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關(guān)鍵詞:攪拌摩擦焊;航空;航天
中圖分類號:TG45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下,使用焊接材料(焊條或焊絲)將兩塊或兩塊以上的母材(待焊接的工件)連接成一個(gè)整體的操作方法。焊接技術(shù)存在著減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)性能等優(yōu)勢,在航空航天制造中已經(jīng)由輔助工藝轉(zhuǎn)變?yōu)轱w機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)。在航空航天業(yè)領(lǐng)域里,特種焊接技術(shù)所占的比例和應(yīng)用面正在逐漸擴(kuò)大,其中又以高能束流焊接技術(shù)以及固態(tài)焊技術(shù)(摩擦焊、擴(kuò)散焊等)電子束焊接、等離子束焊接和激光焊接為代表。先進(jìn)焊接技術(shù)的發(fā)展為飛機(jī)、發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)、構(gòu)造提供了技術(shù)支持,大大促進(jìn)了發(fā)動機(jī)性能的提高,對先進(jìn)飛機(jī)制造與生產(chǎn),航天航空工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。
1 攪拌摩擦焊的原理
攪拌摩擦焊技術(shù)(Faction Stir Welding,簡稱FSW)是英國焊接研究所(簡稱TWI)在1991年發(fā)明的新型固相連接技術(shù),具有無飛濺,無需焊接材料,不需要保護(hù)氣體,被焊材料損傷小,焊縫熱影響區(qū)小,焊縫強(qiáng)度高等特點(diǎn),被譽(yù)為“當(dāng)代最具革命性的焊接技術(shù)。是世界焊接技術(shù)發(fā)展史上自發(fā)明到工業(yè)應(yīng)用時(shí)間跨度最短和發(fā)展最快的一項(xiàng)固相連接新技術(shù)。它是利用一種非耗損的攪拌頭,高速旋轉(zhuǎn)著壓入待焊界面,摩擦加熱被焊金屬界面使其產(chǎn)生熱塑性,在壓力、推力和擠壓力的綜合作用下實(shí)現(xiàn)材料擴(kuò)散連接,形成致密的金屬間固相連接。攪拌摩擦焊與其它常規(guī)焊接方法一樣都是利用摩擦熱作為焊接熱源。攪拌摩擦焊是由一個(gè)圓柱體形狀的焊頭伸入到工件的接縫處,由于焊頭高速旋轉(zhuǎn)與焊接工件材料之間發(fā)生摩擦,連接部位的材料由于溫度升高而軟化,同時(shí)通過對材料進(jìn)行攪拌摩擦進(jìn)而完成焊接。
2 攪拌摩擦焊的特點(diǎn)
2.1 先進(jìn)的固相連接技術(shù)
攪拌摩擦焊相對于慣性摩擦焊與線性摩擦焊而言,是一種新型的固相連接技術(shù),與傳統(tǒng)的熔焊工藝比較,固態(tài)焊接是使母材保持在塑性狀態(tài)下,保持在母材未融化的狀態(tài)下進(jìn)行的,其顯微組織為細(xì)晶組織與母材的鍛態(tài)組織非常接近。焊接后焊縫組織的力學(xué)性能與母材相當(dāng)甚至要超過母材的原有力學(xué)性能。固態(tài)焊接的另一個(gè)優(yōu)勢在于焊接過程的機(jī)械化、自動化程度高,不需要特殊的焊接技術(shù)人員,固態(tài)焊接包括摩擦焊和擴(kuò)散焊,在民用航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)整體化設(shè)計(jì)及制造中,固態(tài)焊接作為一種先進(jìn)的焊接技術(shù),正發(fā)揮著越來越重要的作用。
攪拌摩擦焊主要是依靠旋轉(zhuǎn)和工件的相對運(yùn)動來完成,相對于慣性摩擦焊與線性摩擦焊高昂的設(shè)備來說,攪拌摩擦焊對設(shè)備的要求不高,只要具備以上兩種運(yùn)動即可,如一臺銑床就可以完成簡單的小型平板攪拌摩擦焊,專業(yè)的攪拌摩擦焊設(shè)備的可靠性更高,焊接過程的可重復(fù)性更好好。
2.2 廣泛的應(yīng)用范圍
攪拌摩擦焊在焊接過程中,材料不會融化,因此接頭不會產(chǎn)生粗大的柱狀晶、偏析、夾雜、裂紋和氣孔等與熔化和凝固冶金有關(guān)的焊接缺陷及焊接脆化等現(xiàn)象;軸向壓力和扭矩共同作用下焊接材料會產(chǎn)生晶粒細(xì)化、組織致密等力學(xué)冶金效應(yīng),同時(shí)具備自清潔的功能,以上因素決定了攪拌摩擦焊工藝不但性能優(yōu)異,而且應(yīng)用廣泛,,除傳統(tǒng)的金屬焊接外,還可進(jìn)行粉未合金、復(fù)合材料、功能材料、難熔材料等新型材料的焊接,尤其適用于鋁—銅、銅—鋼、高速鋼—碳鋼、高溫合金—碳鋼等異種材料的焊接,甚至如陶瓷—金屬、硬質(zhì)合金—碳鋼、鎢銅粉末合金—銅等性能差異非常大的異種材料也可連接。
同時(shí),攪拌摩擦焊還具有廣泛的結(jié)構(gòu)尺寸以及接頭形式適應(yīng)性??捎糜诎魧Π?、管對管、管對棒、管(棒)對板等的焊接,在任何位置幾乎都可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。
2.3 綠色、清潔的焊接工藝
攪拌摩擦焊在焊接過程中火花、無弧光、無飛濺、無輻射無煙霧、高頻以及害氣體等對環(huán)境產(chǎn)生影響的污染源,是一種綠色、清潔的焊接工藝。
3 攪拌摩擦焊技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用
在航空航天領(lǐng)域里,新材料、此工藝大量使用,世界范圍內(nèi)的相關(guān)公司都對攪拌摩擦焊做了大量的研究,如飛機(jī)機(jī)身的縱向、環(huán)向、預(yù)成形件的攪拌摩擦焊連接、飛機(jī)起落架傳動支承門、飛機(jī)方向翼板、飛機(jī)中心翼盒蓋板、飛機(jī)蒙皮制造、飛機(jī)機(jī)翼蒙皮結(jié)構(gòu)的修理、飛機(jī)地板攪拌摩擦焊以及新型商業(yè)飛機(jī)的攪拌摩擦焊等。
美國 Eclipse公司在Eclipse N500型商務(wù)飛機(jī)制造中首次大規(guī)模成功運(yùn)用了 FSW技術(shù), 包括飛機(jī)蒙皮、翼肋、弦狀支撐、飛機(jī)地板以及結(jié)構(gòu)件的裝配等基本上都采用攪拌摩擦焊技術(shù)制造,其中70%的鉚接被焊縫替代,這不僅極大地提高了連接質(zhì)量,而且使生產(chǎn)效率提高了近10倍,可以比自動鉚接快6倍,比手動鉚接快60倍,共計(jì)節(jié)省成本約2/3。波音公司將攪拌摩擦焊技術(shù)用于C-17和C-130運(yùn)輸機(jī)地板的制造,利用攪拌摩擦焊代替緊固件連接,簡化了地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并提高了構(gòu)件的生產(chǎn)效率,生產(chǎn)成本降低了20%??傊?,F(xiàn)SW技術(shù)正處于深入研究和推廣應(yīng)用階段,存在著巨大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Α?/p>
總之,攪拌摩擦焊接是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的先進(jìn)焊接制造工藝,在航空航天工業(yè)領(lǐng)域中具有巨大的技術(shù)潛力和廣闊的市場應(yīng)用前景。通過與計(jì)算機(jī)、信息處理、軟件、自動控制、過程模擬、虛擬制造等高技術(shù)的緊密結(jié)合,攪拌摩擦焊接正在以高新技術(shù)面貌展現(xiàn)在人們面前。
參考文獻(xiàn)
[1]王亞軍,盧志軍. 焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展建議[J].航空制造技術(shù),2008(16):26-31.
在美國,普通人上太空遨游,已不是什么新鮮事兒。不論是民間的“太空游”服務(wù)公司還是國家航天局,都能助你實(shí)現(xiàn)“太空夢”,一睹太空的風(fēng)采。
未來什么行業(yè)最有“錢景”?答案也許是“太空游”。美國航空航天局預(yù)言,在十年之內(nèi),太空旅游將成為產(chǎn)值超過10億美元的產(chǎn)業(yè)。對普通人來說,“太空游”無疑是一種飛向太空的可行方式。
不久前,維珍銀河公司表示,他們已經(jīng)獲得美國聯(lián)邦航空局頒發(fā)的試飛許可,計(jì)劃在年底對“太空船二號”進(jìn)行測試,預(yù)計(jì)“太空游”服務(wù)將于2013年正式推出。
維珍銀河公司的“太空游”服務(wù),價(jià)格僅需20萬美元。公司迄今還未公布首次“太空游”的具體時(shí)間,不過,維珍銀河公司總裁喬治·懷特賽茲說,“太空游”或許明年就能實(shí)現(xiàn)。
在懷特賽茲看來,獲得美國航空航天局的試飛許可,是一個(gè)重要的里程碑,這是“太空游”日程提速的有力保障。“太空船二號”是第一個(gè)獲得美國航天局試飛許可的、依靠民用火箭推動的載人航天器。
得到美國航空航天局的試飛許可后,維珍銀河公司和太空船制造商“比例復(fù)合”公司開始將火箭發(fā)動機(jī)安裝到“太空船二號”上?!疤沾枴比缃襁€在美國南部的沙漠小鎮(zhèn)莫哈韋進(jìn)行測試,現(xiàn)已完成了100項(xiàng)測試指標(biāo)。
人類載人航天活動走過了50多年的歷程,至今為止,僅僅只有400多名航天員進(jìn)入太空;“太空游”雖風(fēng)行了20多年,但迄今為止僅有幾個(gè)富翁實(shí)現(xiàn)了太空旅游的夢想。
2001年,美國富商丹尼斯·蒂托成為人類首位太空游客。為了這次太空飛行,蒂托花費(fèi)了2000萬美元!2000萬美元的高價(jià),足以嚇退絕大多數(shù)人。
為此,維珍銀河公司最先打破“價(jià)格”這一障礙。維珍銀河公司一直大力推廣相對廉價(jià)的“太空游”,對首批500名游客推出的“太空游”票價(jià)為20萬美元,購票時(shí)需交最低預(yù)付款2萬美元。
從2000萬美元降到20萬美元,這使“太空游”不再是富翁們的專利,普通人也可以走進(jìn)“太空游”,成為擴(kuò)大太空旅游市場的關(guān)鍵。
中科院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心研究員潘厚任說,太空旅游之所以昂貴,主要是因?yàn)閷w船送上近地軌道,需要消耗數(shù)百噸的昂貴燃料。有數(shù)據(jù)顯示,把單位公斤重量的物品送上近地軌道的價(jià)格都在2萬美元以上。
此外,配合飛船發(fā)射、跟蹤聯(lián)絡(luò)及返回地面設(shè)施的費(fèi)用也不低。要降低“太空游”的費(fèi)用,首先應(yīng)該大幅度降低航天發(fā)射的費(fèi)用。對此,世界各國一直都在絞盡腦汁。
有人預(yù)測,再過幾年,若能將一次“太空游”的價(jià)格降到5萬美元、甚至一兩萬美元,那么全世界每年可能有50萬人到太空去旅游。
對于太空旅游的發(fā)展,美國航空航天局預(yù)言,未來十年太空旅游的產(chǎn)值將超過10億美元。巨大的潛在市場,讓“太空游”公司仿佛看到了美好的未來。
說到美國的民營太空企業(yè),就不能不提莫哈韋鎮(zhèn)。這座位于美國加利福尼亞州的小鎮(zhèn)地處偏遠(yuǎn),荒涼干燥,在它的入口處立有一塊標(biāo)識牌,上面寫著“太空通道”四個(gè)大字。
小鎮(zhèn)不遠(yuǎn)處即是著名的莫哈韋航天航空港,如今已成為民營太空企業(yè)發(fā)射、測試民用太空航空器最為重要的基地。在過去的10年時(shí)間里,有6家太空創(chuàng)業(yè)公司來到莫哈韋小鎮(zhèn)“安家”。
莫哈韋航天航空港行政總裁斯圖爾特·威特自信地說,這里就是太空“硅谷”,看看莫哈韋,就能窺見私營航天業(yè)的發(fā)展。
不過,別看“太空游”市場貌似前景巨大,但真正要想在這個(gè)領(lǐng)域獲得成功,絕非易事。
目前,私營航天企業(yè)的蓬勃發(fā)展,離不開政府的支持。為盡早擺脫對俄羅斯飛船的依賴,美國在航天飛機(jī)退役后,大力鼓勵和推動私人企業(yè)發(fā)展商業(yè)載人航天項(xiàng)目。然而,并非所有企業(yè)都能得到政府的資助。
