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時間：2023-08-21 09:25:43
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Shenyang University of Aeronautics and Astronautics， Shenyang， 110136， China
Abstract： Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage， combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience， the author summed up the content， meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook， this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.
Key words： quality-oriented education； general education； aeronautics and astronautics
隨著高校課程改革的不斷深入，通識教育在高等教育中的地位和作用越來越受到重視。與此同時，由于科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，航空航天技術(shù)開始走進人們的日常生活，并影響著人們的思維和觀念。特別是近幾年來我國航天事業(yè)取得了世界矚目的輝煌成就，更加引起人們對航空航天技術(shù)的關(guān)注。為了適應(yīng)時展的需要，目前國內(nèi)很多知名高校先后成立航空航天專業(yè)，如清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)和西安交通大學(xué)等高校。與此同時，一些普通高校，如南京財經(jīng)大學(xué)，也將航空與航天（也有的學(xué)校稱為航空航天技術(shù)概論或航空航天技術(shù)博覽）作為通識課。筆者結(jié)合自己的授課經(jīng)歷和體會，并參考歐美高校開設(shè)通識課的教學(xué)模式，探究航空與航天通識教育教學(xué)內(nèi)容、目的和方法等。
1 我國專業(yè)化教育模式的問題與通識教育
1.1 現(xiàn)階段我國高校人才培養(yǎng)模式面臨的問題
我國現(xiàn)階段的專業(yè)化教育模式是高等教育在特定時期（20世紀80年代）和特定社會背景（生產(chǎn)力亟待恢復(fù)）中的選擇，這個選擇盡管在當(dāng)時有合理性，并對我國社會發(fā)展起到了積極作用，但卻不適應(yīng)今天社會發(fā)展的需要。
我國目前的高等教育過分強調(diào)專業(yè)劃分，把學(xué)生的學(xué)習(xí)限制在一個狹窄的知識領(lǐng)域內(nèi)，不利于學(xué)生全面發(fā)展。過去大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)中的“專業(yè)對口”已經(jīng)不再是一個最優(yōu)目標了，高等教育的專業(yè)化做得越好，學(xué)生就越難適應(yīng)變換了的工作，面臨的情況可能就越糟糕。
社會和技術(shù)發(fā)展日新月異，舊的工作崗位不斷消失，新的工作崗位不斷出現(xiàn)，高校里專業(yè)調(diào)整的步伐，無法跟上社會職業(yè)更新的速度。應(yīng)對工作崗位的變化，既要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，又要培養(yǎng)學(xué)生的“一般”能力。
1.2 通識教育起源和目的
通識教育，國外稱“General Education”，也稱為“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。
通識教育源于19世紀[6-8]，當(dāng)時大學(xué)的學(xué)術(shù)分科過于精細、知識被嚴重割裂，于是提出通識教育，目的是讓學(xué)生對不同學(xué)科的知識有所了解，將不同領(lǐng)域的知識融會貫通。20世紀，通識教育成為歐美大學(xué)的必修科目。今天，歐美大學(xué)仍在不斷完善其通識教育。如哈佛大學(xué)的通識教育有著悠久的歷史，目前已經(jīng)經(jīng)歷五次較大的通識教育改革[7-10]。
在我國，通識教育的思想源遠古代。《易經(jīng)》主張“君子多識前言往行”，《中庸》主張做學(xué)問應(yīng)“博學(xué)之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”。古人認為博學(xué)多識就可達到出神入化，融會貫通。《論衡》認為“博覽古今為通人”。所以，通識教育旨在培養(yǎng)“通才”，它的培養(yǎng)目的是提高人的整體素質(zhì)，強調(diào)整合不同領(lǐng)域的專業(yè)知識，重視培養(yǎng)人的思維方法及敏銳的洞察力，同時也重視培養(yǎng)人的情志等。
2 航空與航天通識教育的意義
航空與航天課程在我國一直是航空航天專業(yè)院校的公共必修課[1，2]，其目的首先是為學(xué)生未來從事航空航天及其相關(guān)領(lǐng)域工作培養(yǎng)興趣，更主要的是為學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，它在很大程度上起到了專業(yè)導(dǎo)論的作用。
近年來，我國一些普通高校將航空與航天課程納入通識教育，其教學(xué)目的包括如下幾個方面。
2.1 提高大學(xué)生的整體文化素質(zhì)
大學(xué)教育的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才，開展通識教育不僅能增加大學(xué)生專業(yè)課以外的知識，還可以拓寬學(xué)生的眼界。航空與航天課程，不僅可以幫助學(xué)生了解有關(guān)航空航天的基礎(chǔ)知識，同時還能潛移默化地影響學(xué)生的世界觀、人生觀和價值觀。
2.2 提升大學(xué)生的民族自豪感
中國作為東方的文明古國，向往飛翔的夢想由來已久，嫦娥奔月的美麗傳說，萬戶飛天的勇敢實踐，表明了古老的中國人渴望飛向藍天的美好愿望。通過航空與航天課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解中國航天事業(yè)的發(fā)展和取得的矚目成績，學(xué)習(xí)偉大的航天精神，增強學(xué)生的民族自信心。
2.3 鼓勵大學(xué)生在困難面前勇于攀登
學(xué)生通過航空與航天課程的學(xué)習(xí)，了解航天先驅(qū)身上所具有的優(yōu)秀品質(zhì)和堅忍不拔的毅力。在航天開拓者的眼里，“只有想不到的事情，沒有做不到的事情”，通過這樣的教育，激發(fā)學(xué)生努力奮進，敢于開拓創(chuàng)新。
2.4 啟發(fā)學(xué)生規(guī)劃未來人生
航空與航天知識可以啟發(fā)和拓展人們的思維，尤其是航天器的出現(xiàn)，極大地推進了人類對宇宙的探索，人們對宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的價值的意義。飛過天的宇航員大多存在一個共識：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命僅僅是宇宙形成過程中的一個產(chǎn)物?！庇浀糜形幻绹詈絾T說過，“昨天的夢想是今天的現(xiàn)實，今天的夢想是明天的現(xiàn)實。”隨著人類對宇宙的認識，很多人開始重新思索這些問題，人類存在的意義何在？人類怎樣存在？
3 航空與航天通識教育的教材問題與改革
3.1 教材方面的問題
航空航天技術(shù)在非專業(yè)大學(xué)生眼里，是十分神圣的，因為宇宙的奧秘神秘莫測，很多大學(xué)生對航空與航天課程比較感興趣。作為通識課，目前我國沒有一本適合通識教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技術(shù)概論》《航空航天技術(shù)》等，由此帶來很多問題。
（1）專業(yè)性很強
翻開《航空航天技術(shù)概論》教科書，插圖不少，可是大部分是平面圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖和設(shè)計圖。對于非工科專業(yè)的大學(xué)生而言，內(nèi)容過深，尤其是文科學(xué)生，沒有工程概念，理解起來非常困難。
（2）內(nèi)容單調(diào)乏味
細看“代用”教材的文字內(nèi)容，大多是定義和概念，枯燥乏味，對非專業(yè)學(xué)生而言，即便把這些內(nèi)容熟記于心，又有何意義？另外，由于書本的空間有限，介紹性的內(nèi)容往往類似于綱要。
（3）課后練習(xí)或思考題沒有價值
思考題是運用大腦思考后得出答案的題目，而目前的“代用”教材章節(jié)后的思考題，不適應(yīng)時代的發(fā)展，以第一章課后思考題為例，“試述直升機的發(fā)展史，試述火箭、導(dǎo)彈發(fā)展史”，很多學(xué)生認為是“百度題”，學(xué)生只要靈活運用手中的工具，就可以“百度”到答案，這類題能算是思考題嗎？
（4）條理性很強帶來的問題
航空與航天是兩個明顯不同的概念和領(lǐng)域，盡管有聯(lián)系，但對于非專業(yè)的學(xué)生而言，不能混為一談。目前的大部分“代用”教材在內(nèi)容安排上每章都是以飛行器設(shè)計為主線，航空器、航天器和導(dǎo)彈與火箭等內(nèi)容相互交叉[1，2]。如不管是火箭發(fā)動機還是航空發(fā)動機，統(tǒng)統(tǒng)納入同一章節(jié)，對于非專業(yè)學(xué)生，理解起來稍顯費力。再如，《飛行器構(gòu)造》這章內(nèi)容中，既有航空器的構(gòu)造，也有航天器的構(gòu)造，根據(jù)整體教學(xué)效果分析，這種航空航天結(jié)構(gòu)的相互交叉會導(dǎo)致概念的混淆。
另外，由于中國基礎(chǔ)教育多年形成的以學(xué)科為主導(dǎo)的教育模式，加之應(yīng)試教育的長期導(dǎo)向作用，使基礎(chǔ)教育在單一學(xué)科教育上越來越深入，學(xué)科分化加劇，基礎(chǔ)教育功利性越來越明顯，而在人文、心靈和智慧等通識教育方面卻越來越弱化?；A(chǔ)教育已經(jīng)走向思想單一、思維狹窄、僵化，缺乏思辨性、創(chuàng)造性思維的模式，對中華民族的智慧培養(yǎng)是非常不利的。
綜上所述，航空與航天作為通識教育課程，不是必修課的陪襯，更不是專業(yè)課的附庸，其重要性并不比專業(yè)課低?！熬有苑钱愐?，善假于物也”，學(xué)好航空與航天課程，掌握其相關(guān)知識，有助于學(xué)生在以后的生活與工作中更好地開闊思維。
3.2 教材改革的建議
對于航空與航天課程，只有拓寬知識面，全面介紹不同學(xué)科研究對象的特點，才能更準確地反映這門課的內(nèi)涵。為使學(xué)生具備開拓新領(lǐng)域的基礎(chǔ)，課程內(nèi)容應(yīng)具有前瞻性，把本學(xué)科領(lǐng)域的最新學(xué)術(shù)成果、最新技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容。在反映學(xué)科前沿的同時，拓寬學(xué)生的知識面。
航空航天技術(shù)涉及領(lǐng)域之廣是其他學(xué)科無法比擬的。因此，如何保持課程的完整性也值得探討。作為面向非航空航天專業(yè)學(xué)生的通識課，該課程內(nèi)容應(yīng)集知識性、趣味性于一體，需要教學(xué)內(nèi)容豐富多彩，由風(fēng)箏飛行延伸到飛機，由早期火箭延伸到各種導(dǎo)彈，由嫦娥奔月延伸到阿波羅飛船，由恐龍滅絕延伸到宇宙探索，讓學(xué)生在感興趣的實例中汲取航空、航天和航宇知識。國外有一本航天知識方面的書，名字起得非常好，叫“沒有公式的航空航天技術(shù)”，值得我們借鑒。
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0144-03
一、航空類專業(yè)課程體系簡介
在教育部本科專業(yè)目錄中，航空航天類專業(yè)有飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器質(zhì)量與可靠性、飛行器環(huán)境與生命保障工程、飛行器適航技術(shù)和航空航天工程等7個。目前，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院開設(shè)了前3個專業(yè)，均歸屬于航空工程學(xué)院。以飛行器設(shè)計與工程為例，在第1學(xué)期設(shè)置了“飛行器設(shè)計與工程專業(yè)導(dǎo)論”課程（16學(xué)時）、第2學(xué)期設(shè)置了“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”專業(yè)必修課（32學(xué)時）作為專業(yè)學(xué)習(xí)的前導(dǎo)課。第1―5學(xué)期，學(xué)校設(shè)置了“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”等公共基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課；第4―7學(xué)期則按照飛機設(shè)計的各個子學(xué)科，設(shè)置了“通用航空技術(shù)”、“空氣動力學(xué)”、“飛行器總體設(shè)計”、“無人機系統(tǒng)導(dǎo)論”、“飛行器專業(yè)英語閱讀”和“飛行器專業(yè)技術(shù)講座”等專業(yè)課程。
