發(fā)布時間：2023-10-08 15:43:34
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的航空航天的未來樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1、產(chǎn)業(yè)規(guī)模，產(chǎn)出，投資
目前，全市涉航企業(yè)有48家。2013年全市航空航天產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)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(xiàn)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%。截至目前，全市航空航天產(chǎn)業(yè)在建重點項目21個，總投資達204.46億元，累計完成投資49.22億元，同比增長92.6%。
2、主要產(chǎn)品
通用航空、航空航天信息技術(shù)、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(shè)備及內(nèi)飾件、宇航級高可靠電子元器件等。
3、規(guī)上企業(yè)，龍頭企業(yè)和基地型企業(yè)
規(guī)模以上企業(yè)14家。龍頭企業(yè)5家，鋁業(yè)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(yè)產(chǎn)量，技術(shù)
市精密合金廠有限公司擁有的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫合金大型精密澆鑄技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，是全球第3家（中國第一家）掌握該技術(shù)的企業(yè)，國內(nèi)市場占有率超20%，2013年超純凈鎳基高溫合金系列產(chǎn)品實現(xiàn)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(qū)域布局
初步形成“一城兩園多基地”的空間格局（航空航天產(chǎn)業(yè)城、市航空航天產(chǎn)業(yè)園、京口航空信息產(chǎn)業(yè)園、京口航空航天高性能鋁合金材料產(chǎn)業(yè)基地、句容航空復合材料產(chǎn)業(yè)基地、丹徒航空航天制造及配套產(chǎn)業(yè)基地）
二、為什么作為重點產(chǎn)業(yè)？
1、產(chǎn)出規(guī)模，增速，發(fā)展前景
2013年全市航空航天產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，具有產(chǎn)業(yè)鏈長、輻射面寬、拉動效應強等鮮明特點，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的帶動為1:10，對科技和經(jīng)濟發(fā)展具有巨大的帶動作用。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近5年全球航空航天產(chǎn)業(yè)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(chǎn)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(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過500億元美元，航空航天產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為快速上升的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
2、財稅貢獻，占第二產(chǎn)業(yè)份額
2013年全市航空航天產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)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(xiàn)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(yè)情況
提供就業(yè)崗位2萬個。
4、投資規(guī)模，市場導向，企業(yè)家信心
截至目前，全市航空航天產(chǎn)業(yè)在建重點項目21個，總投資達204.46億元，這些項目投產(chǎn)后可實現(xiàn)銷售規(guī)模達1000億元以上。國家出臺的高端裝備制造“十二五”規(guī)劃將航空航天產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提升到國家戰(zhàn)略推動層面，給予宏觀政策支持，市場前景巨大，企業(yè)家對未來發(fā)展充滿信心。
5、要素保障和服務支撐
研發(fā)支持，人才支持，金融支持，園區(qū)載體支持（土地、環(huán)保）
三、我市如何培育重點產(chǎn)業(yè)政策建議
1、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃導向，定位準確，布局合理，保障有力
總體規(guī)劃、單項規(guī)劃，用1-2年時間制定產(chǎn)業(yè)規(guī)劃
2013年，聯(lián)合南京航空航天大學編制出臺了《市航空制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》。《規(guī)劃綱要》明確我市航空產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展重點和目標。2012年，為加快我市航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展，編制了《市航空制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》（征求意見稿）。
2、如何強化政策扶持
國家、省、市、縣區(qū)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(chǎn)業(yè)
1、產(chǎn)業(yè)規(guī)模，產(chǎn)出，投資
全市擁有船舶及配套企業(yè)95家，其中，造修船企業(yè)30家，具有萬噸以上造修船能力的企業(yè)7家；船舶配套企業(yè)65家。2013年，船舶與海洋工程產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)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(guī)模以上工業(yè)比重的5%，其中銷售收入過億元的企業(yè)11家。2012年1-8，實現(xiàn)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(chǎn)品