在莫哈韋小鎮(zhèn),曾經(jīng)有一家名為“旋轉(zhuǎn)火箭”的公司,最后因?yàn)橘Y金耗盡而“倒灶”。后來,“旋轉(zhuǎn)火箭”的前員工杰夫·格萊森又在莫哈韋創(chuàng)立了XCOR航空宇宙公司,計(jì)劃建造類似于“太空船二號”的太空飛機(jī)Lynx,讓它搭載游客去太空游玩。不過Lynx個(gè)頭比一般的太空飛機(jī)要小,只有兩個(gè)座位,一個(gè)給駕駛員,一個(gè)給游客。
目前,XCOR發(fā)展得磕磕絆絆,經(jīng)常出現(xiàn)資金斷流,也曾有員工因拖欠工資而離職。不過,有知情人士透露,目前該公司得到了新投資,預(yù)計(jì)于今年年底或明年年初開始試飛Lynx,2014年將推出商業(yè)“太空游”,一次飛行的票價(jià)為10萬美元。
對于莫哈韋鎮(zhèn)及整個(gè)民用航天業(yè)的前途,杰夫·格萊森說:“只憑一次火箭發(fā)射成功與否來論英雄,這很可笑。在未來幾年中,應(yīng)該對民用航天的前景表示樂觀,我希望一家或者多家公司實(shí)現(xiàn)盈利,希望我的公司在此列?!?/p>
維珍銀河公司推出的“太空游”票價(jià)為20萬美元,與人類首位太空游客花費(fèi)2000萬美元相比,這可謂是向“平民化”邁進(jìn)了一大步。但必須承認(rèn),這價(jià)格依然不菲。那么,這20萬美元,究竟能讓游客得到怎樣的太空體驗(yàn)?zāi)兀?/p>
維珍銀河公司介紹,他們推出的“太空游”每個(gè)席位價(jià)格為20萬美元,旅程為2.5小時(shí)?!疤沼巍狈?wù)將經(jīng)歷以下4項(xiàng)流程:
1.游客將獲得3天的飛前準(zhǔn)備時(shí)間,并在位于美國加利福尼亞州的莫哈韋航天發(fā)射場接受訓(xùn)練;
2.游客將乘坐一艘樣式獨(dú)特的航天器遨游太空;
3.當(dāng)航天器升到15公里的高空后,運(yùn)載母船“白色騎士二號”(運(yùn)載母船是一種擁有大型固定翼的飛機(jī),包括兩個(gè)由中間翼連接的機(jī)身,它主要是用作載人飛船的高空發(fā)射平臺)將發(fā)射載人飛船“太空船二號”,里面可以載客6人;
4.載人飛船“太空船二號”脫離運(yùn)載母船后,將升高到110公里高空,并將其機(jī)翼折疊起來環(huán)繞地球飛行。此時(shí),游客在艙內(nèi)可感受到大約6分鐘的失重狀態(tài),解開安全帶就能在艙內(nèi)四處漂浮。
對游客來說,體驗(yàn)失重狀態(tài)下奇妙的感覺,是太空游重要的組成部分。此時(shí)此刻,你可以真正飄起來,即使是頭朝下,也不會有絲毫不舒服的感覺。如果船艙中有足夠的空間,你還可以在船艙里翻跟頭。同時(shí),你還會感到力大無比,哪怕是非常重的東西,你只要稍微推一下,就會飛起來。
此外,在太空鳥瞰地球也將是一場絕妙無比的體驗(yàn)。你可以居高臨下地欣賞美不勝收的地球美景,也能在真空條件下瞭望璀璨的宇宙星空。
俄羅斯宇航員弗拉基米爾·德祖洛夫曾這樣描述他的太空感受:“當(dāng)我們飛離地球,在遙遠(yuǎn)的太空直視它的時(shí)候,那種感覺最為美妙。它就像一個(gè)巨大的、美麗的藍(lán)色氣球,飄浮在太空中,周圍是無邊的黑暗。”
對于那些不滿足于某一次“太空游”、且立志終身獻(xiàn)身于航天事業(yè)的普通美國人來說,報(bào)名加入國家宇航員的招聘是一項(xiàng)不錯(cuò)的選擇。登錄美國國家航空航天局的網(wǎng)站,你會發(fā)現(xiàn)每兩年就會宇航員的招聘信息。
作為一個(gè)美國公民,你可以填寫一份政府就業(yè)申請,然后耐心等待電話通知。每次平均約有4000人申請,而其中會有約100名幸運(yùn)兒接到電話,被邀請到NASA約翰遜航天中心進(jìn)行一周的面試、體能測驗(yàn)等。通過者可成為宇航員候選人,接受約20個(gè)月的基礎(chǔ)訓(xùn)練并取得宇航員資格,隨后將參加更具專業(yè)性的進(jìn)階訓(xùn)練,直到被指派參加升空任務(wù)。
要想成為一名宇航員,身高必須在1.57米到1.9米之間,視力達(dá)到5.0,血壓要在90~140之間。這些基本要求跟選拔普通飛行員很像,這也是為什么招募指南里會注明擁有1000小時(shí)以上噴氣機(jī)駕駛經(jīng)驗(yàn)人士優(yōu)先,因?yàn)槿绻麘?yīng)聘成功,在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),申請人將只在一個(gè)始終處于失重環(huán)境并且狹小封閉的太空艙中工作生活,沒有強(qiáng)健的體魄是不可能勝任的。
除了身體健康之外,另一個(gè)重要考核指標(biāo)就是學(xué)歷,要想成為一名宇航員,必須擁有工程學(xué)、生物科學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的碩士或博士學(xué)歷。另外NASA對教師有優(yōu)先條件,有幼兒園到高中教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師都可以申請應(yīng)聘宇航員。
NASA將宇航員分成軍人宇航員和非軍人宇航員兩類。其中非軍人宇航員屬于聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)雇員。根據(jù)《美國航空航天局雇員福利手冊》,包括宇航員在內(nèi)的NASA雇員的工資分為15個(gè)級別,每一級又分10個(gè)檔次。
非軍人宇航員的薪水與政府其他部門人員差不多,具體每名宇航員薪金的多少,取決于他為政府工作的年限和他的學(xué)歷與經(jīng)驗(yàn)。一名新招募進(jìn)來的宇航員工資年薪約為65104美元,而一名擁有博士學(xué)位、為政府工作20年的宇航員工資年薪最多可達(dá)到141715美元,這在美國算是很普通的工資水平。另外,薪水也會根據(jù)物價(jià)上漲的幅度有所增加。
如果宇航員是軍人,他們的福利待遇、薪酬和休假則完全按照美國軍隊(duì)現(xiàn)役軍人的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行,即按照軍銜的高低來領(lǐng)取工資。
作為宇航員,常年要在失重、狹小封閉的環(huán)境內(nèi)工作和生活,“航天病”對他們來說是家常便飯。一般在太空飛行3~4天時(shí)最明顯,宇航員會產(chǎn)生面部浮腫、流鼻血、頭脹、頭暈等癥狀,一周后才基本消失,而飛行3周后會出現(xiàn)心血管系統(tǒng)的變化。
隨著飛行時(shí)間的延長,骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮會有逐漸加重的趨勢。在飛行30天后,各生理系統(tǒng)進(jìn)行自身調(diào)節(jié),逐漸適應(yīng)失重環(huán)境。同樣,宇航員在返回地面時(shí),受地心引力的作用,會感到自己和周圍的物體重量增加,導(dǎo)致宇航員站立困難、運(yùn)動不協(xié)調(diào),也有頭暈、頭痛現(xiàn)象出現(xiàn)。
針對這些問題,NASA有專門的療養(yǎng)中心,為結(jié)束任務(wù)的宇航員做理療,幫助他們恢復(fù)健康。療養(yǎng)中心同樣為宇航員們提供免費(fèi)的醫(yī)療服務(wù)。而如果宇航員在NASA服役18個(gè)月以上,并由于工作原因?qū)е陆K生殘疾,則可享受額外的終生傷殘補(bǔ)貼,并繼續(xù)留在NASA智庫工作。
若是短期的傷殘,則可以享受免費(fèi)醫(yī)療計(jì)劃,并享有帶薪病假,同事可以將自己的剩余年假捐給傷者用于休假療養(yǎng)。若是家人生病需要照顧,宇航員同樣可以申請104個(gè)小時(shí)的休假來照顧病人。
此外,為保持宇航員的心理和社交能力正常,NASA還專門為其提供心理咨詢和定期的心理輔導(dǎo),為宇航員解決太空孤獨(dú)癥等一系列心理問題。
非軍人宇航員享有聯(lián)邦雇員團(tuán)體人壽保險(xiǎn)或NASA雇員福利保險(xiǎn)中的至少一個(gè),宇航員的配偶和子女都包含在保險(xiǎn)范圍之內(nèi)。非軍人宇航員保險(xiǎn)類別與聯(lián)邦政府其余機(jī)構(gòu)雇員相同,即在年薪外加2000美元。
由于航天飛行風(fēng)險(xiǎn)極大,聯(lián)邦政府會給因事故犧牲的宇航員家屬數(shù)額龐大的免稅撫恤金?!案鐐惐葋啞碧柺潞螅瑺奚挠詈絾T每人至少獲得25萬美元的標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)金。最終聯(lián)邦政府給7名宇航員的家屬共計(jì)2660萬美元的撫恤金。
如果軍人宇航員因事故死亡,其家屬每月還可從軍方獲得935美元的補(bǔ)助,宇航員的孩子每人每月獲得234美元,直到18歲。軍方還發(fā)給每個(gè)家庭6000美元的現(xiàn)金以應(yīng)付急需開支,同時(shí)還有6900美元的安葬費(fèi)和住房補(bǔ)貼費(fèi)。而對于已故非軍人宇航員,NASA給宇航員配偶的補(bǔ)助是他們生前年薪的一半,每年還外加2萬多美元。
關(guān)鍵詞: 航空材料;腐蝕;防治
中圖分類號:V250.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)0220034-02
腐蝕現(xiàn)象在人們在社會生產(chǎn)及使用到的各種材料中都普遍存在,因?yàn)楦g所導(dǎo)致的原材料無法使用給社會帶來了不可估量的各方面損失。航空材料由于其工作的環(huán)境復(fù)雜多變,構(gòu)成材料互相配合的影響,在飛行器制空、停放階段都會受到種類繁多、程度不一的腐蝕,導(dǎo)致飛行器運(yùn)營成本的增加,對其功能的完整性與使用的安全性構(gòu)成嚴(yán)重危害。有調(diào)查資料顯示,每年因航空材料腐蝕的問題,而造成的大量修理、維護(hù)費(fèi)用,甚至航空器重大墜毀事故的數(shù)量都不在少數(shù)。所以對航空材料腐蝕問題及防治措施的研究,對于航空業(yè)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
1 航空材料腐蝕類型與相應(yīng)措施
航空器包括很多不同種類的航空材料,這些材料所處的工作環(huán)境各不相同,導(dǎo)致對航空材料產(chǎn)生腐蝕的原因也是多種多樣的。腐蝕類型可分為以下幾種。
1.1 電化學(xué)腐蝕
電位差與電解質(zhì)溶液是形成電化學(xué)腐蝕的兩個(gè)基本條件。在飛行器的結(jié)構(gòu)之中,承擔(dān)功能的不同,所以不同結(jié)構(gòu)所使用的材料性質(zhì)也不同。比如,飛行器的表面材料大多使用具優(yōu)良延展性、相對強(qiáng)度低的鋁合金材料、起落架及龍骨梁則選用強(qiáng)度高的合金鋼材料。材料不同,它們的電極電位也不同,如果它們接觸就有可能產(chǎn)生腐蝕的隱患;就算是同種類的材料,由于其內(nèi)部雜質(zhì)的存在或其自身就是由不同電極電位多相組成,因此也存在著腐蝕隱患。因此從航空材料的構(gòu)成來說,客觀就可能存在著電化學(xué)腐蝕問題。
作為中遠(yuǎn)程運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ?,飛行器工作的特點(diǎn)直接決定了它的工作環(huán)境的變化要大于其他交通工具。飛機(jī)在工作中經(jīng)常穿越溫度、溫度相差很大的氣候地帶,尤其是我國幅員廣闊,有著亞熱帶及熱帶濕潤型氣候,航空材料難以避免的要在潮濕的環(huán)境中工作,還會因?yàn)闀円箿夭畹淖兓诮Y(jié)構(gòu)中積水??諝饫锏亩趸肌⒍趸虻葰怏w包附在航空材料的表面,發(fā)生電離而產(chǎn)生電解質(zhì)溶液,使航空材料產(chǎn)生吸氧腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)飛行器內(nèi)部有大量連接間隙,形成電化學(xué)腐蝕蔓延。
1.2 承力結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕
