多地區(qū)航空產(chǎn)業(yè)群分析的基礎(chǔ)上，得出航空產(chǎn)業(yè)不僅是地方性的產(chǎn)業(yè)，更是全球性的產(chǎn)業(yè)，因此客機(jī)制造商更需要在全球范圍尋找供應(yīng)商的結(jié)論;EmilioEsposito瑏瑣認(rèn)為航空工業(yè)公司不僅需要應(yīng)對(duì)高技術(shù)壁壘，還要應(yīng)對(duì)日益增加的金融和市場(chǎng)壁壘，相應(yīng)地進(jìn)行航空工業(yè)的合作與產(chǎn)業(yè)整合顯得尤為重要，同時(shí)他還認(rèn)為將航空制造合作范圍由地區(qū)升級(jí)到全球，走一條向戰(zhàn)略聯(lián)盟和國(guó)際化的道路勢(shì)在必行。

二、航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)布局的分析

產(chǎn)業(yè)布局又稱產(chǎn)業(yè)分布、產(chǎn)業(yè)配置，是指一個(gè)國(guó)家或地區(qū)產(chǎn)業(yè)各部門、各環(huán)節(jié)在地域上的動(dòng)態(tài)組合分布，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展運(yùn)動(dòng)規(guī)律的具體表現(xiàn)。合理的產(chǎn)業(yè)布局，有助于促進(jìn)區(qū)域分工，發(fā)揮地區(qū)資源的比較優(yōu)勢(shì)和絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，提高資源的綜合利用效率。產(chǎn)業(yè)布局應(yīng)遵循全局和局部、集中和分散相結(jié)合等原則瑏瑤。合理有效的產(chǎn)業(yè)布局對(duì)于航空產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有舉足輕重的作用。以美國(guó)西雅圖航空城為例，該城市以飛機(jī)裝配基地為龍頭，構(gòu)建了完整的航空制造產(chǎn)業(yè)鏈。西雅圖長(zhǎng)期以來以一種產(chǎn)業(yè)———航空產(chǎn)業(yè)而聞名，2005年，僅航空業(yè)就業(yè)人數(shù)就占了西雅圖主要都市區(qū)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)的40．6%。李艷華、陳萍瑏瑥通過對(duì)西雅圖航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的考察，發(fā)現(xiàn)其7個(gè)業(yè)務(wù)部門中有5個(gè)都位于西雅圖地區(qū)，包括波音商用飛機(jī)部，提供售后服務(wù)和安全、訓(xùn)練服務(wù)的波音公共服務(wù)集團(tuán)，為空中旅行者、航空公司、飛機(jī)操作人員開發(fā)高速、寬頻數(shù)據(jù)通信技術(shù)的波音聯(lián)通公司，開發(fā)安全的、全球通用的空中交通管制系統(tǒng)的波音空中交通管制部，為客戶提供全面的融資支持的波音資產(chǎn)公司。這樣，西雅圖以飛機(jī)裝配基地為龍頭，構(gòu)筑了完整的航空制造產(chǎn)業(yè)鏈。長(zhǎng)久以來，我國(guó)航空工業(yè)一直存在著布局分散的特點(diǎn)。企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模偏小，分布在全國(guó)各地，尚未形成集群力量。目前我國(guó)從事飛機(jī)整機(jī)研制生產(chǎn)的單位有20個(gè)，其中中航一集團(tuán)有11個(gè)，分布在西安、上海、沈陽(yáng)、成都、貴州安順等地，其中從事民用飛機(jī)設(shè)計(jì)的有第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，從事民用飛機(jī)生產(chǎn)的有西安飛機(jī)工業(yè)公司、上海飛機(jī)制造廠;中航二集團(tuán)有9個(gè)單位，分布在哈爾濱、南昌、漢中、景德鎮(zhèn)、常州、石家莊、荊門等地，其中，從事民機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的有哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)、洪都航空工業(yè)集團(tuán)、陜西飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)、石家莊飛機(jī)工業(yè)公司。我國(guó)從事發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)研制生產(chǎn)的單位有12個(gè)，其中中航一集團(tuán)有8個(gè)單位，分布在沈陽(yáng)、成都、西安、上海、四川江油、貴州安順等地;中航二集團(tuán)有4個(gè)單位，分布在哈爾濱、湖南株州、江蘇常州等地。這種布局存在結(jié)構(gòu)性矛盾，在很大程度上制約了航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，影響了航空產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的形成，這也是中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體制性問題所在。目前學(xué)者們對(duì)客機(jī)產(chǎn)業(yè)布局研究得不多，已有研究成果也主要是一些描述性分析。例如，嚴(yán)海寧、謝奉軍瑏瑦通過對(duì)我國(guó)航空工業(yè)企業(yè)和航空工業(yè)園區(qū)域布局現(xiàn)狀的分析，認(rèn)為造成我國(guó)航空工業(yè)區(qū)域過于零散的原因主要包括歷史因素、企業(yè)因素、地方因素和外資因素四點(diǎn)。李金輝瑏瑧根據(jù)國(guó)內(nèi)各省市航空產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方案及發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)中國(guó)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展背后的四大利益主體，即地方政府、中央政府、國(guó)內(nèi)外航空工業(yè)巨頭、國(guó)內(nèi)外航空運(yùn)輸企業(yè)進(jìn)行了博弈分析。張捷、張卓瑏瑨從航空制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)出發(fā)，基于供應(yīng)鏈協(xié)同理論，提出了新時(shí)期適合江蘇省航空制造業(yè)的空間優(yōu)化方案及產(chǎn)業(yè)配套創(chuàng)新模式。