船舶產(chǎn)品：海洋工程船、全回轉(zhuǎn)工程船、液貨運輸船、散貨船等。
配套產(chǎn)品：中低速柴油機及發(fā)電機組、螺旋槳、船舶電器、船舶電氣與自動化控制系統(tǒng)、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(jié)構(gòu)件等產(chǎn)品。
3、規(guī)上企業(yè)，龍頭企業(yè)和基地型企業(yè)
規(guī)上企業(yè)44家，龍頭企業(yè)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(shè)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(yè)產(chǎn)量，技術(shù)
省船廠（集團）有限公司的高技術(shù)海洋工程船和全回轉(zhuǎn)工程船兩大產(chǎn)品，國內(nèi)市場占有率高達70%以上，創(chuàng)造了27項中國第一，位居全國同行業(yè)之首，2013年，完成工業(yè)總產(chǎn)值28.6億元，實現(xiàn)銷售共計20.1億元，利稅6.5億元。
中船設(shè)備的中速柴油機國內(nèi)市場占有率第一，2013年，實現(xiàn)主營業(yè)務收入14.03億元元，利潤1.20億元元，同比增長16.4%，連續(xù)四年利潤總額超億元。在柴油機及動力系統(tǒng)集成、發(fā)電機及電氣系統(tǒng)集成、海洋工程機電等領(lǐng)域處于全國領(lǐng)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(xù)五年國內(nèi)市場占有率第一并進入國際前列，2013年，實現(xiàn)銷售3億元，在船舶與海洋工程電氣與自動化控制等領(lǐng)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(nèi)市場占有率超過40%，2013年，實現(xiàn)銷售5億元，在螺旋槳與軸系設(shè)計制造、船舶動力打包集成等領(lǐng)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(xiàn)銷售3.1億元，在海洋工程系泊鏈設(shè)計研發(fā)處于國內(nèi)領(lǐng)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(chǎn)品：“威和”橋式起重機
6、區(qū)域布局
這一成功令一直緊張注視“好奇”號的美國國家航空航天局火星項目團隊異常興奮。在得知“好奇”號成功登陸火星后，美國總統(tǒng)奧巴馬表示，“好奇”號是迄今登陸其他星球最為復雜、精密的移動實驗室，標志著科技空前進步，表明即便是最艱難的挑戰(zhàn)也無法抵擋創(chuàng)新和決心的腳步。奧巴馬的科學顧問霍德倫認為，這是人類在太空探索上邁出的巨大一步，是一項無與倫比的成就。
這是美國國家航空航天局所發(fā)射的探測器第七次在火星著陸。“好奇”號著陸在火星蓋爾隕坑內(nèi)一塊平坦地面，所載的一臺照相機捕捉了著陸瞬間情景。對此連稱“漂亮”的美國國家航空航天局局長博爾登說，“好奇”號的輪子已經(jīng)開始為人類踏足火星開辟道路。
在“好奇”號登陸火星的過程中，最令人揪心的驚險過程當屬進入火星大氣層后的下降和著陸。在短短7分鐘內(nèi)，“好奇”號的時速由約2萬公里下降至零，且無法人為控制，完全由一項最新著陸技術(shù)自行完成，其間充滿不確定性，任何一個微小失誤便將導致全盤皆輸，因此美國國家航空航天局稱之為“恐怖7分鐘”。
此外，由于“好奇”號所發(fā)出的信號需要圍繞火星運行的另外3顆探測器中轉(zhuǎn)，“好奇”號著陸的信號最快也要在14分鐘后才能傳遞到美國國家航空航天局地面控制中心。這一“度秒如年”的等待更使這一著陸的成功令人欣喜異常。
在火星表面著陸約兩小時后，“好奇”號探測器發(fā)回了一張有關(guān)其“新家”蓋爾隕坑的高分辨率黑白圖片。“好奇”號還將發(fā)回更多圖片，并將傳回彩色圖片。人類也因此能夠更為真切地了解火星景象。
據(jù)了解，此次“好奇”號的任務目標是搜尋碳、氮、磷、硫和氧等基本生命元素，但沒有計劃搜尋生物或化石微生物。未來將巖石和土壤樣本帶回地球后，人們才能最終確認火星是否確有生命存在。
此次“好奇”號之所以選定在蓋爾隕坑著陸，是因為有跡象表明，那里曾經(jīng)有水存在，蓋爾隕坑旁的高山富含礦物質(zhì)。在經(jīng)過幾周“身體檢查”后，“好奇”號將開始行走并登山，使用機械臂等鉆探巖石、采集土壤，開展查看是否有微生物生長環(huán)境等科研工作。
火星一直被稱為宇宙飛船的墓地。自上世紀60年代以來，美國、蘇聯(lián)及歐洲等一直進行火星探索活動，但多數(shù)失敗。耗資25億美元的“好奇”號是美國國家航空航天局一次代價最為高昂的“豪賭”，其成功與否事關(guān)美國國家航空航天局今后發(fā)展前景。由于經(jīng)費緊張，美國國家航空航天局已經(jīng)停止與歐洲航天局原定于2018年聯(lián)合登陸火星計劃。歐洲航天局因此決定與俄羅斯聯(lián)手進行相關(guān)領(lǐng)域合作。
美國國家航空航天局希望“好奇”號此次登陸火星后能有重大發(fā)現(xiàn)，為今后宇航員登陸火星打好前站。
（綜合8月7日《人民日報》和《北京日報》）
花 絮
美華裔少女為“好奇”命名
2009年5月27日，美國宇航局宣布，堪薩斯州小學6年級12歲的華裔學生馬天琪在美國太空總署舉辦的為火星探測器命名的作文比賽中獲得冠軍，得以用“好奇”命名美國下一代火星探測器。
關(guān)鍵詞：低膨脹高溫合金；發(fā)展；Fe-Ni-Co；性能；因瓦效應；時效硬化；分析
中圖分類號：D993.4 文獻標識碼：A 文章編號：
現(xiàn)代低膨脹高溫合金發(fā)展，是以因瓦效應以及時效硬化的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的，在上世紀70年代，隨著國內(nèi)航空航天事業(yè)的快速發(fā)展以及社會經(jīng)濟發(fā)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(lǐng)域中的應用以及發(fā)展進步，提供了重要的契機。在低膨脹高溫合金的發(fā)展歷程中，最早出現(xiàn)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(lǐng)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(guān)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(huán)境中仍能夠?qū)崿F(xiàn)完全的抗氧化功能和作用。
1、低膨脹高溫合金的發(fā)展分析與概述
1.1 低膨脹高溫合金的發(fā)展基礎(chǔ)分析
