航空航天技术论文十篇

航空航天技术论文篇1

中国宇航学会副理事长、中国航天科技集团公司副总经理雷凡培，中国航空学会理事长刘高倬及珠海市领导出席会议并致辞。雷凡培在致辞中表示，本届论坛旨在为国内外航空航天界人士搭建一个平等开放、充分交流的平台，对于深刻认识全球航空航天领域发展趋势，促进更为广泛的合作交流具有重要意义。他指出，当前，全球航天技术飞速发展，航天产业发展壮大，人类航天文明步入了一个新的时代，以航天高科技为代表的科学技术已成为经济社会发展最活跃、最具有革命性的因素，成为推動人类文明进步的决定性力量。作为一个负责任的航天大国，中国政府始终坚持和平开发利用太空的发展方针，把科技进步同实现国家发展战略、经济发展目标、人民日益增长的物质文化需要紧密结合起来，全面科学规划航天发展战略，大力推動技术创新与工程研制，为航天高技术服务国民经济主战场搭建了重要平台。同时他表达了中国航天愿与世界各国深化交流、携手共进，积极探索和平利用太空的热切愿望。

中国航天科技集团公司副总经理张建恒以《创人类航天文明，铸民族丰碑，探索实践有中国特色的航天科技发展道路》为题，介绍了中国航天科技集团公司秉承造福人类、航天报国的信念，坚持战略引领、自主创新，全力实施以载人航天与探月工程为代表的重大航天工程，积极探索有中国特色的航天科技发展道路并取得成效的有关情况。

中国航天科工集团公司副总经理高红卫在论坛上作了题为《发挥航天系统工程技术与管理优势，服务社会发展与经济建设》的报告。在报告中，高红卫以航天科工运用复杂系统的建模与仿真技术服务于流行疾病防治、水利安全、粮食安全等为例，阐述了航天技术是如何服务经济社会建设的。他指出，以航天技术为基础、以系统工程技术与管理为载体的航天成果转化，已经实实在在地服务于社会发展与国民经济建设。

航空航天技术论文篇2

本次论坛以“太阳系探测的科学与技术”为主题，以国际太阳系探测发展战略和规划；月球、火星、太阳和小行星探测的科学前沿和热点问题；太阳系探测相关技术发展等为主要内容。出席会议的中外专家共150多人，论坛安排了50个大会报告。

北京月球与深空探测国际论坛拟一到两年举办一次，将为国内外月球与深空探测领域的研究机构、专家学者搭建一个高层次、常态化的学术交流与合作平台。（杭文）

航天科工液压气动产业研发中心挂牌

9月16日，中国航天科工集团公司液压气动产业研发中心在河南航天液压气动技术有限公司正式挂牌成立。

该产业研发中心是集团公司为充分发挥内部相关资源优势、进一步提升液压气动技术研究水平、推进产业化发展、扩大市场份额和品牌影响力而设立的非法人机构。该中心在业务上接受集团公司的管理，完成集团公司液压气动产品、技术、产业发展等任务，肩负着协助集团公司组织研究、制定液压气动技术及产品的发展战略和规划，牵头组织集团公司所属相关单位开展液压气动技术研究、产业化研究和市场营销体系建立等责任。（杭文）

中国首部低空连续波测风雷达样机成功面世

近日，由中国航天科工集团公司二院23所自主创新研制的中国首部低空连续波测风雷达顺利完成测风对比试验，成功面世。连续波体制应用到测风风廓线雷达上尚属世界首创。该雷达将效力于民航低空风切变领域，为飞机起航和着陆安全提供更可靠的数据。

据有关人员透露，该雷达已完全能够满足民航、环保、风资源勘探等行业对低空风场探测的需求，市场潜力巨大，已有咸阳、昆明机场等单位提出了明确的需求。（杭文）

彩虹无人机亮相北京航展

9月25日，第15届北京国际航空展开幕，中国航天科技集团公司十一院携彩虹-4、彩虹-802两款无人机参展。展台中，彩虹-4无人机展翅欲飞，吸引了众多观众驻足参观、留影，也吸引了不少国内外客户前来咨询洽谈。北京国际航空展每两年举办一届，是中国历史最久最专业的航空展，本届航展吸引了全世界14个国家及地区的129个展商参展。（航讯）

钱学淼实验室学术委员会成立

9月6日，中国航天科技集团公司钱学森空间技术实验室首届学术委员会成立大会暨学术研讨会在京举行。

会上，学术委员会召开了第一次全体会议，审议通过了学术委员会章程，并向孙家栋、包为民等院士专家颁发了聘书。针对钱学森实验室技术创新工作的相关情况，与会专家和领导进行了充分的讨论。会议提出，钱学森实验室在后续工作中，将进一步加强技术创新，发挥技术引领作用，进一步深化实验室开放新平台建设，进一步推动钱学森实验室国际化建设并强化实验室管理创新，不断提高实验室的核心能力，为推动中国由航天大国迈向航天强国贡献更大的力量。（航讯）

中国成功发射快舟一号卫星

航空航天技术论文篇3

关键词：航空概论；教学方法；教学手段

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0172-02

航空航天技术是表征一个国家科学技术先进水平的重要标志，是力学、热力学、计算机技术、材料学、自动控制理论、电子技术、喷气推进技术及制造工艺等技术的综合体现[1]，是衡量一个国家国防实力，工业实力和科研实力的重要指标之一。近年来，国家大力发展航空航天事业，为了振兴国家，促进我国航空航天事业的快速发展。很多航空航天类的院校比如北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等相继开设了公共选修课《航空航天概论》，受到在校大学生的一致认可，特别是“神舟号”系列载人飞船发射成功以后，航空航天知识受到更多学生的关注[2]。因此，开设公共选修课《航空航天概论》，普及航空航天的基础知识，日益受到学生们的欢迎。

《航空概论》课程是我校（郑州航空工业管理学）针对航空特色面向全校开设的公共选修课程。本课程的开设目的有两方面：一是使学生初步建立航空技术的基本概念和基础知识。二是拓宽学生的视野，扩大知识面，培养他们学航空、爱航空、投身于航空事业的兴趣，使他们初步建立航空工程意识，为今后的工作奠定基础。

一、本课程的教学现状

《航空概论》作为一门全校公选课，开设对象以低年级学生为主，选课的学生人数多，学生专业知识背景很复杂，层次参差不齐，而且这门课程涉及的学科也比较多，其中有些理论知识，例如空气动力学、飞机发动机对很多学生来说比较抽象、难理解，特别是人文社科类的学生，感觉课程内容枯燥、机械呆板，提不起学习的兴趣。在教学中，教师讲课费劲，学生厌学，难以取得良好的教学效果，这种情况下，迫切需要采取合适的教学方法和手段，优化教学效果。

二、教学内容的优化

《航空概论》是一门关于航空方面知识介绍的基础课程，基于课程的性质和目的考虑，教学内容应该通俗易懂，不能有太多专业性很强的词汇，要注意扩宽知识面、保持内容的系统性，反映出科学前沿，同时还需要不断加强趣味性与知识性，在实际当中要注意教学内容的丰富多彩，比如有鸟类飞行可延伸到现在飞机，有放风筝延伸到飞行原理，进而讲解飞机的构造原理，让学生在感兴趣的事例中汲取航空知识。这样做即可提高学生学习兴趣，让学生积极主动的学习，又可以达到科学普及的目的。

三、教学方法的多样化

《航空概论》是一门以基础知识为主的课程，信息量大，且大多数内容以讲述为主。为了避免课堂教学枯燥乏味，提高学生的学习兴趣，在授课时，应该采用多样化的教学方法。作为授课教师，通过不断的探索，总结经验，请教有经验的老教师，总结了以下几种教学方法：

（一）互动、自主式教学方法

“教”与“学”是相辅相成的，缺一不可。若要提高教学效率，就要让学生充分参与到教学过程中，变被动学习为主动学习。例如为了让学生更了解世界航空发展历史，教学中可布置作业，让学生收集自己感兴趣的航空器的各种资料，包括航空器的图片、型号、性能、发展概况等，然后上台介绍给大家，通过收集、讲解的方式，调动了学生的积极性，增加课堂的趣味性，同时扩大知识面，增长更多课本之外的知识。