三、航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的比較

產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，亦稱產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，指某國(guó)或某一地區(qū)的某個(gè)特定產(chǎn)業(yè)相對(duì)于他國(guó)或地區(qū)同一產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)效率、滿足市場(chǎng)需求、持續(xù)獲利等方面所體現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)能力。盡管國(guó)內(nèi)外針對(duì)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面的研究文獻(xiàn)較多，然而由于客機(jī)制造業(yè)是國(guó)家的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，對(duì)于客機(jī)制造商的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的部分研究成果沒有公開，可收集到的相關(guān)研究文獻(xiàn)很少，能夠檢索到的文獻(xiàn)主要包括以下兩個(gè)方面的研究。

1．從定性角度進(jìn)行研究穆榮平瑏瑩從競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、競(jìng)爭(zhēng)潛力、競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境三個(gè)方面系統(tǒng)分析了中國(guó)航空航天器制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，認(rèn)為盡管我國(guó)已初步形成了航空航天工業(yè)體系，但其總體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力不強(qiáng)，當(dāng)前急需制定國(guó)家航空航天總體發(fā)展戰(zhàn)略和相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，以提高航空工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。隨后，一些學(xué)者在此基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)航空工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了深入研究。例如，秦臻、倪艷瑐瑠使用顯示性比較優(yōu)勢(shì)指數(shù)、市場(chǎng)占有率指數(shù)、進(jìn)出口價(jià)格比、勞動(dòng)生產(chǎn)率、利潤(rùn)指標(biāo)等分析了中國(guó)航空航天器制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。皮成功、江可申瑐瑡采用國(guó)際市場(chǎng)占有率、貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)力指數(shù)、顯示性比較優(yōu)勢(shì)指數(shù)以及航空工業(yè)企業(yè)營(yíng)業(yè)收入與利潤(rùn)等指標(biāo)分析了中國(guó)航空工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，并同國(guó)外同類產(chǎn)品進(jìn)行橫向比較。據(jù)此指出我國(guó)航空工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力現(xiàn)狀及與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家存在的差距，并提出增強(qiáng)我國(guó)航空工業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)策。曹鑫瑐瑢利用顯示性比較優(yōu)勢(shì)指數(shù)、勞動(dòng)生產(chǎn)率和主要航空企業(yè)財(cái)務(wù)指標(biāo)，通過與世界主要航空大國(guó)的比較分析來研究中國(guó)航空工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，明確其在國(guó)際航空市場(chǎng)中的市場(chǎng)地位，并指出提升中國(guó)航空工業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的相關(guān)路徑。

