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篇1
隨著科學技術的不斷發展，航空航天領域也呈現出前所未有的發展新態勢。航空航天材料的設計也在向多樣化、智能化及信息化方向發展。但是在材料的設計過程中仍然面臨著設計成本高、設計精確度要求高等問題，這就要求設計者們必須嚴密地設計出需要的航空材料，并且盡可能地減小誤差，這也給設計者帶來了很大的技術難題。3D打印技術為此類問題的解決提供了新的方案[1]。
1 3D打印技術的概念及發展特點
1.1 3D打印技術的概念
3D打印技術即一種快速打印樣品成型技術。其原理是將金屬粉末或塑料粉末等當做打印“墨”，根據數字模型要求，再通過逐層打印的方式打印出成品，這種技術在國外也被稱為“增材制造”。3D打印技術的發展得益于計算機技術的不斷創新與突破，其打破了傳統打印的意義。此外，隨著3D打印技術的不斷完善與成熟，其越來越多地應用于生活、社會活動以及高科技等各個方面，諸如航天航空領域，對于我國高科技的發展有著重要的意義。
1.2 3D打印技術的發展特點
3D打印技術發展歷程大致如下：1984年的基于數字資源的三維立體模型打印技術、1993年發明的3D印刷技術（3DP）、1996年具有真正意義上的的“3D打印機”問世、2005年第一臺彩色“3D打印機”――Spe問世、2010年可以打印整個身軀轎車的“3D打印機”出現、2011年能夠打印飛機的“3D打印機”出現。3D打印技術在不斷朝著復雜、多樣化以及高科技等領域的方向發展。因為其不需要傳統的機械加工或制造模具就能直接根據計算機圖形數據生成任何形狀的物體，極大地縮短了產品的生產周期，提高了產品的生產效率。這對航空航天材料的智能設計起著很大的作用[2]。
2 3D打印技術運用于航空航天材料設計上的優勢
2.1 節省材料
一個飛機機身的模型需要許多零件和部分組成，而應用3D打印技術之后，不用剔除航空材料的邊角料，提高了材料的利用率。此外，3D打印技術取代了傳統的大規模、占用空間以及耗人力等的生產線，從而最大化地節省了材料，降低了成本。
2.2 制作材料精度高
材料的精確設計是確保航天航空領域安全發展以及快速發展的最基本要求。而傳統的材料設計技術無法保證人為的錯誤以及將誤差降到最低等，這就限制了航天航空的發展。因此，3D打印技術運用于航天航空領域時，給航空航天的智能化材料設計帶來的將是質的飛躍與創新。
2.3 無需傳統模具
3D打印技術在智能化材料設計過程中不用使用傳統的刀具、機床以及其他磨具，通過將產品的外形等通過計算機技術如AUTO CAD技術設計出來，然后直接打印生成實物產品。這在很大程度上簡化了傳統磨具下的制造工藝。
2.4 縮短材料制作周期
3D打印技術可以自動、快速、直接和精準地將計算機中的三維設計轉化為實物模型，甚至能夠直接制造零件和模具，繞過了傳統的制造工序，從而有效地縮短了材料設計的研發與制作周期。
3 3D打印技術對航空航天材料智能化設計的促進作用
3.1 促進了航空航天材料設計技術的革新
3D打印技術的運用加快了其材料智能化的設計進程，打破了傳統的設計思維和方法，使得航天領域設計技術的不斷發展及完善，更是將高科技與制造業設計的結合推向了一個新的高度，加快了智能設計技術的發展與革新。
3.2 促進了航空航天材料設計成本的降低
在航空領域，不管是創新設計還是機械制造，都需要嚴密規整的模型。在造一架飛機時，要經過無數的模型模擬，而每一次模型的制造以及模擬都需要很大的財力支持。而應用3D打印技術，這種資金消耗將得到大幅度降低。3D打印技術依靠高精確度使得設計時模型能夠精準使用物料，這使得設計材料時所使用的資金的到合理的運用。
3.3 促進了航空航天材料設計的創意性發展
在航空航天領域，其運用3D打印技術可以促進材料設計的智能創新，可以促進飛機機身的多形狀化發展、零件的多顏色發展等。在使用3D打印技術之后，我們有理由期待一種更先進更具有創意性的航空航天產品。
3.4 促進航空航天材料設計的人性化發展
運用3D打印技術實現材料設計智能化之后，材料制作可以向著個性化、多樣化方向發展，例如：我們可以根據每家航空公司理念等的不同設計出富有個性化、突出其理念的產品，而不是趨同的制作，比如航天飛機上的座椅可以根據員工的操作習慣以及身體結構量身“3D”打造。這體現出材料制作的個性化，而這得益于3D打印技術的運用。
4 結語
綜上所述，筆者認為基于計算機技術的3D打印技術以其高精確度、高生產率等特點將快速融入航空航天領域材料的智能化設計。但是，目前該技術仍然存在著強度低、材料存在局限性等缺點，因而其應用范圍還不是太廣泛。不過我們相信，3D打印技術的進一步完善會深刻的影響我們生活。
篇2
航空航天類專業主要研究飛行器的結構、性能和運動規律，培養如何把飛行器設計制造出來并送上太空的工程技術專業人才。從狹義上講，航空航天類專業包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器環境與生命保障工程、探測制導與控制技術等主體學科專業。然而，無論是飛機還是航天飛行器，都是綜合科學技術的結晶，涉及材料、電子通訊設備、儀器儀表、遙控遙測、導航、遙感等諸方面。因此從廣義上講，材料科學與工程、電子信息工程、自動化、計算機、交通運輸、質量與可靠性工程等都是航空航天技術不可或缺的學科專業。隨著航空航天事業的迅猛發展，近年來又催生出航天運輸與控制、遙感科學與技術等新興專業。
航空航天類專業對同學們的要求是“厚基礎、強能力，高素質、重創新”。同學們要學習和掌握航空航天技術的基礎理論和知識，接受航空航天飛行器工程方面的系統訓練，通過各種實踐性教學環節，可具備堅實的理論基礎，良好的實踐能力和分析、解決問題的能力，以及創新能力。畢業生在數學、物理、力學、計算機等方面的基礎比較扎實，在邏輯、分析、空間想象力、推理等思維上優勢明顯，知識面寬，適應力強，發展潛力大。本科畢業生考取研究生的比例很高，申請國外大學獎學金的成功率也較高。
有同學認為航空航天類專業就業覆蓋面窄，如果畢業后不能進入航空航天類企業，就很難找到專業對口的工作。其實不然，航空航天高科技輻射國民經濟各個部門，航空航天類專業扎實的工程技術理論與實踐基礎平臺，促成了其拓展性寬、應用性強、適用面廣的專業特點?？晒┊厴I生選擇的對口職業有很多，如飛行器設計、制造人員，科研機構研究人員，國防部門研究管理人員，各級政府部門負責航空航天相關工作的研究管理人員，民航企事業單位的技術管理人員等。畢業生不僅可從事航空航天等領域的設計、制造、研發、管理等工作，還可在民航、船舶、能源、交通、信息、輕工等其他國民經濟領域施展才華，像微軟、IBM、貝爾、方正、海爾等知名企業都曾紛紛到航空航天院校招賢納才。很多民用部門也都點名要航空航天類專業的畢業生，認為他們基礎扎實、學以致用。
行業繁榮點燃人才需求
航空航天科技工業是知識密集和技術密集的高技術領域，航空航天技術的廣泛應用影響到政治、經濟、軍事、科技、文化及通信、氣象、能源、探測等領域，成為社會進步的強大動力。從世界范圍來看，航空航天科技工業是朝陽產業，在提升國家整體科技水平和綜合國力方面起著龍頭的作用。
我國經濟的快速發展為航空航天工業提供了廣闊的發展空間。國務院公布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中，關于大型飛機、高分辨率對地觀測系統、載人航天工程與探月工程等航空航天領域范疇的工程便占到16個重大專項中的4項。未來我國航空航天發展將重點開發大型飛機設計與制造成套技術，載人航天實現航天員出艙進行航天器交會對接試驗活動，直至實現登月計劃等。2007年大飛機項目正式上馬，給我國的航空業帶來了空前繁榮，帶活了一批航空類企業，也為航空航天類專業畢業生帶來了良好的機遇。
航空航天科技工業極具發展前景，對人才的需求會持續旺盛。據統計，2011年最被看好的12類專業之航空航天產業將引發對航空航天人才的巨大需求，包括航空航天經營管理，航空航天飛機總體設計與研發、發動機研發與制造，零部件研發與設計，航空航天新材料研發、制造及總裝技術、計量檢測技術、航空航天電子電器設備設計開發、信息及測控技術，航空航天生物技術、航空適航管理、航空維修改裝，以及航空航天產品光電通信技術、能源系統設計、力學及環境工程、計算機、仿真、可靠性技術等領域在內的專業人才缺口巨大。有關人士根據教育部公布的相關信息歸納出的“最出人意料的十個高就業專業”，便將航空航天類專業列入其中。
上海作為我國新支線飛機和未來大型民用飛機設計總裝基地和重要的航天基地，舉辦了“上海航展”，展會上舉行了航空航天人才大型招聘會。據航展招聘組負責人介紹，目前航空航天項目需要大量人才，僅空客A380一個項目組的技術人員需求數量就超過六千人，而我國這方面人才缺口非常大。
近年來，以航天科技，科工集團，航空一、二集團等為代表的航空航天類企事業單位生產和科研任務飽滿，條件大為改善，待遇提高很快，一些單位的員工年薪可達十幾萬，稍差一些的單位其員工薪資待遇也可達到當地中上水平。航空航天事業的迅猛發展，無異于為年輕學子的成長搭建了理想的平臺。像航天空間設計研究院、航空材料研究院等單位都炙手可熱，受到重點院校畢業生的青睞。畢業生就業地域以北京、上海、西安、成都、沈陽、哈爾濱、深圳等省會及核心城市為主。
從個人長遠發展來看，在航空航天類企事業單位工作，發展前景好，待遇高，成長快。隨著載人飛船、探月工程、大飛機等重大項目的深入實施，必將有越來越多的青年才俊在鍛煉中脫穎而出。
報考提示
我國目前開設航空航天類專業的重點院校有北京航空航天大學、南京航空航天大學、哈爾濱工業大學、北京理工大學、西北工業大學、南京理工大學、哈爾濱工程大學等。近年來，清華大學、復旦大學、上海交通大學、廈門大學等也相繼設置了此類專業。開設航空航天類專業的普通院校有南昌航空工業學院、沈陽航空工業學院、鄭州航空工業管理學院、中北大學、中國民航大學等。由于各個院校的發展歷史、層次、實力不同，學科專業水平差異也較大，同學們應注意了解自己感興趣的院校，根據自身實力，準確定位，合理選擇。
學習航空航天類專業以及將來從事航空航天技術工作，需要具備較強的學習鉆研及動手能力，要求同學們的數理化基礎扎實，邏輯思維能力較強，嚴謹求實，樂于鉆研。同學們應從實際出發，量體裁衣。
篇3
1 電子束焊的原理
電子束焊的電子束是從電子槍中產生的，電子槍中的陰極受熱發射電子，該電子被高壓電場加速以及電磁透鏡聚焦后，就會形成具有極高能量密度的電子束，電子束撞擊到工件表面，電子巨大的動能就會轉變為熱能，使金屬迅速熔化，實現對工件的焊接[1，2]。
2 電子束焊的特點[3，4]
（1）功率密度高，電子束功率可從幾十千瓦到一百千瓦以上。電子束束斑的功率密度可達106～108W/cm2，比電弧功率密度約高100～1000倍。
（2）焊接速度快，焊接熱影響區小，焊接變形小。
（3）電子束穿透能力強，焊縫深寬比大。
（4）焊接過程中不行引入焊接材料，焊縫的純潔度高。
3 有色合金的電子束焊接工藝
3.1 鈦合金
鈦及鈦合金具有比強度高、抗腐蝕性好、溫度適應范圍廣等一系列突出優點，航空航天科研事業和生產的發展與鈦合金的推廣應用有著密不可分的聯系[5]。鈦合金在航空航天工業中有著廣闊的應用前景。
電子束焊接工藝在真空環境下進行，可避免空氣對鈦合金的污染，降低裂縫等缺陷的幾率，是一種非常適合鈦合金的焊接技術[6]。