從課程設(shè)置上可以看出，“飛行器設(shè)計與工程專業(yè)導(dǎo)論”和“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)基本情況和學(xué)科領(lǐng)域的整體性把握，屬于專業(yè)通識性課程。而在專業(yè)課中滲透通識意識，對教師也提出了更高的要求[1，2]。經(jīng)過這兩門課程的前期引領(lǐng)和必要的數(shù)理、力學(xué)知識的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生再按照飛機種類和飛機設(shè)計各分支學(xué)科的特點進行專業(yè)課學(xué)習(xí)?？梢哉f，“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”的各個章節(jié)基本上對應(yīng)了后續(xù)專業(yè)課的主要范圍，具有非常重要的地位。
在教學(xué)實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)，激波、升力、機翼結(jié)構(gòu)、飛機穩(wěn)定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程中已講授，但在相應(yīng)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中，學(xué)生仍覺吃力。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原因主要有兩點：第一，專業(yè)課程數(shù)學(xué)公式較多，而數(shù)學(xué)、物理等公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)效果一般，有畏難心理；第二，不知所學(xué)知識的應(yīng)用情況，知其然而不知其所以然。針對航空類專業(yè)的課程體系，探索研究專業(yè)通識課程與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系，對于增強學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。
二、“航空概論”通識類課程的建設(shè)情況
航空概論是學(xué)校面向非航空專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門通識課程（24學(xué)時），內(nèi)容主要包括航空航天基本概念、航空發(fā)展概況及未來發(fā)展趨勢、我國航空工業(yè)、空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、飛行原理、航空發(fā)動機等[3]，考核方式為期末半開半閉考試。此外，針對國際本科學(xué)術(shù)互認課程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）項目的雙語版航空概論（32學(xué)時），內(nèi)容較普通版更為豐富，更強調(diào)課堂參與和團隊協(xié)作，考核方式為平時作業(yè)、表現(xiàn)和期末設(shè)計報告。
航空概論被列入學(xué)校的特色課程組合中，除航空專業(yè)外，其余專業(yè)的學(xué)生均須從特色課程組合中選修一門。學(xué)校每年的本科生招生人數(shù)近7000人，日常教學(xué)任務(wù)較為飽滿，考慮到學(xué)校招生專業(yè)包括財經(jīng)類、管理類和藝術(shù)類等，學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)參差不齊，在講授時一般避免進行復(fù)雜公式的推導(dǎo)，多采用類比法和案例法講解。
此外，學(xué)校的人才培養(yǎng)目標和發(fā)展定位與傳統(tǒng)的三所航空重點高校（北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué)）以及其他高職高專類院校存在明顯區(qū)別，市場上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學(xué)需求。經(jīng)過多年的建設(shè)，學(xué)校主編并出版了《航空概論》教材，并將“航空概論”課作為學(xué)校慕課平臺課程體系的第一批建設(shè)項目立項，通過網(wǎng)上課堂與實際課堂相結(jié)合的形式，探索“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)理念在航空類通識課程中的應(yīng)用效果?，F(xiàn)在，此項工作正在穩(wěn)步開展中。
三、航空類專業(yè)課程與“航空概論”課程貫通建設(shè)
為了盡可能利用現(xiàn)有資源，我們對航空類專業(yè)課程和“航空概論”課程進行了統(tǒng)籌處理，并嘗試進行貫通建設(shè)，主要包括如下措施。
鋁鋰合金不是合成材料。鋁鋰合金是金屬材料。新材料是航空航天技術(shù)的重要基礎(chǔ)，航空航天技術(shù)的發(fā)展又不斷對材料科學(xué)提出新的問題和要求。鋁鋰合金是近十幾年來航空金屬材料中發(fā)展最為迅速的一個領(lǐng)域。
合成材料是指通過高分子聚合反應(yīng)進行人工合成的材料，鋁鋰合金不屬于，而復(fù)合材料是幾種不同的材料鼓搗在一起形成的材料總稱，比如塑鋼是塑料和鋼組合在一起形成的結(jié)構(gòu)材料，鋁鋰合金是單一的金屬材料，所以也不是復(fù)合材料。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
中圖分類號:V211 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(a)-0000-00
空氣動力學(xué)是研究物體同氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體流動規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化,在流體力學(xué)基礎(chǔ)上,隨著航空工業(yè)和噴氣推進技術(shù)的發(fā)展而成長起來的一個學(xué)科。空氣動力學(xué)的發(fā)展對于航空航天飛行器的研制有著極為重要的意義,是航空航天最重要的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)之一,對國家安全、經(jīng)濟發(fā)展、社會和諧都有著重要和用。在過去一段時間里,由于航空工業(yè)的相對成熟,關(guān)于航空領(lǐng)的研究更多的集中于如何通過改進制造過程降低成本,而不再將主要力量投入新技術(shù)的研究,但隨著國際形勢的日益嚴峻、信息化程度的提高以及航空運輸對安全性經(jīng)濟性的要求,航空技術(shù)研究面臨著更多更新的挑戰(zhàn),使得全球重新提高了對航空技術(shù)研究的關(guān)注程度。作為航空航天技術(shù)的重要基礎(chǔ)學(xué)科之一的空氣動力學(xué),也面臨著全新的機遇和挑戰(zhàn)。
1 空氣動力學(xué)研究意義和研究現(xiàn)狀
1.1 空氣動力學(xué)研究意義
人們最早對空氣動力學(xué)的研究可以追溯到人類對鳥或彈丸在飛行時的受力和力的作用方式的種種猜測,但真正形成獨立學(xué)科是在20世紀航空事業(yè)的迅速發(fā)展之后,是在經(jīng)典流體力學(xué)中發(fā)展并形成的新的分支,并且迅速成為發(fā)展航空航天各類飛行器的重要基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù),推動整個人類航空航天事業(yè)的發(fā)展,成為航空航天事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。如今,空氣動力學(xué)已經(jīng)不再僅只是應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,還被應(yīng)用于環(huán)境保護、公路交通、鐵路交通、冶金、建筑、體育等眾多領(lǐng)域,對整個人類社會的發(fā)展與進步都有著極為深遠的影響。
1.2 空氣動力學(xué)研究現(xiàn)狀
在20世紀90年代,隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展,使得航空工業(yè)整體技術(shù)程度相對于其它行業(yè)都成熟許多,基于此種原因,在較長一段時間里學(xué)界多認為航空工業(yè)已經(jīng)走向成熟,尤其是空氣動力技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)方面,因此航空工業(yè)的研究將更多的集中于成本費用的降低,而減少了對應(yīng)用技術(shù)的研究重視程度,使得空氣動力學(xué)的研究相對緩慢。進入21世紀以后,隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、飛機設(shè)計技術(shù)等的發(fā)展,人們重新重視起了空氣力學(xué)的研究,使得空氣動力學(xué)得到了較好的發(fā)展。如以Euler及Navier.Stokes方程為主要數(shù)學(xué)模型的整機及部件繞流流場和氣動特性計算研究領(lǐng)域,在我國即得到了極大的發(fā)展,并被應(yīng)用于很多重點型號的研制中;再如飛機多外掛氣動干擾特性研究、現(xiàn)代殲擊機大攻角過失速氣動持性研究等,都取得了極大的進展,在計算空氣動力學(xué)領(lǐng)域也取得了突出的成績,很多研究成果處于國際先進水平。
2 空氣動力學(xué)研究所面臨的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)的認為空氣動力學(xué)研究已經(jīng)足以滿足航空航天需求的認識很明顯是錯誤的,隨著飛機一體化設(shè)計技術(shù)、微型飛行器、行星探測飛行器的發(fā)展,必然向空氣動力學(xué)的研究提出新的挑戰(zhàn)。
3 先進飛機器研制需求所帶來的挑戰(zhàn)
隨著航空交通事業(yè)的不斷發(fā)展,以及出于國家安全等方面的需要,對先進飛行器的研制需求不斷提高。如高機動性作戰(zhàn)飛機、可重復(fù)使用高超音速飛行器、大型民航機、大型運輸機、地效飛行器、微型飛行器、智能飛行器、無人偵察機、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、應(yīng)用衛(wèi)星、概念武器等,都對空氣動力學(xué)的研究提出了更多的挑戰(zhàn)性課題,需要空氣動力學(xué)從復(fù)雜流場預(yù)測、噴流干擾、氣動隱身、微流體力學(xué)、氣動防熱、高超音速邊界湍流、低雷諾數(shù)流動力學(xué)、地面效應(yīng)等多個方面進行更深入的研究,而所有這些研究,都涉及高度非定常、線性,包括復(fù)雜的物理化學(xué)變化效應(yīng)的影響,難度極大。
例如,大容量運輸機的研發(fā),首先需要解決大容量運輸機高燃油效率、低噪聲、常規(guī)跑道起飛著陸能力的需要。在這里,雖然高燃油效率可以通過混合層流控制技術(shù)(HLFC)、發(fā)展新型發(fā)動機、采用高效的氣動設(shè)計方面來進行滿足,但這些技術(shù)要應(yīng)用到大型飛機、高Re數(shù)情況卻還存在很多缺陷和不足。再如低噪聲的研究也是大型飛機所必須關(guān)注的問題,必須充分將聲學(xué)研究向氣動研究結(jié)合在一起進行。同時,還必須考慮增升阻力、尾渦效應(yīng)、發(fā)動機噴流和外流干擾效應(yīng)等。
3.1 自適應(yīng)流動控制需要所帶來的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)空氣動力學(xué)對繞復(fù)雜物體的流動,多集采用渦發(fā)生器、吸氣、吹氣、肋條等技術(shù)進行模擬研究,但這種研究主要集中于流動的被動控制,隨著近年來電子技術(shù)、軟感技術(shù)、材料技術(shù)等的發(fā)展,傳統(tǒng)的集中于被動控制的研究存在許多不足,必須對宏觀流動和微觀流動的主運控制進行更深入的研究,這對飛行器的未來發(fā)展有著極為重要的意義。只有提高自適應(yīng)流動控制研究水平,才能提高自適應(yīng)流動控制技術(shù),為飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計提供更為全面的飛行控制函數(shù),以有效減輕飛機重量和飛行能力。