它是指應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下對材料的破壞方式。應(yīng)力腐蝕只會發(fā)生在特定腐蝕環(huán)境與材料體系之中,它的特點(diǎn)是造成破壞的靜應(yīng)力大大低于材料屈服強(qiáng)度,斷裂形式是不產(chǎn)生塑性變形的脆裂,拉應(yīng)力是其主因。
以飛機(jī)起落架應(yīng)力腐蝕例,起落架是飛行器主要受力結(jié)構(gòu)之一,當(dāng)飛行器停放時(shí),起落架輪軸受到拉應(yīng)力的作用,可能在腐蝕介質(zhì)下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。起落架的材質(zhì)通常為鍍鉻高強(qiáng)鋼,其強(qiáng)度高、耐磨損但硬度較脆,易在飛行器的起降突變負(fù)荷作用下缺陷掉落而失去效果。清洗、結(jié)露等會使起落架輪軸積水,其雜質(zhì)也容易在起降或是清洗時(shí)附在輪軸位置,形成應(yīng)力腐蝕溶液,從而造成應(yīng)力腐蝕。在飛行器上易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕部位還有:廚房、廁所下方區(qū)域,濕氣的長期聚焦,容易出現(xiàn)腐蝕;機(jī)身頂部,由于冷凝水聚集作用再加受拉伸應(yīng)力,易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕;機(jī)下下部,艙門口、廚房、貨艙附近的部位易出現(xiàn)腐蝕;框架、桁條及止裂帶;機(jī)身蒙皮,在應(yīng)力、濕氣雙重作用下,產(chǎn)生蒙皮鼓包、變形、丟失緊固件,易出現(xiàn)裂紋;壓力隔框,經(jīng)常出現(xiàn)于位置較低部位,尤其是排水設(shè)施不夠及未維護(hù)的部位;大翼及安定梁,對梁上各種位置腐蝕的探測、修理非常困難;翼中段、承壓艙板;貨艙門的平衡彈簧應(yīng)力性腐蝕。
1.3 發(fā)動機(jī)的高溫腐蝕
發(fā)動機(jī)的主要腐蝕表現(xiàn)形式是高溫氧化腐蝕。推力大、效率高、油耗低、壽命長是航空發(fā)動機(jī)發(fā)展趨勢。只有對渦輪進(jìn)口燃?xì)鉁囟冗M(jìn)行提升,才能供給出需要的增壓比與流量比,實(shí)現(xiàn)提升推力的同時(shí)降低油耗。所以發(fā)動機(jī)的渦輪葉抗高溫腐蝕的性能非常關(guān)鍵。對此可采取幾種方法進(jìn)行防護(hù):保障性能前提之下,提高葉片本身熔點(diǎn)和高溫抗氧化的能力;使用與基體材料具有良好親和力、高溫性能佳的保護(hù)涂層;采用氣冷技術(shù),令冷卻的空氣在渦輪葉片表面構(gòu)成保護(hù)型氣膜。
鎳基超合金是當(dāng)前在航空航天領(lǐng)域中發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的材料。它具備優(yōu)良的綜合機(jī)械性:高溫強(qiáng)度、室溫的韌性及抗氧化性能,但它的極限應(yīng)用溫度為1100至1150攝氏度,已達(dá)其熔點(diǎn)85%,再提升其使用溫度潛力較小?,F(xiàn)今對新型高溫結(jié)構(gòu)的材料使用溫度要達(dá)到1600攝氏度左右,鈮、鉬基硅化物合金因其在高溫強(qiáng)度與低溫?fù)p傷的容限良好平衡,而顯示出巨大的發(fā)展前景,可代替目前的鎳基合金材料。所以最近幾年國內(nèi)外將鈮、鉬基結(jié)構(gòu)的材料作為研發(fā)渦輪葉片繼承材料的主方向。
在涂層保護(hù)領(lǐng)域,目前大多使用等離子噴涂技術(shù)、滲鋁或硅涂層。在我國航空用發(fā)動機(jī)行業(yè),用等離子噴涂制作熱障涂層的技術(shù)已經(jīng)在新型航空用發(fā)動機(jī)渦輪葉片與隔熱屏等部件上成功被應(yīng)用。同時(shí)滲鋁、硅技術(shù)由于工藝簡單、與新材料親和力佳,也得到了相應(yīng)的大發(fā)展。
好的氣冷設(shè)計(jì)可以在現(xiàn)有材料基礎(chǔ)之上對葉片表面溫度進(jìn)行有效降溫,但因冷卻必須在葉片的內(nèi)部進(jìn)行氣道設(shè)計(jì),并在葉片表面布置相當(dāng)數(shù)量的氣孔,不但要合理規(guī)劃分布?xì)獾溃€要對葉片實(shí)施相對復(fù)雜的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)。
1.4 意外腐蝕
飛行器在工作中還會遇到意外腐蝕的情況,這種情況與飛行器本身材料、設(shè)計(jì)、工作環(huán)境沒有關(guān)系,根本就是人為原因而造成的。比如機(jī)上承載強(qiáng)腐蝕性物質(zhì),發(fā)生泄漏而造成飛行器發(fā)生腐蝕。
通過編制詳細(xì)的操作流程與有關(guān)部門加強(qiáng)監(jiān)督管理,并制定相應(yīng)的強(qiáng)制性規(guī)定規(guī)范,并由專人進(jìn)行負(fù)責(zé)落實(shí)便可完全避免人為因素而造成的腐蝕現(xiàn)象。
2 航空材料腐蝕與防治研究
我國對航空材料腐蝕與防護(hù)研究、應(yīng)用于上世紀(jì)50年代開始,經(jīng)過這些年的發(fā)展,取得了一定的成果。
2.1 自然環(huán)境
這種研究是在極端的環(huán)境或是典型的環(huán)境條件之下,對航空材料進(jìn)行適應(yīng)性研究。在戶外的暴露實(shí)驗(yàn)是其基本方法,也是研究的基礎(chǔ)。我國對航空材料上常用的鋁合金材料進(jìn)行了戶外暴露實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明,鋁合金經(jīng)過3年暴露在海洋、工業(yè)、濕熱地區(qū)和潮濕大氣中后,會在表面產(chǎn)生腐蝕物。
2.2 戶內(nèi)加速實(shí)驗(yàn)
自然環(huán)境戶外暴露實(shí)驗(yàn)是評估材料在大氣中腐蝕程度的方法,但其實(shí)驗(yàn)周期長,還不足以滿足材料的研制、腐蝕的控制、防護(hù)材料研究的要求。為滿足我國航空航天領(lǐng)域?qū)ρ杆僭u估材料環(huán)境的適應(yīng)性要求。我國某研究院研發(fā)了綜合環(huán)境實(shí)驗(yàn)機(jī),并相應(yīng)發(fā)展出了針對航空鋁合金材料的綜合加速實(shí)驗(yàn)表譜。研究顯示,與傳統(tǒng)加速實(shí)驗(yàn)相比較,該綜合加速能更好模擬航空用鋁合金材料的大氣腐蝕現(xiàn)象。
2.3 腐蝕機(jī)理與測試技術(shù)
航空材料在力學(xué)與環(huán)境因素的雙重影響下可能誘發(fā)因應(yīng)力腐蝕而造成重大事故,所以開展相關(guān)應(yīng)力腐蝕測試與研究是一項(xiàng)重要內(nèi)容。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展出了部分應(yīng)力腐蝕敏感的測試標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)在研究航空材料和飛行器應(yīng)力腐蝕問題上起著重要的作用。
2.4 發(fā)動機(jī)高溫防護(hù)
發(fā)動機(jī)的高溫防護(hù)涂層通常可分為擴(kuò)散及包覆涂層兩種。我國目前研發(fā)出許多種發(fā)動機(jī)的部件使用涂層,如滲AL、AL-SI料漿涂層、MCRALX包覆型涂層、封嚴(yán)涂層等等,其中有些已經(jīng)批量生產(chǎn)。
2.5 表面處理
當(dāng)前在航空航天業(yè)中普遍采用的表面處理技術(shù)有電鍍、陽極化、緩蝕用劑等等。為滿足航空行業(yè)需要,我國對高強(qiáng)度的鋼低氫脆無氰鍍鎘進(jìn)行應(yīng)用研究。研究發(fā)現(xiàn)其各項(xiàng)指標(biāo)均好于氯化銨鍍鎘鍍層。
防腐蝕涂層是目前提高飛行器適應(yīng)性最重要的手段之一,我國防腐蝕涂層也正朝著高性能、環(huán)保的方向發(fā)展著,國內(nèi)防腐蝕密封劑等方面也取得了較大進(jìn)步。
3 航空材料腐蝕問題防治體系
腐蝕防護(hù)技術(shù)已經(jīng)過多年的發(fā)展。從金屬成為航空器的結(jié)構(gòu)主材料以來,由于腐蝕原因造成的相關(guān)維護(hù)成本大大增加,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的航空事故,航空材料腐蝕的防護(hù)技術(shù)重要性日益提高。腐蝕防護(hù)技術(shù)從單純的對腐蝕零部件進(jìn)行修復(fù)到預(yù)防性的噴保護(hù)漆及防水保護(hù)等。但依然處于被動的狀態(tài),腐蝕防護(hù)工作相對落后,而且時(shí)常會有疏漏情況,缺乏對腐蝕的主動控制。
航空材料的腐蝕從根本上說是自然現(xiàn)象,無法真正的避免其出現(xiàn),只能利用有效手段進(jìn)行控制?,F(xiàn)代的腐蝕防護(hù)技術(shù)偏向保證航空器在使用壽命內(nèi)其材料不會因?yàn)楦g原因而失去效果。為更好的實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),必須要從對型號的論證時(shí)期就對航空材料腐蝕防護(hù)的工作進(jìn)行總體性的規(guī)劃,按飛行器總體需要編制防護(hù)大綱,并以此開展該型號飛行器的腐蝕防護(hù)操作。
如:某型號飛行器中大量采用了復(fù)合材料,那么所編制的大綱中應(yīng)該對復(fù)合材料腐蝕的特性做出詳細(xì)說明,介紹其防腐蝕方法并對其進(jìn)行分級;到細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的階段時(shí),專業(yè)技術(shù)人員要依據(jù)大綱的要求,編制結(jié)構(gòu)防護(hù)腐蝕手冊與先材手冊,對飛行器設(shè)計(jì)人員實(shí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選材上的輔助作用,以避免在飛行器中出現(xiàn)容易腐蝕的結(jié)構(gòu)與選材工作的失誤,并對易腐蝕的關(guān)鍵部位進(jìn)行詳細(xì)的防護(hù)設(shè)計(jì);在裝配制造階段,專業(yè)防護(hù)人員必須根據(jù)大綱的要求,配合質(zhì)保人員編制生產(chǎn)工藝,避免在生產(chǎn)、裝配過程中因不當(dāng)操作而造成腐蝕隱患,消除其過程中的殘留應(yīng)力,并對暴露部件腐蝕的防護(hù)工作加以指導(dǎo);在飛行器服役時(shí)期,編制腐蝕維護(hù)的相關(guān)手冊,對航空材料腐蝕的維護(hù)等級進(jìn)行切分,制定相應(yīng)的腐蝕檢查方法與其處理措施,最大程度消除飛行器腐蝕隱患,使之運(yùn)行正常。至此,從飛行器的型號開發(fā)到正常使用,其防腐蝕工作可作為一套防護(hù)體系。
防護(hù)體系還應(yīng)具有自我完善的功能,建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料庫,將從型號開發(fā)往后各階段的工作反饋資料收集入庫,資料庫的完整性隨著型號的積累而穩(wěn)步提升,最終可以為腐蝕防護(hù)工作提供極大的幫助以及理論實(shí)踐的基礎(chǔ),將腐蝕帶來的航空材料的破壞降到最低。
4 結(jié)語
對航空材料的腐蝕有四種,如果任其發(fā)展,任意一種都將造成災(zāi)難性的航空事故。我國目前對航空材料的腐蝕及防治研究已經(jīng)取得了一定的成果,但仍然需要積極引入、研發(fā)防腐蝕的各類新技術(shù),從飛行器的設(shè)計(jì)選型到交付使用的整個(gè)過程、階段都積極應(yīng)用、推廣防腐蝕的新技術(shù),以保障航空材料的質(zhì)量,為我國航空航天事業(yè)的發(fā)展提供有力的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉星北、陳穎、胡錦旋、張佳佳、劉亞奇,淺談國內(nèi)航空材料的腐蝕與防護(hù)[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究,2009.