2．從定量角度進(jìn)行研究崔世娟瑐瑣針對(duì)中國(guó)航空制造業(yè)6個(gè)典型整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，即西飛、哈飛、成飛、沈飛、洪都、貴航，運(yùn)用企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)和DEA分析方法對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行比較分析，研究表明:西飛在這6家企業(yè)中相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)，成飛第二，而沈飛最弱;6家企業(yè)在資源利用和規(guī)模效益方面沒有得到更好的回報(bào)，中國(guó)飛機(jī)制造業(yè)應(yīng)改進(jìn)管理機(jī)制，提高企業(yè)內(nèi)部資源的利用效率。丁勇、劉婷婷瑐瑤以我國(guó)21個(gè)省(市)的航空制造業(yè)為決策單元，選取R＆D經(jīng)費(fèi)投入、R＆D人員投入作為投入指標(biāo)，以新產(chǎn)品收入作為產(chǎn)出指標(biāo)，應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法研究了天津航空制造業(yè)的創(chuàng)新效率。結(jié)果表明，天津航空制造業(yè)處于規(guī)模遞增階段，存在規(guī)模效率過低、產(chǎn)出虧空和R＆D人員投入冗余等問題。秦臻、秦永和瑐瑥利用協(xié)整檢驗(yàn)和因果檢驗(yàn)對(duì)中國(guó)航空航天器制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了分析并指出我國(guó)航空業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的特點(diǎn)及存在的問題。汪本強(qiáng)、江可申瑐瑦選取1999～2003年中國(guó)航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)指標(biāo)，通過測(cè)算其集中度，并對(duì)其產(chǎn)業(yè)規(guī)模、經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)進(jìn)行回歸與相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn):中國(guó)航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度與其經(jīng)濟(jì)績(jī)效并無(wú)顯著的相關(guān)關(guān)系，而產(chǎn)業(yè)規(guī)模是影響產(chǎn)業(yè)績(jī)效的重要因素。隨后他們又利用產(chǎn)業(yè)集中度H指數(shù)和CR4指標(biāo)對(duì)中國(guó)航空工業(yè)上市公司2001～2005年的產(chǎn)業(yè)集中水平進(jìn)行了測(cè)度，然后通過因子分析并結(jié)合考慮時(shí)間因素的方法，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)了上市公司績(jī)效狀況，在此基礎(chǔ)上回歸分析了產(chǎn)業(yè)集中度與公司績(jī)效的相關(guān)關(guān)系。研究結(jié)果表明，在研究時(shí)限內(nèi)，航空工業(yè)上市公司產(chǎn)業(yè)集中度呈現(xiàn)低水平穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，并且產(chǎn)業(yè)集中度與公司績(jī)效之間存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這為我們進(jìn)一步做好上市公司改制重組，提高公司經(jīng)營(yíng)績(jī)效，走規(guī)模化發(fā)展道路提供了決策參考瑐瑧。劉敏瑐瑨借鑒國(guó)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從資源轉(zhuǎn)化能力的角度評(píng)價(jià)了我國(guó)航空航天器制造業(yè)的投入產(chǎn)出效益，并根據(jù)有效結(jié)構(gòu)假說進(jìn)一步分析了影響我國(guó)航空航天器制造業(yè)績(jī)效的深層次原因，研究結(jié)果表明，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)航空工業(yè)的小規(guī)模、低行業(yè)集中度嚴(yán)重限制了該產(chǎn)業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

四、其他相關(guān)研究

關(guān)于航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究，學(xué)者們也進(jìn)行了大量的探討，研究成果主要有以下幾方面。