朱少旺[7]對Ti60合金薄板對接件進行了電子束焊接工藝研究。通過電子束焊接性實驗，他研究了電子束焊接工藝的參數對焊縫表面成形及焊接接頭顯微組織、力學性能的影響，探索了焊后緩冷工藝和焊后熱處理對焊接接頭組織及性能所起作用。閆偉[8]對Ti-55高溫鈦合金板材進行了一些電子束焊接試驗，為確定Ti-55板材的焊接方法及工藝做了技術儲備。
3.2 鋁合金
由于鋁合金具有耐腐蝕性好，比模量、比強度、疲勞強度高，以及電導性和熱導性好等特點，在航空航天、交通工具、機械制造、電工化工等行業中應用廣泛。鋁及鋁合金的電子束焊接工藝是目前國內外學者的研究熱點，電子束焊接工藝是鋁合金焊接的重要方法之一。
王亞榮等[9]研究了焊后熱處理對2A14高強鋁合金電子束焊接頭組織及力學性能的影響。王常建等[10]對電子束焊接工藝在2219鋁合金擴張段上的應用進行了研究，研究表明電子束焊接技術能夠減少焊接變形，降低焊接缺陷。陳國慶等[11]研究了SiCp/2024與2219鋁合金電子束焊接。
3.3 鎂合金
鎂是最輕的工業金屬材料，密度只有鋁的三分之二，鎂及鎂合金具有密度低、強度高的優點。航空航天器輕量化的要求使得鎂合金有著廣闊的應用前景。目前鎂合金的應用已經遍及航天航空、汽車、船舶、體育用品、電子等多個領域[12]。由于電子束焊接工藝具有良好的焊接效果，其在鎂合金的焊接領域得到了廣泛的應用。
朱智文等[13]研究了AZ31鎂合金電子束焊焊接接頭微觀組織特征，研究結果顯示AZ31鎂合金電子束焊接接頭成形良好，焊縫組織細小，表明電子束焊是AZ31鎂合金的有效焊接方法。葉宏等[14]研究了AZ91D鎂合金真空電子束深熔焊接熔池氣泡流數值模擬，建立了真空電子束焊接熔池二維氣泡流數學模型。
4 結束語
隨著航空航天業的發展以及有色合金的廣泛應用，對有色合金焊接工藝的研究已成為熱點，電子束焊接工藝在我國已有多年的發展歷史，應用在很多領域，也為我國的航空航天事業做出了巨大的貢獻，電子束焊接工藝的發展必將推進有色合金在航空航天業的應用。
參考文獻
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[3]王靜.鋁合金電子束焊接技術[J].電焊機，2011，41（8）：112-115.
[4]馬卓.先進焊接技術發展現狀與趨勢[J].科技創新與應用，2013（3）：122.
[5]張利軍，薛祥義，常輝.我國航空航天用鈦合金材料[A].第三屆空間材料及其應用技術學術交流會論文集[C].
[6]付鵬飛，黃銳，劉方軍，等.TA12鈦合金電子束焊接組織性能及殘余應力分析[J].焊接學報，2007，28（2）：82-84.
[7]朱少旺.Ti60合金電子束焊接接頭組織及性能研究[D].哈爾濱工業大學，2009.
[8]閆偉.Ti55鈦合金板材的CO2激光焊與電子束焊的實驗研究[D].東北大學，2006.
[9]王亞榮，黃文榮，雷華東.焊后熱處理對2A14高強鋁合金電子束焊接頭組織及力學性能的影響[J].機械工程學報，2011，47（20）：141-145.
[10]王常建，胡春海，劉麗莉.電子束焊接工藝在2219鋁合金擴張段上的應用[A].陜西省焊接學術會議論文集[C].22-24.
[11]國慶，張秉剛，楊勇，等.SiCp/2024與2219鋁合金電子束焊接[J].焊接學報，2015，36（3）：27-30.
篇4
2、主要產品
通用航空、航空航天信息技術、航空航天新材料、航空大件加工及部件組裝、航空機電、客艙設備及內飾件、宇航級高可靠電子元器件等。
3、規上企業，龍頭企業和基地型企業
規模以上企業14家。龍頭企業5家，鋁業有限公司、市精密合金廠有限公司、纖維材料有限公司、航天特種材料有限公司、航空有限公司。
4、市場份額，至少20%以上，單個企業產量，技術
市精密合金廠有限公司擁有的具有自主知識產權的高溫合金大型精密澆鑄技術處于世界領先水平，是全球第3家（中國第一家）掌握該技術的企業，國內市場占有率超20%，2013年超純凈鎳基高溫合金系列產品實現銷售2.6億元。
5、品牌
中國馳名商標：“綠揚”
著名商標：華陽及圖、彤明、“DSLY及圖”
6、區域布局
初步形成“一城兩園多基地”的空間格局（航空航天產業城、市航空航天產業園、京口航空信息產業園、京口航空航天高性能鋁合金材料產業基地、句容航空復合材料產業基地、丹徒航空航天制造及配套產業基地）
二、為什么作為重點產業？
1、產出規模，增速，發展前景
2013年全市航空航天產業實現銷售165.3億元，同比增長107.7%，利稅11.3億元，同比下降79.5%，利潤7.5億元，同比下降68.0%。2012年1-8月實現銷售123.09億元，同比增長12.5%，利稅5.17億元，同比下降49.0%，利潤8.87億元，同比下降74.4%。航空航天產業作為國家戰略性高技術產業，具有產業鏈長、輻射面寬、拉動效應強等鮮明特點，對相關產業的帶動為1:10，對科技和經濟發展具有巨大的帶動作用。相關數據顯示，近5年全球航空航天產業的增速為25%，遠超同期GDP的增速。未來20年，我國共需要ARJ-21同類飛機1000架、國產大飛機C919同類飛機2700架、軍用運輸機230架，對應市場容量分別為300億美元、1350億美元、161億美元，航空航天信息技術產業產值將超過500億元美元，航空航天產業已經成為快速上升的戰略性產業。
2、財稅貢獻，占第二產業份額
2013年全市航空航天產業實現銷售165.3億元，同比增長107.7%，利稅11.3億元，同比下降79.5%，利潤7.5億元，同比下降68.0%。2012年1-8月實現銷售123.09億元，同比增長12.5%，利稅5.17億元，同比下降49.0%，利潤8.87億元，同比下降74.4%。
3、提供就業情況
提供就業崗位2萬個。
4、投資規模，市場導向，企業家信心
截至目前，全市航空航天產業在建重點項目21個，總投資達204.46億元，這些項目投產后可實現銷售規模達1000億元以上。國家出臺的高端裝備制造“十二五”規劃將航空航天產業作為戰略性新興產業提升到國家戰略推動層面，給予宏觀政策支持，市場前景巨大，企業家對未來發展充滿信心。
5、要素保障和服務支撐
研發支持，人才支持，金融支持，園區載體支持（土地、環保）
三、我市如何培育重點產業政策建議
1、產業規劃導向，定位準確，布局合理，保障有力
總體規劃、單項規劃，用1-2年時間制定產業規劃
2013年，聯合南京航空航天大學編制出臺了《市航空制造產業發展規劃綱要》?！兑巹澗V要》明確我市航空產業布局、發展重點和目標。2012年，為加快我市航空航天產業發展，編制了《市航空制造產業發展規劃綱要》（征求意見稿）。
2、如何強化政策扶持
國家、省、市、縣區四級政策
3、要素配套保障
人力支持，公共服務平臺
船舶與海洋工程產業
1、產業規模，產出，投資
全市擁有船舶及配套企業95家，其中，造修船企業30家，具有萬噸以上造修船能力的企業7家；船舶配套企業65家。2013年，船舶與海洋工程產業實現銷售收入243.1億元，位居南通、泰州、揚州、南京之后，列全省第五，占規模以上工業比重的5%，其中銷售收入過億元的企業11家。2012年1-8，實現銷售188.48億元，同比增長16.3%，利稅9.4億元，同比增長4.5%，利潤7.5億元，同比下降3.6%。截至目前，全市船舶與海洋工程在建重點項目9個，總投資94.62億元，累計完成投資10.75億元，同比下降33.62%。
2、主要產品
船舶產品：海洋工程船、全回轉工程船、液貨運輸船、散貨船等。
配套產品：中低速柴油機及發電機組、螺旋槳、船舶電器、船舶電氣與自動化控制系統、船舶救生裝置、船用錨鏈、船舶輔機、甲板機械、舾裝件、海洋系泊鏈、海洋平臺吊機及救生裝置、海洋工程大型結構件等產品。
3、規上企業，龍頭企業和基地型企業
規上企業44家，龍頭企業5家，省船廠（集團）有限公司、新韓通船舶重工有限公司、中船設備有限公司、鼎盛重工有限公司、賽爾尼柯電器有限公司。
4、市場份額，至少20%以上，單個企業產量，技術
省船廠（集團）有限公司的高技術海洋工程船和全回轉工程船兩大產品，國內市場占有率高達70%以上，創造了27項中國第一，位居全國同行業之首，2013年，完成工業總產值28.6億元，實現銷售共計20.1億元，利稅6.5億元。
中船設備的中速柴油機國內市場占有率第一，2013年，實現主營業務收入14.03億元元，利潤1.20億元元，同比增長16.4%，連續四年利潤總額超億元。在柴油機及動力系統集成、發電機及電氣系統集成、海洋工程機電等領域處于全國領先水平。
賽爾尼柯電器有限公司的高端船舶和海洋工程配電板連續五年國內市場占有率第一并進入國際前列，2013年，實現銷售3億元，在船舶與海洋工程電氣與自動化控制等領域處于世界先進水平。
中船瓦錫蘭螺旋槳有限公司的船舶螺旋槳國內市場占有率超過40%，2013年，實現銷售5億元，在螺旋槳與軸系設計制造、船舶動力打包集成等領域處于世界先進水平。
正茂集團的海洋工程系泊鏈國際市場占有率超過20%，2013年，實現銷售3.1億元，在海洋工程系泊鏈設計研發處于國內領先水平。
5、品牌
省著名商標：“藍波”、“賽爾尼柯SaierNico”、“三星及圖”、“三山”圖形
名牌產品：“威和”橋式起重機
篇5
現代低膨脹高溫合金發展，是以因瓦效應以及時效硬化的發現為基礎的，在上世紀70年代，隨著國內航空航天事業的快速發展以及社會經濟發展中能源危機的日益嚴重，逐漸為低膨脹高溫合金在航空航天領域中的應用以及發展進步，提供了重要的契機。在低膨脹高溫合金的發展歷程中，最早出現的商用Fe-Ni-Co系列合金，在通過使用Nb以及Ti進行強化，去除Al并加入Si等一系列成分變化后，對于原有的商用合金材料的應力加速晶界氧化脆性進行明顯改善后，使得低膨脹高溫合金在航天航空領域中的應用得到大量的突破。后來，為了改善低膨脹高溫合金的抗氧化以及裂紋擴展速率等性能，又進行了相關的新合金系研究，形成了以Inconel 783合金為主的Fe-Ni-Co-Al-Cr系合金與以Haynes242合金為主的Ni-Mo-Cr系合金的研究主流，使得低膨脹高溫合金能夠在750度的高溫環境中仍能夠實現完全的抗氧化功能和作用。
1、低膨脹高溫合金的發展分析與概述
1.1 低膨脹高溫合金的發展基礎分析
在現代低膨脹高溫合金的發展歷程中，低膨脹高溫合金的發展是以“因瓦效應”以及“時效硬化”現象的發現為發展基礎的。在19世紀90年代后期，法國的一位研究學者發現Fe-Ni合金中的Ni成分含量在合金所有成分含量的36%左右時，合金的熱膨脹系數會出現最低值情況，促成了因瓦合金的提出，它為低膨脹高溫合金的發展奠定了一定的發展基礎。隨后，在對于低膨脹高溫合金的發展研究中，由于精密儀器儀表行業以及電真空玻璃封裝行業的發展需求，低膨脹高溫合金以及定膨脹高溫合金的的研究發展取得了較為突破性的發展與進步提升，在這一時期也先后出現了Fe-Ni系以及Fe-Ni-Co系、Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系等低膨脹以及定膨脹合金，也就是在低膨脹合金的這一發展過程與階段時期，時效硬化現象被發現并研究提出，使得現代低膨脹合金發展的兩大基礎條件全部具備，并使得低膨脹高溫合金隨著時代的發展隨之逐漸的發展起來。在現代低膨脹高溫合金發展的兩大基礎條件中，時效硬化現象的發現提出，不僅使低膨脹高溫合金的熱穩定性能得到了顯著的改善，并且也為低膨脹合金在航空航天中的應用創造了可能性。