關(guān)鍵詞:焊接;技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展
中圖分類號:P755文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
一、我國焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1、較長焊縫和厚板焊縫的焊接技術(shù)落后
在對鋼板進(jìn)行焊接的過程中,長焊縫和厚板的焊接是不可避免的。焊接技術(shù)水平的高低、焊接的效率以及焊接質(zhì)量深深影響著產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)品的成本。除此之外,厚板的對縫焊接、箱形零構(gòu)件的整體焊接以及T型焊縫的焊接等的工作量是非常巨大的,對焊接技術(shù)要求十分嚴(yán)格。在焊接的過程中,焊縫第一層采用的是埋弧焊(SAW)焊接技術(shù)。這種方法產(chǎn)生的垃圾廢渣不易清理。所以,焊縫的第一層通常采用埋弧焊(SAW)蓋面和熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)打底相互結(jié)合的工藝來進(jìn)行處理。使用這種方法的一個(gè)缺憾是焊接效率提高受限。在T型焊接和厚板相互對接的焊接過程中通常采用的是碳弧氣刨清根工藝技術(shù)。這種技術(shù)能夠使焊縫進(jìn)行全熔透的焊接,但是增加了加工成本,也對焊接工藝人員的身體和焊縫質(zhì)量造成影響。
2、焊接技術(shù)自動化水平不高
一個(gè)國家要想發(fā)展強(qiáng)盛,必須依托于工業(yè)現(xiàn)代化、加工自動化。只有這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品才能節(jié)約加工成本,給社會創(chuàng)造出更多的福利。通過調(diào)查顯示國外的焊接自動化水平已經(jīng)達(dá)到80%,而我國的焊接自動化水平最多只占30%。絕大多數(shù)的焊接依舊是采用手工焊接來實(shí)現(xiàn)的。若想取得工業(yè)的迅速發(fā)展,自動化的焊接發(fā)展方向是必然的選擇。
3、焊接構(gòu)件易產(chǎn)生冷熱裂紋
冷裂紋指的是焊縫在冷卻的過程中,如果溫度下降到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍以下,焊縫就會在焊接后立即出現(xiàn)。這種焊縫通常也叫做延遲裂紋。這種冷焊縫形成的必要條件是:焊縫接頭處存在擴(kuò)散氫、具備淬硬組織、拉伸應(yīng)力較大并且密集。而熱焊縫是在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的,又稱之為結(jié)晶裂紋或高溫裂紋。這些裂縫容易出現(xiàn)在裂縫的內(nèi)部,也易出現(xiàn)熱影響區(qū)。熱裂紋的形狀主要有橫向裂紋、弧坑裂紋、縱向裂紋、根部裂紋等等。熱裂紋是由力學(xué)和冶金制造過程中的因素一起作用才產(chǎn)生的。它形成的主要原因是由于焊接池中的低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)共存致使晶體偏析。這樣裂紋的強(qiáng)度就非常低,極易產(chǎn)生裂紋。
4、焊接人員的專業(yè)技術(shù)水平不足
焊縫技術(shù)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量以及整體鋼結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)流程。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品被應(yīng)用到了幾乎所有領(lǐng)域,了解焊接的相關(guān)技術(shù)是對技術(shù)操作人員的基本規(guī)定。要求操作人員熟練掌握自身業(yè)務(wù)水平是對其的最起碼的要求。而我國的焊接技術(shù)人員對業(yè)務(wù)水平了解的太少,與對行業(yè)需求存在非常大的距離。
二、我國焊接技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域
1、航空航天工業(yè)中的應(yīng)用:焊接技術(shù)依其可靠的性能,被廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè),焊接的工作量占全部工時(shí)的百分之十,焊接連接的部件在航空航天領(lǐng)域內(nèi)占百分之五十以上。由于航空航天工業(yè)中對金屬材料要求的特殊性,促成了特種焊接技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生。目前主要使用的是固態(tài)焊接技術(shù)和高能束流焊接技術(shù)。其中的激光焊、電子束焊、攪拌摩擦焊是在我國航空航天領(lǐng)域中最常用的三種先進(jìn)焊接技術(shù)。
2、汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用:電子束焊接主要用于發(fā)動機(jī)增壓器渦輪、后橋、行星齒輪框架、離合器、汽缸、變速箱齒輪等部件的焊接;激光焊技術(shù)主要用于框架結(jié)構(gòu)、零部件的焊件和車身拼焊;攪拌摩擦焊主要用于發(fā)動機(jī)引擎、汽車輪轂、汽車地方車身支架、汽車車門預(yù)成型件和液壓成型管附件。
3、船舶工業(yè)中的應(yīng)用:高效焊接技術(shù)在船舶制造中占有重要的地位,是一項(xiàng)技術(shù)性、專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,尤其是CO2氣體保護(hù)半自動焊接技術(shù)應(yīng)用率達(dá)到60%-65%,成為我國現(xiàn)代造船模式中的關(guān)鍵技術(shù)之一。先進(jìn)的造船高效焊接技術(shù),在提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、縮短造船周期,提高船舶建造質(zhì)量,推動船舶建造焊接機(jī)械化、自動化發(fā)展上的作用是不可小視的,也是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。
4、核電建造中的應(yīng)用:焊接技術(shù)作為一種關(guān)鍵的特殊工藝,在中國核電建造中產(chǎn)生非常重要的作用,核電作為一種“高風(fēng)險(xiǎn)”的清潔領(lǐng)域,對焊接質(zhì)量的要求非常嚴(yán)格。對于組成核電站的每條焊縫都要求100%的合格,并對每條焊縫實(shí)行可追朔性管理,對焊接技術(shù)的要求非常高,它直接關(guān)系著核電站核安全的狀態(tài)。因此,不斷提高我國焊接技術(shù),可以有效推進(jìn)核能行業(yè)的發(fā)展,確保核電站運(yùn)行的安全可控,同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)核電領(lǐng)域十二五規(guī)劃的完成奠定基礎(chǔ)。
三、我國焊接技術(shù)的發(fā)展前景
為了積極促進(jìn)我國焊接技術(shù)的發(fā)展,使其滿足我國市場發(fā)展的需求,通過分析我國焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,能夠推斷出我國焊接技術(shù)主要會從以下幾個(gè)發(fā)展方向進(jìn)行。
1、磁控焊接技術(shù)
磁控焊接技術(shù)屬于新興的焊接技術(shù)。它主要是通過磁場來實(shí)現(xiàn)焊接。它的投入成本非常低、裝置也比較簡單、耗能非常少、效益比較好。通過常年對磁控焊接技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)了磁控對電弧焊電弧狀態(tài)的影響。外加磁場對焊接母材的熔化與焊縫的成形有非常大的影響。利用電磁攪拌技術(shù)能夠改變金屬結(jié)晶過程中的熱量傳遞過程,進(jìn)而使結(jié)晶方向發(fā)生變化。通過組織的細(xì)化作用,能夠使焊縫的一些力學(xué)特點(diǎn)提升的更加明顯。除此之外還能降低焊接過程中缺陷的敏感性。鑒于磁控焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),這必定是其中的發(fā)展方向之一。
2、低溫焊接技術(shù)
由于我國地理環(huán)境的特殊位置,冬季寒冷時(shí)節(jié)持續(xù)時(shí)間相對較長,這就考驗(yàn)著低溫環(huán)境下焊接技術(shù)的性能。近些年來,各個(gè)相關(guān)學(xué)術(shù)組織都在積極的解決應(yīng)對冬季低溫焊接的問題以及施工的臨界溫度的取值問題。
例如,我國在冬季完成了“鳥巢”萬噸級以上的剛結(jié)構(gòu)件的焊接工作。冬季進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)影響焊接的因素主要有操作員的工藝水平、焊機(jī)的效率、材料的性能、焊法的熟練程度以及環(huán)境的作用。僅僅考慮這些因素中的某一項(xiàng)或某兩項(xiàng)是不全面的,是無法做出正確評價(jià)的。綜合考慮這些因素的影響“,鳥巢”在低溫作業(yè)環(huán)境下取得了顯著成果,并以此確定了低溫焊接的臨界溫度為150°C。低溫焊接能夠縮短工期,為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由“鳥巢”焊接任務(wù)中獲得的低溫焊接經(jīng)驗(yàn)技術(shù)必將應(yīng)用于實(shí)踐。
3、電子焊接技術(shù)將被激光焊接取代
激光束經(jīng)過聚焦后,激光焦點(diǎn)處的能量密度高達(dá)10-100W/cm并且加熱的范圍甚至小于1mm。如果將此技術(shù)應(yīng)用于焊接方面,那將會給焊接工業(yè)帶來巨大的變革。一方面可以提高焊接的速度,另一方面還可以減小接頭處的變形以及減小應(yīng)力集中。激光焊接術(shù)達(dá)到的焊接精度比較高,是比較理想的焊接技術(shù)。激光焊接的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可以進(jìn)行長距離的焊接,因?yàn)榧す饩哂兄本€傳播的特點(diǎn)。除此之外與電子束相比較而言,激光束的優(yōu)勢顯而易見。第一,激光焊接不需要真空環(huán)境,節(jié)約了設(shè)備上的成本投入;第二,激光束不會產(chǎn)生X射線,對人體不會造成傷害,不需要專門的防護(hù)用具;第三,激光焊接的生產(chǎn)效率比較高。因此,激光束在不久的將來應(yīng)該會取代電子束成為焊接主流技術(shù)。
結(jié)束語
我國焊接技術(shù)水平同國外發(fā)達(dá)國家相比差距仍然比較巨大。這就要求我國焊接技術(shù)人員積極探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),積極加強(qiáng)焊接技術(shù)的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。一方面要提高焊接的質(zhì)量,另一方面更要加強(qiáng)焊接自動化水平技術(shù)的提高。只有這樣我國的焊接技術(shù)才能領(lǐng)超世界強(qiáng)國,排于前列。在新時(shí)期我們要坦然面對我們自身的不足,尋找自身的發(fā)展特點(diǎn)和方向。我們要積極沿著磁控焊接、高溫焊接等先進(jìn)焊接工藝的目標(biāo)發(fā)展。爭取焊接技術(shù)的更大進(jìn)步,為我國的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1]李亞江,吳娜.先進(jìn)焊接技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù),2010(9).