（二）启发、联想、讨论式教学方法

在讲述某些章节内容时，要注意启发学生的想象力，激发学生兴趣，强化学生自主学习和知识迁移的能力。例如，在讲解伯努利定理时，由于公式内容比较抽象，学生不容易理解和记忆，如果直接向学生灌输定理的内容和公式，学生的学习效果不是很理想。在这种情况下，可以设定一系列问题。引导学生自己推导出定理的内容。具体授课过程：两只手各拿一张纸，向纸中间吹气，让学生观察。问题1：发生了什么现象，学生答两张纸相吸了。问题2：两张纸为什么会相吸，学生答两张纸中间的压强变小了。问题3：压强代表的是空气中的那种能量？学生答“势能”。问题4：当压强减小时，空气中哪个参数变大了？学生回答“速度”。问题5：速度代表着空气的哪种能量？学生回答“动能”。问题6：当速度增加时压强为什么会减小？引导学生主动思考、相互讨论，再进一步引导，势能和动能的关系，以及能量守恒定律，最后总结出伯努利定律的相关知识。通过这种问答式的教学模式，让学生自主参加到课堂中，主动思考，积极讨论，提高了学习兴趣。增强教学效果，对所学的知识记忆更加牢固。

四、教学手段的多样性

教学手段的多样性对提高课程的教学效果和质量具有十分显著的作用。对于综合性强、信息量大的航空概论，采用多种教学手段，在有限的学时内，让学生尽可能多的去了解航空知识，显得尤为重要[4]。因此要不断的改进教学手段，充分利用多媒体技术、网络课程、慕课、课外实践等方式，为学生创造一个快捷、高效的学习环境，提高教学质量。

（一）多媒体教学

多媒体技术集声音、图片、视频、动画、文字于一体，有着文字信息无法比拟的优势。很多的知识比如讲解燃气涡轮发动机的工作过程，如果仅仅依靠课本上的文字和教师的口述，学生很难形成直观的印象，甚至费劲口舌，也无法让学生真正的理解。而采用多媒体的形式，通过视频和动画把气流在发动机各部件的工作过程进行完整的演示，可以非常直观和形象的把信息表达出来[4]，便于学生理解、加深印象，获得良好的教学效果。

（二）网络课程开设

我校结合自己的教学实际，开通了网络教学平台，并为每个教师和学生设置了一个网络账号，教师可以通过自己的平台，上传一些与课程相关的资料。可以在网络平台建立：（1）飞机图片库。将国内外典型的军用、民用飞机的形状，特征、尺寸和功能建立档案，通过对比学习，学生可以了解更多飞机知识。锻炼了学生的观察能力，加深理解所学知识，开阔眼界，拓宽思路。（2）飞机影片库。把一些战争场面中飞机的飞行状况和性能通过影片展现出来，使学生身临其境，在感受战争的残酷性的同时更加意识到飞机在现代战争中的重要作用，增强学生航空报国、为国争光的主人翁意识和责任感[5]。（3）老师可以将课程的重点难点上传至网络平台，与学生通过网络进行答疑解惑。学生随时随地可以在线学习，方便快捷，提高学习效率。

（三）慕课

慕课，英文名MOCC（Massive Open Online Course），意思为“大规模、开放性的在线课程”，由教师负责、很多学生参与，集讲课视频、作业、互动、测试相交织的网络教学模式。将慕课翻转课程的教学理念和教学模式应用到《航空概论》的教学实践中，课前学生学习在线课程，积累知识，为上课做准备。课中学生充分参与到课堂中，进行师生之间、学生与学生之间的讨论、交流（包括成果展示）、评价（包括学生互评）等学习活动。一方面提高了学生自主学习、合作学习的能力，另一方面培养了学生创新能力和解决问题的能力。

（四）课外实践活动

为了进一步提高学生的学习兴趣，可以把动手能力强、学有余力的学生组织起来，成立航模队，进行飞机模型的设计与制作。把课堂上学习的理论知识如空气动力学、飞行原理与实践动手相结合。现在，航模队的学生不仅可以做出纸质、木质的飞机模型，还能做出可以遥控指挥的飞机模型。并且，通过自学学习遥控飞行器的技术，已经具备航模飞行表演的能力，个别学生还参加2016年央视春节联欢晚会广州分会场上的飞行表演。通过课外实践，逐步培养学生创新、思考、维修飞机航模的基本能力，增强学生的团队协作、集体荣誉感的观念。同时可以带动更多同学参与到航空航天科普创新活动中，充分利用课余时间，发展学生的个人兴趣，提高学生的创新思维和实践动手能力，增强了我校学生的综合素质。

五、结论

《航空概论》是一门涉及多学科多领域的综合性课程，且选课学生的背景专业存在很大差异，如果采用单一的教学方法和教学手段难以满足课程教学的需要，因此进行教学改进是现实教学发展的需要。通过一系列的措施和教学改进，提高了学生对本课程的学习热情，增强了学生的自主学习和解决问题的能力，得到了良好的教学效果。

参考文献：

[1]谢础，贾玉红.航空肮天技术概论[M].北京：北京航空肮天大学出版社，2005：9-1.

[2]王文虎，“航空航天技术概论”教学改革与实践研究[J].科技咨询，2007，（7）：100.

[3]张秀琴，李涛，王守忠.高等学校选修课设置和教学现状[J].石家庄经济学院学报，2004，27（6）：747-750.

航空航天技术论文篇4

英文名称：Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics(Social Sciences)

主管单位：国家国防科学技术工业委员会

主办单位：南京航空航天大学

出版周期：季刊

出版地址：江苏省南京市

语

种：中文

开

本：16开

国际刊号：1671-2129

国内刊号：32-1548/C

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发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1999

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航空航天技术论文篇5

关键词：航空产业；航空教育；比较教育研究

作者简介：吴金栋（1978-），男，天津人，中国民航大学办公室副主任，讲师。（天津 300300）

基金项目：本文系天津市教委重点调研课题（项目编号：JWDY-20111016）的研究成果。

中图分类号：G649.1     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）04-0016-03

航空产业是以航空器制造为主的产业形式，被誉为“现代科技和现代工业之花”，是凸显国家科技竞争力和创新性的关键所在。[1]从国际航空产业发展的历程来看，一个地区航空产业的发展与当地航空领域人力资源规模、结构、科技创新能力有着天然的、不可分割的紧密联系。我国航空工业经过60余年的发展取得了显著的成绩，但在制造水平和创新能力方面距离航空发达国家尚有较大差距。为此，我国在航空产业实施了两条腿走路的发展策略，一是推进以国产大飞机项目为代表的自主研发之路，另一条是以空客320总装项目为代表的引进吸收再创新的道路。无论走什么样的道路，围绕航空产业的人才资源和科技创新能力都是支撑产业发展的砥柱。充分借鉴国际上航空发达国家在航空教育领域的成功经验，对于快速形成支持我国航空产业发展的能力将起到关键作用。本文将透过比较教育研究视角，对航空发达国家的航空产业与当地航空教育之间的关系进行比较研究，提出对我国航空教育有益的建议。

一、航空产业与航空教育的关系

航空产业的水平代表着制造国整体的工业技术和创新能力水平。作为典型的高技术密集型产业，具有高投入、周期长和市场相对集中的特点。[2]具体表现在研发的前期投入大，制造过程中技术要求水平高，产品后续服务保障技术专业性强。从航空发达国家开展航空制造业的历程来看，其前期投入的研发经费和人员数量是巨大的。例如空中客车A380的研发费用就高达170亿美元。同时，研发的周期和投资回报周期都很长。因此，航空产业没有国家政府的支持和投入是难以立足和发展的，而国家之所以愿意投入巨资进行航空器的研发，看重的是航空产业背后高度的产业关联性和创新拉动作用。一般一个航空项目发展十年后给当地带来的效益能达到投入产出比1∶80，技术转移比1∶16，就业带动比1∶12。[3]日本曾做过一次500余项技术扩散案例分析，发现60％的技术源于航空工业。从产业投入产出的经济效益分析来看，飞机制造业的影响力系数在全部96个主要产业中位于第三，说明飞机制造业的最终产品对整个国民经济的发展具有较强的拉动作用。[4]作为位于产业链高端的高技术密集行业，航空产业的发展更多地依赖于技术创新水平的提升，而创新离不开高素质专业化的人才。因此，从航空发达国家的成功经验来看，注重航空教育是实现航空产业持续健康发展的前提和源泉。