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0172-02
航空航天技術(shù)是表征一個國家科學(xué)技術(shù)先進水平的重要標志，是力學(xué)、熱力學(xué)、計算機技術(shù)、材料學(xué)、自動控制理論、電子技術(shù)、噴氣推進技術(shù)及制造工藝等技術(shù)的綜合體現(xiàn)[1]，是衡量一個國家國防實力，工業(yè)實力和科研實力的重要指標之一。近年來，國家大力發(fā)展航空航天事業(yè)，為了振興國家，促進我國航空航天事業(yè)的快速發(fā)展。很多航空航天類的院校比如北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等相繼開設(shè)了公共選修課《航空航天概論》，受到在校大學(xué)生的一致認可，特別是“神舟號”系列載人飛船發(fā)射成功以后，航空航天知識受到更多學(xué)生的關(guān)注[2]。因此，開設(shè)公共選修課《航空航天概論》，普及航空航天的基礎(chǔ)知識，日益受到學(xué)生們的歡迎。
《航空概論》課程是我校（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)）針對航空特色面向全校開設(shè)的公共選修課程。本課程的開設(shè)目的有兩方面：一是使學(xué)生初步建立航空技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)知識。二是拓寬學(xué)生的視野，擴大知識面，培養(yǎng)他們學(xué)航空、愛航空、投身于航空事業(yè)的興趣，使他們初步建立航空工程意識，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。
一、本課程的教學(xué)現(xiàn)狀
《航空概論》作為一門全校公選課，開設(shè)對象以低年級學(xué)生為主，選課的學(xué)生人數(shù)多，學(xué)生專業(yè)知識背景很復(fù)雜，層次參差不齊，而且這門課程涉及的學(xué)科也比較多，其中有些理論知識，例如空氣動力學(xué)、飛機發(fā)動機對很多學(xué)生來說比較抽象、難理解，特別是人文社科類的學(xué)生，感覺課程內(nèi)容枯燥、機械呆板，提不起學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)中，教師講課費勁，學(xué)生厭學(xué)，難以取得良好的教學(xué)效果，這種情況下，迫切需要采取合適的教學(xué)方法和手段，優(yōu)化教學(xué)效果。
二、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
《航空概論》是一門關(guān)于航空方面知識介紹的基礎(chǔ)課程，基于課程的性質(zhì)和目的考慮，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該通俗易懂，不能有太多專業(yè)性很強的詞匯，要注意擴寬知識面、保持內(nèi)容的系統(tǒng)性，反映出科學(xué)前沿，同時還需要不斷加強趣味性與知識性，在實際當(dāng)中要注意教學(xué)內(nèi)容的豐富多彩，比如有鳥類飛行可延伸到現(xiàn)在飛機，有放風(fēng)箏延伸到飛行原理，進而講解飛機的構(gòu)造原理，讓學(xué)生在感興趣的事例中汲取航空知識。這樣做即可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，又可以達到科學(xué)普及的目的。
三、教學(xué)方法的多樣化
《航空概論》是一門以基礎(chǔ)知識為主的課程，信息量大，且大多數(shù)內(nèi)容以講述為主。為了避免課堂教學(xué)枯燥乏味，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在授課時，應(yīng)該采用多樣化的教學(xué)方法。作為授課教師，通過不斷的探索，總結(jié)經(jīng)驗，請教有經(jīng)驗的老教師，總結(jié)了以下幾種教學(xué)方法：
（一）互動、自主式教學(xué)方法
“教”與“學(xué)”是相輔相成的，缺一不可。若要提高教學(xué)效率，就要讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過程中，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。例如為了讓學(xué)生更了解世界航空發(fā)展歷史，教學(xué)中可布置作業(yè)，讓學(xué)生收集自己感興趣的航空器的各種資料，包括航空器的圖片、型號、性能、發(fā)展概況等，然后上臺介紹給大家，通過收集、講解的方式，調(diào)動了學(xué)生的積極性，增加課堂的趣味性，同時擴大知識面，增長更多課本之外的知識。
（二）啟發(fā)、聯(lián)想、討論式教學(xué)方法
在講述某些章節(jié)內(nèi)容時，要注意啟發(fā)學(xué)生的想象力，激發(fā)學(xué)生興趣，強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)和知識遷移的能力。例如，在講解伯努利定理時，由于公式內(nèi)容比較抽象，學(xué)生不容易理解和記憶，如果直接向?qū)W生灌輸定理的內(nèi)容和公式，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不是很理想。在這種情況下，可以設(shè)定一系列問題。引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)出定理的內(nèi)容。具體授課過程：兩只手各拿一張紙，向紙中間吹氣，讓學(xué)生觀察。問題1：發(fā)生了什么現(xiàn)象，學(xué)生答兩張紙相吸了。問題2：兩張紙為什么會相吸，學(xué)生答兩張紙中間的壓強變小了。問題3：壓強代表的是空氣中的那種能量？學(xué)生答“勢能”。問題4：當(dāng)壓強減小時，空氣中哪個參數(shù)變大了？學(xué)生回答“速度”。問題5：速度代表著空氣的哪種能量？學(xué)生回答“動能”。問題6：當(dāng)速度增加時壓強為什么會減小？引導(dǎo)學(xué)生主動思考、相互討論，再進一步引導(dǎo)，勢能和動能的關(guān)系，以及能量守恒定律，最后總結(jié)出伯努利定律的相關(guān)知識。通過這種問答式的教學(xué)模式，讓學(xué)生自主參加到課堂中，主動思考，積極討論，提高了學(xué)習(xí)興趣。增強教學(xué)效果，對所學(xué)的知識記憶更加牢固。
四、教學(xué)手段的多樣性
教學(xué)手段的多樣性對提高課程的教學(xué)效果和質(zhì)量具有十分顯著的作用。對于綜合性強、信息量大的航空概論，采用多種教學(xué)手段，在有限的學(xué)時內(nèi)，讓學(xué)生盡可能多的去了解航空知識，顯得尤為重要[4]。因此要不斷的改進教學(xué)手段，充分利用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)課程、慕課、課外實踐等方式，為學(xué)生創(chuàng)造一個快捷、高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量。
（一）多媒體教學(xué)
多媒體技術(shù)集聲音、圖片、視頻、動畫、文字于一體，有著文字信息無法比擬的優(yōu)勢。很多的知識比如講解燃氣渦輪發(fā)動機的工作過程，如果僅僅依靠課本上的文字和教師的口述，學(xué)生很難形成直觀的印象，甚至費勁口舌，也無法讓學(xué)生真正的理解。而采用多媒體的形式，通過視頻和動畫把氣流在發(fā)動機各部件的工作過程進行完整的演示，可以非常直觀和形象的把信息表達出來[4]，便于學(xué)生理解、加深印象，獲得良好的教學(xué)效果。
（二）網(wǎng)絡(luò)課程開設(shè)
我校結(jié)合自己的教學(xué)實際，開通了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并為每個教師和學(xué)生設(shè)置了一個網(wǎng)絡(luò)賬號，教師可以通過自己的平臺，上傳一些與課程相關(guān)的資料?？梢栽诰W(wǎng)絡(luò)平臺建立：（1）飛機圖片庫。將國內(nèi)外典型的軍用、民用飛機的形狀，特征、尺寸和功能建立檔案，通過對比學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解更多飛機知識。鍛煉了學(xué)生的觀察能力，加深理解所學(xué)知識，開闊眼界，拓寬思路。（2）飛機影片庫。把一些戰(zhàn)爭場面中飛機的飛行狀況和性能通過影片展現(xiàn)出來，使學(xué)生身臨其境，在感受戰(zhàn)爭的殘酷性的同時更加意識到飛機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要作用，增強學(xué)生航空報國、為國爭光的主人翁意識和責(zé)任感[5]。（3）老師可以將課程的重點難點上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，與學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進行答疑解惑。學(xué)生隨時隨地可以在線學(xué)習(xí)，方便快捷，提高學(xué)習(xí)效率。
（三）慕課
慕課，英文名MOCC（Massive Open Online Course），意思為“大規(guī)模、開放性的在線課程”，由教師負責(zé)、很多學(xué)生參與，集講課視頻、作業(yè)、互動、測試相交織的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。將慕課翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)理念和教學(xué)模式應(yīng)用到《航空概論》的教學(xué)實踐中，課前學(xué)生學(xué)習(xí)在線課程，積累知識，為上課做準備。課中學(xué)生充分參與到課堂中，進行師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的討論、交流（包括成果展示）、評價（包括學(xué)生互評）等學(xué)習(xí)活動。一方面提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問題的能力。
（四）課外實踐活動
為了進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以把動手能力強、學(xué)有余力的學(xué)生組織起來，成立航模隊，進行飛機模型的設(shè)計與制作。把課堂上學(xué)習(xí)的理論知識如空氣動力學(xué)、飛行原理與實踐動手相結(jié)合。現(xiàn)在，航模隊的學(xué)生不僅可以做出紙質(zhì)、木質(zhì)的飛機模型，還能做出可以遙控指揮的飛機模型。并且，通過自學(xué)學(xué)習(xí)遙控飛行器的技術(shù)，已經(jīng)具備航模飛行表演的能力，個別學(xué)生還參加2016年央視春節(jié)聯(lián)歡晚會廣州分會場上的飛行表演。通過課外實踐，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、思考、維修飛機航模的基本能力，增強學(xué)生的團隊協(xié)作、集體榮譽感的觀念。同時可以帶動更多同學(xué)參與到航空航天科普創(chuàng)新活動中，充分利用課余時間，發(fā)展學(xué)生的個人興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力，增強了我校學(xué)生的綜合素質(zhì)。
五、結(jié)論
《航空概論》是一門涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的綜合性課程，且選課學(xué)生的背景專業(yè)存在很大差異，如果采用單一的教學(xué)方法和教學(xué)手段難以滿足課程教學(xué)的需要，因此進行教學(xué)改進是現(xiàn)實教學(xué)發(fā)展的需要。通過一系列的措施和教學(xué)改進，提高了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)熱情，增強了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力，得到了良好的教學(xué)效果。
參考文獻：
[1]謝礎(chǔ)，賈玉紅.航空骯天技術(shù)概論[M].北京：北京航空骯天大學(xué)出版社，2005：9-1.