1.2 商用Fe-Ni-Co系低膨脹高溫合金的發展
在上世紀70年代，航空航天事業的迅速發展以及能源危機的日益加重，最終促成了商用低膨脹高溫合金的出現產生。在航空航天領域發展中，應用低膨脹高溫合金作為薄壁靜子結構部件，比如機匣以及外環，或者是封嚴環、隔熱環等，進行航空航天的生產制造應用，不僅具有生產制造控制部件間隙簡單易行，并且能夠減少航空航天機械設備的發動機零部件數量，降低發動機的重量以及生產制造成本，提高生產制造飛機的性能。隨著商用低膨脹高溫合金的出現，上世紀70年代初期，美國某公司推出了第一種商用低膨脹高溫合金，主要是以Nb以及Ti、Al時效強化的Fe-Ni-Co基合金，這種低膨脹高溫合金具有與Inconel 783系合金相近的優良抗拉強度，但是該類型商用低膨脹高溫合金的熱膨脹系數在Inconel 783系合金的熱膨脹系數一半左右，能夠應用于600度的高溫環境中。在70年代中期，人們對于商用低膨脹高溫合金進行了工藝以及成分上的研究探索，實現了添加Cr以及Hf、B成分，或者是降低合金中的Al含量來提高合金的應力加速晶界氧化脆性。隨后，在80年代初期，對于低膨脹高溫合金的發展研究中，又出現了第三代低膨脹高溫合金，也就是Incoloy 909/CTX-909系合金，這類低膨脹高溫合金在原有合金的基礎上提高了對于Si的含量，最終形成該系列低膨脹高溫合金，使合金的強度以及韌性、抗應力加速晶界氧化脆性、低膨脹系數等得到了良好改善。
1.3 抗氧化低膨脹高溫合金的發展
在上世紀90年代，航空航天制造發展中，為了提高飛機發動機的效率，同時提高飛機發動機部件的工作溫度，對于應用于航空航天領域飛機制造生產的低膨脹合金材料，也就提出了抗氧化以及高強度、低膨脹的要求，從而促進了抗氧化低膨脹高溫合金的研究發展與應用實現。對于抗氧化低膨脹高溫合金的發展研究，主要集中在對于Fe-Co-Ni系合金成分的調整研究以及對于Ni-Mo-Cr系低定膨脹系數合金的研究上，從這兩個研究思路出發，在上世紀80年代末90年代初以及90年代中期，分別對于低膨脹高溫合金有了新的研究與發展突破，實現了抗氧化性能好以及組織穩定、塑性損失小，工作溫度可達到750度的低膨脹高溫合金研究提出與應用實現。根據這一發展研究與應用趨勢，低膨脹高溫合金未來將集中于向抗氧化高強度低膨脹高溫合金的研究與發展應用方向發展。
2、低膨脹高溫合金在航空航天業的應用
在我國的航空以及航天事業發展中，都有對于低膨脹高溫合金的應用實現，但是，兩個領域中對于低膨脹高溫合金的應用側重點卻有不同。首先，在航空領域以及行業應用中，由于低膨脹高溫合金本身具有高強度以及低膨脹等性能特點，使得該類型的合金材料在進行航空設備發動機的轉動部件與靜止部件生產制造應用中，能夠嚴格的進行生產制造部件間間隙與公差的控制，從而提高航空設備發動機能量的輸出以及燃油效率，并且高強度的合金材料降低了飛機發動機的重量，使得低膨脹高溫合金材料在燃氣輪機以及蒸汽渦輪的密封環以及外環、隔熱環、軸。機匣、葉片等結構部件制造中廣泛應用。比如，CFM-56以及F101等發動機中都大量使用了低膨脹高溫合金材料。而在航天領域中，低膨脹高溫合金由于其特殊性能特征，在航天飛機的主發動機制造中，也被考慮應用。
3、結束語
總之，低膨脹高溫合金是一種具有特殊和突出性能材料，在航天航空領域中有廣泛應用，進行低膨脹高溫合金材料的分析，有利于促進應用和發展，具有積極作用。
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與鋁合金結構、鋼結構材料等傳統材料相比，先進性復合材料在綜合性能上更具優勢，其用量成為了代表著航空航天先進性的一個標志，占據著重要的地位。我國若要在競爭激烈的世界市場中站穩腳跟并且不斷向前發展，就要對先進性復合材料這一被全球強國重視的核心技術進行深入研究與重點發展。
1 先進復合材料的基本定義
先進復合材料，簡稱ACM，即是在進行主承力結構與次承力結構等加工過程中，可以運用的剛度性能以及強度性能≥鋁合金等傳統材料的一種復合材料，不但在質量的輕度上占據優勢，其比強度、比模量都更加高，還具有抗腐蝕、耐高溫與低溫、減震隔音及隔熱的良好性能，并且具有較佳的延展性，如今被大量地推廣應用在建筑行業、機械制造行業、醫學行業以及航空航天行業等領域中[1]。
2 先M復合材料的特點
作為當今時代的主導材料，復合材料有著以下一些特點：首先是可設計性與各向異性，根據構件的使用要求與環境條件，可以在設計環節進行合理的組分材料選擇、材料匹配，并且通過界面控制盡可能地滿足預期要求，達到工程結構所需性能的標準要求。傳統材料的運用上常見的材料冗余問題也可以很好地避免，實現材料結構的效能最大化。其次，復合材料的構件和材料一起形成，提高了結構的整體性能，無需過多的零部件，實現了加工周期的縮短與成本的減少。然后，復合材料在其復合效應下形成新性能，并不存在單一材料或幾種材料簡單混合的性能缺陷問題。
再者，復合材料能產生很多功能，比如吸波和透波、防熱和導電、透析和阻燃等等一系列功能，在結合其他先進技術的基礎上，形成一種新復合材料，比如納米復合材料、生物復合材料和智能復合材料等。最后，需要注意的是，在復合材料的成形過程中，其組份材料會發生物理變化與化學變化，使得復合材料構件性能在很大程度上依賴其復合工藝，難以準確地對工藝參數進行適當的控制，以至于性能具有較大的分散性。
3 先進復合材料在航空航天領域的應用
3.1 先進復合材料在無人機領域的應用
現代戰爭理念的改變，使無人機倍受青睞。無人機除在情報、監視、偵察等信息化作戰中的特殊作用外，還能在突防、核戰、化學和生物武器戰爭中發揮有人軍機無法替代的作用。無人機的發展方向是飛行更高、更遠、更長，隱身性能更好，制造更加簡便快捷，成本更低等，其中關鍵技術之一就是大量采用復合材料，超輕超大復合材料結構技術是提高其續航能力、生存能力、可靠性和有效載荷能力的關鍵。
3.2 先進復合材料在民航客機的應用
復合材料在民機結構上的應用近年來取得較大進展。復合材料的優點不僅僅是質輕，而且給設計帶來創新，通過合理設計，還可提供諸如抗疲勞、抗振、耐腐蝕、耐久性和吸/透波等其他傳統材料無法實現的優異功能特性，增加未來發展的潛力和空間。尤其與鋁合金等傳統材料相比，復合材料可明顯減少使用維護要求，降低壽命周期成本，特別是當飛機進入老齡化階段后差別更明顯。同時，大部分復合材料飛機構件可以整體成型，大幅度減少零件數目和緊固件數目，從而減小結構質量，降低連接和裝配成本，并有效降低總成本。
3.3 先進復合材料在航空器領域的應用
功能材料在航天領域的應用更為廣泛，其中最重要的是返回式航天器的表面熱防護功能材料。中國材料研究學會學者唐見茂研究指出，航天飛行器（導彈、火箭、飛船、航天飛機等）以高超聲速往返大氣層時，在氣動加熱下，其表面溫度高達4 000 ℃～8 000 ℃；固體和液體火箭發動機工作時，燃燒室產生的高速氣流沖刷噴管，燒蝕最苛刻的喉襯部位溫度瞬間可超過3 000 ℃。
4 結語
通過以上的研究可以發現，隨著航空航天技術的飛速發展，對材料的要求也越來越高。一個國家新材料的研制與應用水平在很大程度上體現了其國防和科研技術水平，因此許多國家都把新型材料的研制與應用放在科研工作的首要地位。新型航空航天器的先進性標志之一是結構的先進性，而先進復合材料是實現結構先進性的重要基礎和先導技術。我國將成為世界上先進復合材料的最大用戶，筆者認為，我國應該針對國外技術封鎖與國內技術儲備不足的國情，不斷地自主創新，努力探索原材料、設計問題，運用理論、低成本技術以及政策支持等一系列的解決方法，不斷提高航空航天器的結構先進性，不斷加強對先進復合材料先導技術的研究與發展。
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通過對國內外本科院校工程教育專業認證的分析與研究，利用對中國近幾年的專業認證與評估成果的調查與研究，對其進行梳理，依據工程教育專業認證中課程設置要求，依據南京航空航天大學能源與動力學院能動專業建設相關內容與特色，以培養具有航空航天特色的工程教育專業人才為目標，對南京航空航天大學能動專業課程體系進行優化。以培養要求為基準，著手對課程體系進行優化，并對本科培養大綱進行相應的修訂，從而實現培養目標。確定能源與動力專業學生在校期間應修總學分數不能少于180學分。
2.1數學與自然科學類課程
能源與動力專業數學與自然科學類課程是指該專業學生必須掌握的基礎課程，主要包括高等數學（11學分）、大學物理（6.5學分）、大學英語模塊（10學分）、C++語言程序設計（3學分）等方面共六門課程，總共30.5個學分。因此能源與動力專業數學與自然科學類課程占總學分的比例約為17％，達到了工程教育專業認證標準中至少占總學分的15%的要求。
2.2工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程
工程基礎類課程和專業基礎類課程主要體現數學和自然科學在該專業應用能力培養，而專業類課程主要體現系統設計和實現能力的培養。其中工程基礎類課程主要包括電子電工技術（5學分）、理論力學（3學分）、材料力學（3學分）、工程圖學（4.5學分）以及機械設計基礎（3學分）等課程，總共為18.5個學分；專業基礎類課程主要包括工程流體力學（3學分）、工程熱力學（3學分）、傳熱學（3學分）和化學反應動力學基礎（2學分）等課程，總共為11個學分。因此工程基礎類課程和專業基礎類課程必須要修滿至少29.5個學分。對于專業類課程，由于能源與動力專業具體有兩個培養方向:方向一為熱能動力方向，主要陪養就業方向為航空發動機、地面燃氣輪機等相關單位；方向二為能源利用方向，主要培養的就業方向為電廠、新能源以及制冷等相關單位。因此其專業類課程既有相同的專業課程，也有自身特色的課程。其中燃燒原理（2.5學分）、燃氣輪機原理與構造（3學分）、熱能綜合利用（2學分）、熱交換器原理與設計（2.5學分）以及熱工測量原理與方法（2學分）等，總共12個學分，這些課程為能源與動力專業兩個培養方向都必須學習的專業類課程。另外每個培養方向又有其特定的專業類課程必須選修，其中熱能動力方向專業類課程包括葉輪機原理（2.5學分）、燃氣輪機控制原理及應用（2學分）、燃燒技術與分析（2學分）、內燃機原理與構造（2學分）、工程傳質與應用（2學分）等共9門課程；能源利用方向專業類課程包括泵與風機（2學分）、供熱工程（2學分）、鍋爐原理（2學分）、制冷原理與技術（2學分）、可再生能源利用技術（2學分）以及熱力發電技術概論（2學分）等共10門課程。無論學生學習哪個方向，共同學習的專業類課程與特定選修的專業課程之和必須要修滿至少28個學分。因此,工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程必須要修滿的學分數為：29.5＋28＝57.5學分，因此該類課程學分占總學分的比例約為32％，達到了工程教育專業認證標準中至少占總學分的30%的要求。
2.3工程實踐與畢業設計