二、航空教育的比较研究方法

航空发达国家在航空教育方面走过了较长的发展道路，积累了丰富的经验，对于我国尚处于大型民用航空器制造起步阶段的航空教育有许多值得参照和借鉴的地方。因此，本文通过运用比较教育的研究方法，对于不同体制下航空教育特点和要求进行研究。

1.比较教育的研究方法

比较教育学是用比较法研究和论述各国教育的发展、现状和趋向的一门教育学科。比较教育研究的一个主要目的就在于研究外国、思考本国、借鉴他国的教育经验，改进本国的教学实践。作为教育学的一个分支，其研究重点是各国的教育制度和基本的教育问题。但其基本研究方法可以推广用于与教育相关的诸多领域。比较教育的主要研究方法之一就是因素分析法，即抽出形成各国教育制度特点的各种因素，并把它们摆在历史文化传统和国民特性中加以研究。[5]通过对教育制度各因素的描述、解释、并置和比较研究，明晰研究对象国在教育制度形成中的影响因素和决策过程，特别是在教育改革中的经验与教训，为本国实施合理的教育制度和构建教育体系提供实证分析。

2.航空教育的比较研究对象

航空教育作为一个重要的教育领域，由于其服务的航空工业具有高技术密集型的特点，因此其培养层次主要以高等教育为主。长期以来，我国在航空高等教育方面主要偏重于为从事航空制造的航空工业企业和部门培养人才，也就形成了以航空制造为核心的学科专业体系和培养模式。而在航空运营领域，则建立的是与我国航空制造业基本联系很少的民航教育体系。二者长期分割的局面，造成了我国航空教育领域学科专业的过度分离，航空工业和民航业难以形成互相促进、互相支持发展的格局。从国际上来看，航空教育服务的对象应当是包括航空制造业和航空器运行在内的航空业全产业链。无论从学科结构、培养模式、专业建设、实验室建设等方面都有相通之处，故此本文将根据国际航空发达国家的航空教育基本形态与我国相对应的航空教育领域进行比较，为我国航空教育的改革和发展提出建议。

3.航空教育的比较研究要素

在对国内外航空教育进行比较前需要明确比较的要素。由于航空教育是教育领域之一，在确定比较要素时既要考虑一般对不同国度教育进行比较时需考虑的要素，同时还要充分挖掘能够体现航空教育特色的关键要素，能够突出比较效果，实现比较目的。在比较教育方法论中，认可度最高、最典型的一种方法是利用托马斯立方体进行多层次分析。在该立方体中给出了比较的维度和层次，其中按照地理/地域层次分为世界区域、国家、州/省、地区、学校、课堂和个体；按照非地域人口群体分为种族、年龄、宗教、性别、其他和全部人口；按照教育与社会方面分为课程、教学方法、教育财政、管理结构、政治变化、劳动力市场等。每一项比较教育研究都会涉及这三个维度，从而可以在这个立方体中找到相应的位置。[6]本文主要针对中法两国在航空教育领域选取相应比较项进行研究。

三、基于因素分析法的中法航空教育比较

航空教育的目的是为本国航空业的发展提供人才和科技的支持。因此，航空教育的水平与产业的发展水平和进程直接相关。在对中法航空教育进行比较分析中，选取了产业发展状况、教育资源、教育制度和与科技创新关联度等因素进行研究。

1.产业发展因素

法国航空航天工业在欧洲排名第一。法国西南部比邻的南比利牛斯大区和阿基坦大区是法国航空航天业的摇篮，也被称为航空航天谷。两个大区的著名城市图卢兹和波尔多构成了航空航天谷的核心。整个航空航天谷在机载系统方面是国际业界领袖，在下列产品市场中占据世界领先的位置：100座以上的民用飞机、豪华商用飞机、直升飞机专用涡轮发动机、起落架、航空器电池。居于欧洲领先水平的科技领域有：卫星制造、固体火箭燃料推进器、军用飞机、高性能复合材料、地球观测、机舱系统、返回大气层技术等。同时，还在航空学、航空电子学、试验和模拟等领域始终保持一流地位。

中国在航空制造领域经过了60余年的发展，主要产品为军用飞机和民用中小型飞机。在大型客机和商用飞机领域，刚刚启动研制C919和ARJ21机型，为大型客机配套的大型商用发动机的研制也刚刚起步。总体上，中国航空制造业，特别是民用航空器的制造距离世界先进水平尚有一定差距。

2.教育资源因素

法国航空航天谷与航空领域高等教育有着密切的联系，它是欧洲航空和机载系统领域高级人才的摇篮。图卢兹高等教育发达，是仅次于巴黎的法国第二“大学城”，法国每年约16%的工程师毕业于图卢兹。法国最重要的3所航空航天大学均设于此：国立高等航空航天学院（SUPAERO）培养飞行器和运输工具工程师，进行空间学、系统动能学、信息获取和处理、操纵与机载系统、系统工程与管理等方面的系统教育；设有航空学方向的航空航天技术专业硕士学位。国立民航学院（ENAC）培养航空安全系统电子工程师、航线驾驶员；设有高级机械学和民航运营学、运营职员等专业；培养卫星通讯、航行和监视专业硕士、飞行安全/飞行操作硕士等专业人员。国立高等航空工程师学院（ENSICA）培养航空维修专业硕士和直升机工程学专业硕士。

中国在航空领域的人才培养总体上较为分散，分别隶属于两个系统，一是航空工业系统，包括北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学等一批以培养航空制造领域人才为主的院校；另一个是民航系统，包括中国民航大学等一批以培养航空运营人才为主的院校。两个系统的院校地理位置分布较广，院校间交流不多，形成了相对独立的培养体系。

3.教育制度因素

法国航空航天产业作为重要的国家支柱产业，需要大批高水平的专业技术人才。法国教育的品质是世界公认的，其中“大学校”是其特有的精英教育体系，以培养工程师为主，与综合性大学相比，其入学要求严格，教学质量更优。法国每年大约有70万高中毕业生参加会考，通过会考的学生就有资格在法国的任何一所综合性大学注册学习，然后其中2万名左右成绩优秀者才有资格进入大学校的预科班，再经过两年或三年的艰苦准备，参加激烈的全国性选拔考试，成绩优秀者方可能进入大学校学习。大学校的最大特点是和企业的关系非常密切，相当比例的任课教师是政府、企业和研究机构中的技术和管理骨干。法国航空航天类院校共同组建了航空航天大学校集团，依托大学校教育体系，开展航空工程师的培养，成为航空产业发展关键技术人才的重要来源。

中国航空类教育是在现有普通高等教育体制下开展的，在培养层次、培养模式和组织方式上与其他专业领域并无太大差别。在与企业的关系上，虽然建立了实习制度，但多数由于各方面原因在实际运行中仅停留在认知实习层面，难以真正起到工程实践的作用。

4.与科技创新关联因素

在法国航空航天谷有17个研究中心、上千所科研单位、2万余名科研人员，研究的优势领域包括航空、航天和机载系统。研究中心是该地区技术能力和专业特长的集合体，可以为航空航天领域的大型工业集团、民用军用企业和中小型工业企业提供技术支持，以保证其材料、加工过程或被测试机器的性能、安全性和可靠性。其中，著名的研究中心如图卢兹航空试验中心，是欧洲军民用航空器地面试验、专家鉴定和评估的主要中心，承担包括结构机械行为分析、动力系统评估、着陆和滑行系统评估、环境组合、结构材料的性能和特征、系统和分系统对电磁入侵防御的评估、系统和软件功能安全可靠性分析等。