[2]王文虎，“航空航天技術(shù)概論”教學(xué)改革與實踐研究[J].科技咨詢，2007，（7）：100.
一、 引言
目前測度產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)率的方法主要是總量生產(chǎn)函數(shù)、隨機前沿生產(chǎn)函數(shù)（Stochastic Frontier Production Function Method，SFA）和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA），適用于不同的條件，其中DEA法要求較高的數(shù)據(jù)準確性，SFA法考慮了隨機誤差對經(jīng)濟增長的影響，也允許存在無效率，能較好的模擬經(jīng)濟狀況。由于航空航天產(chǎn)業(yè)在發(fā)展中存在隨機擾動和不可觀測因素，采用SFA法應(yīng)該更為適用。
技術(shù)創(chuàng)新要素是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素的核心，創(chuàng)新組織要素和創(chuàng)新環(huán)境要素圍繞著技術(shù)創(chuàng)新要素發(fā)揮作用。因此，文章采用SFA的方法對我國航空航天產(chǎn)業(yè)1995年～2011年的技術(shù)效率進行了測度，并分析了時間、地區(qū)特征、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模及制度等對技術(shù)效率的影響，為航空航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)提升提供借鑒。
二、 模型與數(shù)據(jù)來源
1. 航空航天產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率基礎(chǔ)模型。文章采用Battese&Coelli（1995）提出的SFA模型 ，假定我國航空航天產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)函數(shù)為CD生產(chǎn)函數(shù)，則隨機前沿生產(chǎn)函數(shù)模型為：
Yit=A（t）K？琢itL？茁itevit-uit i=1，…，I；t=1，…，17（1）
兩邊取對數(shù)，（1）式變?yōu)椋?/p>
lnYit=？子+？仔？子+？琢lnKit+？茁Lit+vit-uit （2）
其中，Yit、Kit、Lit分別是i省t年產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出、資本投入和勞動投入，？琢、？茁是資本、勞動的產(chǎn)出彈性；A（t）=e？子+？子？仔為t年各省市前沿技術(shù)進步水平，其中e？子是基年即1995年產(chǎn)業(yè)初始技術(shù)水平，？仔是前沿技術(shù)水平進步速度；vit-uit是隨機擾動項：vit是經(jīng)濟系統(tǒng)自身存在的隨機誤差，服從對稱正態(tài)分布，即vit～N（0，？啄2v）；uit是技術(shù)無效率項，服從單側(cè)正態(tài)分布，即uit～N+（mit，？啄2u），mit是技術(shù)無效函數(shù)。
影響uit的因素很多，制度是重要的影響因素，此外還有企業(yè)規(guī)模、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、能源消耗狀況、產(chǎn)業(yè)生命周期及產(chǎn)業(yè)密集度等。限于數(shù)據(jù)的可得性，將uit設(shè)定為人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模和制度的函數(shù)，并考慮時間和地區(qū)因素：
mit=？漬+？茲t+？準1Locit+？準2Humit+？準3RDit+？準4Scaleit+？準5Systemit+wit i=1，…，I；t=1，…，17（3）
其中，？漬i（i=1，…，5）是技術(shù)無效率函數(shù)中第i個因素的截距項；t為時間趨勢，系數(shù)？茲為正表明技術(shù)效率隨時間的推移遞減，反之亦然；Loc、Hum、RD、Scale和ystem是地區(qū)特征、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模和制度，系數(shù)？準i為正表明第i個因素對技術(shù)效率的作用是消極的，反之亦然。各個變量含義見表1。
（4）
式中？酌是指式（2）隨機擾動項占技術(shù)無效率項的比重，？酌越趨近于1，前沿生產(chǎn)函數(shù)和技術(shù)無效函數(shù)的設(shè)定就越合理，采用隨機前沿模型就更合適。
2. 數(shù)據(jù)來源與處理。文章主要數(shù)據(jù)來自《中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒》，航空航天產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)最早可至1995年，所以研究期間為1995年～2011年，樣本是去除數(shù)據(jù)缺失較多的、海南、新疆、寧夏、云南、浙江、內(nèi)蒙古以外的其他22個省市。此外，價格指數(shù)來自各年《中國統(tǒng)計年鑒》。
各指標數(shù)據(jù)選擇及處理如下：
（1）總產(chǎn)出（Y）選取了能大體反映產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)年價總產(chǎn)值，并采用以1995年為基期的各省市第二產(chǎn)業(yè)價格指數(shù)進行縮減以消除價格干擾。
（2）勞動（L）選取從業(yè)人員平均數(shù)，即年初就業(yè)人數(shù)與年末就業(yè)人數(shù)的均值。
（3）資本（K）的選取，1995～2005年為年末固定資產(chǎn)額，2006～2011年根據(jù)（5）式永續(xù)盤存法計算，即在上年折舊后加當(dāng)年固定資產(chǎn)投資額。航空航天產(chǎn)業(yè)是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，資產(chǎn)提前報廢、更新、淘汰的可能性較大，設(shè)備的技術(shù)損耗也會導(dǎo)致固定資產(chǎn)價值驟減，在借鑒會計上飛機、電子設(shè)備等折舊處理方式將折舊率取值15%。之后，用各省市固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)將固定資產(chǎn)值統(tǒng)一折算到1995年不變價，其中廣東缺乏的1995～2000年價格指數(shù)數(shù)據(jù)用地理和經(jīng)濟水平接近的福建替代。
Kit=Kit-1（1-）+Iit（5）
其中，Kit、Kit-1、、Iit分別是i省t年固定資本存量、i省 t-1年固定資本存量、固定資產(chǎn)折舊率和i省t年固定資產(chǎn)投資額。
（4）無效率因素：①地區(qū)特征，將22個省市分為東中西3個地區(qū)，分別取值1、2、3。②人力資本素質(zhì)，是科學(xué)家和工程師占從業(yè)人員的比重?？茖W(xué)家和工程師知識水平高且實踐經(jīng)驗豐富，是技術(shù)創(chuàng)新的主要貢獻者，這一指標能大致反映產(chǎn)業(yè)人力資本水平。③研發(fā)投入，是R&D經(jīng)費內(nèi)部支出占主營業(yè)務(wù)收入的比重，涵蓋了企業(yè)內(nèi)部開展R&D活動的實際支出，能準確反映產(chǎn)業(yè)的R&D水平。其中，總產(chǎn)值以1995年為基期的第二產(chǎn)業(yè)價格指數(shù)進行了縮減。④企業(yè)規(guī)模，是產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值與企業(yè)數(shù)量的比值。產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)的數(shù)量是衡量市場結(jié)構(gòu)和容量的重要指標，也能反映行業(yè)進入和退出的難度。⑤制度，用樊綱等（2011）的市場化進程指標來刻畫，他從政府與市場關(guān)系、非國有經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)品市場發(fā)育程度、要素市場發(fā)育程度、市場中介組織發(fā)育與法律制度環(huán)境5個方面綜合測度了市場化進程，此外，用趨勢外推法估算缺失的1995年、1996年、2010年及2011年的數(shù)據(jù)。
三、 實證結(jié)果及分析
利用Frontier4.1軟件得出模型的參數(shù)估計值和檢驗結(jié)果，并得出各省市航空航天產(chǎn)業(yè)1995年～2011年的技術(shù)效率水平（見表2及表3）。
1. 航空航天產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)函數(shù)分析。據(jù)表2的結(jié)果，LR統(tǒng)計檢驗值的顯著性水平為1%，表明（1）式中誤差項vit-uit復(fù)合結(jié)構(gòu)明顯， SFA法比OLS法更恰當(dāng)；估計量？酌=0.612統(tǒng)計結(jié)果顯著，表明技術(shù)無效率中隨機誤差項的影響高達61.2%、統(tǒng)計誤差等不可控因素比例低，模型設(shè)定合理可靠，有必要分析技術(shù)效率未能充分發(fā)揮的原因。截距和時間趨勢項系數(shù)為1.662和-0.061，表明1995年產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)進步水平為5.270（e1.662），之后以年均6.1%的速度下降。這可能的原因是：航空航天產(chǎn)業(yè)是國防科技工業(yè)中相對封閉、開放度小的行業(yè)，盡管十五大以來進行了改革，但科研、生產(chǎn)兩張皮現(xiàn)象依舊存在，科技成果難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；國防科技工業(yè)改革是漸進式的，這也有可能是改革過程中出現(xiàn)的無序狀況。資本、勞動的彈性系數(shù)分別為0.350和0.712，表明勞動貢獻度是資本的2倍。這也說明航空航天產(chǎn)業(yè)是知識密集型產(chǎn)業(yè)，科技人員在技術(shù)設(shè)備投入基礎(chǔ)上進行產(chǎn)品的發(fā)明、實用新型和外觀設(shè)計研發(fā)；重大技術(shù)R&D中需要大量科技人員長期持續(xù)的共同開發(fā)，勞動力及高科技人才作為稀缺要素發(fā)揮重要作用。此外，資本與勞動彈性系數(shù)之和大于1，表明產(chǎn)業(yè)具有容易形成規(guī)模報酬遞增的特征。