在現(xiàn)代低膨脹高溫合金的發(fā)展歷程中，低膨脹高溫合金的發(fā)展是以“因瓦效應”以及“時效硬化”現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為發(fā)展基礎(chǔ)的。在19世紀90年代后期，法國的一位研究學者發(fā)現(xiàn)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(shù)會出現(xiàn)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(fā)展奠定了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。隨后，在對于低膨脹高溫合金的發(fā)展研究中，由于精密儀器儀表行業(yè)以及電真空玻璃封裝行業(yè)的發(fā)展需求，低膨脹高溫合金以及定膨脹高溫合金的的研究發(fā)展取得了較為突破性的發(fā)展與進步提升，在這一時期也先后出現(xiàn)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(fā)展過程與階段時期，時效硬化現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)并研究提出，使得現(xiàn)代低膨脹合金發(fā)展的兩大基礎(chǔ)條件全部具備，并使得低膨脹高溫合金隨著時代的發(fā)展隨之逐漸的發(fā)展起來。在現(xiàn)代低膨脹高溫合金發(fā)展的兩大基礎(chǔ)條件中，時效硬化現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)提出，不僅使低膨脹高溫合金的熱穩(wěn)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(chuàng)造了可能性。
1.2 商用Fe-Ni-Co系低膨脹高溫合金的發(fā)展
在上世紀70年代，航空航天事業(yè)的迅速發(fā)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(xiàn)產(chǎn)生。在航空航天領(lǐng)域發(fā)展中，應用低膨脹高溫合金作為薄壁靜子結(jié)構(gòu)部件，比如機匣以及外環(huán)，或者是封嚴環(huán)、隔熱環(huán)等，進行航空航天的生產(chǎn)制造應用，不僅具有生產(chǎn)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(shè)備的發(fā)動機零部件數(shù)量，降低發(fā)動機的重量以及生產(chǎn)制造成本，提高生產(chǎn)制造飛機的性能。隨著商用低膨脹高溫合金的出現(xiàn)，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(yōu)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(shù)在Inconel 783系合金的熱膨脹系數(shù)一半左右，能夠應用于600度的高溫環(huán)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(xiàn)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(fā)展研究中，又出現(xiàn)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(chǔ)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(shù)等得到了良好改善。
1.3 抗氧化低膨脹高溫合金的發(fā)展
在上世紀90年代，航空航天制造發(fā)展中，為了提高飛機發(fā)動機的效率，同時提高飛機發(fā)動機部件的工作溫度，對于應用于航空航天領(lǐng)域飛機制造生產(chǎn)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(fā)展與應用實現(xiàn)。對于抗氧化低膨脹高溫合金的發(fā)展研究，主要集中在對于Fe-Co-Ni系合金成分的調(diào)整研究以及對于Ni-Mo-Cr系低定膨脹系數(shù)合金的研究上，從這兩個研究思路出發(fā)，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(fā)展突破，實現(xiàn)了抗氧化性能好以及組織穩(wěn)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(xiàn)。根據(jù)這一發(fā)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(fā)展應用方向發(fā)展。
2、低膨脹高溫合金在航空航天業(yè)的應用
在我國的航空以及航天事業(yè)發(fā)展中，都有對于低膨脹高溫合金的應用實現(xiàn)，但是，兩個領(lǐng)域中對于低膨脹高溫合金的應用側(cè)重點卻有不同。首先，在航空領(lǐng)域以及行業(yè)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(shè)備發(fā)動機的轉(zhuǎn)動部件與靜止部件生產(chǎn)制造應用中，能夠嚴格的進行生產(chǎn)制造部件間間隙與公差的控制，從而提高航空設(shè)備發(fā)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(fā)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(huán)以及外環(huán)、隔熱環(huán)、軸。機匣、葉片等結(jié)構(gòu)部件制造中廣泛應用。比如，CFM-56以及F101等發(fā)動機中都大量使用了低膨脹高溫合金材料。而在航天領(lǐng)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(fā)動機制造中，也被考慮應用。
3、結(jié)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(lǐng)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(fā)展，具有積極作用。
參考文獻
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一、瞄準地方資源發(fā)展前景，選擇航空作為科技教育特色項目
根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的要求，普通高中除了主要通過國家課程的教學外，還須開設(shè)一些內(nèi)容豐富、形式多樣的校本課程來實現(xiàn)育人目標。從培養(yǎng)一流高端科技后備人才的戰(zhàn)略目標出發(fā)，根據(jù)學校情況和依托地方資源優(yōu)勢，選擇突出某項特色，不但能使特色項目教育活動開展得更有深度，更具活力，而且可更好地實現(xiàn)我們的育人目標和促進學校的特色發(fā)展。