1．從集群角度對(duì)航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行研究趙海山瑐瑩從航空產(chǎn)業(yè)與集群的內(nèi)在創(chuàng)新特征出發(fā)，探討了航空產(chǎn)業(yè)與集群式發(fā)展模式相耦合的內(nèi)在屬性及其治理邏輯，進(jìn)而對(duì)航空產(chǎn)業(yè)集群的治理主體、邊界、結(jié)構(gòu)、機(jī)制和模式等問題進(jìn)行了系統(tǒng)剖析。郭瑩瑑瑠從網(wǎng)絡(luò)的角度對(duì)陜西航空產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展過程及其現(xiàn)狀進(jìn)行了積極的探索，運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法進(jìn)行了一系列網(wǎng)絡(luò)特征的定量分析，并從創(chuàng)新的角度構(gòu)建集群指標(biāo)體系，對(duì)陜西航空產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的影響因素及影響程度大小進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析和主成分分析，得出定量衡量集群發(fā)展水平的得分等式，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上提出了一系列相應(yīng)的發(fā)展策略。王兆凱瑑瑡借鑒生態(tài)系統(tǒng)的概念，構(gòu)建了航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。他在此基礎(chǔ)上借鑒生態(tài)位理論，定義了航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)位，認(rèn)為航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)位是指航天產(chǎn)業(yè)所占據(jù)的自然資源和社會(huì)資源及其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占據(jù)的地位和所發(fā)揮的功能的總和。并將航天產(chǎn)業(yè)集群生態(tài)位與物種生態(tài)位進(jìn)行了對(duì)比，認(rèn)為航天產(chǎn)業(yè)集群生態(tài)位主體能動(dòng)性強(qiáng)，不僅可以通過遺傳獲得，更可以通過自身的學(xué)習(xí)、競(jìng)爭(zhēng)等手段改變;生態(tài)位不穩(wěn)定，處于不斷的變化之中。李艷華、劉杰瑑瑢基于產(chǎn)業(yè)互動(dòng)和根植性角度，提出了培育和發(fā)展天津航空產(chǎn)業(yè)集群的思路。李微微、曹允春瑑瑣則從嵌入性和根植性角度，以構(gòu)建天津航空城為題，分析論證了濱海新區(qū)航空產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展思路和各階段重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。

2．從航空租賃產(chǎn)業(yè)的角度來研究航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式安寧娟等人瑑瑤首先結(jié)合設(shè)備管理理論與現(xiàn)階段設(shè)備租賃管理的現(xiàn)狀，定義了針對(duì)大型企業(yè)的4種租賃模式:融資租賃、經(jīng)營(yíng)租賃、內(nèi)部租賃以及轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，并且提出對(duì)這四種租賃模式進(jìn)行選擇的兩個(gè)規(guī)則以及規(guī)則的適用情況。最后以某航空制造企業(yè)為背景，開發(fā)了基于Web的設(shè)備資源信息系統(tǒng)，同時(shí)利用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)4種模式的選擇進(jìn)行了應(yīng)用。谷煥民、韓立巖瑑瑥認(rèn)為航空租賃業(yè)的發(fā)展可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和金融發(fā)展，滿足民航運(yùn)輸業(yè)跨越式發(fā)展的融資要求，并且有利于改善民用航空制造業(yè)的市場(chǎng)環(huán)境。孫蔚等人瑑瑦認(rèn)為航空租賃公司是我國(guó)航空制造業(yè)飛機(jī)購(gòu)銷環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，需以市場(chǎng)化運(yùn)作的方式，形成“飛機(jī)制造公司航空租賃公司航空公司”的系統(tǒng)化流程，從而促進(jìn)整個(gè)中國(guó)航空業(yè)的健康、全面發(fā)展。

第9篇：航空航天的認(rèn)識(shí)范文

對(duì)于有些人來說，由一臺(tái)“沒有靈魂的機(jī)器”來完成手術(shù)，是一件十分可怕的事情。目前，在外科領(lǐng)域，很多醫(yī)院選用機(jī)器人作為輔助醫(yī)療設(shè)備的形式參與手術(shù)，而對(duì)整臺(tái)手術(shù)的掌控則完全由醫(yī)生負(fù)責(zé)。