技術(shù)無效函數(shù)中，時間趨勢項系數(shù)值為-0.002，表明產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率年均增加0.2%，但統(tǒng)計結(jié)果不顯著。前沿技術(shù)下降伴隨技術(shù)效率提高的原因可能是：①我國尚未形成自主創(chuàng)新的技術(shù)創(chuàng)新體制，還處于依賴國外先進技術(shù)的狀態(tài)，如我國不具備生產(chǎn)渦輪風(fēng)扇發(fā)動機或先進火控系統(tǒng)的能力；②產(chǎn)業(yè)部分是國防科技工業(yè)，具有公共產(chǎn)品的特征，會造成技術(shù)前沿下降的錯覺。例如某些航空產(chǎn)品或軍用航天器只是國防建設(shè)的需要，不參與市場流通，統(tǒng)計數(shù)據(jù)上無法顯示。地區(qū)變量系數(shù)值為0.079，統(tǒng)計結(jié)果略微顯著，表明東中西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率呈現(xiàn)遞減狀態(tài)。
人力資本素質(zhì)系數(shù)值為-0.010且統(tǒng)計結(jié)果較為顯著，表明人力資本能積極提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率，提高雇員中科學(xué)家和工程師人員的比重可以有效提高勞動生產(chǎn)率。Vandenbussche等（2006）的研究表明教育水平會使勞動力會對技術(shù)效率產(chǎn)生不同的影響，文章研究結(jié)果與其一致，表明科學(xué)家和工程師比重上升1%會提高1%技術(shù)效率水平，因為科學(xué)家和工程師具有較高的知識水平和豐富的實踐經(jīng)驗?？梢?，航空航天產(chǎn)業(yè)吸收的勞動力具有較高的素質(zhì)水平，對產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率的提高做出了一定的貢獻。
研發(fā)投入系數(shù)值為0.022且統(tǒng)計結(jié)果顯著，表明研發(fā)投入對產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率具有消極影響。研究期內(nèi)各省市及全國水平的研發(fā)投入總體上漲，但研發(fā)績效不高，這與鐘衛(wèi)等（2011）的研究結(jié)果一致，他認為在經(jīng)濟發(fā)展初期加大R&D投入能有效提高技術(shù)創(chuàng)新效率，但隨著企業(yè)深入發(fā)展應(yīng)重點調(diào)整經(jīng)費投入結(jié)構(gòu)。此外，航空航天產(chǎn)業(yè)企業(yè)大多由國家或國有控股，近年雖有下降但國有比例仍高達50%。雖然國有企業(yè)有規(guī)模、政府特許等優(yōu)勢，但激勵卻不充分。十五大以來中央對國防工業(yè)做出的多次部屬是對改革的進一步延伸。
企業(yè)規(guī)模系數(shù)值為-0.134且統(tǒng)計結(jié)果顯著，表明企業(yè)規(guī)模是積極的影響因素。產(chǎn)業(yè)具有高投入、高技術(shù)和高風(fēng)險等特點，進入的企業(yè)都有一定的規(guī)模。研究期內(nèi)各省市企業(yè)規(guī)模變化起伏：相對來說，黑龍江、江西、遼寧的企業(yè)規(guī)模曾較高（≥6億元/企業(yè)）但變化急劇；大多數(shù)省市都在0～2之間。產(chǎn)業(yè)中大型企業(yè)比重不到20%，大中型企業(yè)比重在50%左右，并未形成良好的企業(yè)規(guī)模；此外，《2012年財富世界500強》排行榜中有12家航空公司，其中我國雖然有2家但上榜的中國航空工業(yè)集團公司在排名、主營業(yè)務(wù)收入和利潤方面都與排名第一的波音公司差距較大。
制度系數(shù)值為-0.148且統(tǒng)計結(jié)果顯著，是影響最大的因素。研究期內(nèi)各省市市場化程度逐年提高，東部優(yōu)于中部優(yōu)于西部；位于沿海的廣東、江蘇、福建、上海等省市的市場化程度最高，而西部陜西、甘肅等省市只有發(fā)達地區(qū)的一半。1964年推行的三線建設(shè)將44項中的21項國防工業(yè)企業(yè)投放在西部，可見產(chǎn)業(yè)半數(shù)左右企業(yè)在西部地區(qū)；2001年實施的西部大開發(fā)政策一定程度上提高了西部省市的市場化程度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的市場環(huán)境。
2. 航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率分析。根據(jù)計算結(jié)果（見表3-1及表3-2）對產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率從區(qū)域角度進行分析。
（1）航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率總體分析。依據(jù)測算結(jié)果（表3），表明研究期內(nèi)技術(shù)效率均值離效率前沿面較遠，僅為0.472，即實際產(chǎn)出水平只占最優(yōu)隨機產(chǎn)出水平的47.2%（表明既定產(chǎn)出水平下能節(jié)約52.8%的投入）。可見，產(chǎn)業(yè)未能發(fā)掘現(xiàn)有科技資源和技術(shù)潛力，資源使用效率、管理水平及產(chǎn)業(yè)技術(shù)實際利用率低。盡管產(chǎn)業(yè)平均技術(shù)效率不高，但總體是逐年增長的。
（2）航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率區(qū)域分析。由于地域稟賦、國家政策不同造成我國東中西部經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)東強西弱。產(chǎn)業(yè)區(qū)域技術(shù)效率的具體情況（見表4）：各個區(qū)域技術(shù)效率存在顯著差異；東西部增長較快，中部略微增長，所以2000年前原本領(lǐng)先的中部被東部趕超。各省市技術(shù)效率排行中，中部的黑龍江和江西排在第一和第三，技術(shù)效率值分別為0.85和0.75；大部分東部省市排名都很靠前；西部省市排名全部靠后，甘肅和山西技術(shù)效率值最低只有0.23。
航空航天產(chǎn)業(yè)區(qū)域技術(shù)效率差異顯著，最高省市和最低省市相差高達0.62。黑龍江、廣東、江西高效利用了現(xiàn)有技術(shù)，效率值都在0.75以上；吉林、甘肅和山西效率最低；9省市技術(shù)效率不足0.4。從各省市的變動趨勢來看：高效率省市（≥0.60）除遼寧2003年前增長快速外的變化起伏；陜西、四川、甘肅、貴州、河北等低效率省市（≤0.3）正逐步釋放內(nèi)部潛力保持低速持續(xù)增長。
黑龍江研發(fā)投入處于中等且逐年增長、企業(yè)規(guī)模領(lǐng)先，產(chǎn)出水平很高，因而技術(shù)效率最高。黑龍江是工業(yè)發(fā)展的搖籃，產(chǎn)業(yè)全國影響大，其中哈爾濱民航產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很突出。廣東位于沿海地區(qū)，能吸引眾多外資和高技術(shù)人才，企業(yè)規(guī)模雖然遞減但處于全國領(lǐng)先，即使研發(fā)投入不高但產(chǎn)出規(guī)模大。盡管廣東沒有被納入軍事航空制造業(yè)布局，但在航空關(guān)聯(lián)制造業(yè)相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)市場占有率名列前茅，并在2010年推行《廣東省航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2010～2025年）》促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
山西、甘肅位于內(nèi)陸或經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對較為緩慢，技術(shù)效率值偏低。山西技術(shù)效率值總體下降；吉林技術(shù)效率大致維持在同一水平；甘肅的技術(shù)效率逐年緩慢提高；這些變化一部分是由于受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的影響，一部分也與國家政策支持力度和國防科技工業(yè)布局有關(guān)。
四、 結(jié)論和建議
航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程應(yīng)重點關(guān)注技術(shù)效率問題。文章用SFA法實證測度了1995年～2011年航空航天產(chǎn)業(yè)的技術(shù)效率，并對時間、地區(qū)特征、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模和制度等技術(shù)無效率因素進行了分析，得出如下結(jié)果：
1. 我國航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率水平較低，研究期內(nèi)均值只有0.472。技術(shù)效率各年均值波動增長，雖然從0.374上升到0.539，但仍有46%的上升空間。從無效率因素來看，時間趨勢不是很顯著；人力資本素質(zhì)、企業(yè)規(guī)模、制度因素對技術(shù)效率具有積極的影響，應(yīng)適當(dāng)加大或提高這部分的水平；研發(fā)投入作用消極，應(yīng)對投入結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。
2. 航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率存在區(qū)域差異，區(qū)域效率均值排序為東部>中部>西部，黑龍江、廣東、江西技術(shù)效率值排名前三，吉林、甘肅和山西排名最末。值得注意的是，研究期間內(nèi)西部技術(shù)效率持續(xù)穩(wěn)定的增長，中部是早期處于領(lǐng)先的情況下后期被東部趕超。
綜上所述，人力資本素質(zhì)、企業(yè)規(guī)模和制度等因素對航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率具有積極影響，研發(fā)投入的作用是消極的。為了加快我國航空航天產(chǎn)業(yè)的增長，不僅需要完善教育、培訓(xùn)和人力資源開發(fā)體系，也應(yīng)當(dāng)擴大企業(yè)規(guī)模、使之形成規(guī)模效應(yīng)，并推進市場化改革，保證所需人才、基礎(chǔ)設(shè)施和制度支撐條件，此外也應(yīng)改革國防科研體系，在改革研發(fā)投入結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高研發(fā)投入，最終促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：空氣動力學(xué)；航空航天；發(fā)展