始于1998年的兩年一屆的珠海國際航空航天博覽會，已經(jīng)成為代表當今世界航空航天先進科技的主流和展示世界一流航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的盛會。每屆航展的舉辦，不僅在珠海特別是在我校，都會掀起一股航空航天熱。這使許多學生對航空航天產(chǎn)生了極大興趣，甚至就此產(chǎn)生立志未來成為航空航天人才的熱切愿望。在航展的帶動下，許多新興航空產(chǎn)業(yè)，如亞洲最大的珠海摩天宇飛機發(fā)動機維修企業(yè)、中航工業(yè)通用飛機產(chǎn)業(yè)和珠海雁洲輕型飛機制造有限公司等都陸續(xù)在珠海安家落戶。特別值得一提的是珠海航空產(chǎn)業(yè)園于2008年破土動工。其將以“五基地一新城”作為骨架，將建中國最具綜合競爭力的民用航空產(chǎn)業(yè)基地、世界著名的航空展覽基地、國際一流的通用航空(公務機)制造基地、亞太地區(qū)綜合性的航空維修基地和國內(nèi)重要的民用航空數(shù)控加工基地。如今，珠海不僅具有以航空為特征的經(jīng)濟功能，而且具有以航空為特征的社會功能和城區(qū)形態(tài)，成為擁有相當一部分從事航空產(chǎn)業(yè)人口的、現(xiàn)代化的、宜居的珠海航空新城區(qū)，這就標示著珠海未來的航空產(chǎn)業(yè)有著巨大發(fā)展前景。珠海如此得天獨厚的航空教育資源，使我們意識到選擇航空科普作為我校科技教育中的特色項目是可行的。
二、依托地方資源優(yōu)勢，構(gòu)建航空校本新課程
為滿足學生對高新科技產(chǎn)業(yè)之現(xiàn)代航空業(yè)的喜愛，在構(gòu)建航空校本新課程前，我們先對這些資源進行了一個選擇、引入和轉(zhuǎn)化的開創(chuàng)過程。在此過程中，我校根據(jù)教育目標采取尋找機會、及時跟進等辦法，把一些優(yōu)勢資源逐步轉(zhuǎn)化為航空科普教育校本新課程。
在我校開創(chuàng)的航空科技教育新項目里，航空愛好者們組織的航空航天俱樂部，是學生喜愛的一種活動組織形式。學生航空航天俱樂部實行“三自”管理模式，即由學生“自主管理、自我教育、自主發(fā)展”，自己選舉產(chǎn)生俱樂部管理人員，自主策劃一些活動。航空航天俱樂部名為“志翔”，是由學生自己命名的，意喻志在飛翔。我們在學校科技樓上配備了用于展示航空科普知識、組織學生動手制作、陳列學生活動成果的2間專用工作室，其中一間為探究室，安裝了一架AU-1輕型飛機和一架直升飛機模擬器。高仿真度的操控、電子裝置和前方投影顯示屏，使“飛行員”登上駕駛室，就能身臨其境地駕駛“飛機”從世界上任何一個著名機場起飛、降落。
為開展好俱樂部活動，我校積極尋找校外航空課程資源，分別與珠海雁洲公司、北京理工珠海航空學院等企業(yè)和院校簽訂航空科技教育基地的協(xié)議。根據(jù)協(xié)議。專業(yè)人員定期來校給俱樂部授課與講座；指導我校教師編寫航空科普校本課程；幫助學校進行航空科普設(shè)備的安裝、調(diào)試和操作培訓，舉辦航空科普夏令營等活動。在校友和社會各界人士的支持下，我校還設(shè)立了珠海一中航空俱樂部活動基金。
我校開設(shè)的航空校本課程還有航模制作，在現(xiàn)有本校科技教育專職教師基礎(chǔ)上，我們專門聘請珠海市著名航模教練來給學生授課與指導。直接利用航展舉辦活動也是航空校本課程的--+突出亮點。航展期間學校除鼓勵學生們利用假日前往觀展外，還在校園內(nèi)舉辦以航空科普為主題的科技節(jié)活動。如邀請航空專家來我校進行科普講座和指導、舉行航空知識航展攝影作品競賽及有關(guān)航展主題征文活動等。
2008年珠海第七屆航展期間，我們結(jié)識了中航集團領(lǐng)導和第一飛機設(shè)計研究院總設(shè)計師唐長紅。在他們的幫助下，我校在2009年7月成功舉辦了西安航空夏令營。學生在中航集團第一飛機設(shè)計研究院、飛機試飛院和西安飛機設(shè)計研究院等三地，進行實地參觀、學習和體驗。活動中，我校航模隊又跟他們的業(yè)余航模協(xié)會建立長期聯(lián)系。我們邀請“小鷹500”民用飛機總設(shè)計師龔國政來校講座，同時聘請他為“志翔”航空航天俱樂部專家顧問。就這樣，我校航空科技課程資源鏈在這種機遇和跟進的開創(chuàng)過程中不斷延伸發(fā)展。在學校航空科技教育校本課程實施中，最突出的是航展期間舉辦的大型主題活動。2008年11月第七屆航展期間，我校在校體育館與中航集團、中央人民廣播電臺中國廣播網(wǎng)聯(lián)合舉辦了“振翅長空、夢翔藍天”航空知識擂臺賽。
在科技創(chuàng)新活動中，我校航空愛好者用遙控航模創(chuàng)新研制的“智能警用直升機”獲第21屆廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎。使用遙控直升機模型為裝載工具研制的“森林火情遙控探測裝備”獲得第25屆珠海市青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎，得到珠海市森林防火指揮部的贊揚和支持，并由市防火指揮部邀請當?shù)睾侥S家與學校合作共同參與繼續(xù)研制，裝備研制成功后將在本市鄉(xiāng)、鎮(zhèn)森林防火部門試用。
我校每年暑假期間舉辦的航空夏令營，是航空愛好者期盼的科普實踐活動，繼西安航空夏令營之后，我校在珠海雁洲輕型飛機制造公司內(nèi)舉辦的“放飛夢想”航空科普夏令營，也是一次內(nèi)容極其豐富的航空科普實踐活動。活動中，學生們結(jié)合實物傾聽了輕型飛機的構(gòu)造、發(fā)動機工作原理和飛行原理的介紹，觀看了發(fā)動機拆、裝演示；在專家的指導下，觀看了該公司生產(chǎn)輕型飛機的全過程；聽專家講座、觀看內(nèi)部錄像資料；學習操縱APOLLOSM飛機模擬器飛行，并分組進行操縱比賽；進行航模制作及放飛比賽。整個活動過程中，學生親身體驗和操作實踐的機會特別多，內(nèi)容緊緊圍繞航空，活動形式新穎、生動、直觀。活動過后，學生都很有感觸，并表示要立志航空事業(yè)的發(fā)展。
三、著眼經(jīng)濟社會長遠發(fā)展，為國家培養(yǎng)后備人才
近年來，我國航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，但要從一個航空大國提升為航空強國，還需作出很大努力。如作為航空產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的我國通用航空還相當薄弱，據(jù)了解，到目前止，美國每百萬人擁有通用飛機743架，巴西是56架，而我國只有0.5架，為此，我國通用航空產(chǎn)業(yè)應以更快的速度發(fā)展。珠海的國際航展、航空產(chǎn)業(yè)園、十字門商務區(qū)等國際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，吸引了海內(nèi)外大批大型航空產(chǎn)業(yè)在珠落戶。中航集團通用航空公司總部和中國通用航空研究院也都遷居珠海。珠海市立足當前著眼未來，在抓緊落實《廣東省航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2010-2025)》和《珠海航空產(chǎn)業(yè)園發(fā)展規(guī)劃》時提出：要以航空業(yè)搶占新興產(chǎn)業(yè)制高點。這預示著珠海航空產(chǎn)業(yè)將會以更快的速度發(fā)展，同時也急需更多的航空人才，特別是高端航空人才。