手術(shù)過程中，機(jī)器人一方面可以減輕醫(yī)生的負(fù)擔(dān)，另一方面可以更好地完成手術(shù)。比如，機(jī)器人可以借助三維成像技術(shù)，使用一條小型機(jī)械臂，即可精準(zhǔn)而且完全無(wú)抖動(dòng)地用一枚探針，在一個(gè)可能只有幾毫米大小的腦瘤上完成取樣。機(jī)器人所能達(dá)到的精度，已經(jīng)超過最好的外科醫(yī)生。醫(yī)生需要做的，只是設(shè)定機(jī)器人的工作流程，并且在整個(gè)手術(shù)過程中，醫(yī)生可以隨時(shí)叫停。

經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，機(jī)器人系統(tǒng)贏得了越來越多的認(rèn)可。特別是在心臟外科手術(shù)中，機(jī)器人可以發(fā)揮出更大的潛能，因?yàn)榻柚鷪D像處理技術(shù)，手術(shù)器械和內(nèi)窺鏡可以在心臟跳動(dòng)的情況下，全自動(dòng)地探入追蹤，查看內(nèi)部情況。借助于這套輔助設(shè)備，醫(yī)生就可以像對(duì)著一顆沒有跳動(dòng)的心臟一樣進(jìn)行手術(shù)了。在跳動(dòng)著的心臟上直接進(jìn)行手術(shù)，在各大醫(yī)院里將會(huì)越來越常見。

腦外科和骨科專家們都堅(jiān)信，在未來幾年時(shí)間里，他們已經(jīng)不再需要親自用電鉆和鋸子來處理骨骼，特別是顱骨了。他們可以借助一種單臂機(jī)械手，用激光進(jìn)行十分精準(zhǔn)的超薄切割。由于傷口往往只有不到1毫米寬，手術(shù)之后的組織恢復(fù)會(huì)變得更加容易。

大顯身手的“達(dá)芬奇”

現(xiàn)在，微創(chuàng)手術(shù)已經(jīng)非常成熟，這也逐漸成為外科機(jī)器人需要從事的主要項(xiàng)目之一。不久以前，外科醫(yī)生一直還在使用兩根細(xì)長(zhǎng)的器械，一邊看著屏幕上的實(shí)時(shí)影像，一邊將這兩根器械通過一個(gè)細(xì)小的刺入口（套管針）引入病人體內(nèi)。在這個(gè)過程中，醫(yī)生要讓器械的一端朝著他所期望的方向緩慢探入。由于器械和套管針產(chǎn)生的摩擦力，外加過長(zhǎng)的操縱手柄，醫(yī)生很難真實(shí)感受到來自內(nèi)部組織的機(jī)械阻力。

在這個(gè)問題上，美國(guó)航空航天局的科學(xué)家開發(fā)了名為“達(dá)芬奇”的機(jī)器人系統(tǒng)。該機(jī)器人系統(tǒng)在2000年獲得美國(guó)食品及藥品管理局的許可，如今全球已有2 000多臺(tái)投入到臨床應(yīng)用中。使用“達(dá)芬奇”機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，外科醫(yī)生會(huì)看到一幅經(jīng)過放大的高分辨率立體圖，實(shí)時(shí)顯示病人身體內(nèi)部的情況，他的雙手則控制著兩根可以彎曲的器械，這兩根器械分別連接著獨(dú)立的機(jī)械臂。外科醫(yī)生雙手的抖動(dòng)會(huì)被過濾掉，雙手的動(dòng)作會(huì)轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂的動(dòng)作，由此可以大大提高手術(shù)的精度。還有第三條機(jī)械臂專門用來控制拍攝立體圖像的內(nèi)窺鏡，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)圖像跟蹤。

泌尿科和婦科醫(yī)生都發(fā)現(xiàn)，“達(dá)芬奇”做手術(shù)精度很高，可以大大降低在小骨盆區(qū)域做手術(shù)的并發(fā)癥幾率，因?yàn)樾」桥鑵^(qū)域不僅空間狹小，還有尿道和大量敏感的神經(jīng)束通過。目前，在美國(guó)急性前列腺手術(shù)中，大約85%是用該機(jī)器人系統(tǒng)完成的。而在全球范圍內(nèi)，“達(dá)芬奇”機(jī)器人系統(tǒng)每周完成約1萬(wàn)例手術(shù)。