能源與動力專業設計完善的實踐教學體系，主要包括以下幾個方面：(1)軍事訓練，培養學生的吃苦耐力與過硬的身體素質；(2)各種課程的課程設計，如:機械設計基礎課程設計、電工與電子技術課程設計、C++語言課程設計等，主要培養學生對各門基礎課、專業基礎課的實際應用能力；(3)工程訓練，主要包括機械加工方面的車、磨、銑、刨、鑄造以及焊接等金工實習，鍛煉學生的動手能力；(4)下廠實習，大三暑假期間，在指導老師帶領下去中航工業集團下屬的企業或電廠進行為期一個月的下廠實習，鍛煉學生把理論知識應用于工程實際中的能力；(5)畢業設計，指導老師開設的畢業設計題目一般都來源于實際工程問題，學生在老師的指導下，在大四下半年開展為期半年的本科畢業實際，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。能源與動力專業要求學生在實踐能力與畢業設計方面修讀的總學分不低于42.5，占總學分的23.6％，達到了工程教育專業認證標準中至少占總學分的20%的要求。
2.4人文社會科學類通識教育課程
能源與動力專業在人文社會科學類通適教育課程方面主要包括以下幾個模塊：(1)通適基礎教育平臺，主要包括形式政策教育、思想道德修養與法律基礎、安全教育、大學生心理健康教育等課程，共19.5個學分；(2)國防軍事模塊，包括航空航天概論、軍事高技術概論等，至少修滿1.5個學分；(3)文化素質模塊，主要包括文化歷史、藝術鑒賞、科技基礎、哲學社會等課程，至少要修滿6個學分；(4)創新創業類模塊，主要包括大學生職業生涯發展與規劃、創業基礎以及經濟管理等課程，共5.5個學分。人文社會科學類通識教育課程總共需修滿32.5個學分，占總學分的18％，達到了工程教育專業認證標準中至少占總學分的15%的要求，使學生在從事工程設計時能夠考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。
2.5航空航天特色類課程的設置
為了突出南京航空航天大學能源與動力專業的航空航天特色，在開設的課程中，如國防軍事模塊、專業類課程以及工程實踐與畢業設計中，課程教學內容包含濃郁的航空航天特色，由于指導老師所從事的科研項目都是來自于國防工業集團，具有豐富的研究經驗，因此在專業基礎課和專業課的講課過程中，所列舉的實例都是以航空航天為背景的工程問題，特別是畢業設計和下廠實習，因此在能源與動力專業課程優化過程中，充分突出了南京航空航天大學的航空航天特色。
2.6注重科技創新能力培養
學生創新素質的培養直觀重要的是培養學生的創新意識，因此積極創造條件讓學生能夠在大學期間積極的參與科技創新活動。主要包括：(1)鼓勵學生積極參加各種科技類競賽，如:流體力學大賽、節能減排大賽、開設卓越班等，并且科技競賽獲得獎勵的同學在保研方面給予政策上的傾斜；(2)安排學生參與教師的科學研究工作，讓學生在參與科研過程中更好的掌握好該專業的理論知識，加強學生的動手能力，拓展學生的科研視野。
2.7學習進程
大學生本科期間的各門課程是相互銜接的，因此需要考慮課程之間的匹配與銜接，如圖1所示。學習進程主要分成了三部分:一是基礎課程，包括高等數學、大學物理、計算機等;二是學科基礎，包括結構和流體力學、熱學和電學方面的課程;三是專業課程，主要包括了熱能動力和能源綜合利用兩個方向的相關課程。整個課程體系分為三條線:第一是流體和熱學相關的課程，如流體力學、工程熱力學、傳熱學、燃燒學等；第二是結構力學方面，包括理論力學、材料力學等;第三是計算機語言方面的課程。因此在安排各門課程的學期上需要考慮上述課程銜接問題，從而最終制定出合理的能源與動力工程專業教學計劃表。
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“工程材料學”是航空主機類專業（包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業）的學科基礎課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構建材料知識體系的重任，對學生今后的發展起著重要作用。本文結合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領域發展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎科學，也是應用科學。材料科學與技術的發展，解決了很多工程領域的關鍵問題，有力地推進了相關科學和技術的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領域，材料產業也成為國民經濟發展的重要支柱產業?！肮こ滩牧蠈W”以物理學、化學等理論為知識基礎，系統介紹材料科學的基礎理論和實驗技能，著重培養學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結構、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎課程，“工程材料學”具有較長的開設歷史，在人才培養中發揮了重要的作用。航空航天領域的發展對工程技術人員的能力素質提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養計劃的實施，對工程類課程建設的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎，已發展成為一個由多個分系統組成的大系統，需要工程技術人員采用系統工程的方法進行綜合設計。現代航空技術一百多年的發展，使得人們可以在更大的范圍內探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環境更加嚴苛?，F代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節能低碳等要求。材料科學技術的發展，為解決航空航天領域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發展公認的規律。這對航空航天工程技術人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創新素質的工程技術人員，要了解材料科學與工程的發展方向和趨勢，分析材料領域的發展對航空航天領域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發展的需求。在新型飛行器的研發過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術參數進行統一的優化。在落實對飛行器性能的要求時可以發現，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設計，要及時掌握各種設計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結構進行綜合優化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統密切配合，才能實現信息和資源共享，降低全系統的風險，提高系統的可靠性和綜合性能。材料科學技術的迅速發展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現代科學技術中，材料科學是發展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發展日新月異，促使“工程材料學”課程內容的不斷充實。
“工程材料學”課程要系統講授材料科學與技術的基礎理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結構以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優質金屬材料被開發出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結構成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優點使得工程技術人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結構，而現在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結構過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構件上。復合材料構件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發動機、蒙皮等結構的性能，有效解決了防熱問題?！肮こ滩牧蠈W”課程的教學內容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關學科也取得了長足的發展，使得主機專業教學內容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎課，是基礎課與專業課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業培養學生實踐動手和創新創造能力，提高學生綜合素質等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業采用同一標準教學。雖然主機類各專業人才培養有其共性要求，但隨著航空航天事業的發展，專業分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業的具體需求，結合各專業的課程體系安排教學。飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業根據航空領域中的分工培養學生，畢業學生的工作要求有所不同，對知識結構的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業學生也會有所區別，應按照專業特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據。
飛行器設計與工程專業要全面統籌飛行器產品及各部件的設計和制造，主要從事飛行器總體設計、結構設計、飛機外形設計、飛機性能計算與分析、結構受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發展對現代飛行器設計技術的影響，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，了解輕質高強材料的發展動態和發展趨勢。飛行器動力工程專業要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統等方面的知識，主要培養能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產、實驗、運行維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結構具有在高溫下長期工作的組織結構穩定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業要針對現代飛行器工作條件嚴酷、構造復雜的特點，采用先進制造技術，實現設計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業要求學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雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領域得到應用，其制造技術具有新穎性的特征，設計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎打好，適應工藝和材料不斷發展的要求。雖然各專業對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎一致。