關(guān)鍵詞：新材料 復合化 航空飛機 優(yōu)勢
中圖分類號：V257 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（c）-0004-02
與鋁合金結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)材料等傳統(tǒng)材料相比，先進性復合材料在綜合性能上更具優(yōu)勢，其用量成為了代表著航空航天先進性的一個標志，占據(jù)著重要的地位。我國若要在競爭激烈的世界市場中站穩(wěn)腳跟并且不斷向前發(fā)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(shù)進行深入研究與重點發(fā)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(jié)構(gòu)與次承力結(jié)構(gòu)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(tǒng)材料的一種復合材料，不但在質(zhì)量的輕度上占據(jù)優(yōu)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(yè)、機械制造行業(yè)、醫(yī)學行業(yè)以及航空航天行業(yè)等領(lǐng)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(shè)計性與各向異性，根據(jù)構(gòu)件的使用要求與環(huán)境條件，可以在設(shè)計環(huán)節(jié)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(jié)構(gòu)所需性能的標準要求。傳統(tǒng)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(xiàn)材料結(jié)構(gòu)的效能最大化。其次，復合材料的構(gòu)件和材料一起形成，提高了結(jié)構(gòu)的整體性能，無需過多的零部件，實現(xiàn)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(chǎn)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(jié)合其他先進技術(shù)的基礎(chǔ)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(fā)生物理變化與化學變化，使得復合材料構(gòu)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(shù)進行適當?shù)目刂疲灾劣谛阅芫哂休^大的分散性。
3 先進復合材料在航空航天領(lǐng)域的應用
3.1 先進復合材料在無人機領(lǐng)域的應用
現(xiàn)代戰(zhàn)爭理念的改變，使無人機倍受青睞。無人機除在情報、監(jiān)視、偵察等信息化作戰(zhàn)中的特殊作用外，還能在突防、核戰(zhàn)、化學和生物武器戰(zhàn)爭中發(fā)揮有人軍機無法替代的作用。無人機的發(fā)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(guān)鍵技術(shù)之一就是大量采用復合材料，超輕超大復合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)是提高其續(xù)航能力、生存能力、可靠性和有效載荷能力的關(guān)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(jié)構(gòu)上的應用近年來取得較大進展。復合材料的優(yōu)點不僅僅是質(zhì)輕，而且給設(shè)計帶來創(chuàng)新，通過合理設(shè)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(tǒng)材料無法實現(xiàn)的優(yōu)異功能特性，增加未來發(fā)展的潛力和空間。尤其與鋁合金等傳統(tǒng)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(gòu)件可以整體成型，大幅度減少零件數(shù)目和緊固件數(shù)目，從而減小結(jié)構(gòu)質(zhì)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(lǐng)域的應用
功能材料在航天領(lǐng)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(fā)動機工作時，燃燒室產(chǎn)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(jié)語
通過以上的研究可以發(fā)現(xiàn)，隨著航空航天技術(shù)的飛速發(fā)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(xiàn)了其國防和科研技術(shù)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(jié)構(gòu)的先進性，而先進復合材料是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)先進性的重要基礎(chǔ)和先導技術(shù)。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(shù)封鎖與國內(nèi)技術(shù)儲備不足的國情，不斷地自主創(chuàng)新，努力探索原材料、設(shè)計問題，運用理論、低成本技術(shù)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(jié)構(gòu)先進性，不斷加強對先進復合材料先導技術(shù)的研究與發(fā)展。
參考文獻
關(guān)鍵詞：實時系統(tǒng)；衛(wèi)星應用；實現(xiàn)
1 概述