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī);人工智能技術(shù);應(yīng)用
1引言
人工智能技術(shù)已經(jīng)成為目前最受社會關(guān)注的新興科技之一,隨著該技術(shù)在各行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入,人們的工作和生活方式不斷向智能化方向發(fā)展,工作和學(xué)習(xí)效率都得到了質(zhì)的飛躍,未來,人工智能技術(shù)也必然會獲得更加廣闊的發(fā)展前景。
2人工智能技術(shù)概述
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,這門學(xué)科的主要目標(biāo)是了解人類智能的本質(zhì),并通過將人類智能轉(zhuǎn)移到智能機(jī)器中,使智能機(jī)器能在不同應(yīng)用場景下做出類人思維的反應(yīng)。人工智能是一項(xiàng)綜合了多項(xiàng)高新科技的綜合性學(xué)科,包含5項(xiàng)核心技術(shù),分別是計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、機(jī)器人技術(shù)和生物識別技術(shù)。其中,機(jī)器學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的核心技術(shù),該技術(shù)使智能機(jī)器在算法復(fù)雜度理論、凸分析、統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科的支持下,能自主模擬人類行為。目前已經(jīng)發(fā)表的機(jī)器學(xué)習(xí)策略主要包括模擬人腦的機(jī)器學(xué)習(xí)和采用數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法2種策略。其中模擬人腦的機(jī)器學(xué)習(xí)策略又可細(xì)分為符號學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),符號學(xué)習(xí)是以認(rèn)知心理原理為基礎(chǔ),在機(jī)器中輸入符號數(shù)據(jù),用推理過程在圖或狀態(tài)空間中搜索并進(jìn)行符號的運(yùn)算,對概念性和規(guī)則性知識的學(xué)習(xí)能力較為突出,如示例學(xué)習(xí)、記憶學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)等;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是從微觀生理角度對人腦活動進(jìn)行模擬,利用函數(shù)結(jié)構(gòu)模型代替人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以函數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算,并在數(shù)據(jù)迭代過程中在系數(shù)向量空間中搜索,對函數(shù)型問題具有較好的學(xué)習(xí)能力,如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)、修正學(xué)習(xí)等。采用數(shù)學(xué)方法的機(jī)器學(xué)習(xí)主要是利用統(tǒng)計(jì)機(jī)器,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,擬定超參數(shù),輸入樣本數(shù)據(jù)后根據(jù)不同的運(yùn)算策略對模型進(jìn)行訓(xùn)練,最后根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行結(jié)果預(yù)測。
3人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程
3.1人工智能技術(shù)的興起
雖然新興技術(shù)的興起獲得了廣泛的關(guān)注,但由于人工智能技術(shù)涵蓋的學(xué)科和技術(shù)范圍過大,興起階段的該技術(shù)的理論知識、產(chǎn)品應(yīng)用、發(fā)展應(yīng)用等均存在明顯缺陷。除此之外,計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)時(shí)也并不成熟,當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)編程和計(jì)算水平較為落后,很多超前的想法以當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平來說實(shí)現(xiàn)較為困難。在多種因素的影響下,人工智能技術(shù)在興起階段并未得到快速發(fā)展。
3.2人工智能技術(shù)的高速發(fā)展
人工智能技術(shù)這一概念在提出后近20年的時(shí)期中其發(fā)展始終處于停滯狀態(tài),直至20世紀(jì)70年代,該領(lǐng)域的專家研發(fā)出全新的人工智能專家系統(tǒng)DENDRAL,該系統(tǒng)的誕生帶動人工智能技術(shù)邁向新的發(fā)展階段,并且在這之后進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。日本始終重視本國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,并且在20世紀(jì)80年代提出“科技立國”的政策,此后很長一段時(shí)間,日本依托此國策使經(jīng)濟(jì)得到迅速恢復(fù)和發(fā)展。在1982年,日本國內(nèi)對第五代計(jì)算機(jī)的研究以失敗告終,但此次研究中提出了新的計(jì)算機(jī)算法和邏輯程序語言Prolog,Prolog在處理自然語言過程中具有比LISP語言更好的應(yīng)用效果,這一創(chuàng)新進(jìn)一步促進(jìn)了人工智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能技術(shù)的發(fā)展建立在多項(xiàng)先進(jìn)學(xué)科共同發(fā)展的基礎(chǔ)上,與其他技術(shù)相比,人工智能技術(shù)在處理數(shù)據(jù)、整合資源方面具有更大優(yōu)勢。
3.3人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
3.3.1專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)指的是一種智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng),是人工智能技術(shù)應(yīng)用最為廣泛也最為重要的領(lǐng)域之一,系統(tǒng)中涵蓋大量某領(lǐng)域?qū)<宜降闹R與經(jīng)驗(yàn),通過應(yīng)用人類在該領(lǐng)域中的專家級別知識來為用戶解決在該領(lǐng)域中遇到的問題。專家系統(tǒng)有效地將人類智能延伸到專業(yè)領(lǐng)域中,實(shí)現(xiàn)了理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用方向過渡的目標(biāo),大幅提高了人類對專業(yè)問題的處理效率,并且專家系統(tǒng)依托復(fù)雜的算法能對專業(yè)問題未來發(fā)展的可能性進(jìn)行更全面的計(jì)算,工作效率甚至?xí)热祟悓<腋咝?、更?zhǔn)確。隨著對專家系統(tǒng)研究的不斷深入,目前很多專家系統(tǒng)都能依據(jù)對人類行為的模擬在不同的應(yīng)用場景中作出智能化的反應(yīng)和判斷,并且能夠利用知識庫,深入挖掘復(fù)雜問題的內(nèi)在聯(lián)系。專家系統(tǒng)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用,幫助企業(yè)更客觀地摸索市場規(guī)律,從而作出正確的生產(chǎn)決策、調(diào)度規(guī)劃、資源配置計(jì)劃等,大幅提高了企業(yè)經(jīng)營的科學(xué)性,使企業(yè)能在節(jié)省生產(chǎn)成本的同時(shí),獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
3.3.2模式識別
模式識別是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將識別對象按一定特征歸類為不同類別,目前人工智能技術(shù)在模式識別中的主要研究方向包括語音語言信息處理、計(jì)算機(jī)視覺、腦網(wǎng)絡(luò)組等,希望通過人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜信息的識別和處理,這一應(yīng)用能促進(jìn)多個(gè)行業(yè)向智能化方向發(fā)展,如軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。
3.3.3機(jī)器人學(xué)
機(jī)器人學(xué)的主要研究方向是機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用,隨著人工智能技術(shù)的成熟與應(yīng)用,機(jī)器人的智能水平不斷提高,并且在不同行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍,日常生活中常見的機(jī)器人包括掃地機(jī)器人、迎賓機(jī)器人、快遞機(jī)器人、早教機(jī)器人、無人機(jī)等,人們可以利用可移動設(shè)備對其進(jìn)行操作,極大程度地提高了人們生活的智能性和便捷性。
3.3.4機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器設(shè)備并不具備自主思考能力,在不同應(yīng)用場景下的反應(yīng)主要是依托計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和算法對人類思維模式進(jìn)行模擬,并將人類行為進(jìn)行充分消化以使自身性能得到優(yōu)化,能對不同問題進(jìn)行處理。機(jī)器學(xué)習(xí)是一項(xiàng)涵蓋多個(gè)學(xué)科且復(fù)雜程度很高的科學(xué),包含統(tǒng)計(jì)學(xué)、概率學(xué)、算法復(fù)雜度理論等,是人工智能的核心技術(shù),也是推動計(jì)算機(jī)向智能化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
3.3.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能技術(shù)自進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期后廣泛研究的重點(diǎn)內(nèi)容。利用計(jì)算機(jī)算法將人腦神經(jīng)元進(jìn)行簡單化、抽象化、模式化,并構(gòu)建成與人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟與發(fā)展為專家系統(tǒng)、模式識別、機(jī)器人學(xué)、生物、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)學(xué)科的發(fā)展提供了技術(shù)支持,解決了很多人工智能技術(shù)發(fā)展中的實(shí)際難題。
4人工智能技術(shù)的應(yīng)用
4.1人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用
4.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理
人工智能技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相依存、互相促進(jìn)、共同發(fā)展,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多個(gè)方面都有深入的應(yīng)用。其中,在網(wǎng)絡(luò)安全管理方面主要有如下應(yīng)用:①智能防火墻技術(shù)。防火墻技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)的普迅速發(fā)展,應(yīng)用人工智能技術(shù)的防火墻技術(shù)比傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的性能更加優(yōu)異。智能防火墻技術(shù)具有智能記憶功能,能自動記錄并儲存歷史處理病毒的記錄,在后續(xù)應(yīng)用過程中依據(jù)記錄直接優(yōu)化計(jì)算機(jī)匹配環(huán)節(jié),減少計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)量,提高防火墻的隔離病毒能力。另外,智能防火墻還能結(jié)合用戶的需求,對用戶不需要的彈窗功能、訪問權(quán)限、有害信息等進(jìn)行智能化攔截。②計(jì)算機(jī)入侵檢測。防火墻的主要功能就是為計(jì)算機(jī)設(shè)備創(chuàng)造安全的運(yùn)行環(huán)境,保證系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)不被侵害。計(jì)算機(jī)入侵檢測功能是保障防火墻正常工作的基礎(chǔ)功能模塊,對提高計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性具有直接的影響。應(yīng)用人工智能技術(shù)的入侵檢測功能,能對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行智能化分析和處理,根據(jù)預(yù)定算法將處理數(shù)據(jù)整理成為入侵檢測報(bào)告,讓用戶能全面地掌握計(jì)算機(jī)設(shè)備的安全狀態(tài)。③垃圾郵件智能化處理。該技術(shù)依托人工智能技術(shù)中的模式識別功能,對接收郵件進(jìn)行掃描和歸類,發(fā)現(xiàn)垃圾郵件后直接將其標(biāo)注為垃圾郵件,為用戶發(fā)出風(fēng)險(xiǎn)警告,避免用戶因誤操對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)造成損害。
4.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理
人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向智能化方向發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中,除計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理模塊外,還能解決多種網(wǎng)絡(luò)管理問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)呈爆炸式增長,網(wǎng)絡(luò)管理工作量和工作難度都達(dá)到了空前高度,通過應(yīng)用人工智能技術(shù),能大幅提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理效率,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理效能。