該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉化為生產力?！肮こ滩牧蠈W”是相關專業材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結構與性能等基礎理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術，為更好地學習專業課程創造條件，為將來從事技術開發、工藝和設備設計等打下基礎。由此可見，在明確了各專業對該課程的個性化要求的基礎上，更要明確共性要求?！肮こ滩牧蠈W”課程要培養學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質，扎實的材料科學與技術知識基礎是學生學習專業課程、提高綜合素質、培養創新能力的必備條件，是進一步發展的基礎。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內容劃分為每個專業均要求了解的材料領域知識和根據各個專業特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎的教學需要，又注重了后續專業課程學習和能力培養的要求，促進了基礎理論和專業應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設計、制造、維護一體化發展的需要，增強了跨學科、跨專業認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設豐富的教學環境
作為一門學科基礎課程，“工程材料學”課程要根據學校人才培養創新目標和相關專業的人才培養標準、方案，結合卓越工程師教育培養的要求，注重與專業課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結合，注重對學生創新意識、創業能力及綜合運用知識能力的培養。在充分調研與分析專業人才培養對課程教學要求的基礎上，要對課程的教學大綱和內容進行修訂，與相關教學環節有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環境和氛圍，加強與后續課程及實踐活動的聯系，解決學科基礎課的教學與專業人才培養需求的脫節或不銜接等問題。
“工程材料學”在第四學期開設，是一門承前啟后的課程。在前期開設的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關的課程?！按髮W物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關概念?！昂娇蘸教旄耪摗币院娇蘸教祛I域的發展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發展的角度再次審視航空航天的進步，結合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關專業的后續課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關，如“飛行器總體設計”、“發動機原理”、“先進制造技術”等，如果在“工程材料學”中對有關知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關概念，加深理解。在主機類專業培養方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養環節，其教學內容與“工程材料學”密切相關。“工程訓練”教學內容以機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。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發揮學生的潛力。
航空航天主機類專業的課程設計是重要的綜合學習環節。課程設計任務一般是完成一項涉及本專業一門或多門主要課程內容的綜合性、應用性的設計工作，通過一系列設計圖紙、技術方案等文件體現工作成果。很多主機類專業的課程設計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設。因此，在相關課程設計中，有目的地提出材料問題，引導學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，可以更好地調動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結語
航空航天是現代科學技術的集大成者，該領域發展很大程度上取決于材料科學技術的進步。材料學是航空航天工程技術人員知識結構的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W”要按照現代大工程觀的要求組織教學，才能實現教學目標，提高培養質量。航空航天領域和材料科學技術發展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內容。要根據學科領域的發展需要選擇教學內容，按照理論實踐結合、突出工程應用的要求構建知識體系。在教學工作中，應根據不同專業的培養要求，深入研究材料學的基本要求和各專業的發展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結構，提高教學效率。統籌考慮專業教學與其他課程的聯系，以及課程設計、工程訓練、畢業設計等教學環節，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養多角度研究分析、跨專業交流合作、多學科解決問題的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
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1 開展全日制專業學位研究生教育，滿足高層次應用型專門人才的需要
我國自1991年開展專業學位教育以來，專業學位教育種類不斷增多，培養規模不斷擴大，社會影響不斷增強。在培養高層次應用型專門人才方面日益發揮著重要的作用。已成為學位與研究生教育的重要組成部分。前期的專業學位研究生教育的培養對象主要是具有一定工作經歷的在職人員，對在職人員業務水平和實踐能力的提高發揮了重要作用。
隨著我國經濟社會的快速發展，迫切需要大批具有創新能力、創業能力和實踐能力的高層次專門人才。教育部自2009年起，對研究生教育結構類型實行重大改革，增強研究生服務于國家和社會發展的能力，加大應用型人才培養的力度，促進人才培養與經濟社會發展實際需求的緊密聯系，除繼續實行學術型研究生教育外，開展了以應屆本科畢業生為主的全日制碩士專業學位研究生教育，不僅滿足他們適應社會發展、提高專業水平、增強就業競爭力的需要，而且對加快培養高層次應用型專門人才，滿足社會多樣化需求、具有重大而深遠的意義。
2 探索全日制專業學位研究生培養模式
以應屆本科畢業生為主的全日制碩士專業學位研究生教育，是2009年即將啟動的新的研究生培養模式，其研究生培養過程、培養環節質量監控和學位論文要求等相關規定尚在建立和完善之中。如何使以應屆本科畢業生為主的全日制碩士專業學位研究生的教育培養內容高起點、研究生培養質量高標準、創新實踐能力高要求，使以應屆本科畢業生為主的全日制專業學位研究生掌握專業領域堅實的基礎理論和寬廣的專業知識、具有較強的解決實際問題的能力。能夠承擔專業技術或管理工作，成為具有良好的職業素養的高層次應用型專門人才，探索出一套符合以應屆本科畢業生為主的全日制專業學位研究生的創新型培養模式，制訂出全日制專業學位研究生培養方案和實施細則，建立和完善研究生培養過程規章制度，是當前迫切需要進行的重要工作。
2.1加強基礎理論和應用知識相結合的課程教學模式
學術型研究生教育主要是培養具有獨立從事科學研究或教學工作能力的教學科研人才。專業學位研究生教育主要是培養具有良好的創新實踐能力的高層次應用型專門人才。因此，專業學位研究生課程設置將以實際應用為導向，以職業需求為目標，以綜合素養和應用知識與能力的提高為核心。課堂教學內容強調理論性與應用性課程的有機結合，突出案例分析和實踐研究。
例如，北航材料學科的全日制專業學位研究生課程設置上，一級學科和二級學科的核心基礎理論課與學術型研究生課程設置完全相同，其核心基礎理論課包括：固體物理、材料近代測試方法、固體化學、材料熱力學與動力學、先進復合材料等。在方向課程設置上，擬針對北航特色增加有航空航天特色的“航空航天材料工程”，包括：航空航天發動機用高溫結構材料、航空航天飛行器用輕質結構材料、熱防護和機載設備用特種功能材料和航空航天關鍵材料的服役特性與壽命評估，以及“航空航天關鍵結構件無損檢測技術”等應用性強的課程。在全日制專業學位研究生課程教學師資隊伍的建設上，請工程背景強的優秀教師、航空航天大型企業的總工程師或總設計師主講相關課程，以飛機、運載工具和空間飛行器為對象，分解其不同部位的材料組成和材料特點，結合航空航天企業的實際案例，講授航空航天領域關鍵材料，形象地再現關鍵材料的加工過程。這樣就使全日制專業學位研究生整體課程設置，在強化基礎理論的同時，突出了應用知識的課堂教學。
2.2依托學校科研優勢，提升全日制專業學位研究生的實踐能力
專業實踐是全日制專業學位研究生培養的重要環節，充分的、高質量的專業實踐是專業學位教育質量的重要保證。北京航空航天大學全日制專業學位研究生的實踐教學環節，除吸納和使用社會資源，建立多種形式的校企聯合實踐基地外，還建設和建成了一批校級研究生公共實驗課和學科專業實驗課。
學校特別重視全日制專業學位研究生實踐能力的培養，即研究生教學實驗的環節。依托學校科研優勢，將科研成果高質量地轉化到實驗教學環節上，建成研究生公共實驗室，以提供系列化、層次化的實踐能力培養環境，形成完善的研究生實踐能力培養體系。
學校通過“211工程”、“985”教育振興計劃等教學實驗室建設專項，從實質上提升實驗教學水平，實現科研與教學相互促進，建成了一批研究生公共實驗室，包括研究生公共實驗平臺和研究生專業實驗平臺。達到培養學生創新與實踐能力的目的。通過將前瞻性、先進性、典型性、綜合性和學科交叉性的科研成果高質量地轉化到研究生公共實驗教學上，形成跨一級學科或在一級學科框架下的研究生公共實驗教學內容，實現研究生實踐能力的面上培養，夯實研究生實踐能力的“寬口徑”總的基礎，再通過研究生學位論文研究，在其研究方向上實現“點上提高”，從而，形成研究生實踐能力的立體全方位培養。學校十分重視通過機制體制創新使高水平教師參與到實驗教學工作中，在實驗核心課程體系的建設中，明確要求課程團隊中要由學術帶頭人或學術骨干領銜組建教學團隊。