美國航空航天局地球觀測數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)（EOSDIS）提供了豐富的有助于支持大氣、海洋、陸地科學研究的數(shù)據(jù)和產(chǎn)品。地球觀測系統(tǒng)（EOS）在Terra、Aqua、Aura衛(wèi)星上的探測設(shè)備每天都進行全球探測，探測數(shù)據(jù)會在8到40小時的觀測時間內(nèi)被加工成高水平的“標準“產(chǎn)品提供給用戶使用，主要是地球科學研究人員。然而，旨在利用地球觀測系統(tǒng)的近實時數(shù)據(jù)，進行包括數(shù)值天氣預報和氣候預測預報、自然災害、生態(tài)或外來物種種群、農(nóng)業(yè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測，防災減災和國土安全研究和應用的應用用戶、業(yè)棧構(gòu)和研究人員，相比通常的科學研究過程，需要數(shù)據(jù)的時間更為緊迫，通常在3小時以內(nèi)，而且為了近實時的數(shù)據(jù)訪問也愿意以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價，針對這一需要，美國國家航空航天局為地球觀測系統(tǒng)開發(fā)出了陸地、 大氣近實時探測能力（LANCE）。
2 LANCE的起源
地球觀測數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)（MODIS）起初并不是為了滿足近實時用戶合理延時的數(shù)據(jù)需求而設(shè)計的。2002年，美國國家航空航天局、國家海洋和大氣管理局（NOAA）和國防部（DoD）聯(lián)合倡議在衛(wèi)星觀測3小時之內(nèi)向國家海洋和大氣管理局（NOAA）衛(wèi)星用戶提供來自地球觀測系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)。然而，隨著2001年在蒙大拿州發(fā)生的森林火災，美國林業(yè)局（USFS）開始例行要求提供來自中分辨率成像光譜儀（MODIS）實時觀測的火情數(shù)據(jù)。針對這一要求，在美國林業(yè)局提供部分支持的情況下，開發(fā)了中分辨率成像光譜儀（MODIS）陸地快速反應系統(tǒng)。這個系統(tǒng)利用了來自美國航空航天局NOAA系統(tǒng)的1級數(shù)據(jù)，提供了易于觀察聚焦活動火區(qū)的圖像。隨后這一系統(tǒng)被繼續(xù)開發(fā)，有關(guān)洪水、農(nóng)業(yè)和空氣質(zhì)量監(jiān)測的圖像都可以向用戶提供。正當?shù)厍蛴^測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)產(chǎn)品提供趨于成熟的時候，來自美國國家航空航天局的其他用戶對請求訪問近實時數(shù)據(jù)的興趣日漸濃厚。在美國航空航天局NOAA系統(tǒng)老化和地球科學相關(guān)應用領(lǐng)域近實時數(shù)據(jù)需求不斷增長和擴展的情況下，美國航空航天局地球科學部門（ESD）決定在地球觀測數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)中實現(xiàn)一種近乎實時的探測能力。
在現(xiàn)有地球觀測數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)（MODIS）探測能力的基礎(chǔ)上，美國航空航天局地球科學部門（ESD）資助了LANCE系統(tǒng)的開發(fā)。LANCE包含了特殊的數(shù)據(jù)處理單元、地球觀測數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)共處的數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)處理設(shè)備。這些數(shù)據(jù)處理單元使用優(yōu)化的科學算法加快了EOS數(shù)據(jù)和業(yè)務系統(tǒng)（EDOS）之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而將近實時的數(shù)據(jù)提供給用戶。飛行、研究和分析、應用科學項目在美國航空航天局ESD內(nèi)部聯(lián)合贊助了LANCE系統(tǒng)的發(fā)展。
3 LANCE的體系結(jié)構(gòu)
LANCE的體系結(jié)構(gòu)利用了現(xiàn)有的近實時衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由戈達德空間飛行中心（GSFC）的地球科學數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng) （ESDIS）項目組管理。近實時數(shù)據(jù)當前覆蓋中分辨率成像光譜儀（MODIS）、臭氧監(jiān)測儀（OMI）、大氣紅外探測儀（AIRS）、微波臨邊探測器（MLS）、高級微波掃描輻射計-地球觀測系統(tǒng)（AMSR-E）。LANCE的每個單元直接分發(fā)數(shù)據(jù)到終極用戶，減少了等待時間。LANCE維持了一個中央網(wǎng)站，方便為用戶提供數(shù)據(jù)和服務。每個單元還計劃使用網(wǎng)絡冗余、電源和服務器基礎(chǔ)架構(gòu)，以確保數(shù)據(jù)和服務的高效使用。
LANCE是EOS地面系統(tǒng)（請參見圖1）的一部分，LANCE的所有數(shù)據(jù)都來自Terra、Aqua或基于Aura衛(wèi)星的設(shè)備。新墨西哥州通過跟蹤數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)（TDRSS），Terra衛(wèi)星的儀器數(shù)據(jù)被下行到白沙試驗場。Aqua和Aura衛(wèi)星的儀器數(shù)據(jù)被下行到在挪威和阿拉斯加的極地地面站（PGS）。來自三個衛(wèi)星的數(shù)據(jù)會被EDOS加工成0級數(shù)據(jù)，并分發(fā)給LANCE的處理單元處理成高級別的產(chǎn)品，整個過程一般在觀測后30分鐘至兩小時內(nèi)完成，然后每個單元會把原始數(shù)據(jù)處理成為更高水平的數(shù)據(jù)產(chǎn)品并提供給用戶使用。
美國宇航局戈達德飛行中心（GSFC）四個處理單元，即：地球科學數(shù)據(jù)和信息服務中心（GES DISC）、臭氧監(jiān)測儀（OMI）科學調(diào)查員領(lǐng)導處理系統(tǒng)（SIPS）、高級微波掃描輻射計-地球觀測系統(tǒng)（AMSR-E）領(lǐng)導處理系統(tǒng)（SIPS）、中分辨率成像光譜儀（MODIS）自適應處理系統(tǒng) （MODAPS），一般在衛(wèi)星觀測后30分鐘至兩小時內(nèi)，會接收從衛(wèi)星下行經(jīng)過地面站傳輸?shù)木彌_數(shù)據(jù)或來自延展磁盤操作系統(tǒng)（EDOS）基于會話的生產(chǎn)數(shù)據(jù)集，然后每個單元會將原始數(shù)據(jù)處理成更高級別的數(shù)據(jù)產(chǎn)品并提供給用戶。