Key words: aerodynamics; aeronautics and astronautics; development
中圖分類號：[O355] 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）36-0227-01
0引言
空氣動力學(xué)是研究物體在同氣體做相對運動時的氣體流動規(guī)律、受力特性以及伴隨發(fā)證的物理變化，是力學(xué)的一個分支?？諝鈩恿W(xué)是建立在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，伴隨噴氣推進技術(shù)和航空工業(yè)也逐漸發(fā)展起來的一門學(xué)科。
今后十年或更長一些時間內(nèi)，航空航天技術(shù)必將有更大發(fā)展，正在研制和有可能開始投入研制的航空航天飛行器將主要有：高機動性作戰(zhàn)飛機、無人偵察作戰(zhàn)飛機、武裝直升機、大型高速民航機和軍用運輸機、可重復(fù)使用的高超聲速空天飛行器、微型飛行器、地效飛行器、智能控制可變形體飛行器等。上述這些飛行器的研制，對空氣動力學(xué)發(fā)展提出的許多具有挑戰(zhàn)性的課題，它們一般都涉及高度非定常、非線性、包括物理/化學(xué)變化效應(yīng)，跨越力、熱、電磁多種學(xué)科，從微觀到宏觀多種尺度的時/空瞬變流場等，都有很大的難度。空氣動力學(xué)涉及的多學(xué)科、多目標優(yōu)化，已成為重要的研究領(lǐng)域。下面給出幾個空氣動力學(xué)未來發(fā)展需要重點研究的幾項課題。
1湍流理論、渦結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)披和分離機制及主動渦控制技術(shù)
流動現(xiàn)象大致可以分為層流和湍流兩大類。對層流的研究已經(jīng)達到了相當(dāng)成熟的階段，而對湍流的研究則一直進展緩慢。19世紀初人們認為湍流是一種完全不規(guī)則的隨機運動，因此，雷諾首創(chuàng)用統(tǒng)計平均方法來描敘湍流運動。1937年泰勒和馮?卡門對湍流下過定義，認為湍流是一種不規(guī)則運動，它在流體流過固壁或相鄰不同速度流體層相互流過時產(chǎn)生。后來欣策在此基礎(chǔ)上予以補充，說明湍流的速度、壓強、溫度等量在時間與空間坐標中是隨機變化的。從20世紀70年代初開始，很多人認為湍流并不是完全隨機的運動，而是存在一種可以被檢測和顯示的擬序結(jié)構(gòu)，也稱大渦擬序結(jié)構(gòu)。它的處理與隨機的小渦結(jié)構(gòu)不同，它在切變湍流的脈動生成和發(fā)展中起主導(dǎo)作用。但是人們對這個說法仍存在爭議，有人認為這種大尺度結(jié)構(gòu)不屬于湍流的范疇，而有人認為這是湍流的一種表現(xiàn)形式。目前大多數(shù)人的觀點是：湍流由各種大小和渦量的渦旋疊加而成，其中最大渦尺度與流動環(huán)境密切相關(guān)，最小渦尺度則由赫性確定；流體在運動過程中渦旋不斷破碎、合并，流體質(zhì)點軌跡不斷變化；在某些情況下，流場做完全隨機的運動，在另一些情況下，流場隨機運動與擬序運動并存。
2氣動光學(xué)與氣動聲學(xué)
氣動光學(xué)研究空氣動力流場中密度、溫度、壓力等參數(shù)的不均勻變化和脈動特性引起的光線偏折、相位變化等造成的圖像偏移、抖動、模糊、強度衰減以及光波在大氣中傳輸時產(chǎn)生的折射、散射、吸收等現(xiàn)象對光傳播和光學(xué)成像影響。
氣動光學(xué)對進攻性或防御性高速成像制導(dǎo)武器的目標自動跟蹤和瞄準誤差有重要影響；對空中偵察、照相的影響是引起圖像模糊和定位誤差；對激光武器的影響是引起瞄準誤差以及靶的聚焦能量衰減，最終造成損傷、摧毀作用的減弱。
流場特性預(yù)示是氣動光學(xué)效應(yīng)的研究基礎(chǔ)。目前，包括激波、剪切層、噴流、湍流、旋渦運動及其相互干擾作用的各種復(fù)雜流場變化以及氣動加熱形成的熱輻射影響預(yù)示方法都有自己的局限性，必須進一步深人研究和開發(fā)滿足不同需求的高速流場數(shù)值預(yù)示方法包括雷諾平均NS方程、大渦模擬和直接數(shù)值模擬方法的研究，開展化學(xué)非平衡/高溫輻射流場的藕合計算方法研究。要大力發(fā)展湍流流場試驗測試技術(shù)，精確測量流場中的各種湍流平均量和脈動量以及它們的時空分布特征。建立和發(fā)展高速流場中氣動力/熱耦合環(huán)境下的模擬驗證設(shè)備和相應(yīng)測試手段，進一步探索高溫流場紅外輻射機理及其試驗預(yù)測方法。要進一步深人研究目標圖像和光波傳輸特征等基本氣動光學(xué)參數(shù)的理論計算及數(shù)值仿真及氣動光學(xué)傳輸效應(yīng)驗證試驗方法，開展流場控制原理、氣體熱輻射抑制原理及氣動光學(xué)效應(yīng)的校正工作。氣動聲學(xué)研究空氣動力流場中噴流、激波、分離流、旋渦、邊界層壓力等脈動引起的噪聲輻射及其他聲學(xué)效應(yīng)。氣動噪聲是決定飛行器結(jié)構(gòu)疲勞動強度和儀器艙噪聲振動環(huán)境的主要因素，對物體表面邊界層轉(zhuǎn)挨和阻力特性也有密切的聯(lián)系。主要研究內(nèi)容包括：湍流邊界層壓力脈動特性和噪聲產(chǎn)生的機理，激波振蕩、分離旋渦、波渦干擾、噴流及其與外部流場的相互作用，物體表面溝槽、空穴、突起物和部件間干擾產(chǎn)生氣動噪聲的機制、理論和數(shù)值預(yù)測以及試驗研究方法，氣動噪聲的主動、被動控制技術(shù)，噪聲抑制機制和降噪原理和方法研究等。
3MAV與低Re數(shù)流動
低Re數(shù)空氣動力學(xué)是微型飛行器研制的基礎(chǔ)。由于微型飛行器尺度小，飛行速度低，對應(yīng)的R。數(shù)范圍為102-104量級。在這樣的低R。數(shù)下是層流主導(dǎo)的流動，對流動參數(shù)的變化非常敏感，在飛行過程中，微小的參數(shù)變化都可能使翼面上出現(xiàn)層流分離，形成很大的分離泡，而且一旦分離就很難再附，氣動特性明顯下降，最大升阻比一般只有3-5左右。在這種條件下，如果按照傳統(tǒng)的氣動理論設(shè)計出的微型飛行器，有效載荷能力非常小，很難滿足任務(wù)要求。
人們從仿生學(xué)研究中得到啟示，鳥類和昆蟲在飛行過程中能夠產(chǎn)生比現(xiàn)有理論預(yù)示大得多的有效升力，因此，探討新的高升力機制成為微型飛行器研制中的關(guān)鍵氣動力問題之一。因內(nèi)外在這方面都開展了很多研究，對撲翼、旋翼和其他仿生飛行模式，進行了廣泛的研究，揭示了高升力產(chǎn)生的新機制。微型飛行器面向?qū)嵱没龅降牧硪粋€重要問題是如何在較大的外界環(huán)境干擾(如強風(fēng)、大氣湍流等)下保持穩(wěn)定飛行，常規(guī)的空氣舵面控制對非常小尺度、低Re數(shù)情況，很難提供足夠的控制力，看來，人們也許會從昆蟲和鳥類翅膀在飛行中的柔性變形和對外界擾動的自適應(yīng)外形變化中得到啟示。此外，已有的分析計算結(jié)果已經(jīng)表明，低Re數(shù)情況下，非定常效應(yīng)起著非常明顯的作用，可以在很大程度上改變流場特性。這些都是有待深入研究的問題。
飛行器設(shè)計與工程，顧名思義，就是設(shè)計先進的飛行器，主要面向航空飛行器設(shè)計。本專業(yè)方向具有較強的行業(yè)特色，航空航天工程是基本的服務(wù)方向；同時，在民用工程領(lǐng)域有廣闊的市場。轟動世界的“阿波羅登月計劃”“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)、機械學(xué)。
主要課程：材料力學(xué)、機械設(shè)計、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)與空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、飛行器動力學(xué)、飛行力學(xué)、力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)強度、試驗技術(shù)、自動控制理論、飛行器總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、復(fù)合材料設(shè)計與分析、空間制導(dǎo)控制、傳熱學(xué)與熱防護等。
3.發(fā)展前景
在轟炸機、運輸機、民航飛機等其他機型上面，中國與世界先進水平存在著不小的差距。各航空公司使用的大型民航飛機都是進口的，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。常查詢航天飛機的資料，對航天飛機感興趣，對飛機導(dǎo)航系統(tǒng)感興趣。喜歡飛機模型，?？慈嗽斓厍蛐l(wèi)星發(fā)射的實況轉(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，同時有較強的飛行器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度分析、試驗的能力。
3.職場縱橫
本專業(yè)畢業(yè)生能從事飛行器(包括航天器與運載器)總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究、結(jié)構(gòu)強度分析與試驗，通用機械設(shè)計及制造等多方面的工作。
一、專業(yè)簡介
1.專業(yè)初識
飛行器動力工程專業(yè)主要以航空發(fā)動機為研究對象，其目的就是生產(chǎn)出高效、實用、先進的航空發(fā)動機。由于航空發(fā)動機為載人飛行器提供動力，其在高速飛行、高性能和高可靠性等方面要求都極為嚴格，因此飛行器動力裝置在動力工程領(lǐng)域一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位并帶動了相關(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)飛行器動力裝置的基礎(chǔ)理論和基本知識，受到機械工程設(shè)計、實驗測試和計算機應(yīng)用等方面的基本訓(xùn)練，具有飛行器動力裝置及控制系統(tǒng)的設(shè)計、實驗和運行維護等方面的基本能力。
主干學(xué)科：機械工程、力學(xué)、動力工程與工程熱物理。
主要課程：機械原理及機械設(shè)計、電工與電子技術(shù)、工程力學(xué)、自動控制原理、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體(含氣體)力學(xué)、動力裝置原理及結(jié)構(gòu)、動力裝置制造工藝學(xué)、動力裝置測試技術(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)