中国围绕航空产业的科研机构一般均隶属于航空制造企业，主要从事企业产品的研发和技术验证。从地缘上看，这类科研机构一般都位于所主研产品的制造企业附近，与企业之间关系密切，而相关院校多数仅在选聘毕业生方面存在联系。

5.差异分析

从以上四方面因素的对比分析来看，在关系人才培养的教育资源和教育制度上，在科技创新上，在与社会服务的对象――航空产业的关系上，中法航空教育均存在较大的差异，这种差异也间接反映了我国在航空产业发展上的短板。总结起来，中国相对法国在航空教育上的差异体现为以下几点：

一是产学紧密度不足。航空产业对人才的专业度和水平要求高，人才培养的指向性明确，加强与航空制造和运营企业的合作是提高航空专业人才培养质量的必由之路。缺少企业的实践锻炼，院校培养的人才在工作中会直接反映为更长的职业适应期。同时，由于缺少更富实践经验的企业专业技术和管理人员加入到人才培养的环节中，也使得学生的学习内容针对性和有效性不足。

二是航空教育体系缺乏整合。法国拥有大型航空器的制造商，也是航空运输的大国，因此在航空人才培养上对于航空器制造和航空器运营并无明显的专业差异，作为航空类院校在人才培养上要求学生具备航空领域宽厚的知识基础，同时面向专业领域加强工程实践能力培养。而目前，我国在航空领域明确分为制造领域院校和民航运营领域院校，两类院校在人才培养体系方面缺乏沟通和整合，在人才培养上没有形成沟通协调和良性互动的局面。

三是学生工程实践能力培养欠缺。航空业作为资金密集型、技术密集型产业，无论从价值还是安全角度考虑都对从业人员的职业素质提出了较高要求。这就要求学生在接受教育中要有更长时间的培养和更为专业的训练，而目前我国在航空制造领域由于产品距离世界先进水平差距较大，产量有限，实际接收学生进行工程实习非常少。而在航空运营领域，出于安全方面的考虑，学生更多的是进行认知实习，缺少有工程实践目的的训练。

四是科技创新对人才培养的促进作用未完全体现。科技创新是推进人才培养和产业发展的重要动力。一方面科研为产业输出技术和产品，另一方面科研为人才培养输送人才和培养资源。在航空产业发展中，科研是技术进步的源泉，因此要充分发挥科研机构的作用，提升人才培养，特别是高端人才培养的水平。目前，我国航空制造领域的科研机构多附于制造企业，而航空运营领域的科研介入不深，在人才培养领域的作用均未充分体现。

四、对我国航空教育的启示

我国的航空教育从时间上看经历了60余年的发展，但由于在航空制造业的发展上经历了仿苏、仿美、自主研发等多条道路的探索和摇摆，航空教育的发展也经历了许多变化。当前，我国确定了自主研发大型客机的战略，并积极开展国际合作，推进航空制造水平的提升，为未来成为世界航空制造领域一极而努力。在我国由航空大国向航空强国迈进过程中，关键是人才，因此航空教育的发展直接关系到航空产业战略的实现。通过以上对比分析，借鉴航空发达国家的先进经验，对于我国航空教育发展有以下启示：

一是要构建基于航空全产业链的教育体系。航空制造业的发展离不开航空运营效果的反馈和支持，良好的商业运营是航空器制造的动力，反过来对航空器制造技术的掌握能够更好地支持经济高效的运营。因此，我国自主研发大飞机战略的实施为我国航空教育构建完成的教育体系，填平现存的在制造领域和运营领域人才培养间的沟壑提供了难得的机遇。特别是在航空制造和航空运营的连接点――航空器适航认证方面，加强人才培养交流合作将有力地支持我国大飞机的研制。

二是建立具有中国特色的航空工程教育模式。随着我国大飞机研制的深入，航空工程人才的培养需求日益显现。法国航空工程师培养体系为我国航空工程人才培养提供了可供借鉴的成功模式。现代航空器是凝聚了最新科技创新成果的大型复杂系统，航空器设计、制造和维护人才必须掌握深厚的专业基础知识和解决实际问题的工程能力，原有的教育模式在人才培养的能力形成、实践经验、管理思维等方面难以满足需要，因此建立符合我国航空制造发展特色和要求的工程人才培养模式是保障大飞机研制的必由之路。

三是大力推进航空领域的产学研结合。产学研结合是高等教育改革的方向之一，但长期以来由于多方面原因，结合点大多聚集于研发和产品制造之间，而人才培养融入产业发展和科技创新相对较少。航空领域的产业特性和人才培养需要对产学研结合提出了更高的要求。缺乏有效的产学研结合机制将直接影响航空领域人才培养的质量，也就将影响到我国航空产业发展战略的实现。因此，在我国现行状况下，需要政府积极推动，高等航空院校努力跟进，航空企业积极配合，形成官产学研间的良性互动机制，切实推进航空教育水平的提升，支撑航空事业的创新发展。

参考文献：

[1]李微微,曹允春.由嵌入性向根植性转变的航空产业集群研究――以天津航空城为例[J].工业技术经济,2009,(2):60-63.

[2]吴金栋.充分发挥航空院校在滨海新区航空产业发展中的作用[J].港口经济,2010,(11):10-13.

[3]王振国,庞宁.大飞机制造应何去何从[J].中国民用航空,2007,(5):

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[4]朱依曦,徐盈之.基于投入产出法的我国飞机制造业的经济效应分析[J].软科学,2008,(11):47-50.

航空航天技术论文篇6

【Abstract】Along with the development of China's aerospace industry， the reliability of avionics communication equipment in the aerospace industry has attracted more and more attention from the relevant departments， the paper first introduces the significance of avionics communication equipment reliability design， and then analyzes the main influence factors of avionics communication equipment’s reliability， and finally puts forward specific measures to ensure aviation electronic communication equipment reliability design.

【关键词】航空；设备；可靠性；技术

【Keywords】aviation； equipment； reliability； technology

【中图分类号】V243.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0141-02

1 引言

随着我国整体科学技术的不断发展，以及近年来在航天事业上的巨大发展，在航天产业中具备极大影响的电子通信设备其可靠性越发的受到人们的重视。目前众多的电子通信生产企业在其生产理念上，已经逐渐建立起了以切实检验手段来进行产品质量保障的体系，可靠性、质量已经成为设备使用者的最重要的关注点。在此背景下，论文围绕航空电子通信设备的可靠性，分三部分展开了细致的分析探讨，旨在提供一些该方面的理论参考，以下是具体内容。

2 航空电子通信设备可靠性设计的重要意义

2.1 是通信电子设备使用寿命的直接影响因素

首先基于航空事业其本身的特点，往往使用的周期很长，这也就要求航空电子设备具备很长的使用周期。而电子通信设备的可靠性设计便是电子通信设备使用寿命的最直接影响因素。从整体上观察，电子通信设备的设计、安装以及使用和后期的维修过程，可靠性都参与其中，因此也可以说目前在通信电子设备设计上可靠性已经成为一个设计的重点所在。

2.2 是信息时代人们对电子通信设备的基本需求

随着我国科学技术的整体抬头，目前市场上的电子通信设备也越发的多元化和多样化。而随着通信电子设备数量的增多，在航空事业方面对通信电子设备的选择要求也就相应提升，除了要求通信电子设备满足基本的通信功能之外，在使用感受以及可靠性等方面，也提出了更多的要求，因此航空通信电子设备的可靠性设计是时代背景下的一个客观要求。

3 航空电子通信设备可靠性的主要影响因素

3.1 制造技术及制造条件的影响

在航空电子通信设备可靠性方面的影响因素，首先便是生产航空电子通信设备的制造技术以及制造的条件。就目前的航空电子通信设备发展趋势进行观察，便捷化、智能化以及多功能化是未来的发展趋势，而要实现这一趋势就必须在航空电子通信设备的生产环节，保障一个良好完整的生产体系。目前存在着一部分生产厂家，在生产中并不具备完备的生产的条件，进而难以保障航空电子通信设备的生产质量，在可靠性方面就会存在一定不确定性。