4 LANCE產(chǎn)品
依靠美國航空航天局在科學算法和產(chǎn)品上的重大投資，LANCE利用近實時數(shù)據(jù)開發(fā)的應用產(chǎn)品具有很強的實用性。從較低級別的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，如標準化的地理定位輻射到更高級別的產(chǎn)品如海冰范圍、 雪蓋和云層覆蓋，用戶已經(jīng)把LANCE數(shù)據(jù)整合進了預測模型和決策支持系統(tǒng)。表1顯示由儀器設(shè)備得到的當前近實時產(chǎn)品的類別。
4.1 示例：加速MODIS產(chǎn)品
為了加快數(shù)據(jù)輸入的實時有效性以便于開發(fā)近實時MODIS產(chǎn)品，標準數(shù)據(jù)處理方式經(jīng)過了多次改進。第一，在標準處理過程中，加入了Terra衛(wèi)星的姿態(tài)和星歷數(shù)據(jù)，而不是飛行動力學系統(tǒng) （FDS） 產(chǎn)品數(shù)據(jù)。第二，在標準處理過程中，基于地面姿態(tài)確定（GBAD）Aqua姿態(tài)和星歷數(shù)據(jù)的緩沖率數(shù)據(jù)被使用了，而不是24小時全天候飛行動力學產(chǎn)品數(shù)據(jù)。第三，某些二級代碼已修訂產(chǎn)品規(guī)則以放寬對輔助數(shù)據(jù)產(chǎn)品的要求。科學團隊成員通過制定或?qū)彶樗嗅槍藴侍幚碥浖母倪M方法，來確保在延遲時間要求范圍內(nèi)取得最高水平的達標數(shù)據(jù)。所有LANCE產(chǎn)品都有類似的科學團隊參與其中。
4.2 產(chǎn)品質(zhì)量
LANCE產(chǎn)品在提供給用戶使用之前經(jīng)過了全面測試和與科學產(chǎn)品的對比，繼續(xù)從上一節(jié)中的MODIS示例，圖2比較了來自MODIS 近實時產(chǎn)品和科學產(chǎn)品，科學產(chǎn)品和近乎實時的數(shù)據(jù)產(chǎn)品之間的差異特征揭示了一些細微的差別，然而總的一致性較高。雖然盡一切努力來創(chuàng)造高品質(zhì)近乎實時的產(chǎn)品，然而當時間延遲不是關(guān)心的主要問題時，還是應該使用科學品質(zhì)的產(chǎn)品。
圖2前兩幅圖并排比較顯示的是在中西部地區(qū)陸地表面反射顆粒，產(chǎn)品之間似乎沒有差別，然而仔細觀察近實時圖像后，會發(fā)現(xiàn)在五大湖西部有稍多薄霧。相比之下，后兩幅圖并排比較的是具有同一顆粒物云層的云頂溫度，可以發(fā)現(xiàn)在五大湖地區(qū)有非常明顯的差異，這是由于產(chǎn)品對全球數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)輔助數(shù)據(jù)的敏感性所造成的。
4.3 數(shù)據(jù)訪問
應用程序用戶在決策支持系統(tǒng)和領(lǐng)域中，要求及時、方便、可靠的近實時數(shù)據(jù)訪問。以附近的實時數(shù)據(jù)。LANCE制定了全系統(tǒng)的需求服務，以確保用戶可以獲取近實時的產(chǎn)品。獲得LANCE產(chǎn)品的主要途徑是通過FTP和能夠推送數(shù)據(jù)到用戶系統(tǒng)的訂閱服務。LANCE的所有數(shù)據(jù)均沒有無限期的獨占訪問權(quán)并且是免費的提供的 ；然而，國際同行或其他機構(gòu)提供的數(shù)據(jù)可能有與這些組織的諒解備忘錄限制。
5 結(jié)束語
LANCE系y已在滿足應用和業(yè)務團隊對陸地和大氣近實時數(shù)據(jù)日益增長的需求上取得了成功。美國航空航天局的地球科學司得以利用現(xiàn)有科學研究能力以一種及時的方式，為近實時工作團隊提品和圖像服務，以支持對災害的實時監(jiān)測。
在提供MODIS近實時數(shù)據(jù)早期努力的基礎(chǔ)上，LANCE從四個附加設(shè)備發(fā)展成可以提品用了不到兩年的時間。雖然基于一組不同的設(shè)備，每個都有其自己的特殊處理要求，LANCE還是成了一個常見的協(xié)作系統(tǒng)。通過中央門戶網(wǎng)站的使用，LANCE給用戶團隊提供了一個共同訪問點，同時提供自主開發(fā)的各個要素。ESDIS項目在繼續(xù)完善LANCE系統(tǒng)，項目通過試驗和從實踐中取得的經(jīng)驗，來提高系統(tǒng)的質(zhì)量和性能。美國國家航空航天局正在建立LANCE用戶工作組來指導系統(tǒng)的開發(fā)，并創(chuàng)建相關(guān)論壇，分享經(jīng)驗，預計將進一步提高LANCE的性能。
參考文獻
[1]Justice C. O.， Giglio L.， Korontzi S.， Owens J.， Morisette J. T.， Roy D.， Descloitres J.， Alleaume S.， Petitcolin F.， and Kaufman Y.， 2002. The MODIS Fire Products. Remote Sensing of Environment， 83， 1-2， 244-262.
29年前的1981年4月12日,在卡納維拉爾角肯尼迪航天中心聚集著上百萬人,而電視機前更是有成千上萬觀眾屏住呼吸,等待發(fā)射時刻的到來,他們期待著美國第一架航天飛機――“哥倫比亞”號的發(fā)射,期待著見證歷史的瞬間。
“哥倫比亞”號在歡呼聲中咆哮著沖入太空,宇航員約翰?楊和克里平駕駛著這個有史以來最重的航天器揭開了航天史上新的篇章。幾乎全世界的報紙都大篇幅報道了這次歷史性飛行,并預言航天飛機時代來臨之后,一次性使用的宇宙飛船時代即將終結(jié)。
然而目前來看,一次性使用的宇宙飛船將承擔起繁重的航天運輸任務,就算有新的航天運輸手段出現(xiàn),宇宙飛船也將與之并存相當長的時間,根據(jù)美國國家航空航天局的科學家估計,新型可重復使用的航天器在十年內(nèi)尚不能達到規(guī)模效益,而一次性宇宙飛船的飛行至少要持續(xù)到2060年――也就是第一艘宇宙飛船蘇聯(lián)的“東方”號升空近100年之后,它的后繼者還在飛行……
20世紀60年代,蘇聯(lián)在載人航天領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先,加加林少校被稱為人類進入太空的第一人,而“聯(lián)盟”系列載人飛船和“進步”系列貨運飛船的不斷飛行極大刺激了美國人的神經(jīng)。不過美國人很快發(fā)現(xiàn),蘇聯(lián)人的飛船都是一次性的,因此1969年4月,美國國家航空航天局提出建造一種可重復使用的航天運載工具的計劃。1972年1月,美國正式把研制航天飛機空間運輸系統(tǒng)列入計劃,確定了航天飛機的設(shè)計方案,即由可回收重復使用的固體火箭助推器、不回收的兩個外掛燃料貯箱和可多次使用的軌道器三個部分組成。