2.3產學研相結合，提高全日制專業學位研究生的學位論文質量
對于2009年即將招收的以應屆本科畢業生為主的全日制專業學位研究生，北京航空航天大學要求其學位論文選題均耍來源于企業合作的應用課題，或直接將他們派往企業，以突破企業關鍵技術來命題，強化工程實踐能力培養，推進專業學位研究生培養與用人單位實際需求的緊密聯系，積極探索人才培養的供需互動機制。
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隨著社會經濟的快速發展，焊接技術也隨之不斷的創新與改革，這不僅有利于我國社會經濟的快速發展，還有效的促進我國制造行業的快速發展，在我國現階段，人們為了推動制造行業的發展，將許多先進的技術應用到制造行業中，焊接技術是制造行業應用較為廣泛的技術，所以，本文就焊機技術的現狀及未來的發展趨勢進行分析與研究，以促進焊接技術在制造行業中快速發展。
1 我國當前焊接技術的發展現狀
在我國現階段，隨著社會經濟的快速發展，人們的生活水平在不斷的提高，我國城市建設及社會發展的主要材料之一就是鋼結構材料，人們對鋼結構的材料質量要求也在不斷的提高，因此在對鋼結構進行加工的時候，對鋼結構焊接技術要進行嚴格的控制，使之達到鋼結構工程設計的相關規定。但是隨著電子信息時代的快速發展，焊接加工技術被廣泛的應用到各個行業中，從而有效的實現了焊接技術的自動化，這不僅加快了焊接技術的快速發展，而且更有效的提高了焊接的施工質量。在現階段，焊接技術已經廣泛的被應用到各個行業中，并且還充分的利用計算機技術對焊接過程中存在的應力變形及相關的問題進行控制。目前，人們已經對焊接技術創新進行了全面的分析與研究，以促進我國焊接技術的快速發展。
2 我國焊接技術的發展特點
焊接技術是一項綜合性很強的工藝技術，焊接技術的發展與現代科技發展相輔相成，近二三十年焊接技術在我國得到了快速的發展，各種焊接技術不斷的增多，真空、紅外線、等離子物理、電子束、聲學微、電子、超聲等現代化科技技術在焊接技術方面得到了廣泛的應用。焊接新技術不僅促進了焊接技術的快速發展，也奠定了焊接技術在制造行業的地位，并且有效的擴大了焊接技術的應用范圍。
在我國現階段，機械制造行業以及其他產業的主要制造技術就是焊接技術，焊接技術廣泛的應用于家用電器、輕工紡織、部件、海洋工程、機車、汽車、船舶、特種設備、橋梁、建筑、礦山、冶金、煤炭、石化、航空航天、核能及電站等我國社會經濟的各個行業中。焊接技術中滲透著現代化的科學技術，有效地促進了我國焊接技術的快速發展。
3 現代工業常用的高效焊接方法
3.1 氣體保護焊
一般以氣體作為電弧的媒介，并且保護焊接區及電弧的電弧焊就是氣體保護焊，依據氣體保護焊焊接效果的不同，分為非熔化極（鎢極）惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊。
3.2 電阻焊
在兩電極之間壓緊被焊接的焊件，并對其加以電流，使電流流經被焊接的焊件接觸面以及焊件臨近區域產生的電阻熱效應將其加熱至塑性狀態或者融化，使焊件形成金屬結合的一種方法叫做電阻焊。電阻焊一般廣泛的應用于航空航天、汽車、家用電器及電子等行業中。
3.3 螺柱焊接
螺柱焊接一般按照焊接方式不同分為拉弧式和分為儲能式兩種，這兩種焊接方式都是單面焊接。由于螺柱焊接不需要穿孔，所以螺柱焊接不漏氣、不漏水，也不需要對非焊接面進行再次焊接或者加工。
3.4 磁控焊接
磁控焊接技術是近幾年發展的新型焊機技術。磁控焊接一般使用外加磁場控制焊接的質量，磁控焊接具有投入成本低、效益高、耗能少及附加裝置簡單等提點，在國外有“無缺陷焊接”的美譽，所以，磁控焊接技術得到了廣泛的應用，也引起了焊接工作人員的興趣。
3.5 多電弧共熔池焊接
由于一個熔池上燃燒多個電弧，不僅可以提高總的焊接熱量，還可以改變焊接熱量的分布特點，能向熔池及焊接兩側面提供一定的熱量和液體金屬，有效地提高了焊接的速度及焊接的生產質量。
4 我國焊接技術在各個領域中的應用
4.1 在航空航天中的應用
眾所周知，焊接技術性能可靠、焊接質量優良，在航空航天工業中被廣泛的應用，在航空航天工業中焊接技術占全部工時的10%，航空航天領域中50%以上的連接部件使用的都是焊接技術。由于航空航天工業對材料的要求比較特殊，所以在航空航天種焊接技術應運而生，在現階段，高能束流焊接技術及固態焊接技術在航空航天工業中應用比較多。其中在我國航空航天工業中最常用的先進焊機技術是攪拌摩擦焊、電子束焊及激光焊，焊接技術在航空航天技術中被廣泛的應用，促進了航天航空業的快速發展。
4.2 汽車制造領域中的應用
在汽車制造領域中汽車的變速箱齒輪、汽缸、離合器、行星齒輪框架、后橋及發動機增壓器渦輪等部件都使用的是電子束焊接技術；而汽車中的車身拼焊、零部件的焊件及框架結構主要使用的是激光焊接技術；在汽車制造領域中汽車的液壓成型管附件、汽車車門預成型件、汽車地方車身支架、汽車輪轂及發動機引擎主要應用的也是攪拌摩擦焊接技術，由此可見，焊接技術廣泛地應用于汽車制造領域。
4.3 船舶工業中的應用
高效焊接技術在船舶制造工業中具有至關重要的地位，高效焊接技術是一項專業性、技術性很強的系統工程，尤其是二氧化碳氣體有效的保護半自動焊接技術的應用率達到60%～65%，高效焊接技術成為我國船舶制造工業中的關鍵技術之一。現階段先進的船舶焊接技術是保證船舶制造質量、縮短船舶制造工期、降低船舶制造成本、提高船舶制造效率的有效途徑，也可以有效地提高企業的經濟效益。
5 我國焊接技術的發展趨勢
我國焊接材料的產量在全世界位居首位，但是焊接產品的質量以及高品質焊接材料的生產與世界先進國家存在一定的差距，主要表現在以下幾點：①對焊接材料預處理缺少專業的體系及技術，如對焊接原材料的篩選及檢驗，對焊接材料的混合均勻度及焊接預燒結處理等；②在工作中對于焊條藥皮密實度的改善，就我國目前的油壓式壓涂機的具體工作性能來看，依舊存在很多不完善的方面，比如工作中由于對水玻璃加入量的加大，就會降低藥皮在工作中的實際性能；③在實際的生產車間環境治理方面國外主要是以密閉的方式來進行熔煉焊劑工作中，但是從我國的現狀來看，其主要是使用敞開式的生產方式；④在相關焊劑生產設備的自動化水平方面，對于焊劑的成形以及相關的顆粒度等方面依舊存在很大的差距；⑤在實際工作中的無鉛連接材料以及技術應用方面，就目前我國的實際應用現狀來看，與國際先進水平依舊存在很大差距，相關的釬焊理論與實踐水平只在部分領域取得了一些成績，也就是說，其發展應用的總體技術水平依舊不高，在以后的工作中要特別注意高端焊接產品以及特種助焊劑等方面的應用以提升工作。
6 結 語
在我國現階段，隨著焊接技術的快速發展，在促進社會經濟快速發展的同時，也給人們的生活帶來了便利，但是隨著焊接材料的不斷變化及焊接技術的快速發展，制造行業對焊接技術提出了更高的要求，同時，在現代化的社會中，焊機技術已經進入了數字化的時代，所以，我們應該盡可能地將先進的科學技術及理念應用在焊接技術中，加大焊接技術的研發力度，努力研發新的焊接技術及方法、發現新的焊接材料及焊接設備，進一步提高焊接機械化、安全可靠性及自動化水平，有效地促進我國焊接技術及制造行業的快速發展，提高經濟效益。
參考文獻：
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[文獻標識碼]A
[文章編號]1006-5024(2008)06-0122-04
隨著西部大開發的不斷深入，西部省份如何充分利用本地雄厚的國防科技資源，實現當地經濟的發展與騰飛，是一個亟待解決的問題。西安作為中國航空航天產業的重要基地，在中國乃至全球都擁有特殊的地位和聲譽。2002年麥肯錫的戰略咨詢結果和專家論證表明，航空航天產業是西安市應該發展的支柱產業。也有資料指出，航空產業的投入產出在10年之后就是1：80，就業拉動是1：40。一個機型將有500多個企業單位與之配套，二級配套的廠商更達到3000-5000家，形成一條金字塔式的產業鏈。西安發展航空航天高技術產業在全國具有獨一無二的比較優勢。
一、高技術產業園區的闡述
高技術產業區域(Hi-Tech Jndustry District)主要是指高技術產業開發區，以及連綿形成的高技術產業開發帶(以下簡稱為高技術區域)，是高技術企業生存和發展的載體，是一種新型的科學與工業相結合的社會組織形式，包括高技術中心(Technopole)、科技工業園(Hi-Tech Industry Park)和科學城(Seience City)。
產業聚集是高技術區域的成功特征。理論研究與發展的實踐表明，一個國家或地區競爭優勢的獲得來源于產業在其內部聚集過程中的優勢獲得。波特(Potter，1998)以為，在經濟全球化進程中，產業聚集可以從三方面影響企業和區域的競爭：一是提高企業的生產率；二是指明創新方向和提高創新速度；三是促進新企業的建立，從而擴大和加強聚集本身。
實際上，新時期的產業聚集更強調在柔性聚集過程中知識、技術等要素的重新組合與創新，強調本地工程師、技術工人等要素的集中以及本地熟練勞動力市場的形成。各種知識型的資源優勢越來越成為各國區域發展的主要動力。在高技術區域發展中，產業聚集更多的是依重于創新，聚集的方向是選擇具有大量高技術人才和良好創新環境的區域。因此，可以說高技術產業的聚集是以高級知識、技術要素為主形成的，目的是為了獲取具有持續競爭力的動態競爭優勢。這也是高技術區域發展的重要基礎。
高技術產業區域的聚集功能是指高技術區域憑借其具有的區位優勢，將各種社會資源聚集在一起協同發揮作用的效應。從其內在實現價值看，聚集是高技術區域的重要區位特征，高技術區域的聚集功能是表現在人才、資金要素的資源聚集和創新的聚集，并最終體現在高技術產業經濟效益的聚集；從其外在表現分析，高技術區域的聚集功能會造成對外部和其他區域人才、資金、技術的抽吸效應，從而使其取得聚集經濟效益的快速發展，形成技術、經濟優勢的高勢能區位，反過來又對外部和其他區域產生波及影響和帶動作用。
二、高技術區域產業聚集的創立、成長與發展
產業聚集可以反映出一個高技術區域的競爭優勢和條件，但是它并非一開始就以完整的面貌出現，必然要經歷一個產生和發展的過程。從硅谷的發展可以辨識出，高技術產業聚集可以產生聚集效應，但最初的產生肯定是一些非聚集的因素在起作用。這些因素是一些區域的結構性因素，也是觸發性因素(如斯坦福大學、政府投資含軍事投資、企業衍生等)，它們與其他的區位優勢(如自然稟賦等)結合，就會產生指向性區位因素，形成最初的企業進入動力。而這些企業又會吸引其他企業進入，區域的功能性因素起聚集的主要作用，形成動態的聚集因素(如風險投資、企業家精神和協作文化等)，促進產業聚集的自我發展。這個演化過程可以從下圖表現出來。
高技術區域也可以看作是為產業聚集創立的一種區位優勢。技術創新理論認為，在近乎完全競爭的市場中存在小企業技術創新的門檻，如果此類門檻過高的話，經濟發展有時會因為小的歷史事件而被鎖定在某低級技術水平上。如果技術的創新和擴散是多數采用者都隨著它“走”而引發的，那么優化選擇的機制和環境就能提供有效的通道。為了幫助高技術小企業克服創新門檻的阻礙，并防止經濟發展水平在某個低水平上鎖定，高技術區域便應運而生，并以提供區位優勢因素來幫助小企業進行技術創新，而不完全是出自自發的。高技術產業群的形成無疑需要企業有較低的進入門檻。創業企業能自由進入聚集產業，其進入會帶來新技術、新思維、新的競爭方式，有利于促進競爭與創新，為產業聚集帶來活力。