3.2 恶劣天气的影响

因为航空电子通信设备的使用往往位于外界，而地球的环境十分多变，在太空更是会受到诸多的宇宙因素影响。雷电天气、雨雪天气等都会对航空电子通信设备产生一定干扰和破坏，影响设备的正常工作状态，而这些因素便会对航空电子通信设备的可靠性产生一定的影响。

3.3 外界电磁的影响

航空电子通信设备在使用原理上，电磁波是其最为主要的一环，但是在航空电子通信设备使用时常常会受到一些外界电磁的影响。地球本身就是一个巨大的磁场，而这些电磁场中的电磁波所产生的辐射，便会对航空电子通信设备的正常工作产生一定的影响，进而对航空电子通信设备的可靠性造成了影响。

4 保障航空子通信设备的可靠性措施

4.1 不断优化、简化电子线路

不断进行航空电子通信设备电子线路的优化和简化，便可以极大化的减少外界磁场对航空电子通信设备可靠性的影响。而在航空电子通信设备可靠性设计时，必须在满足基本的航空电子通信设备功能以及质量的基础上，通过不断地进行技术创新，实现制造流程的优化，从而达到航空电子通信设备电子线路的简化和优化，具体而言可以从以下几个方面入手：①在元器件的使用通道设计上，可以设计为几个元器件共同使用一个通道，进而实现线路通道的减少[1]；②在元器件的使用数量上，可在保障基本功能之上，通过技术创新，尽可能减少对元器件的使用数量；③在设备组成上，尽可能使用软件对硬件进行代替；④对于设备中的一些模拟电路可使用数字电路进行代替。但在整体的线路简化、优化的过程中必须注意，不能为了最大化的简化路线，而导致元器件在使用过程中出现集成电路板被过载烧坏的现象，更不能将一些成熟性不足的技术和设计方案使用到航空电子通信设备电子线路的优化和简化中。

4.2 深化低耗功率设计

目前在航空电子通信设备可靠性提升设计方面，低耗功率设计已经得到了一定的应用，但是从整体上进行观察，低耗功率设计还有很大的进一步深化空间，因此在提升航空电子通信设备可靠性方面，可以进一步对低耗功率设计进行深化。从航空电子通信设备性能上进行观察，航空电子通信设备正逐渐朝着高密度化以及微型化的方向发展，而这一趋势直接导致了航空电子通信设备中元器件数量的增多以及集成电路在能耗方面的提升，进而在航空电子通信设备的使用过程中持续发热的现象越发凸显，而这一问题就可能会导致，航空电子通信设备使用可靠性受到影响。因此在目前已有的低耗功率设计基础上，还需要进一步深化低耗功率设计，保护航空电子通信设备电路安全，也提升航空电子通信设备的可靠性[2]。

4.3 依托维修性设计提升设备可靠性

除了设计制造环节提升航空电子通信设备可靠性之外，面对航空电子通信设备机械化工作环境和恶劣天气导致的航空电子通信设备损坏，还需要通过维修性设计，在航空电子通信设备的后期使用上提升其可靠性。具体而言，航空电子通信设备的制作人员必须保障航空电子通信设备在故障出现后的检查和拆卸十分方便；此外对于航空电子通信设备的一些元器件必须是可以在市场上买到的，不能大量使用一些不再生产和使用的元器件。

5 结语

综上所述，随着我国航天事业的整体抬头，以及通信电子设备的不断多元化和多样化，人们逐渐对通信电子设备的可靠性提出了新的要求，而通信电子设备的可靠性设计本身，也直接对通信电子设备的使用寿命产生影响，也是时代背景下的一种必然要求。航空电子通信设备可靠性方面，制造技术及制造条件、机械化工作环境、恶劣天气、外界电磁都会对其产生影响，基于这些影响因素以及结合航空电子通信设备的特殊性，不断优化、简化电子线路、深化低耗功率设计、依托于维修性设计提升设备可靠性是切实有效保障航空子通信设备可靠性的具体措施，值得相关企业充分合理地参考使用。

【参考文献】

航空航天技术论文篇7

论文语种：中文

您的研究方向：管理

是否有数据处理要求：否

您的国家：北京

您的学校背景：北京理工大学

要求字数：6000 (开题报告)

论文用途：硕士毕业论文

是否需要盲审(博士或硕士生有这个需要)：否

补充要求和说明：先要一个开题报告! 正式毕业论文的要求 学校还没通知 开题报告要求 见 附件 题目方向是 三维制造工艺 对机加企业(车间) 的影响 或 数字化制造 对机加企业(车间)的影响 (最好是针对航天制造企业)

北京理工大学研究生院工程硕士学位论文开题报告：基于三维模型的工艺对技术对航天制造企业生产效率的影响

一、学位论文选题的目的和意义

1.1 选题背景

进入21世纪,数字化设计制造技术在国际航空制造业新产品研制中发展迅猛,传统的以模拟量传递为基础的设计制造手段，已经逐渐被以数字量传递为基础的数字化手段所代替,通过全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术,极大缩短了机型研制周期、提高了产品质量。

二、本选题研究领域历史、现状、发展趋势分析

三、研究方案

四、研究计划进度表

五、经费预算

六、参考文献

[1] masuzwa t, fujino m, kobaryashik. wire elctro-discharge grinding for micro-machining [j]. annals of the cirp, 1985, 34(1): 431-434.

[2] yan b h., chung tsai h, yuan huang f. the effect in edm of a dielectric of a urea solution in water on modifying the surface of titanium [j]. international journal of machine tools and manufacture, XX, 45(2): 194-200.

[3] assarzadeh s, ghoreishi m. neural-network-based modeling and optimization of the electro-discharge machining process[j]. XX, 39(5): 488-500.

[4] soni j s. micro-analysis of debris formed during rotary edm of titanium alloy(ti 6a1 4v) and die steel(t 215 cr12)[j]. wear, 1994, 177(1): 71-79.

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[6] 冯新明,张固.数字化技术在新支线项目研制中的应用[j].航空制造技术,XX(10):56-59

[7] 中航商用飞机有限公司.arj21数字化样机实施规定[g].新型涡扇支线飞机项目,XX

[8] 杨玺.基于单一产品数据源的飞机制造信息管理研究[d].北京航空航天大学博士学位论文,XX.

[9] 卢鹊.大型飞机的并行数字化定义技术研究[d].北京:北京航空航天大学,XX.

[10]范玉青.飞机数字化装配技术综述[d].航空制造技术,XX(10): 44-48.

航空航天技术论文篇8

一、国外航天技术的间接经济效益

1.航天技术转移及二次应用所产生的经济效益

航天技术转移及二次应用的领域较多,主要有通信/数据处理、能源、加工与制造业、医药、消费产品、运输、环境等。

表1 航天技术转移及二次应用的实际效益 最 终 用 途 案例数 增加销售

或节约成本

案例数 实际效益(单位:万美元)

增加销售 节 约 总 额

工业(制造与加工) 170 107 576764.9 6783.7 583548.6

公共安全 27 16 34788.8 55.5 34844.3

由表1可见,大约60%以上的技术转移案例可产生明显的经济效益。其中,67个案例是利用NASA技术经过二次开发,创造了一些新产品或新工艺,为企业建立新的生产线,或创建一家新的企业。

2.减少非常态经济即“灾变经济”造成的损失而隐含的经济效益

有学者认为经济包含着常态经济与非常态经济即灾变经济。人类为了把非常态经济造成常态经济的损失降低到最大程度,为此常态经济必须支付非常态经济索取的保险金,这笔资金就作为国家安全和救灾支付。据专家 计算 ,摧毁20个经济脆弱点相当于摧毁最大的44个城市 社会 功能。利用航天技术保护这些经济脆弱点,这就防止或减少了灾变经济造成的损失,本身就隐含着巨大的经济效益。

3.航天事业发展导致了若干新技术群体的问世与应用

航天技术几乎博采了 现代 科学技术的最新成果,又不断对新技术的发展提出了更多的需求,提出了许多崭新的领域和高难度的课题,为一些技术的创新提供了机会,给科学技术的发展注入了新的活力,刺激了科学技术的发展,导致若干新技术的问世。