4.2人工智能技術(shù)在企業(yè)管理中的應(yīng)用
企業(yè)是市場經(jīng)濟(jì)活動的主要參與主體,是維持市場經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)展的關(guān)鍵要素,在企業(yè)生產(chǎn)活動中科學(xué)地應(yīng)用人工智能技術(shù),能有效提高企業(yè)的生產(chǎn)能力,促進(jìn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。具體應(yīng)用渠道如機(jī)械自動化、智能監(jiān)控、推薦系統(tǒng)、用戶購物行為分析、零售分析、數(shù)據(jù)提取、文本歸類、文章摘要等,從員工工作的細(xì)微之處實(shí)現(xiàn)工作效率上的提升,進(jìn)而提升企業(yè)整體的運(yùn)行效率。對工業(yè)行業(yè)來說,應(yīng)用機(jī)械自動化技術(shù)還能有效降低傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中對人工的依賴性,大幅提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力,在行業(yè)發(fā)展的過程中起到了非常積極的促進(jìn)作用。
4.3人工智能技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用
航空航天技術(shù)是目前人類最高科技的集合體,涵蓋眾多學(xué)科,如信息技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、生物技術(shù)、天文學(xué)、生命科學(xué)等,對提高國家的國防力量、提高國家的國際地位、促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長都具有非常重要的意義。航天器設(shè)計(jì)是航空航天領(lǐng)域中的關(guān)鍵工作之一,而遠(yuǎn)程控制又是航空航天技術(shù)長久發(fā)展以來研究的重點(diǎn),因我國對該技術(shù)的研發(fā)起步較晚,我國對航空航天技術(shù)的研發(fā)存在重重困難,但經(jīng)過國家和科技工作者的不懈努力,目前我國航空航天技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于航天遠(yuǎn)程控制中,利用智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集、處理和儲存,如通過采集航天器的軌道信息,并以此分析航天器的運(yùn)行狀態(tài),根據(jù)分析結(jié)果制定運(yùn)行決策,對提高航天器的運(yùn)行安全性和運(yùn)行質(zhì)量都是非常重要的舉措,推動國家航空航天事業(yè)獲得進(jìn)一步發(fā)展。
4.4人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用
目前,人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,使醫(yī)護(hù)人員的工作內(nèi)容不斷得到優(yōu)化,提高工作效率,還有效提高了國家醫(yī)療水平。具體應(yīng)用包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容:①在電子病歷中的應(yīng)用。傳統(tǒng)就醫(yī)診斷環(huán)節(jié),醫(yī)生都需要以手寫方式記錄病患病例,并根據(jù)病例詳細(xì)列出治療方案,工作量大,且效率較低,病例保存便捷性較差。通過應(yīng)用電子病例,不僅能大幅減少病例記錄的工作量,還能在醫(yī)療系統(tǒng)中直接勾選治療所需藥品,完成病例及用藥的勾選后打印即可,既能大幅提高工作效率,還能將病例在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行儲存,且現(xiàn)階段病例文件的儲存格式不再局限于文字,語音和圖像也可被添加到病例中,提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性。②在健康管理中的應(yīng)用。在現(xiàn)代醫(yī)療中應(yīng)用人工智能技術(shù),對病患的病情進(jìn)行智能化分析,能使醫(yī)生對疑難病癥的分析更加全面準(zhǔn)確,制定針對性更強(qiáng)的醫(yī)療方案,提高醫(yī)療水平,為改善患者的健康狀況提供輔助。
5結(jié)語
綜上所述,計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的應(yīng)用,對社會各行業(yè)都產(chǎn)生了不同程度的影響,人們的工作和生活方式得到優(yōu)化和改變,國家科技水平也不斷提升。加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的研究,推動人工智能技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用,讓人們能切身感受到科技為生活帶來的改變,對促進(jìn)人類社會的發(fā)展具有非常重要的意義。
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關(guān)鍵詞:國外高校 創(chuàng)新實(shí)踐活動 浮空器 現(xiàn)狀 特點(diǎn)
中圖分類號:G643 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.029
1 引言
高等教育承擔(dān)著人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)和文化傳承四大任務(wù),其中,人才培養(yǎng)是核心。創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的重中之重,是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量和教育教學(xué)改革效果的重要指標(biāo)。2011年4月,同志在清華大學(xué)建校100周年大會上指出,高等學(xué)校要把提高質(zhì)量作為教育改革發(fā)展最核心最緊迫的任務(wù),創(chuàng)新教育教學(xué)方法,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),形成人才培養(yǎng)新優(yōu)勢[1]。建立創(chuàng)新實(shí)踐基地,開展創(chuàng)新實(shí)踐活動,是提高高校學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的有效方式。國外的劍橋大學(xué)、麻省理工學(xué)院、多倫多大學(xué)、普度大學(xué)、波士頓大學(xué)等很早就已積極探索本科生、研究生創(chuàng)新實(shí)踐活動組織形式,開設(shè)了形形的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目。
浮空飛行器是指依靠浮力升空的無動力飛行器,包括高空科學(xué)氣球、飛艇等。浮空飛行器具有可快速部署、操作使用方便、經(jīng)濟(jì)性好等諸多優(yōu)點(diǎn),無論在軍事領(lǐng)域,還是在民用領(lǐng)域,都具有廣闊應(yīng)用前景。尤其隨著世界各國對臨近空間開發(fā)利用的高度重視,平流層浮空器的研究和發(fā)展更是受到極度青睞[2]。
近年來,在國外高校開展的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動中,浮空飛行器類項(xiàng)目占有重要地位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全世界目前有50余所大學(xué)組織開展以高空氣球?yàn)楣ぞ叩呐R近空間探測等研究,其中,絕大多數(shù)項(xiàng)目都有本科生。本文對國外高校浮空器類學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動的開展現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié),對其特點(diǎn)進(jìn)行深入分析,對國內(nèi)高校開展學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動,充分發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)踐活動在人才培養(yǎng)中的作用重要現(xiàn)實(shí)意義。
2 國外高校浮空飛行器學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目概況
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國外目前有50余所大學(xué)組織開展以高空氣球?yàn)榇淼膶W(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動,本節(jié)選取實(shí)踐項(xiàng)目特色鮮明、實(shí)踐內(nèi)容豐富、較具代表性的典型大學(xué)開展的典型項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2.1 高空學(xué)生平臺(HASP)
高空學(xué)生平臺(High Altitude Students Platform ,HASP)是首個(gè)專為單次飛行搭載多個(gè)有效載荷而設(shè)計(jì)的高空氣球平臺項(xiàng)目,由Louisiana州立大學(xué)、美國航空航天局(NASA)氣球項(xiàng)目組(BPO)、哥倫比亞科學(xué)氣球站(CSBF)等共同發(fā)起,Louisiana州立大學(xué)主導(dǎo)[3]。項(xiàng)目旨在為學(xué)生提供在臨近空間實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間飛行的實(shí)驗(yàn)機(jī)會,培養(yǎng)新一代航空航天科學(xué)家和工程師,以解決美國目前空天領(lǐng)域?qū)I(yè)人才緊缺的危機(jī)。
HASP可用零壓聚乙烯薄膜氣球?qū)?2個(gè)學(xué)生有效載荷搭載至36km的高空,航時(shí)可達(dá)15-20小時(shí)。項(xiàng)目首次飛行是在2006年9月4日,平臺共搭載了8個(gè)學(xué)生有效載荷。在HASP項(xiàng)目實(shí)施過程中,學(xué)生將完成整個(gè)氣球相關(guān)的所有分系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、測試、發(fā)射等活動。自2006-2012年,HASP項(xiàng)目每年至少安排一次飛行試驗(yàn)活動。多年來,參與HASP項(xiàng)目的學(xué)生人數(shù)穩(wěn)步上升,美國國內(nèi)共計(jì)有27個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)將HASP作為學(xué)生培訓(xùn)項(xiàng)目的一部分。從2011年開始,HASP開始向國際學(xué)生團(tuán)隊(duì)開放,加拿大阿爾伯塔大學(xué)在2011年作為首個(gè)國際團(tuán)隊(duì)參與其中。
2.2 Montana州立大學(xué)高空氣球?qū)W生實(shí)踐項(xiàng)目
BOREALIS高空氣球項(xiàng)目是美國Montana州政府支持的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目[4]。在項(xiàng)目中,來自不同專業(yè)的學(xué)生一起構(gòu)想,設(shè)計(jì)和制造自己的有效載荷并放飛至30km的高空。BOREALIS在Montana州立大學(xué)和Montana大學(xué)有兩個(gè)獨(dú)立完整的氣球項(xiàng)目,其余規(guī)模較小的學(xué)校則僅負(fù)責(zé)開發(fā)有效載荷,并與這兩所大學(xué)進(jìn)行合作飛行。
在2011年BOREALIS項(xiàng)目中,由6名工程專業(yè)的學(xué)生組成一個(gè)跨學(xué)科項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)高空氣球有效載荷。有效載荷攜帶一個(gè)由Montana州立大學(xué)研發(fā)的輻射傳感器。有效載荷的設(shè)計(jì)和原型制作作為一個(gè)為期8周的暑期項(xiàng)目,于6-8月份進(jìn)行,項(xiàng)目預(yù)算約450美元,所有參與此項(xiàng)目的學(xué)生在這個(gè)跨學(xué)科項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中遵循系統(tǒng)工程的原則進(jìn)行合作,開展包括方案設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評估、半實(shí)物仿真等內(nèi)容的所有工程流程研究。
2.3 Alberta大學(xué)高空氣球計(jì)劃
加拿大Alberta大學(xué)的高空氣球計(jì)劃是學(xué)校組織的、以學(xué)生為主體的科技創(chuàng)新實(shí)踐活動,旨在通過學(xué)生參與活動,使其獲得相應(yīng)的科學(xué)研究、工程項(xiàng)目方面的經(jīng)驗(yàn)。Alberta大學(xué)高空氣球計(jì)劃(UAHAB)啟動于2009年秋季,2010年秋季得到加拿大航天局的資金支持,同時(shí)其成員被選派參加了高空學(xué)生平臺(HASP)項(xiàng)目,開發(fā)了“楓葉粒子探測器”,成功的組織和完成了相關(guān)任務(wù)[5]。UAH隊(duì)對2011年HASP的成功參與,極大地鼓舞了周圍的學(xué)生,激發(fā)了Alberta大學(xué)學(xué)生對于高空氣球計(jì)劃的熱情。UAHAB迄今已經(jīng)進(jìn)行了十多次相關(guān)試驗(yàn),形成了UAHABXX系列,項(xiàng)目最近一次放飛試驗(yàn)是在2012年3月25日,有效載荷重量為15kg(包括相機(jī)和加速度計(jì)),最大飛行高度28km,飛行時(shí)間1小時(shí)56分鐘,飛行距離約130km。
3 國外高校浮空飛行器學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的啟示
3.1 注重通過創(chuàng)新實(shí)踐活動培養(yǎng)學(xué)生的知識運(yùn)用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力