誰(shuí)來超越“達(dá)芬奇”？

有了這樣一個(gè)成功的開始，人們就會(huì)有更多的想象：機(jī)器人系統(tǒng)是否可以承擔(dān)更重要的醫(yī)療任務(wù)，如組織縫合，以及在髖關(guān)節(jié)手術(shù)中，為病人銑出球型的凹洞，可以用來裝下人工股骨。不過在幾年前，德國(guó)醫(yī)生使用“達(dá)芬奇”系統(tǒng)進(jìn)行的一次手術(shù)，曾引發(fā)很多爭(zhēng)議。由于系統(tǒng)的體積過于龐大，相較于傳統(tǒng)的手術(shù)方法而言，這個(gè)機(jī)器人會(huì)使手術(shù)區(qū)域周圍的肌肉組織也受到一定的損害。此外，系統(tǒng)只配備了很少的傳感器及導(dǎo)航裝置，所以它在銑髖臼時(shí)，有時(shí)會(huì)將側(cè)面的骨壁也銑穿。有報(bào)道稱，比起傳統(tǒng)的手術(shù)方式，機(jī)器人做手術(shù)引發(fā)并發(fā)癥的幾率降低了近一半，但在遭到大量的公眾批評(píng)和質(zhì)疑后，很多醫(yī)院最終選擇放棄使用這種機(jī)器人。

盡管有各種各樣的抨擊，但作為手術(shù)助手的機(jī)器人依然得到越來越廣泛的使用。德國(guó)航空航天中心開發(fā)的系統(tǒng)被認(rèn)為是唯一能替代“達(dá)芬奇”的機(jī)器人系統(tǒng)。相對(duì)后者而言，航空航天中心開發(fā)的系統(tǒng)更小，不僅可以固定在天花板上，還可以固定在手術(shù)臺(tái)上。該機(jī)械手臂具有相對(duì)較輕的結(jié)構(gòu)，自身重量為14千克，可以在100瓦電力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)。不僅可以防止自有的幾條機(jī)械臂之間發(fā)生碰撞，也可以防止機(jī)械臂和醫(yī)務(wù)人員發(fā)生碰撞。系統(tǒng)還在可以雙向彎曲的器械上整合了力量感應(yīng)器，可以把感應(yīng)到的阻力，通過手柄上的力反饋設(shè)備傳遞給外科醫(yī)生。

德國(guó)航空航天中心開發(fā)的機(jī)械手擁有4個(gè)手指，已經(jīng)可以做出種類繁多的姿勢(shì)了。在傳統(tǒng)的機(jī)械手模塊里，一般會(huì)有超過13個(gè)驅(qū)動(dòng)器，這使得整個(gè)機(jī)械手顯得相對(duì)龐大和笨重。相比而言，細(xì)長(zhǎng)的雙手做起來更加容易。因?yàn)槿说碾p手就是一個(gè)活生生的例子，人是通過肌腱來驅(qū)動(dòng)肌肉，從而使手開始運(yùn)動(dòng)。與之對(duì)應(yīng)，我們可以將驅(qū)動(dòng)裝置安裝在機(jī)械手的前臂里，通過鋼絲滑輪，把來自驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力傳遞給機(jī)械手指。基于這個(gè)理念，科學(xué)家開發(fā)了一種調(diào)節(jié)柔韌度的機(jī)械手臂復(fù)合系統(tǒng)，它在大小、動(dòng)力學(xué)特征、抓握力方面，與人手達(dá)到了前所未有的相似度。它完全模仿人手，在每一個(gè)關(guān)節(jié)上都安裝了兩部可以互相作用的驅(qū)動(dòng)器。通過整合其中的彈簧組件，這個(gè)機(jī)械臂還可以存儲(chǔ)一定的能量，例如它可以用看上去十分自然的方式拋出一個(gè)球。另外，該系統(tǒng)不但可以將醫(yī)生示范的動(dòng)作復(fù)制下來，還可以把這些復(fù)制下來的動(dòng)作嵌入其他手術(shù)流程中。

未來還需不斷進(jìn)步