(1)促进 电子 计算机的诞生和发展世界上第一台电子计算机是为适应研制导弹的需要而诞生的。美国宾夕法尼亚大学的约翰·莫尼亚和约榆·艾儿凯克教授,为了适应导弹弹道计算的需要,于1945年研制出世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”。世界上第一台巨型亿次计算机ILLIAC-5也是为美国NASA研制的。可以说没有航天工业的高需求也就没有计算机行业的今天。

(4)促进新材料新工艺的开发应用航天事业促进了一大批新材料、新工艺的开发应用。新型复合材料、高性能合金结构材料、烧蚀材料、阻尼材料、密封材料、机敏材料等一大批新材料随着航天事业的发展而涌现出来,进而推广应用到国民经济的其他领域。空间微重力环境又为高性能材料的生产开辟了更广阔的前景。

(5)促进海洋科学技术的发展从阿波罗计划结束后,美国的一批航天企业转向海洋开发,有力地推动了海洋科学技术和海洋开发的迅速进展,使美国在海洋开发方面处于世界领先地位。 目前 ,美国是唯一作好海底开发准备的国家,它已向开采铁锰结核矿的六国国际财团投资,其海洋石油开发也从浅海发展到了深海。

(6)促进通信技术的发展卫星技术的发展促进通信技术发生革命性的突破。卫星通信实现了信息传递技术的一次质的飞跃,使信息可以快速、高保真、大容量地传递,全球通信网的建立使得地球上任何两地之间的通信成为可能。迅速发展的卫星全球导航定位技术,正在改变着地球上一切旧有的 交通 、通信、联络方式,改变着人类生活的方方面面。

4.航事业 发展 更新了人类的知识体系

航天事业的发展极大地更新了人类的知识体系和知识结构,在知识的广度和深度上都取得了极大的进展。

(1)促进系统工程管理 科学 的诞生和发展系统工程管理软科学也是伴随着导弹技术、空间技术的诞生而发展起来的。如今该学科已经广泛地用于政府部门、 科技 、 经济 、军事以及企事业机构的决策和预测工作,对工程和技术的可行性进行论证和评估,把决策科学化提高到前所未有的高度。

(2)促进基础科学的发展航天事业在各个方面促进了基础科学的发展。 应用 数学、高能物 理学 、天文学、天体物理学、地学、微重力物理学、材料学、空间生物学、空间医学、信息学、微 电子 学,等等,均伴随着航天事业的发展而壮大起来。

二、我国航天技术的间接经济效益

作为高技术产业之一的航天技术,为科学 研究 开辟了许多新的领域和新的学科。我国的航天技术在向国民经济各部门的渗透应用中,带动了其它新兴学科和 工业 部门的发展,产生了二次效益。

1.航天技术对 中国 高技术产业群的带动作用

航天技术的发展需要一系列支撑技术,因而通过技术发展的“需求效应”带动了一系列新兴产业和新技术的发展。航天技术的发展对信息技术、新材料技术和新能源技术不断提出了新的要求,从而有力地促进了它们的发展,拓宽了它们的研究范围。对于海洋开发和生物技术来说,航天技术为其提供了新的发展工具和研究手段。航天技术的发展还带动了空间科学、微重力研究与实验等科学研究领域的巨大发展,如阿尔法磁谱仪实验将开创空间科学研究的一个全新领域。

由于远程导弹和运载火箭600多种新材料的国产化需要,以及电子元器件向小型化、集成化和高可靠性方面发展,国家投入了相当的财力开展相关技术的研究,带动了诸如玻璃钢、氟塑料、高强度合金和稀有金属材料,以及 计算 机技术、自动控制技术、遥测遥控技术、雷达技术和工艺技术的发展;并扩展了空气动力学、热力学、结构静动力学等领域的研究。在航天技术产业的发展过程中,总投资中相当大的比例转移到国民经济的其它部门。据不完全统计,航天研制部门用于研制运载火箭和各种卫星的投资,有60%～70%转移到了其它工业部门和科研单位。资金和技术的转移,有力地推动了这些部门的技术进步。据统计,建国以来研制的1100多种新材料中,80%是因航天技术的发展需求而研制的。由此可见,航天技术产业的辐射能力是极其强大的。

2.技术转移推动了传统产业的技术进步

航空航天技术论文篇9

关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革

“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。

一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响

材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。

二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求

“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。

三、多管齐下建设丰富的教学环境

作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。

四、结语

航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。

作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院

参考文献：

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[3]王少刚,郑勇,汪涛.工程材料与成形技术基础[M].国防科技出版社,2016.

航空航天技术论文篇10

【关键词】航天器 航天器集群 群智能 太空探索 微纳卫星

【中图分类号】 V423.9 【文献标识码】A

【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2017.05.003

自20世纪80年代以来，随着微电子、微机械技术迅猛发展，信息产业发生了翻天覆地的变化，计算机外型越来越轻巧，功能也越来越强大。依靠这些技术的进步，航天器也逐渐向小型化、低成本的方向发展。90年代以硇∥佬羌际醭鱿郑其优势也越来越明显。一方面，以美国、欧盟为首的航天大国已经将现代小卫星技术列为航天技术发展的重点领域之一；另一方面，多颗小卫星协同工作完成复杂太空探索任务已成为当今国际航天领域的一个研究热点，航天器集群的应用与开发必将成为未来国际太空发展的战略重点。

随着小卫星的发展，微纳航天器渐渐地成为了航天领域一个热点问题。由于微纳航天器采用了大量的高新技术，具有功能密度与技术性能高、投资运营成本低、灵活性强、研制周期短、风险小等优点，在计算机网络技术的启发下，由多颗微纳航天器编队飞行而构成的“空间飞行集群”的概念被广泛接受，并迅速成为航天领域学术研究的焦点。

目前，在天文观测、深空探测、对地勘测以及空间技术验证任务方面，美国国家航空航天局、德国宇航中心、欧洲空间局、日本宇航事业部以及中国航天局相继提出并逐渐实施各式各样的航天器集群计划。未来航天器集群飞行模式必然会成为宇宙探索和空间应用领域的主流。

航天器集群概念的产生

“航天器集群”这种新概念主要来源于对昆虫群体的观察。自然界存在很多集群性昆虫和生物，比如蜜蜂、蚂蚁、大雁和鸟等，即使没有明显的类似于人类社会的组织级别，这些生物在大群体中仍然可以共同合作，完成很多复杂的工作。未来，这种集群技术，可以用于清理海洋石油管道、深海探索、军事侦察以及行星探测。

根据文献分析结果可知，集群的概念已经引起国内外航天器设计和导弹设计领域的高度重视，如多弹拦截、智能卵石和小卫星编队等。如美国2008年启动的计划――“分布式模块化卫星系统”也含有集群的技术成分，尽管项目计划困难重重，并且目前已经终止了，但世界各国的权威专家认为：“项目计划终止不等于这种理念终止，而这种理念将永存。”

直到今天，航天器集群还没有统一定义，但有一个共识，即航天器集群是一片被控制的卫星云，一个航天器集群是由多个航天器单体所组成，它们共同合作完成一个任务。在执行任务时，它们形成一个松散的聚集族，本着简单的行为和原则聚集在一起，好像昆虫群体社会。而学术界认为“任何一种受昆虫群体或其他动物社会行为机制而激发设计出的算法或分布式解决问题的策略均属于集群智能范畴”。由此可见，所谓航天器集群，是指数量巨大，至少100颗，甚至数千颗航天器组成的群体。

对于成百上千颗航天器组成的群体，其控制和管理就显得尤其重要，采用常规的集中式的航天器管理模式来管理数量巨大的集群系统显然是不现实的。所以，结合集群理论研究航天器集群系统，探索集群系统的应用，将会丰富和推动空间探索技术的发展。迄今为止，在集群理论探索方面，自组织聚集、自组织分散、连接运动、协同传输、模式构成和自组织建设仍然是热点问题。