知識運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)是高等院校人才培養(yǎng)工作的關(guān)鍵內(nèi)容,也是國內(nèi)外高校開展學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動最直接的目的??v觀國外高校開展的浮空類創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,無不將上述三種能力培養(yǎng)擺在極其突出的地位,鼓勵學(xué)生充分利用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題,通過動手實(shí)踐,將創(chuàng)新性設(shè)想應(yīng)用于解決實(shí)際問題,強(qiáng)化知識運(yùn)用能力,提高動手實(shí)踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,培育創(chuàng)新素養(yǎng)。除本文第二節(jié)提到的項(xiàng)目外,Louisiana州立大學(xué)的學(xué)生航空促進(jìn)計(jì)劃,提出所謂“爬,走,跑,飛”循序漸進(jìn)飛行器實(shí)踐教學(xué)方法,首先將廣泛學(xué)科內(nèi)容知識和親身體驗(yàn)教授給學(xué)生,然后讓學(xué)生應(yīng)用這些知識進(jìn)行小型氣球有效載荷的設(shè)計(jì),制造,測試和操作,學(xué)生在實(shí)踐活動實(shí)施過程中,可大膽設(shè)想創(chuàng)新,提出新概念、新思想并進(jìn)行應(yīng)用。
3.2 注重通過創(chuàng)新實(shí)踐活動培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神
人類科技史表明,絕大多數(shù)成功的科學(xué)家都具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[6]。大力協(xié)同、合力攻關(guān)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,是從事現(xiàn)代重大基礎(chǔ)科研項(xiàng)目、大型工程項(xiàng)目等必備的科研素養(yǎng)。國外高校充分利用浮空飛行器創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目系統(tǒng)性強(qiáng)、分系統(tǒng)眾多(包括蒙皮、結(jié)構(gòu)、能源、控制、載荷、推進(jìn)等若干子系統(tǒng))、參與學(xué)生多的特點(diǎn),在創(chuàng)新實(shí)踐活動實(shí)施中,安排多名學(xué)生共同完成實(shí)踐項(xiàng)目,集智創(chuàng)新,合力攻關(guān),很多大學(xué)甚至采用了校校合作方式,讓學(xué)生與很多新面孔開展合作,如第二節(jié)提到的眾多高校參與的高空學(xué)生平臺計(jì)劃,很好地培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和集體榮譽(yù)感。
3.3 注重通過創(chuàng)新實(shí)踐活動培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)
在校期間所學(xué)知識技能與工程實(shí)際脫鉤,缺乏工程素養(yǎng),畢業(yè)后無法很快適應(yīng)崗位要求,在很長一段時(shí)期內(nèi)都是國內(nèi)外高校人才培養(yǎng)共同面臨的問題[7],因此,國外高校在浮空器創(chuàng)新實(shí)踐活動實(shí)施過程別注重引發(fā)學(xué)生對工程項(xiàng)目的興趣,借鑒工程模式組織實(shí)踐活動,培養(yǎng)學(xué)生良好的工程素養(yǎng)。如Louisiana州立大學(xué)的學(xué)生航空促進(jìn)計(jì)劃的一個(gè)很重要的目的就是,吸引更多學(xué)生參與航空相關(guān)工程項(xiàng)目,為學(xué)生提供項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)的收集、分析和解釋等工程經(jīng)驗(yàn)。
3.4 注重實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置規(guī)劃,由簡到繁,持續(xù)發(fā)展,形成系列
實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置是學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動別關(guān)鍵的內(nèi)容,直接關(guān)系到創(chuàng)新實(shí)踐活動的效果。國外高校特別注重創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目長遠(yuǎn)規(guī)劃和持續(xù)發(fā)展,按照由簡到繁,由易到難原則,建立項(xiàng)目系列,一脈相承,逐年逐步有序推進(jìn)。本文第二節(jié)中介紹的高空學(xué)生平臺項(xiàng)目,無論是氣球,還是有效載荷,都形成了系列化,按照飛行試驗(yàn)開展年份,命名為“HASP+發(fā)射年”,如HASP2010。
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作者簡介:楊希祥(1982-),男,河北阜城人,博士,講師,研究室副主任,從事浮空飛行器技術(shù)方向的教學(xué)科研工作,國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長沙 410073
作為江西省屬航空高等院校,南昌航空大學(xué)考慮到學(xué)校長遠(yuǎn)發(fā)展需要和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、服務(wù)航空工業(yè)的原則,申報(bào)了材料化學(xué)專業(yè)[2]。如何使我校材料化學(xué)專業(yè)的本科畢業(yè)生受到社會歡迎,專業(yè)定位顯得非常重要。我校材料化學(xué)專業(yè)建設(shè)和學(xué)科發(fā)展,具有多方面的有利條件[3]。所依托的環(huán)境工程學(xué)科是江西省重點(diǎn)學(xué)科,所依托的科研平臺有江西環(huán)境污染監(jiān)測控制與生態(tài)修復(fù)省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。我校建設(shè)材料化學(xué)專業(yè)有利于服務(wù)地方優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和礦藏資源開發(fā)。我省是國家重要航空產(chǎn)業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)基地,如擁有洪都航空工業(yè)集團(tuán)、昌河飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)兩個(gè)大型航空工業(yè)骨干企業(yè)和一個(gè)中外合資民營航空企業(yè)———九江紅鷹飛機(jī)制造有限公司;還擁有650飛機(jī)設(shè)計(jì)所、602直升機(jī)設(shè)計(jì)所及南昌航空大學(xué)等科研院所和試驗(yàn)基地。去年上半年,江西省航空工業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值37億元,工業(yè)增加值6億元,銷售收入27.3億元。同時(shí),江西稀土資源儲量十分豐富,中重型離子稀土保有儲量230萬噸,遠(yuǎn)景儲量940萬噸,占我國離子型稀土資源儲量的35%至40%,儲量居全國第一。但我省稀土產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,以稀土化合物、稀土金屬為主,稀土新材料及應(yīng)用產(chǎn)品則相對較少。在稀土資源應(yīng)用方面,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品相對很少。因此,要把我省在單一稀土和功能材料方面生產(chǎn)大省轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥廉a(chǎn)業(yè)強(qiáng)省,必須加強(qiáng)江西省屬高校材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)。
另外,我省光伏產(chǎn)業(yè)有了較大發(fā)展。如江西賽維LDK項(xiàng)目通過引進(jìn)資金和技術(shù),已形成了年產(chǎn)200兆瓦的多晶硅錠片生產(chǎn)能力,使我省在多晶硅鑄錠和切片這一產(chǎn)業(yè)鏈中走在全國前列。撫州格美多晶硅錠片項(xiàng)目也正在實(shí)施和洽談,高純硅料項(xiàng)目已經(jīng)吸引了金沙江風(fēng)投、中芯國際等大公司的進(jìn)入。作為硅材料主要原料,我省粉石英資源非常豐富,已探明保有儲量近2000萬噸,居全國首位??傊?,我校材料化學(xué)專業(yè)定位于環(huán)境材料方向、稀土材料方向、光伏材料方向。注重通才教學(xué),并將航空環(huán)保理念滲透到教學(xué)全過程,增強(qiáng)學(xué)生的航空環(huán)保意識。畢業(yè)生既能服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)[4],又能服務(wù)航空國防工業(yè)。
我校材料化學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)方案體現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,實(shí)行“2+1+1”培養(yǎng)方案,即約2年的基礎(chǔ)理論與基本技能培養(yǎng),1年的專業(yè)理論與專業(yè)技能培養(yǎng),1年的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。通過理論教學(xué),使學(xué)生掌握材料化學(xué)的基本理論、基本知識和創(chuàng)新思維方法;通過實(shí)踐教學(xué),使學(xué)生受到實(shí)驗(yàn)操作技能、創(chuàng)新實(shí)踐能力等方面的訓(xùn)練[5]。在人才培養(yǎng)過程中,既考慮到材料科學(xué)學(xué)科本身的體系,又兼顧到我省地方經(jīng)濟(jì)和航空工業(yè)對材料化學(xué)專業(yè)人才的需要。目前材料化學(xué)專業(yè)構(gòu)建了以公共必修課、學(xué)科基礎(chǔ)必修課、專業(yè)選修課、全校綜合教育任選課有機(jī)結(jié)合的課程體系結(jié)構(gòu),使學(xué)生具備獲取知識的能力和專業(yè)創(chuàng)新能力。
學(xué)科基礎(chǔ)必修課材料化學(xué)是從化學(xué)的角度研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門科學(xué),作為材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,必須具有厚實(shí)的化學(xué)理論基礎(chǔ),因此學(xué)科基礎(chǔ)必修課除高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理和電工電子技術(shù)以外,重點(diǎn)打牢化學(xué)理論基礎(chǔ)。開設(shè)了四大基礎(chǔ)化學(xué)理論和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程,但側(cè)重點(diǎn)與化學(xué)專業(yè)不同,其中無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)合并為無機(jī)及化學(xué)分析。在材料方面的基礎(chǔ)課程中,設(shè)置了材料科學(xué)導(dǎo)論、儀器分析、化工制圖、化工原理、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)這幾門基本課程,注重與航空大材料的聯(lián)系。
關(guān)鍵詞:高端制造業(yè) 裝備制造業(yè) 發(fā)展方式
高端制造業(yè)是各項(xiàng)工業(yè)技術(shù)、信息技術(shù)及各類新興技術(shù)的集成載體。作為老工業(yè)基地城市,高端制造業(yè)的發(fā)展是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要突破口。
1.哈爾濱市發(fā)展高端制造業(yè)的必要性
1.1轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式迫在眉睫
高端制造業(yè)具有技術(shù)知識密集、附加值高、成長性好、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、帶動性大等特點(diǎn)。作為工業(yè)技術(shù)、信息技術(shù)及新興技術(shù)的集成載體,高端制造業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)進(jìn)步,因此,加快發(fā)展高端制造業(yè)是哈爾濱市轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的必然選擇。
1.2裝備制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2011年,裝備制造業(yè)增長低迷。2011年裝備制造業(yè)僅拉動規(guī)上工業(yè)增長0.22個(gè)百分點(diǎn)。裝備制造業(yè)持續(xù)低迷的主要原因是企業(yè)受金融危機(jī)的影響普遍面臨工業(yè)產(chǎn)品、原材料成本大幅增長,客戶推遲或取消訂貨等困難。面對裝備制造業(yè)的持續(xù)低迷,哈爾濱市迫切需要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將高端制造業(yè)的發(fā)展作為帶動整個(gè)裝備制造產(chǎn)業(yè)升級的重要引擎。
1.3宏觀政策支持力度加大
《高端制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的出臺,明確了高端制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用,明確提出要重點(diǎn)發(fā)展五個(gè)高端制造業(yè)行業(yè):航空裝備、衛(wèi)星制造與應(yīng)用、軌道交通設(shè)備制造、海洋工程裝備制造和智能制造裝備??梢姡笆濉逼陂g,高端制造行業(yè)將得到有力的政策和資本支持。
2.哈爾濱市發(fā)展高端制造業(yè)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)
2.1產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí),產(chǎn)業(yè)體系較為完善