經(jīng)過五年時間,1977年2月,一架航天飛機軌道器“企業(yè)”號完成建造,由一架經(jīng)過特別改裝的波音747飛機馱著進行了機載試驗。四年后,第二架航天飛機“哥倫比亞”號開始正式執(zhí)行穿梭地球與太空的任務。
雖然世界上有許多國家都陸續(xù)進行過航天飛機的開發(fā),但只有美國與蘇聯(lián)實際成功發(fā)射并回收過這種交通工具。
1986年1月28日,“挑戰(zhàn)者”號在升空73秒后爆炸,七名宇航員全部罹難,美國民眾陷入對航天飛機安全的恐慌之中,此后美國國家航空航天局暫停了航天飛機發(fā)射任務。直到1988年9月28日,“發(fā)現(xiàn)”號再次升空,航天飛機飛行回到正軌。但關(guān)于航天飛機安全性的爭論從來沒有停止過。2003年2月1日,“哥倫比亞”號在返回地面過程中于空中解體,七名宇航員全部罹難。
“哥倫比亞”號航天飛機失事后,一些對航天飛機計劃持反對態(tài)度的批評人士紛紛指出,航天飛機的發(fā)射和維護成本實際上比美國國家航空航天局原先預想的多得多,而且也復雜得多,與此同時航天飛機的作用卻越來越有限。出于安全考慮,很多航天飛機原本應該執(zhí)行的任務被束之高閣,轉(zhuǎn)而執(zhí)行類似貨運飛船的任務,但使用航天飛機給國際空間站運貨成本太高,合計下來每磅貨物的運輸成本高達兩萬美元。昂貴的成本和較高的事故率壓垮了航天飛機。
為了尋求經(jīng)濟而有效的往返于天地之間的運輸系統(tǒng),世界各國都提出要研究自己的空天飛機系統(tǒng)。所謂“空天飛機”,就是一種既能在大氣層內(nèi)航行,又能在大氣層外航行的飛行器。據(jù)估計,使用空天飛機之后每次發(fā)射費用將降低到目前的運載火箭和航天飛機發(fā)射費用的1/5～1/10。
因為地球的能量來自太陽輻射能量的不到萬分之一，經(jīng)過億萬年的地質(zhì)運動和各種變化，這些能量以生物能量的方式Υ化石中，變成了今天我們賴以生存的煤、石油、天然氣等能源。而地球上的各種金屬，更是完全無法再生的資源。所以地球上的資源其實是有限的。
然而隨著人類征服太空腳步的加速，這些能量已經(jīng)遠遠無法滿足人類的需求。即便把太陽的所有能量全部利用完畢，比起宇宙中的其他大型恒星蘊含的能量來說，也只是九牛一毛而已。地球人口在不斷增長，而消耗的總能量又以幾何級數(shù)增長，人類勢必會把地球之外的資源納入視線。
只是在小行星帶中，科研人員就發(fā)現(xiàn)了巨量的資源，動輒數(shù)萬噸的純鉆石小行星、純金小行星、純鋁小行星……美國航空航天局已經(jīng)提出了前往小行星的星際采礦計劃，對它們的開發(fā)極有可能顛覆整個人類的資源結(jié)構(gòu)。單單一顆月球，月壤中就含有天量的氦-3同位素，對它開發(fā)將能維持人類目前能源需求達數(shù)萬年。又有證據(jù)表明，地球上所有的水，都有可能來自一顆古老的彗星……
比起廣袤的宇宙，人類實在太過渺小，我們永遠不知道會有多少資源等待開發(fā)。就好比19世紀的人類，都認為鯨魚油是唯一的照明原料，人人都在擔心大肆捕殺鯨魚使之滅絕后，人類是否會進入黑暗時代。但后來煤油的出現(xiàn)徹底顛覆了人類這一認知。而如今高度電氣化的時代，電力已經(jīng)照遍了世界每一個角落，煤油和蠟燭早已淹沒在歷史中。所以我們的未來，一定會被太空里的資源進一步改變！
人類生存區(qū)域的極大擴展
假如以人類的“眼見為實”來衡量，人類離地球最遠的紀錄是“阿波羅13號”登月時的40萬千米。而在2013年基于哈勃望遠鏡的觀測，科學家明確已知的宇宙半徑是137.98±0.37億光年。如果用同樣的比例作比較，相當于一個中國人從山東的海岸開始探測占了地球三分之一面積的太平洋，那么他大概從海岸出發(fā)前進了5.82×10-11米，還要再走10倍距離才能走過第一個水分子！
即便是已經(jīng)飛到了太陽系邊緣的太陽系使者“旅行者1號”，也只是處在距離太陽120億千米的地方。而光是在太陽系里，就不僅擁有可能實現(xiàn)未來星際移民的類地行星火星，還擁有已經(jīng)明確發(fā)現(xiàn)水源和地下海洋的土星/木星冰凍衛(wèi)星們（歐羅巴、恩克拉多斯、泰坦等）。除此之外，人類在太空的不斷探索中還發(fā)現(xiàn)了類太陽系星系、類地行星的蹤跡。
如今，人類的能源利用主要被局限在生物和化學能源（煤、石油、天然氣）領(lǐng)域，核能和太陽能的利用能力還遠遠沒有占據(jù)主導地位。但隨著科技的進一步發(fā)展，電推進、核動力火箭都被列入了研究日程中，它們的成功研發(fā)將意味著人類探索太空的速度急速提升。彼時，人類對太空的開發(fā)，將會極大超越目前的地月系統(tǒng)，星際移民、超大型空間城市將不再是夢想。
日常生活的改變
航空航天技術(shù)是人類工業(yè)文明的皇冠，創(chuàng)造了大量的高新科技，這些技術(shù)轉(zhuǎn)入民用化將會繼續(xù)改變?nèi)祟惖纳睢Ｈ缃瘢覀兂鲩T必備的GPS導航系統(tǒng)、觀看衛(wèi)星電視直播的實時信號、高精度的地理信息等，都來自天上的各大衛(wèi)星系統(tǒng)。
而近幾十年來，只要是關(guān)于地球的研究，無論是電離層、熱層和對流層等大氣研究，還是海洋洋流、潮汐、厄爾尼諾、冰層融化等海洋研究，抑或是資源勘探、災害預報等陸地研究，都需要依托先進的衛(wèi)星技術(shù)。
更重要的是，航空航天技術(shù)也極大地帶動了一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。阿波羅登月和航天飛機計劃曾極大地推動了美國芯片、集成電路和電子計算機行業(yè)的發(fā)展，也促使美國于冷戰(zhàn)末期在這幾個行業(yè)中奠定了絕對壟斷的地位。而到了現(xiàn)在，它們已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱宋覀兩钪械氖謾C、電腦、照相機。
按照Space-X、畢格羅、藍色起源目前的研究成果，短短十年內(nèi)，我們就能花上幾萬塊錢體驗一次太空之旅，用著全球覆蓋的免費Wi-Fi網(wǎng)絡，與地球上的親朋好友通過網(wǎng)絡聊天分享感受。航空航天還在繼續(xù)發(fā)展，這些影響還會持續(xù)加速，更多的技術(shù)也將會不斷反哺在我們的日常生活中。
不再孤獨的人類
一只住在西伯利亞某個山洞中的蟲子，永遠不知道這個地球竟然有超過70億的人類，因為它沒有辦法去探測余下的世界，也永遠無法抵達那遙遠的邊界。宇宙對于現(xiàn)在的人類亦是如此，我們對它的了解極其有限卻仍然無法離開。
可以確定的是，人類只了解了宇宙中一粒塵土般大小的區(qū)域――太陽系，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量生物可能存在的痕跡：有機物質(zhì)、能量（太陽輻射、行星內(nèi)部能量）、水。那么在余下的廣袤的宇宙中，或許會存在一些與我們相當或者比我們強盛很多的生命，一切猶未可知，這大概是航空航天科技未來發(fā)展能夠給我們帶來的最大驚喜吧。
（文/毛新愿 荷蘭代爾夫特理工大學航天工程博士在讀）