大多数的群体都存在一定的结构，内部耦合紧密的群体大多都有如层次等级结构，有些是社会分工造成，有些是以能力高低区分，这种结构使得信息在群体间传播快速且有效，促使集体行为快速执行。不同的群体结构中，个体所发挥的作用也不一样，个体与环境、个体与个体之间的通信效率和通信范围也随之不同，最终导致的群体效果也不同。集群系统应该具备一定的结构，这是建立信息通道、实现个体交互的基础。这里的结构关系包括了结构形式、连接关系以及个体的地位分工等。所以，未来航天器集群系统级也应该具有生物自然群的三种主要功能。

鲁棒性：航天器集群是在外界干扰和单体波动的情况下运行，协作是分散式的，且构成航天器集群的单体相对简单，载荷是分布的，因此集群对环境的扰动具有鲁棒性。

灵活性：航天器集群中的单体有能力协作其他单体完成任务，也有能力在不同的组里工作，且支持大量单体的自主行为。

扩展性和容错性：航天器集群是个冗余系统，单体的缺失可以立即由另外一个单体补偿，因此群中某一特定部分的故障不会使其停止工作。

纵观各式各样的航天器集群计划

欧空局的CLUSTER计划。CLUSTER于2000年8月发射，目前仍在运行。CLUSTER计划是由欧空局提出的，由四颗相同的卫星组成，这四颗卫星运行于大椭圆地球极地轨道，轨道近地点和远地点高度分别为19000km和119000km。在实施CLUSTER太空计划之前，一般情况下是采用单个航天器对空间环境的局部区域进行探测，当然也有特例，极少数的情况下采用了双星探测，因此在对地球近地空间环境进行探测时无法在三维的视角下完成。然而，CLUSTER计划的成功实施，为地球空间探测领域开辟出了新的路径。CLUSTER计划在太空中采用了一个四面体的空间队形进行编队飞行，并可根据不同探测任务对其星间距离进行调整。这种航天器集群能够监测太阳离子和地球磁场之间的交互作用，从而得到太阳和地球电磁交互的三维模型。

ST-5计划。2006年3月22日，美国成功发射了三颗卫星（Space Technology 5， ST-5），旨在验证未来科学任务试验的新技术。单颗ST-5卫星重24.75kg，采用机载发射方式入轨。三颗卫星排成星座，近乎位于同一轨道面内，每颗卫星相距约354km，通过微推进器实现轨道与姿态的联合控制。

ST-5计划中的卫星虽然在尺寸和重量上都小于其他卫星，但每颗卫星均可提供全套服务，具有动力、推进、通信、制导、导航和控制功能，以及搭载地磁场测量载荷的能力。该计划有效验证了利用星座进行极地极光研究的优势，小型无线电转发器与常规天线、计算机优化天线组成新型通信链路的可行性，小型动力系统的可行性以及地面系统制造技术的可行性。

ST-5计划作为NASA“新千禧计划”的一部分，它的成功实施为美国小型化航天部件、批量制造数十至数百颗微卫星打下了坚实基础。

MMS（Magnetospheric Multiscale Mission）项目。2015年3月，NASA通过“宇宙神”火箭成功发射了MMS项目的四颗卫星，用以实现对地球电磁场的高精度测量。该项目中卫星的结构和功能完全相同，卫星的有效载荷包括等检测设备高能粒子探测仪、电场仪器、数据处理设备离子分析仪、姿态敏感器磁强计和防干扰设备等。四颗卫星组成一个边长从1km到几个地球半径长度变化的四面体，能够在地球磁层中，在三维视角下对磁边界进行相关的测量，以此来分析研究磁重联现象。空间天气的混乱主要是由太阳风对地球磁层的影响造成，研究人员的主要任务就是结合MMS卫星编队对当前的主流磁场理论进行相关的实验验证。

“天拓三号”微纳卫星集群飞行计划。2015年9月，由我国高校自主研制的微纳卫星“天拓三号”搭载火箭长征六号成功发射进入预定轨道。“天拓三号”卫星集群中包含6颗卫星，采用“一主五从”的模式进行编队飞行，其中主星的质量在20kg左右，从星中包含有1颗1kg级的手机卫星和4颗100g级的飞卫星。在整个卫星集群成功入轨之后，从星将与主星分离，以较为形象的“母鸡带小鸡”的方式在太空形成微小卫星的星间组网，实现6颗卫星在空间中的集群飞行。

“天拓三号”星群系统中的主星也称为“吕梁一号”，采用的l星体系结构与立方星类似，即模块化多层板式结构，该星群主要任务是星载航空目标信号监视（ADS-B）、新型星载船舶自动识别系统（AIS）的信号接收、20kg级通用化卫星平台以及火灾监测等一系列新技术验证和科学实验。星载ADS-B能够在全球范围内对航空目标进行准实时的空中流量测量，并实现对航空目标的准实时监测，为航空服务的空管系统提供高时效性的飞行数据，进而能够使得航空飞行的效率提高一个档次。

多规模磁性层测量任务的四星编队。2015年7月19号，美国宇航局执行多规模磁性层测量任务的四星编队首次排成三棱锥队形飞行，也称四面体编队飞行，这是美国宇航局第四个太阳探测任务。采用这种队形意味着科学家们可以利用这些探测器进行三维观察。三棱锥队形对于提供地球空间环境的三维信息是至关重要的，如果四个探测器都在一条直线或一个平面上运动，当它们飞经某个天体结构时，就不能观测到该天体结构的完整形态。

因为四星编队每个探测器的轨道可以单独调整，科学家们可以调节四个探测器之间的距离，类似于望远镜调焦，通过调整四星编队的队形，它们会让不同过程成为我们的焦点，这样就使得他们可以从很多不同的空间方位来研究磁重联。

飓风全球导航卫星器群。美国宇航局计划2016年12月中旬在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射地球科学小型卫星群，其任务是勘测一些科学家感兴趣的关于地球科学的未知信息，从而更准确地理解热带气旋和飓风的形成和强度。

飓风全球导航卫星器群基于GPS道路导航技术，使用8个小型卫星群测量地球海洋的表面粗糙度。科学家将利用这些数据计算海洋表面风速，进而更好地分析风暴的强度。“飓风全球导航卫星群”聚焦于低成本、快速的科学勘测，是人类首次为地球飓风勘测，卫星群将完成单个探测器无法完成的任务，能够穿透“飓风眼壁”的暴雨，获得关于风暴强烈内核的重要数据。所谓“飓风眼壁”是雷暴云层的密集环状结构，它环绕平静的飓风眼，内核区域就像是风暴发动机，从温暖表面海水抽取能量，再蒸发至地球大气层。

“飓风全球导航卫星群”能够持续监测全球热带飓风带纬度海洋的表面风力。每颗卫星能够每秒进行4次风力测量，对于卫星群而言，每秒能够进行32次风力测量。

NASA拟派遣微型机器人舰队探索木卫二。“新视野”号探测器让全世界都知晓了它的任务，花了10年时间飞了50亿公里，确实够震撼。最近，NASA又向美国政府要钱，计划向木星发送一个庞大的微型机器人舰队。

目前，人类对木星探索已经进行了三轮，第一轮美国“旅行者号”飞掠了木星，第二轮伽利略探测器专门研究木星，今年“朱诺号”探测器又抵达木星，这还不算一些借力木星加速的任务。“朱诺号”探测器全副武装，使用了最先进的防辐射技术来抵抗木星辐射。现在，NASA已经开始着手下一轮木星系统的探索，并邀请了全美10所高校参与木星微型机器人舰队的研发，目标是木卫二。木卫二是太阳系中除了地球外，最有潜力拥有生命的星球，目前已经发现了冰下海洋，接下来就要对木卫二实地勘察。

至于NASA为什么要研发微型机器人舰队，这主要出于对经费方面的考虑。以立方星为架构的微卫星是一个方向，每个探测器任务专一，造价较低，比如可以收集木卫二稀薄大气的信息、携带高能粒子探测装置后可研究带电粒子的问题等。但NASA希望研制出更先进的微型探测器，而不是简约型的立方体平台，能够在太阳系内广泛部署。前期任务主要涉及对木卫二的探索，比如对木卫二大气、冰层以及冰下海洋进行针对性调查，后期将拓展至整个太阳系。南加州大学提出并且有能力开发出标准化的微型平台，比如适用于登陆小行星、彗星，以及较大的卫星等。NASA工程师打算研制一种飞往木星的微型机器人，称为“windbots”，这种微型机器人外形呈多面体，穿越木星大气层时，在木星大气的湍流作用下，旋转吸收能量，产生漂浮升力。它允许科学家详细地研究气体行星，也可以应用于地球上的飓风和龙卷风的研究。