高技術產業區域的發展模式對園區發展至關重要。Walt,Whitman.Rostow在《經濟成長的階段》(1960)一書中認為正確規劃某一時期的主導產業、確定其發展模式是制定區域產業政策的核心內容，也是壯大區域經濟實力，提高區域競爭力的迫切需求。林金忠(2001)認為，聚集經濟本質上是空間意義上的外部規模經濟。他把規模經濟分為兩類：單個企業的內部規模經濟；眾多企業在局部空間上的集中而產生的聚集經濟。他提出了三種聚集經濟的類型：多層次聚集(企業間橫向聯系而形成的聚集)：企業縱向關聯而形成的聚集(產業鏈)；由于區位優勢而形成的同一產業或不同產業的眾多中小企業的聚集。在科技園區的建設中，涵蓋了三類的聚集活動。三種的聚集活動在園區中處于不同的層次，和園區的發展階段緊密相連，如何協調三者之間的關系，如何促成不同階段的企業的聚集活動，這取決于園區發展模式的選擇。
本研究認為高技術的產業聚集最適合選用的模式為“龍頭+網絡”的形式。“龍頭+網絡”形式也被稱為混合式聚集，是由多核式與網狀式混合而成的產業聚集。聚集內部既存在幾個核心企業及相關的小企業，又存在著大量沒有合作關系的中小企業，例如美國的硅谷和印度的班加羅爾軟件工業園。
高科技產業聚集以高科技龍頭企業為核心，以大量的中小民營科技企業為配套，以科研院所為支撐，實行政府退出，行業協會運作的機制。高科技產業聚集生產高科技產品，經營風險大，產品的技術層次高，附加值往往也很大，要求企業擁有核心技術和自主知識產權，具有很強的技術創新能力。這類產業聚集在科技資源高度密集，傳統工業基礎雄厚，民營經濟發達的地區容易形成規模，如東莞的計算機硬件產業聚集，西安的航空航天產業聚集，長江三角洲的先進制造業聚集和北京的信息產業聚集等。
三、龍頭企業帶動模式
(一)龍頭企業帶動模式的基本內涵
通過龍頭企業的發展，帶動一大批配套、協作企業，圍繞龍頭企業形成產業聚集。其主要特點包括：(1)多核式與網狀式聚集并存；(2)核心企業不僅帶動了配套企業的發展，也為散存的中小企業提供了機會；(3)核心企業與配套企業依靠品牌為核心競爭力，散存的中小企業主要以低成本為競爭優勢；(4)技術創新是聚集中小企業生存和發展的關鍵。
(二)行業內龍頭企業帶動因素
1．龍頭企業與產業聚集的關系。在任何一個產業聚集中，小企業都占多數。從產業聚集內部各類企業的數量來看，有完全以眾多小企業組成的“原子式”產業聚集和以少數大企業為中心(龍頭企業)、眾多小企業為而形成的“輪軸式”或“中衛式”產業聚集。在兩類產業聚集中，尤以中衛式產業聚集最為普遍。在該類聚集中，大企業處于整個企業聚集的支配地位，小企業聚集處于或下層，主要為“核心企業”進行特定的專業化加工。并且核心企業主要負責產品的最終組裝與生產技術難度高、附加值大、對規模效益反應敏感的配套產品，小企業多是分工生產技術要求低、批量小、專業性分工度高的各種零輔件與半成品等，參與聚集的小企業往往又有一次承包、二次承包甚至更多次承包之分，即把核心企業委托的生產業務根據專業分工要求分包給其他小企業，從而會形成多層次的分工協作體系。中衛式產業聚集的形成往往是少數大企業首先產生，然后眾多小企業逐漸聚集在其周圍。因而相對于眾多小企業而言，政府首先吸引大企業聚集更有目標性，也更容易成功。吳旺延(2[)04)認為，處理好大企業集團與中小企業的關系是西部地區發展中小企業聚集的基礎。龍頭企業是產業聚集得以發展壯大的關鍵，當地政府應當為龍頭企業保駕護航，要注意發現和培植聚集龍頭企業，注重龍頭企業和品牌建設。在計劃體制下，西部地區建立了一批軍工企業和重工業企業。這些企業是按照全能型模式創建的，集企業管理功能和社會管理功能為一體，是基建、供應、生產、銷售、生活服務自成體系的，大而全的企業組織結構。由于體制的原因，這些大企業迫切需要“瘦身”并和其他企業“牽手”，才能恢復活力。
2．龍頭企業對產業聚集發展的帶動作用?！盎疖嚺艿每欤寇囶^帶”，產業聚集龍頭骨干企業在加快產業聚集，推動產業聚集發展中起著非常重要的作用。
首先，龍頭企業促進產業聚集。一是龍頭企業都具有較大的規模和實力，在市場經濟條件下，資本、技術、人才等資源總是首先流向那些擁有較大規模和較強實力的大企業。這也就是說，大企業擁有更強的吸引力和凝聚力，能更好地發揮產業聚集主角的功能。二是龍頭企業都具有自主知識產權的知名品牌。品牌是市場經濟的通行證，是市場競爭力和影響力的集中體現。擁有知名品牌的龍頭企業對上下游產業鏈條具有強大的引領和整合能力。三是龍頭企業具有自己核心優勢。對于參與產業聚集的企業主體來說，核心優勢包括核心技術、專利產品、管理技能、市場網絡等諸多方面。一個企業只要在上述一個或多個方面具有獨特優勢，就會對上下游產業產生強大的拉動和聚集作用，從而與其他相關企業形成產業聚集。龍頭企業作為區域內領頭羊，一般都具有自己獨特的競爭優勢。
其次，龍頭企業促進產業鏈延伸。龍頭企業能適應國際分工和專業化生產的新形勢，不斷將一些配套件及特定的生產工藝分離出來，形成一批專業化配套企業，并積極支持中小企業進人自己的供應網絡，而專業配套企業的大量進入，又會帶領上游原材料供應和加工企業，下游銷售企業的不斷涌現，從而促進產業聚集內產業鏈的延伸。
再次，龍頭企業加速科技創新、帶動產業升級。為了保持行業內的領先地位，龍頭企業會更加注重技術的創新和引進。通過與高等院校、科研院所的合作開發新技術、新工藝，與國際大企業合作，引進國外成熟的先進科技，在新產品開發方面不遺余力。研究表明，擁有龍頭企業或知名品牌的產業聚集，科技經費投入規模較大，龍頭企業科技投入也較大。
最后，龍頭企業提高產業聚集內的組織化程度。龍頭企業按市場導向，進入某一產品或產業領域，組織專業生產，為了自身產品的保證和競爭力的培養，龍頭企業雖然會發展很多的配套企業，將一些生產環節分離出去，但還是會通過協作，把產前、產中、產后作為一個體系來運作，激活各環節的生產要素，產生“一石激起千層浪”的連鎖效應。
龍頭企業具有開拓市場、引導生產、深化加工、搞好配套服務的綜合功能。只要充分發揮龍頭企業的帶動作用，通過龍頭企業的品牌優勢、技術優勢和市場優勢，把分散的、小規模的生產經營組織起來，形成有競爭力的產業聚集，改進工藝、提高技術，帶動整個產業水平提高，就會最終形成在全國甚至全世界有影響的產業品牌。
(三)模式中龍頭企業所需條件
1、龍頭企業有足夠大的規模。龍頭企業生產經營的規模較大，經營效益較好，有能力帶動一批配套企業，并能持續為配套企業的生存發展提供市場空間。
2．龍頭企業的產業鏈可拆分。龍頭企業的產品產業鏈較長，并且每個生產環節可以拆分，使配套企業的獨立存在成為可能。
3．龍頭企業產品的外協性。龍頭企業所需的原材料、半成品或零部件可以由配套企業生產或加工，不涉及龍頭企業的核心技術。
4．龍頭企業和配套企業要形成合理的分工協作關系。龍頭企業與配套企業在產品研發、市場開拓、產品生產方面要有合理分工，建立良好的協作關系，不能成為競爭對手。
5．原料取得的便利性。為龍頭企業配套的企業所需的初級原料要很方便取得，能夠承受運輸費用。
(四)應注意的問題
1．龍頭企業要持續穩定發展。龍頭企業的發展是整個產業聚集存在的基礎，只有龍頭企業的持續穩定發展才能為整個產業聚集提供發展的條件和機遇。
2．龍頭企業的技術支持。龍頭企業應為配套企業提供相應的技術扶持，使配套企業能夠跟上龍頭企業技術創新和發展的步伐，保證配套企業的健康發展。
只要培育好龍頭企業，引導好配套企業，協調好龍頭企業與配套企業的分工協作關系，就一定能促進龍頭企業作為帶動型產業聚集的形成和發展。
四、西安航空航天產業園區模式
(一)西安航空航天產業園區可行性分析。地區間的產業競爭集中體現在產業聚集的競爭，要提升產業競爭力，就要增強產業聚集的競爭力，進而要求搞好產業聚集的空間載體即產業園區的建設。產業園區通過培育主導產業和建立相關支持產業配套，聚集和整合大量的資金、人才、信息等資源，組建信息交流和知識擴散的網絡，發揮其外部經濟效應，形成了創新的系統環境，使各個主體能實現有效的分工與合作，同時產業園區通過建立使地方政府、企業、服務機構之間實現互動合作的對話機制，協調聚集之間的地域、產業分工和合作，從而促進聚集的不斷成長并提升產業組織的競爭力。產業園區和產業聚集相互促進、相互制約，產業園區是形成、承載和促進產業聚集發展的空間載體，產業聚集是提升
產業園區和地區產業競爭力的核心內容。
產業價值鏈理論來源于哈佛大學商學院教授邁克爾?波特在其1985年出版的《競爭優勢》一書中提出的“價值鏈(Value Chain)”理論。在生產者驅動的價值鏈中，價值鏈中的關鍵制造者一般控制關鍵技術，扮演協調各個環節的角色。在這里，生產商負責協助它們的供應商和顧客的效率。生產者驅動的價值鏈是那些大型的、通常由跨國制造商發揮中心作用來協調的生產網絡(包括它們的前向和后向聯系)，這以資本和技術密集型產業――例如汽車、飛機、計算機、半導體和重型機械產業為典型。
所以，以核心企業為龍頭，形成產業鏈，進而形成網絡化集群是可行的。而且通過發展和完善產業園區建設，充分發揮產業聚集的空間聚集和產業鏈交織優勢，更是增強地區產業競爭力和經濟實力的有效途徑。西安航空航天產業發展模式是圍繞航天、航空等高新技術產業，形成產業鏈、產學研相結合的航空航天產業園區。其中，西安閆良航空產業園結合優勢產業培育龍頭核心企業、拉長軍民兩用科技園區的產業鏈條。即以西安飛機工業集團公司為中心，在支持龍頭核心企業的科研活動及其成果的產業化，注重培育相關配套的企業，拉成產業鏈。西安韋曲航天科技產業科技園區是以龍頭軍工企業為核心形成的園區，即圍繞大型軍工企業形成軍地兩用型產業園區，以航天科技產業為主導，其產業定位是以發展航天科技產業聚集及民為支柱產業，發揮航天高科技的優勢，促進航天科技企業的民用產業發展。
(二)西安航空航天產業園區現狀。西安的閻良、韋曲作為中國航空航天產業的重要基地，具備了發展高技術航空航天科技產業的基本條件。其中閻良擁有一批在全國有一定影響的大型企業集團，如西安飛機工業集團公司、西安飛機設計研究所、飛行試驗研究院，以及毗鄰的西安航空發動機公司，是全國唯一的集飛機設計、生產制造、試飛鑒定、教學培訓為一體、產業體系最完整的航空產業基地；韋曲以研發和制造液體火箭發動機的中國航天集團公司第六研究院基地為依托，兼具西安電子工程研究所等32家航天和高科技產業，充分發揮業已形成的航天科技資源對科技的帶動作用，促進區域經濟的快速發展。
篇12
當我們仰望天空的時候，總會發現時不時有飛機掠過。或許不少人會問，這樣一個龐然大物，其質量少則數百千克，多則幾十噸、上百噸，怎么能夠如此自如地在藍天上飛翔呢？飛行究竟需要具備哪些條件呢？
其實，關于怎樣才能像鳥兒一樣在藍天上翱翔，我們的先輩們探索了數千年，設想和嘗試了許多種飛天方式，但基本都以失敗告終。直到1903年12月17日，美國的萊特兄弟駕駛著他們設計和制造的“飛行者”1號（圖1），進行了時間不到1分鐘、距離只有260m的人類歷史上第一次持續而有控制的動力飛行之后，人類才真正從根本上解決了飛上藍天的關鍵問題。此后，飛機越造越大、越飛越高、越飛越快、越飛越遠，各方面的性能都有了翻天覆地的提高（圖2～圖5）。