具備扎實的數(shù)學(xué)、物理等方面的理論知識，掌握外語、計算機等必備工具。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)注飛機的新燃料。常搜集飛行器動力資料，對飛機動力系統(tǒng)感興趣，了解導(dǎo)彈動力裝置等等。
2.學(xué)成之后
本專業(yè)培養(yǎng)具備飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(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力裝置及其他熱動力機械的設(shè)計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護和技術(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)屬于機械制造范疇，需要有很強的實踐能力，不僅要學(xué)習(xí)機械制造的各種工藝、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。通過各種實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)運用所學(xué)的基本知識和技能，分析和解決飛行器制造工程中的實際問題的能力。
主干學(xué)科：機械工程、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)、機械原理、機械設(shè)計、航空工程材料、電工與電子技術(shù)、計算機技術(shù)、金屬塑性成形原理、模具設(shè)計與制造、飛機零件加工與成形工藝、飛機裝配工藝、飛機構(gòu)造、計算機輔助飛機制造等。
3.發(fā)展前景
國內(nèi)不僅在飛行器設(shè)計上與國外差距很大，在制造方面也有很大的差距。加強航空建設(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，對飛機機械原理感興趣，了解宇宙飛船的構(gòu)造，收集過飛機圖片資料，常觀察各種飛機模型，希望做一名飛機設(shè)計師等等。
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、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，社會需求量大，就業(yè)范圍廣，在廣大科研院所、高科技產(chǎn)業(yè)和航空、機械、電子、計算機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、機器、環(huán)境有機結(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)計與研究所必需的基本知識和技能。
主干學(xué)科：動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，對宇航生物實驗感興趣。了解空間生理學(xué)，渴望了解外層空間等等。
2.學(xué)成之后
前言
航天科技是國家科研的重要前沿，但是隨著科技發(fā)展的不斷深入與科技含量的不斷提高，使得航天科技研發(fā)的周期、風(fēng)險與經(jīng)費都大大增加，同時航天科技發(fā)展的不確定性也越來越高，為更好的促進航天科技的發(fā)展，需要在分析現(xiàn)有的航天科技管理模式的基礎(chǔ)上對體制進行改革，以使得其能夠適應(yīng)現(xiàn)今快速發(fā)展的航天科技的戰(zhàn)略需要。
1 航天科技管理發(fā)展現(xiàn)狀
航天科技對于經(jīng)濟、科技的發(fā)展有著重要的促進作用。在國外，航天科技已經(jīng)形成了較為完備的航天科技的管理體系以及航天科技/技術(shù)與裝備的發(fā)展戰(zhàn)略策略。但是在國內(nèi)，對于航天科技的發(fā)展戰(zhàn)略的研究還處于初步探索階段，并未將航天科技管理作為一個主題來進行研究，僅僅在航天科技工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究中有一定的涉獵。在航天科技的發(fā)展過程中，通過引入創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，通過完善航天科技管理制度與管理機制，做好航天科技項目的立項與項目管理，以此來使得航天科技項目從立項、研究直至得出成果都有一套完善的航天科技管理制度來對其進行保駕護航，促進航天科技的發(fā)展進步?，F(xiàn)今在航天科技的管理中缺乏系統(tǒng)性的航天科技戰(zhàn)略管理框架，缺乏系統(tǒng)性的研究從而使得航天科技的管理長期以經(jīng)驗管理為主，其中，在航天科技的管理中主要以戰(zhàn)略分析和戰(zhàn)略制定為主要管理模式，忽視了對于航天科技管理戰(zhàn)略實施監(jiān)督控制，使得航天科技的戰(zhàn)略管理并未取得良好的成果。因此，需要在分析借鑒國外同行成熟、先進的航天科技戰(zhàn)略管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建立起符合我國航天科技戰(zhàn)略管理需要的航天科技管理新模式，因此來提高航天科技項目的戰(zhàn)略管理效率與效益，促進我國航天科技的高速、穩(wěn)定的發(fā)展。
2 國外在航天科技與裝備發(fā)展戰(zhàn)略管理研究中的現(xiàn)狀
國外在航天科技與裝備戰(zhàn)略發(fā)展中建立起了一套完善的管理機制，其中以美國和歐洲的航天局為主要代表，下文將對其航天科技與裝備發(fā)展的戰(zhàn)略管理模式進行分析介紹：（1）美國國家航空航天管理局對于航天科技與裝備的戰(zhàn)略發(fā)展主要分為三個層次，其中第一層次是管理局的戰(zhàn)略管理，通過對航天科技項目的發(fā)展從規(guī)劃、實施再到監(jiān)督與控制，建立起一個完善的航天科技項目監(jiān)督管理反饋回路以確保航天科技項目的規(guī)劃和項目實時的緊密貼合，并對航天科技項目的實施進度進行監(jiān)督與反饋控制，以確保航天科技項目的順利實施。在航天科技項目戰(zhàn)略管理的過程中，其主要依靠的是航天科技項目的戰(zhàn)略管理原則，以確保航天科技項目研究工作的順利展開。在航天科技項目的管理過程中通過三委員會的相互作用來構(gòu)建起航天科技項目的監(jiān)督管理體系。在戰(zhàn)略規(guī)劃階段主要通過科學(xué)的研究確定NASA的近期及遠期的發(fā)展規(guī)劃并做好航天科技項目的戰(zhàn)略管理與戰(zhàn)略框架責(zé)任的安排。在項目實施階段，則主要負責(zé)實施計劃的責(zé)任安排。在航天科技項目的監(jiān)督與控制環(huán)節(jié)，則主要通過內(nèi)部的評估與評審，建立其內(nèi)、外部的評價矩陣，負責(zé)航天科技項目實施的監(jiān)督與控制。在第一層的航天科技項目的戰(zhàn)略管理中，需要建立起精益治理、責(zé)任與決策以及考核與平衡、財務(wù)管理等方面的協(xié)調(diào)與管理，以確保航天科技項目的順利實施。
在航天科技項目的第二層戰(zhàn)略管理階段，需要做好對于NASA下屬企業(yè)的航天科技項目戰(zhàn)略管理的延伸，在NASA總體戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，對科技項目的管理流程尤其是戰(zhàn)略規(guī)劃流程進行詳細的細化和劃分，確保航天科技項目的順利實施。第三層為航天科技組件的戰(zhàn)略管理，做好對于航天科技的實施計劃、技術(shù)戰(zhàn)略的應(yīng)用以及商業(yè)化和教育戰(zhàn)略的實施和布局，確保航天科技項目戰(zhàn)略的順利實行，與此同時，NASA對于航天科技項目的群和項目的組合管理的應(yīng)用也十分重視，通過制定程序文件來對其進行專門的指導(dǎo)和規(guī)范。在歐洲航天局（ESA）中為航天科技的發(fā)展制定了終點-終點的航天科技戰(zhàn)略管理框架，在航天科技的戰(zhàn)略管理中主要從以下幾個方面入手：為未來航天科技的發(fā)展項目建立和準備相應(yīng)的技術(shù)儲備、建立起完善的航天科技技術(shù)創(chuàng)新獎勵機制、支持航天科技的發(fā)展并積極參與外部市場的競爭、做好關(guān)鍵技術(shù)的獨立研發(fā)與掌握、積極做好航天科技在非航天領(lǐng)域的應(yīng)用與商業(yè)化方向的應(yīng)用。同時在航天科技項目的戰(zhàn)略發(fā)展中，還需要將不同類型的技術(shù)項目群整合到統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)劃流程中，確保航天科技項目的管理流程更為透明、高效。ESA是多個國家共同組建的，因此在航天科技的管理中需要做好各方的協(xié)調(diào)，為保障技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實施，ESA通過建立歐洲航天技術(shù)平臺來完成各成員國之間的協(xié)調(diào)與技術(shù)的一體化，在航天科技的戰(zhàn)略管理上，ESA在其航天科技項目的戰(zhàn)略管理框架中都有著明確的要求與體現(xiàn)，為做好航天科技項目的規(guī)范化管理建立起了良好的管理體系。
3 做好我國航天科技項目的管理
相較于國外成熟、完善的航天科技項目的管理體系，我國在航天科技項目的管理上欠缺的是系統(tǒng)性的航天科技戰(zhàn)略管理框架，且長期處于以經(jīng)驗管理的狀態(tài)，其中對于航天科技項目的管理的重點放在戰(zhàn)略分析和戰(zhàn)略制定上，對于航天科技戰(zhàn)略的實施和監(jiān)督與控制有所欠缺。因此，在研究和借鑒NASA和ESA等在航天科技項目發(fā)展與戰(zhàn)略管理方面的經(jīng)驗，在了解其在理論研究、戰(zhàn)略管理模式以及戰(zhàn)略管理原則等方面的研究進展的基礎(chǔ)上對國內(nèi)航天科技項目的管理進行補充與完善，從管理機制與治理結(jié)構(gòu)方面入手，明確在航天科技管理中各職能層、企事業(yè)層等的職責(zé)與特點，建立起符合我國航天科技發(fā)展需求的戰(zhàn)略管理框架與管理原則，并以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)航天科技項目的戰(zhàn)略管理，促進航天科技項目的順利實施。
4 結(jié)束語
航天科技項目的戰(zhàn)略管理對于促進航天科技項目的發(fā)展有著重要的意義，文章在分析了NASA和ESA發(fā)展特點的基礎(chǔ)上對如何做好我國航天科技項目的戰(zhàn)略管理提出了幾點建議。
參考文獻