美国的ANTS集群探测系统。美国NASA受昆虫社会行为的启发，计划于2020～2030年发射一个卫星集群探索小行星带，该计划暂命名为ANTS（Autonomous Nanotechnology Satellite）。ANTS系统由1000颗皮星组成，其任务是利用群智能技术，探索和勘测小行星带的小行星。ANTS系统运行在小行星带内，这其中，空间环境十分恶劣，传统的大卫星是不能生存的。小行星带介于火星和木星轨道之间，在这里估计有50万颗小行星。

ANTS系统的主要任务就是想利用价格低廉的皮卫星群完成小行星带的勘探。为了克服任务规划工作带来的挑战，NASA在系统设计时模仿昆虫的“无智能或简单智能的主体通过任何形式的聚集协作而表现出智能行为的特性”，ANTS系统按照不同等级进行管理，群卫星体系结构的等级划分包括“队”和“群”，“群”还包括“子群”等，不同卫星装载的仪器是不同的，所以需要协同工作和共享信息才能很好地完成任务。

在这个群卫星系统里，有几种不同类型的卫星，一类称为“Worker”，它们载有不同的载荷和仪器，如磁强计、X射线仪、质谱仪和可见光和红外相机等，每个“Worker”只能获取一种特定的数据；另一类称为“Ruler”，它们起统治作用，协调各个“Worker”工作，并确定勘测目标；还有一类称“Messenger”，仅仅起通信作用，它们是地球、“Worker”和“Ruler”之间的信使。每个“Worker”都会主动勘测所遇到的小行星，然后把信息发送给“Ruler”，“Ruler”评估这些数据，形成一个总勘测报告。

ANTS系统的皮卫星是依靠一艘飞船运载到小行星带附近的拉各朗日点，然后释放。在ANTS系统中，80%的皮卫星是“Worker”，当“Worker”收集到数据时，它们首先把数据发给“Messenger”，同时这些数据也可以判断“Worker”是否被毁坏，大约70%的“Worker”穿过小行星带时被毁坏。这就要求它们有足够的队伍重构能力，同时还要有很好的自恢复能力。

ANTS系统飞越小行星时，需要完成许多工作。它们首先要确定小行星的大小、旋转轴、小行星的卫星/月亮、轨道和盘旋点等。随着获取小行星数据量的增大，ANTS还会派更多的子群，参与协作搜集更详细和更全面的小行星数据。

为了实现高度的自主性计划，基于社会结构的推理方法必须运用先进的人工智能技术，如神经网络、模糊逻辑和遗传算法等。为了辅助和维持高水平的自主性，更重要的任务还要考虑自主运行的修正能力，以便适应环境变化、远距离操控和低带宽通讯等问题。

英国的“天基镜群”方案。英国拉斯哥大学Massimiliano Vasile教授在分析小天体变轨的几种流行技术方案的基础上，提出了一种基于航天器群建立“天基镜子”的方案。该方案的部署是通过火箭将航天器群从地球发射升空，进入预定轨道，然后航天器集群再自主地逐渐徘徊于目标小天体附近，依靠协同控制技术，进行优化部署后，将太阳光能聚集到小行星表面的某一点上。

首次提出这种方法的并不是Massimiliano Vasile教授。早在1993年，美国亚利桑那州立大学的Jay Melosh曾建议将一面非常大的镜子安放在一颗大卫星上，以此来达到上述目的。

“天基镜群”的工作原理是发射一个航天器集群，集群中航天器都是纳型重量级的，每颗纳型航天器携带一个小镜子，一颗纳型航天器就是一个镜子模块，然后通过统一的星务系统进行管理，建立一个天基群镜系统，这样就可以把反射太阳光聚焦于小天体表面的某一指定点，将小天体的表面加热到至少2100°C，使得小天体汽化。汽化后的小天体内部会喷射出气体，由牛顿定律可知，小天体将会产生一个与喷射方向相反的推力，进而改变小天体的轨道。

基于全球卫星定位系统对航天器集群进行导航，结合自主控制技术，采用数十颗小卫星组成集群，使直径为数百米的小天体变轨是可以完全可行的。若利用10颗纳型航天器群，每颗航天器均承载一个20m宽的充气镜子，大约可以在六个月内使一个直径约为150m的小天体发生变轨；若增加到100颗纳型航天器，只需几天的时间就可以完成上述任务；假如要使直径为20km的小天体变轨，则需要集合5000颗纳型航天器，汇聚太阳光至该小行星表面长达3年的时间就可以使其发生变轨。尽管目前控制5000颗航天器的技术有很多困难，但随着群智能理论及其应用技术的深入发展，对于数千颗航天器的协调控制，未来将不再是问题。所以航天器群的概念未来一定具有巨大的应用前景。

航天器集群的管理

目前，从航天器集群的管理技术来看，不同的航天器集群具有不同的技术特征，归纳起来有四类：轨道跟踪法、领航跟随法、虚拟结构法、蜂拥控制法。

轨道跟踪法。单个的航天器一般都采用周期性轨道控制方法将航天器时刻保持在某特定轨道上，该方法也适用于微小型航天器集群的飞行任务，即将群系统中的成员航天器都控制在预先指定的期望轨道上。这种方法无需航天器间的信息交互，适用于群系统规模较小的情况，但对于数量较多的群系统来说，该方法不太现实。

领航跟随法。在领航跟随法中，引领航天器在规划好的参考轨道上按计划运行，利用传统的周期性机动，使得跟随航天器跟踪引领航天器，保持稳定的相对运动状态。该方法的优点在于群系统中大多数微小型航天器可以按照引领航天器的绝对轨道自然飞行，只需定期控制就能实现相对状态的维持。在领航跟随法中，由于引领航天器处于一种参考状态，跟随航天器保持整体构型就需要消耗更多的燃料，因此未来需要围绕能源消耗问题做进一步的改进。

虚拟结构法。虚拟结构法，即根据实际需求，给整个群系统分配一组合适的期望状态，使得系统的整体状态误差最小。与领航跟随法相比，这种方法的主要优点在于群系统中所有的微小型航天器都有误差存在，但该方法可以从宏观角度考虑这些误差，并引入燃料消耗加权，从而使得星间燃料消耗达到均衡状态。该方法的关键技术是需要保证微小型航天器之间信息交互的畅通性，并强调整体的协同。

蜂拥控制法。群体系统蜂拥控制方法是近年来受到国内外众多领域高度重视热点研究问题，主要借鉴仿生领域关于群体蜂拥行为的研究成果，集中在个体之间交互形成的网络拓扑结构已知条件下的控制问题。当微小型航天器集群系统中航天器个体数量较多时，若区域信息的交互能够形成一定规则的形状，则可以利用启发式控制算法。大规模的航天器集群往往会带来较为繁重的通信和计算负担，而蜂拥控制法采用分布式并行处理模式，能够很好地解决这个问题。但是蜂拥控制方法也存在着一定的缺陷，该方法没有将碰撞规避的问题纳入研究范围，且该构形下不是燃料最优的。

结束语

相比于传统的大卫星，微纳卫星的研发成本低、设计周期短、功能密度高。成百上千颗微纳卫星构成的集群灵活性高、鲁棒性高，能完成大卫星无法完成的任务，应用前景广阔，而发展微纳卫星集群的关键就是高集成模块化技术和分布式协同控制技术，相信在不久的将来，随着其功能的不断完善，将会逐渐取代传统卫星成为空间应用的主流。

从历史上看，航天系统工程的发展将会带动其他学科发展。上世纪60年代美国阿波罗登月所研制的新材料、新技术和新工艺推广到各个领域，如果说美国的计算机水平一直领先于世界，可以说是得益于阿波罗计划的推动。所以，类似地，今天航天器集群的技术也将推动其他科学技术的发展。