實際上，無論是萊特兄弟設計的“飛行者”1號，還是現代的先進客機、戰斗機、運輸機……之所以能飛上藍天，歸納起來是因為它們具備了飛行的3個最基本的要素：
（1）具有能產生升力的機翼，平衡飛機的重力（圖6）；
（2）具有能提供拉力或推力的動力系統，平衡飛機的阻力（圖6）；
（3）具有能控制飛機姿態的操縱系統，實現飛機按照預定的軌跡飛行。
萊特兄弟的第一次飛行，雖然飛行時間只有幾十秒，飛行距離只有幾百米，離地高度也只有幾米，但他們的探索精神卻永遠值得我們學習，其成功一直激勵著后人對航空航天的持續探索。
萊特兄弟的壯舉，讓人類開始漫步于天空，繼而遨游于天宇。人們把這些能夠在天空和宇宙中飛行的機器統稱為飛行器。飛行器主要分為航空飛行器（簡稱航空器）和航天飛行器（簡稱航天器）。前者是指在空氣中飛行的飛行器，后者是指主要在大氣層外飛行的飛行器。而航模作為一種與航空器和航天器密切相關的模型，則既包括航空模型，又包括航天模型。在飛行器的發展過程中，航模發揮了重要的作用，無論是利用航模進行原理驗證，還是利用航模完成載人飛機難以完成的飛行科目。現代無人機則與航模更是有密切的關系，不少無人機就是從航模發展而來的。
航空和航天技術都是高度綜合的現代科學技術。力學、熱力學、材料學是航空航天的科學基礎；電子技術、自動控制技術、計算機技術、噴氣推進技術和制造工藝技術對航空航天的進步起到了重要作用；醫學、真空技術和低溫技術則促進了航天的發展。上述科學技術在航空和航天的應用中相互交叉和滲透，產生了一些新的學科，使航空和航天科學技術形成了完整的體系。
航空航天的發展都與其軍事應用密切相關，但人類在該領域取得的巨大進展對國民經濟和社會生活也產生了重大影響，甚至改變了世界的面貌。如我們乘坐飛機旅行，使用GPS進行導航，收看海外電視直播，進行天氣預報，這些都離不開航空航天的發展。航空航天科學技術是牽動其他高新技術發展的動力之一，航空航天工業是國民經濟建設中的陽光產業，而航空航天產品則是附加值很高的高新技術產品。
二、翱翔天空的航空器
任何航空器要升到空中，都必須產生一個能克服自身重力的向上的力，這個力叫作升力。另外，航空器在空中的飛行還必須具備動力裝置產生推力或拉力來克服前進的阻力。根據產生升力的基本原理不同，航空器分為輕于(或等于)同體積空氣的航空器和重于同體積空氣的航空器兩大類。前者靠空氣的靜浮力升空，又稱浮空器；后者靠與空氣相對運動產生升力升空。按照不同的構造特點，航空器還可進一步細分，如圖8所示。
1．輕于空氣的航空器
輕于(或等于)空氣的航空器包括氣球和飛艇，它們先機出現。
（1）氣球（圖9）
氣球一般無推進裝置，主體為氣囊，下面通常有吊藍或吊艙。按照氣囊內所充氣體的種類，可分為熱氣球、氫氣球和氦氣球三種。
（2）飛艇（圖10）
飛艇安裝有推進裝置，并可控制飛行。根據結構形式，可分為軟式、硬式和半硬式三種。飛艇與氣球的最本質區別就是它帶有動力和操縱舵面，可按照預定的飛行方向飛行；而氣球由于沒有動力裝置和操縱舵面，在水平方向只能隨風飄移，但在垂直方向可以通過調節浮力的大小或改變質量的大小進行升降。
2．重于空氣的航空器
重于空氣的航空器靠自身與空氣的相對運動產生空氣動力升空飛行。常見的這類航空器主要有固定翼和旋轉翼兩類，另外還有像鳥一樣飛行的撲翼航空器和新近出現的傾轉旋翼航空器。
（1）固定翼航空器
固定翼航空器包括飛機（圖11）和滑翔機（圖12）。
飛機是指由動力裝置產生前進推力或拉力，由固定機翼產生升力，在大氣層內飛行的重于空氣的航空器?；铏C是指沒有動力裝置的重于空氣的固定翼航空器。
滑翔機可由飛機拖曳起飛，也可用汽車等其它裝置牽引起飛。部分動力滑翔機裝有小型輔助發動機，無需外力牽引就可自行起飛，但滑翔時必須關閉動力裝置。飛機和滑翔機最本質的差別在于大部分飛行時間內是否依靠動力裝置。實際上，在萊特兄弟發明飛機之前，人類就已經發明了滑翔機，并為飛機的發明奠定了空氣動力學和飛行操縱等方面的基礎。
（2）旋翼航空器
旋翼航空器包括直升機（圖13）和旋翼機（圖14）。
直升機是指以航空發動機驅動旋翼旋轉作為升力和推進力來源，能在大氣中垂直起降及懸停并能進行前飛、后飛、側飛、定點回旋等可控飛行的重于空氣的航空器。直升機和固定翼飛機的最本質區別在于，直升機能夠依靠旋翼垂直起降，對起降場地的依賴性很??；而通常意義上的固定翼飛機則只能水平起降，對起降場地的依賴性很大。相對于固定翼飛機，直升機飛行速度慢、震動大。
旋翼機是一種利用前飛時的相對氣流吹動旋翼自轉以產生升力的旋翼航空器，全稱自轉旋翼機。
（3）撲翼機
撲翼機是指能像鳥和昆蟲翅膀那樣上下撲動的重于空氣的航空器（圖15），又稱振翼機。撲動的機翼不僅產生升力，而且產生向前的推進力。
（4）傾轉旋翼機
傾轉旋翼機是一種同時具有旋翼和固定翼，并在機翼兩側翼梢處各裝有一套可在水平與垂直位置之間轉換的旋翼傾轉系統組件的飛機。旋翼傾轉系統處于垂直位置時，傾轉旋翼機相當于橫列式直升機，可垂直起降，并能完成直升機的其它飛行動作；旋翼傾轉系統處于水平位置時，旋翼傾轉機則相當于固定翼飛機?，F在世界上唯一有實用價值的傾轉旋翼機為美國貝爾公司研制V-22（圖16）。
三、遨游天宇的航天器
航天器是指主要在地球大氣層以外的宇宙空間，基本上按照天體力學規律運動的各類飛行器，又稱空間飛行器。與自然天體不同的是，航天器可以在人的控制下改變其運行軌道或回收。航天器為了完成航天任務，必須具備發射場、運載器、航天測控和數據采集系統、用戶臺站以及回收設施的配合。
航天器分為無人航天器和載人航天器。根據是否環繞地球運行，無人航天器分為人造地球衛星和空間探測器。按照各自的用途和結構形式，航天器還可進一步細分（圖17）。
1．無人航天器
無人航天器包括人造地球衛星和空間探測器。
（1）人造地球衛星
人造地球衛星是數量最多的航天器（圖18，圖19）。人造地球衛星一般由有效載荷和平臺組成。有效載荷是指衛星上用于直接實現應用目的或科研任務的儀器設備，平臺則是為保證有效載荷正常工作的所有保障系統。按照衛星的用途，可分為科學衛星、應用衛星和技術試驗衛星。
（2）空間探測器
空間探測器是指對月球和月球以遠的天體和空間進行探測的無人探測器，也稱深空探測器。探測器的基本構造與一般人造地球衛星差不多，不同的是探測器攜帶有用于觀測天體的各種先進觀測儀器。
月球是人類進行空間探測的首選目標，世界上多個發達國家向月球發射了探測器（圖20，圖21），并進行了月球實地考察。美國和蘇聯早在20世紀50年代末就開始發射月球探測器，為1969年人類首次載人登月奠定了基礎。
在行星和行星際探測方面，美國、歐盟、蘇聯和日本等國發射了多個探測器，對火星、金星、哈雷彗星、土星、木星、太陽及其星際之間進行了探測。
2．載人航天器
載人航天器是人類在太空進行各種探測、試驗、研究及從事軍事和生產活動所乘坐的航天器。與無人航天器的主要不同是載人航天器具有生命保障系統。目前的載人航天器分載人飛船、空間站和航天飛機三大類。
（1）載人飛船
載人飛船是載乘航天員的航天器，又稱宇宙飛船。按照運行方式的不同，載人飛船分為衛星式載人飛船和登月載人飛船兩類。前者載人繞低地球軌道飛行，后者載運登月航天員。蘇聯、美國成功實現了多次載人飛行，美國還實現了人類登月。美國的阿波羅計劃是人類第一次登上月球的偉大工程（圖22），美國也是目前僅有的進行過登月的國家。我國的載人航天計劃采用飛船形式（圖23）?！吧裰荨碧栐囼烇w船由軌道艙、返回艙和推進艙組成。軌道艙是航天員生活和工作的地方；返回艙是飛船的指揮控制中心，航天員乘坐它上天和返回地面；推進艙為飛船的飛行和返回提供能源和動力。載人飛船的附加用途是為空間站接送航天員或運送貨物。
（2）空間站
空間站是航天員在太空軌道上生活和工作的基地，又稱軌道站或航天站。空間站一般采用模塊化設計，分段送入軌道組裝?？臻g站發射時不載人，也不載人返回地面，航天員和貨物的運送由飛船或航天飛機完成?？臻g站的功能可以根據任務要求而變更或擴大，彌補了其它航天器功能單一的不足。蘇聯于1971年發射世界上第一個空間站。我國于2011年發射了第一個空間站――“天宮”1號（圖24）。多個國家的空間站還在太空連接構成了國際空間站。
（3）航天飛機
航天飛機是世界上第一種也是唯一一種可重復使用的航天運載器，也是一種多用途載人航天器。20世紀七八十年代，美國、蘇聯、法國和日本等國曾經開展了航天飛機研制計劃，但只有美國的航天飛機投入使用，并進行了長達30年的運行。美國自1981年成功發射其第一艘航天飛機“哥倫比亞”號（圖25）之后，先后共研制使用了5艘航天飛機，其中“挑戰者”號服役后因為發射失敗而造成爆炸導致7名航天員全部喪生；“哥倫比亞”號服役后因為返回失敗而造成爆炸導致7名航天員全部喪生；其余3艘都在2011年退休。航天飛機由一個軌道器、兩個固體助推器和一個大型外掛貯箱組成，可以把質量達23 000kg的有效載荷送入低地球軌道。航天飛機提供了在空間進行短期科學實驗的手段，有許多國家的航天員參加了航天飛機的飛行。
3．火箭和導彈
火箭與導彈是一類特殊的飛行器，它們均可在大氣層內和大氣層外飛行，但都只能使用一次。我國通常把火箭和導彈劃分為航天器。
（1）火箭
篇13
1.非金屬材料分類、特點
在工程材料中，對材料的分類是金屬材料、非金屬材料、復合材料（如圖1.1），而對于非金屬材料又可以分為有機聚合物和無機材料，而纖維、橡膠、塑料構成了有機聚合物，無機材料包含水泥、玻璃、陶瓷，以上這些材料都是非金屬材料。
而在飛機的制造中，對于非金屬材料是不單獨使用的，它是通過合成復合材料之后，加工成飛機零件，是復合材料基體或者改性材料之一，對于非金屬材料的性能特點就是硬度比較低，但是韌性和彈性較大，同時它的絕緣性能優秀，導熱性低，耐熱性不好，容易融化。
在飛機機艙內最常見的非金屬材料就是塑料，例如行李架、座椅的把手、一些箱柜，它們都是通過塑料制成的，塑料的組成為樹脂、填料、固化劑、增塑劑、阻燃劑、穩定劑，如果塑料按照樹脂分子結構分類，可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料，熱塑性塑料在w機內的有機玻璃就是它的成分。
2材料結構
非金屬材料的結構一般是研究高分子材料的結構，高分子材料的結構是大分子鏈結構，而大分子結構鏈的形態有線型、支化型、網狀型，如圖2.1.
一般的結構都是線型的，它可以伸展成直線，所以它的力學性能好，在外力作用下分子可以流動；支鏈這種結構的非金屬材料在熔點升高時候，黏度會隨之增加；而第三種機構的材料硬度好，但脆性較大。
3.復合材料
復合材料的性能如表3.1.
隨著航空航天事業的發展，復合材料的性能的要求也不斷的越來越高，而要是性能高就必須使樹脂的性能提高，5250-2與5208樹脂的比較如圖3.1，這兩個樹脂型號都是作為戰斗機用復合材料的基體，5250-2碳纖維復合材料就有高的壓縮強度，同時5250-2樹脂的彈性也比較高，在美國YF-22戰斗機上使用。
在國內，通過北京航空工藝研究所得研制，T-300/4211體系，它的性能具有耐熱性好，交聯密度大，已經用機進氣道外側壁版上。
結束語
在飛機的制造中還添加了特殊的材料，對于它們的應用，使飛機在設計上更上一個層次，同時非金屬材料對機內部零件是非常重要的，要根據材料本身的分子結構和性能去應用，航空航天復合材料是現今四大材料之一，它也是衡量一個國家制造水平和科技水平的一個指標，同時它不僅應用在航空航天領域，在電子，運動器材等領域應用也非常廣泛。
參考文獻