中圖分類號：TP212;TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）03-0070-02
1 背景概述
近年來，我國航空航天技術(shù)取得了快速的發(fā)展，智能數(shù)據(jù)采集裝置也越來越多被應(yīng)用于航空設(shè)計中，滿足了我國航空航天發(fā)展的需要。智能數(shù)據(jù)采集裝置是整個航空航天系統(tǒng)中的重要裝置，它直接影響了我國航空航天設(shè)計的整體性能。將基于光纖以太網(wǎng)的智能數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)用于我國航空航天設(shè)計中，有利于我國航天設(shè)計整體性能的優(yōu)化。
智能數(shù)據(jù)采集裝置在航空航天設(shè)計中一般被應(yīng)用于對相關(guān)直流電壓及各種開關(guān)量進行采集，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)及告警節(jié)點的通信功能。監(jiān)控系統(tǒng)對它們進行統(tǒng)一的監(jiān)控和控制。但是，由于相關(guān)因素的制約，通信效率相對比較低，帶寬也比較小，無論是監(jiān)控策略還是相關(guān)裝置的數(shù)字化都不夠靈活。光纖的通信性能體積比較小，相對比較優(yōu)越，帶寬容量大，抗干擾能力很強。同時其改造成本相對比較低，有利于社會效益和經(jīng)濟效益的同步實現(xiàn)，能夠從根本上提升通信質(zhì)量。
2 智能數(shù)據(jù)采集裝置的硬件設(shè)計
2.1 直流電壓采集電路
直流電壓采集電路需要直流電壓采樣通道對相關(guān)電路進行選擇，然后對直流控制母線和合閘母線進行相應(yīng)的電壓采集。蓄電池組電壓和霍爾線圈剩余電流所轉(zhuǎn)換的電壓采集電路都可以用這種方式進行電壓采集。將其應(yīng)用于航空航天設(shè)計過程中，能夠保證其整體采集裝置性能的優(yōu)化，從根本上提高我國航空航天設(shè)計水平，實現(xiàn)航空設(shè)計過程中各項基礎(chǔ)設(shè)備的優(yōu)化[1]。
2.2 交流量采集電路
交流量采集電路由交流電壓和電流的采集電路組成，能夠?qū)M線電源的電壓、電流、有功和無功信息進行監(jiān)控。交流采集電路的原理是在主備二路進線三相交流電壓采集通過互感器降壓和隔離之后，用AC/DC的有效值將芯片轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后將相關(guān)結(jié)果輸入芯片中來采集電壓值[2]。
光耦繼電器選擇電路通過相關(guān)的芯片來實現(xiàn)，通過對輸出管腳進行配置來選擇合適的采樣通道。降壓與隔離電路對采集電流或電壓通道的選擇是通過電壓互感器將輸入端和采集端進行隔離，然后通過多路通道復(fù)用芯片CD4051實現(xiàn)的。有效值芯片AD736將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出，然后經(jīng)過電阻進行分壓和電容濾波，進行相關(guān)采樣。依據(jù)相關(guān)的采樣數(shù)據(jù)能夠進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息處理和有功無功的相關(guān)計算[3]。
2.3 開關(guān)量采集電路
開關(guān)量采集電路主要對各種開關(guān)的狀態(tài)量、控制母線出線開關(guān)量、合閘母線出線開關(guān)量等狀態(tài)量進行采集。在航空設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員要認識到開關(guān)量采集電路系統(tǒng)的重要作用，結(jié)合開關(guān)量采集電路的實際發(fā)展情況和性能，對其進行優(yōu)化設(shè)計。技術(shù)人員可以對開關(guān)量采集電路進行設(shè)計，依據(jù)不同的需求對路數(shù)進行不同的設(shè)置。
線路數(shù)量隨著性能的需求變化而變化。設(shè)計人員在開關(guān)量采集電路的設(shè)計過程中要針對實際的航空需求來開展，避免線路設(shè)置的盲目性和不合理等。開關(guān)量輸入的公共端都是相同的，其開入電源都是由內(nèi)部電路依據(jù)相關(guān)情況提供的。
2.4 開出量控制電路
開出量控制電路是航空設(shè)計過程中的重要組成部分。它直接影響了設(shè)備的總體性能。開出量控制電路是結(jié)合相應(yīng)的控制策略，對繼電器的動作進行自動控制，以滿足其告警、控制和狀態(tài)等相關(guān)需求?？梢詫LP521芯片的輸入端引腳的高低電平進行控制，來實現(xiàn)繼電器的相關(guān)動作，低電平控制繼電器開出。設(shè)計人員在對開出量控制電路進行設(shè)計的過程中要結(jié)合設(shè)備的具體運行情況進行合理的規(guī)劃和安排。
2.5 光纖以太網(wǎng)線路
本文通過對傳統(tǒng)的串口通信模式進行改變，并將光纖通信應(yīng)用于以太網(wǎng)線路中，提高整體通信質(zhì)量。這些通信過程中，采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報送文件對傳輸數(shù)據(jù)進行封裝，以提高數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和效率，并結(jié)合直流電源系統(tǒng)對數(shù)據(jù)吞吐量進行相應(yīng)的要求。
光纖以太網(wǎng)線路主要由網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光纖收發(fā)器、光電轉(zhuǎn)換和收發(fā)一體化模塊組成。通過相關(guān)的硬件電路實現(xiàn)以太網(wǎng)和光纖的橋接。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器采用的是TS6121C芯片，光纖收發(fā)器則是采用傳輸容量為的IP113A芯片[4]。
3 智能數(shù)據(jù)采集裝置的軟件設(shè)計
3.1 改進的控制策略
由于發(fā)展水平的制約，傳統(tǒng)的智能數(shù)據(jù)采集裝置不能滿足相關(guān)的軟件設(shè)計要求，通過監(jiān)控裝置實現(xiàn)的，智能數(shù)據(jù)采集裝置對數(shù)據(jù)的反饋和相關(guān)控制命令的執(zhí)行過程都相對比較復(fù)雜。不僅需要對下位裝置進行逐個輪詢，而且需要在下位裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)交換完成之后，才能進行下一個數(shù)據(jù)的交換，不僅浪費時間，而且不利于及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸過程中的異常。
將光纖以太網(wǎng)應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置中，能夠?qū)刂撇呗赃M行相應(yīng)的提升和優(yōu)化。當(dāng)智能數(shù)據(jù)采集裝置在數(shù)據(jù)和信息的采集過程中發(fā)生問題，可以實現(xiàn)實時主動上傳，并且對其他數(shù)據(jù)沒有影響。
如果出現(xiàn)故障，能夠及時將故障信息反饋給相關(guān)的監(jiān)控裝置。然后監(jiān)控裝置結(jié)合數(shù)據(jù)采集的具體情況對實時控制處理信息進行下放。
3.2 流程設(shè)計
軟件流程設(shè)計由數(shù)據(jù)處理、采樣和監(jiān)控裝置通信交互三部分組成。技術(shù)人員可以通過定時中斷對開關(guān)狀態(tài)量進行采集。并根據(jù)相關(guān)的采集數(shù)據(jù)和通信信息對相關(guān)數(shù)據(jù)進行解碼，嚴格按照相關(guān)要求和流程進行相應(yīng)的規(guī)劃，從根本上提升整體設(shè)計質(zhì)量[5]。
4 結(jié) 語
以光纖以太網(wǎng)為前提的智能數(shù)據(jù)采集裝置不僅能夠避免復(fù)雜電磁環(huán)境中受到干擾，而且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集和顯示以及故障處理的實效性，有利于監(jiān)控裝置和采集裝置進行相關(guān)的數(shù)據(jù)交流，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換方式的多樣化。
技術(shù)人員要充分認識到以光纖以太網(wǎng)為前提的智能數(shù)據(jù)采集裝置在航空航天設(shè)計過程中的重要作用，從根本上對智能數(shù)據(jù)采集裝置進行優(yōu)化，以提高我國航空航天設(shè)計水平。
參考文獻：
[1] 梁彩云，謝業(yè)平，李泳凡，等.飛/發(fā)性能一體化技術(shù)在航空發(fā)動機設(shè)計 中的應(yīng)用[J].航空發(fā)動機，2015，（3）.
[2] 陳起磊，王志新.基于DSP永磁智能斷路器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分析與設(shè) 計[J].低壓電器，2012，（1）.
高新技術(shù)開發(fā)區(qū)是一個獨立的區(qū)，不屬于任何區(qū)。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)是指中國改革開放后在一些知識密集、技術(shù)密集的大中城市和沿海地區(qū)建立的發(fā)展高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。高新技術(shù)范圍將根據(jù)國內(nèi)外高新技術(shù)的不斷發(fā)展而進行補充和修訂。
高新技術(shù)的范圍包括：微電子科學(xué)和電子信息技術(shù)，空間科學(xué)和航空航天技術(shù)，材料科學(xué)和新材料技術(shù)，光電子科學(xué)和光機電一體化技術(shù)，生命科學(xué)和生物工程技術(shù)，能源科學(xué)和新能源、高效節(jié)能技術(shù)，生態(tài)科學(xué)和環(huán)境保護技術(shù)，地球科學(xué)和海洋工程技術(shù)，基本物質(zhì)科學(xué)和輻射技術(shù)，醫(yī)藥科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程，其它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上應(yīng)用的新工藝、新技術(shù)。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