經(jīng)過幾十年的建設(shè)和發(fā)展, 哈爾濱市已經(jīng)形成門類齊全的工業(yè)體系,具備較強(qiáng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造能力,在人才、管理方面也具備比較優(yōu)勢。2011年,哈爾濱市實(shí)現(xiàn)工業(yè)增加值1197.2億元,增長14.0%。規(guī)上工業(yè)實(shí)現(xiàn)綜合效益指數(shù)231.4,同比提高6.5個(gè)百分點(diǎn),規(guī)上工業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值100.5億元,增長12.8%,具備發(fā)展高端制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
2.2科研實(shí)力雄厚,創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)
哈爾濱市擁有豐富的科技資源,哈工大等高校全國聞名,焊接、機(jī)器人、航空航天等學(xué)科在全國均處于領(lǐng)先地位。同時(shí),哈爾濱市加大了促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化的力度,市政府與哈工大簽約合作搭建重大科技成果轉(zhuǎn)化平臺,投入1000萬元,設(shè)立“哈爾濱市校(所)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化中心”,引導(dǎo)和支持高等院校將更多的科技項(xiàng)目和成果落戶哈爾濱市,形成市校合力推進(jìn)重大科技成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落地、培育具有廣闊市場前景的科技成果熟化項(xiàng)目、促進(jìn)應(yīng)用科技成果就地轉(zhuǎn)化和科技研發(fā)平臺建設(shè)的新模式。
2.3掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)
哈爾濱市在核電配套裝備、DAM13R汽車發(fā)動機(jī)、碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線、1250冷連軋卷取機(jī)等高新技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了業(yè)化。同時(shí),為形成核電、燃壓機(jī)組等產(chǎn)值超百億的產(chǎn)業(yè),鞏固并提升高端制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在航空航天領(lǐng)域,哈爾濱市推進(jìn)了地效飛行器、小型飛行器、哈工大小型衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化,進(jìn)一步提升了民用航空航天產(chǎn)品的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化能力和國際市場競爭力。
2.4擁有發(fā)展高端制造業(yè)的龍頭企業(yè)
哈爾濱市培育了一批在高端制造業(yè)內(nèi)具有領(lǐng)導(dǎo)地位的龍頭企業(yè)。這些大型高端制造業(yè)企業(yè)在航空航天、飛行器導(dǎo)航控制、百萬千瓦核電火電水電、能源動力裝備研發(fā)等方面取得了重大科研成果,為“神舟”飛天、“嫦娥”探月、“天宮”對接、“蛟龍”入海提供了有力的技術(shù)支撐。
3.制約哈爾濱市高端制造業(yè)發(fā)展的主要因素
3.1制造業(yè)發(fā)展長期依靠依賴要素投入
哈爾濱市裝備制造業(yè)中大部分企業(yè)處于價(jià)值鏈的低端,依靠大量的勞動力、能源、資金投入來維持生產(chǎn),企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和技術(shù)創(chuàng)新能力沒有實(shí)質(zhì)的提高。要素制約與產(chǎn)業(yè)低端化之間的矛盾,導(dǎo)致裝備制造業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨同、低端制造業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、制造業(yè)市場萎縮等問題,整個(gè)行業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對固化、落后產(chǎn)能亟需淘汰、能源資源短缺、生態(tài)環(huán)境約束加劇等不利局面,擠壓了哈爾濱市高端制造業(yè)的發(fā)展空間。
3.2缺乏與大型高端制造企業(yè)配套的中小企業(yè)
哈爾濱市與大型高端制造企業(yè)配套的中小企業(yè)受到熟練技工不足、企業(yè)用地與資金緊張以及產(chǎn)品科技含量低、市場競爭力不強(qiáng)等客觀因素的限制,難于擴(kuò)大生產(chǎn)、提高產(chǎn)品的科技含量,出現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值高、工業(yè)增加值低,單機(jī)制造能力強(qiáng)、系統(tǒng)集成能力差的局面,使得高端制造業(yè)所需的關(guān)鍵配套系統(tǒng)與設(shè)備、關(guān)鍵零部件與基礎(chǔ)件制造能力無法顯著提高。
3.3金融服務(wù)難以滿足高端制造業(yè)的需求
現(xiàn)有金融服務(wù)難以滿足高端制造業(yè)的需求,造成了高端制造企業(yè)科技創(chuàng)新投入不足,缺乏投入保障機(jī)制,對技術(shù)資源的深度挖掘不足,關(guān)鍵零部件、核心元器件在基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)工藝、工藝技術(shù)、可靠性研究等方面投入有限,進(jìn)而影響了產(chǎn)品與技術(shù)的開發(fā)進(jìn)程。造成這種現(xiàn)象的原因在于這些研究在研發(fā)階段,面臨投入大、周期長、風(fēng)險(xiǎn)高等問題,而商業(yè)銀行貸款利率高、貸款條件嚴(yán)格,導(dǎo)致其將貸款更多地投向效益高、風(fēng)險(xiǎn)低的行業(yè)。
3.4核心技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱
據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,在我國高端制造領(lǐng)域,80%的集成電路芯片制造裝備、40%的大型石化裝備、70%的汽車制造關(guān)鍵設(shè)備及先進(jìn)集約化農(nóng)業(yè)裝備等仍依靠進(jìn)口,擁有自主品牌的產(chǎn)品不足20%。另外,還有一些元器件、部件、放大器等是直接從國外引進(jìn),基礎(chǔ)配套能力發(fā)展滯后,產(chǎn)品可靠性低,裝備主機(jī)面臨“空殼化”。
4.促進(jìn)哈爾濱市高端制造業(yè)發(fā)展的對策建議
4.1制定《哈爾濱市高端制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃》
“十二五”期間,國家將陸續(xù)出臺鼓勵高端制造業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策,哈爾濱市應(yīng)趁勢而上,制定《哈爾濱市高端制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,以市場需求為導(dǎo)向,以骨干企業(yè)為龍頭,以技術(shù)創(chuàng)新為動力,加快推動航空、智能制造等高端裝備產(chǎn)業(yè)和新能源裝備制造業(yè)等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,全面提升哈爾濱市高端制造業(yè)的核心競爭力。
4.2推動傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)向高端化演進(jìn)
一是拓寬高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的籌資渠道,設(shè)立傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造項(xiàng)目基金,對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)開發(fā)及推廣應(yīng)用進(jìn)行專項(xiàng)扶持。二是試點(diǎn)示范,整體推進(jìn)。從傳統(tǒng)行業(yè)中選擇1至2家企業(yè)作為改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的試點(diǎn),通過試點(diǎn)示范,推廣經(jīng)驗(yàn),帶動全市傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級。三是從企業(yè)的實(shí)際需求出發(fā),最大限度地利用原有的技術(shù)裝備,提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升的效果和投入產(chǎn)出比例。
4.3提高高端制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度
通過政府引導(dǎo)和扶持,圍繞航空、航天、船舶等具有較高的研發(fā)水平和較強(qiáng)的生產(chǎn)能力的高端制造行業(yè),培育一批重大技術(shù)裝備、高端裝備及新興產(chǎn)業(yè)的配套企業(yè),加強(qiáng)裝備制造核心企業(yè)與配套企業(yè)的緊密配合,完善產(chǎn)業(yè)配套,壯大產(chǎn)業(yè)集群。加快鼓勵關(guān)鍵零部件、基礎(chǔ)零部件、元器件和配套產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施專業(yè)化重組,形成具有競爭優(yōu)勢的“專、精、特、尖”的高端制造企業(yè)。
4.4完善高端制造業(yè)金融服務(wù)體系
一是鼓勵金融機(jī)構(gòu)對高端制造業(yè)企業(yè),在國際、國內(nèi)結(jié)算,貿(mào)易融資,即、遠(yuǎn)期結(jié)售匯等優(yōu)勢業(yè)務(wù)方面給企業(yè)提供全面的金融服務(wù)。二是建立金融風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償專項(xiàng)基金。對積極支持高端制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的銀行貸款給予一定比例的財(cái)政貼息。對因支持裝備制造業(yè)重大技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生的不良貸款,建議按一定比例給予核銷或剝離。鼓勵有條件的高端制造企業(yè)通過證券市場進(jìn)行直接融資。相關(guān)管理部門應(yīng)為企業(yè)上市融資提供政策支持,促進(jìn)企業(yè)通過主板、創(chuàng)業(yè)板、中小企業(yè)板上市,降低融資成本。
4.5建立高端制造業(yè)科技服務(wù)體系
一是建立高端裝備技術(shù)聯(lián)盟,大力提高基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件研發(fā)和系統(tǒng)集成水平,攻克一批高端制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)。二是積極搭建產(chǎn)學(xué)研互動研發(fā)平臺,充分發(fā)揮高端制造領(lǐng)域國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家工程研究中心、國家地方聯(lián)合工程研究中心等核心科研單位的引領(lǐng)作用,建立以企業(yè)需求為導(dǎo)向的研發(fā)體系,引導(dǎo)科研院所了解哈爾濱市高端制造業(yè)的實(shí)際問題以及產(chǎn)業(yè)鏈中各部分的生產(chǎn)情況,有的放矢地開展研究,推動高端制造業(yè)發(fā)展由投資驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變。
部分專業(yè)介紹前景概要如下:
1、電氣工程及其自動化,工科領(lǐng)域就業(yè)之王中王專業(yè)。
專業(yè)介紹:本專業(yè)培養(yǎng)能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)分析、研制開發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的寬口徑復(fù)合型高級工程技術(shù)人才。
就業(yè)前景:畢業(yè)后可在電廠、電站、電業(yè)局、電廠、電力科研院所、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院、自動化高新技術(shù)公司、各地電力公司、非電力企業(yè)動力部門工作??稍陔娏ο到y(tǒng)自動化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化等主要專業(yè)方向深造。
2、機(jī)械工程及自動化專業(yè),工科高就業(yè)率的常青樹。
專業(yè)介紹:本專業(yè)培養(yǎng)能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械工程及自動化領(lǐng)域的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和市場營銷等方面工作的寬口徑、通識型高級工程技術(shù)人才。
就業(yè)前景:可在機(jī)械、電子、冶金、石油化工、航空航天、兵工等領(lǐng)域的企事業(yè)單位從事生產(chǎn)技術(shù)、研究開發(fā)、工程建設(shè)、行政管理及教育工作等。機(jī)械工程及其自動化專業(yè)是集機(jī)械、電子、信息技術(shù)為一體的綜合性專業(yè),知識結(jié)構(gòu)先進(jìn),適應(yīng)面寬廣,發(fā)展?jié)摿Υ?,是一個(gè)發(fā)展迅速、需求巨大的熱門專業(yè)。
3、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù),互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的高薪就業(yè)驕子。
該專業(yè)適應(yīng)了當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的需求,重新走向了就業(yè)率上升道路,據(jù)2016年2月信息時(shí)報(bào)訊,從廣東省的中山大學(xué)專業(yè)就業(yè)上看,計(jì)算機(jī)類及軟件類摘得頭籌,本科畢業(yè)生轉(zhuǎn)正月收入達(dá)到7769元。此外,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程、均遠(yuǎn)超畢業(yè)生的平均收入。
專業(yè)介紹:培養(yǎng)能在科研部門、教育單位、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門等單位從事計(jì)算機(jī)教學(xué)、科學(xué)研究和應(yīng)用的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的高級專門科學(xué)技術(shù)人才。