航空航天范文精选

一、机遇与挑战

随着全球经济一体化及速度经济时代的加速发展，航空经济在社会发展领域中的地位日益提高，郑州航空港经济综合实验区的建设和发展，不仅为中原经济区的进一步建设带来了机遇与挑战，同时随着航空航天类专业人才的需求不断扩大，也给河南省航空航天类高校及相关学科的发展带来了巨大的机遇与挑战。

(一)国家和区域战略需求助推航空航天类高校及相关学科的发展

1．国家重视航空、航天发展

在《国家中长期科技发展规划纲要(2006～2020年)》的16个重大专项中，大型飞机、载人航天与探月工程被列入其中，同时它们也被列入国家“十二五”科技发展规划中，显示出我国对航空、航天产业在国家科技及经济发展中战略性地位的重视。我国在航空、航天领域的国家决心和惊人进展，也给原来航空工业行业的各高校带来了巨大的发展机遇，更强烈地拥抱航空，凸显航空特色成为原航空工业高校明确的战略抉择(张天夏，2013)，也为其他有实力开办、发展航空航天类相关专业的院校指明了发展方向。面对如此有利的发展环境，河南省也应该把握机遇，继续发挥郑州航空工业管理学院原有的航空特色，整合全省优秀的高校资源，大力发展完善航空航天类学科建设，跟上国家发展的步伐。

2．郑州航空港经济综合实验区发展需要

一欧盟航空航天产品出口管制法律制度

对法国航空航天产业发展的影响法国航空航天产品出口管制受其国内法及欧盟相关法律约束。总体来看，欧盟在这一领域法制化程度较高，其法律规定因其联盟成立宗旨与目的而又具有明显的区域性。根据《两用物项规章482/2009》的规定，附件2中项目适用欧盟通用出口许可，这一许可在欧盟各成员国国内均具有效力。在2011年规章修订之前，欧盟通用出口许可的范围仅包含向美国、加拿大、澳大利亚、日本、新西兰、瑞士和挪威七个国家出口清单所列极敏感两用物项以外的其他两用项目。2011年修订后的欧盟通用出口许可共分为六类，附件2a即为原文本中附件2所涉及的欧共体通用出口许可，附件2b、2c、2d、2e、2f即规定了向其他指定目的地出口指定物项的内容。随着修订后附件2中两用物项类别及出口目的地国家的增加，欧盟出口贸易领域也日益扩大，不仅降低了出口成本，还提升了欧盟成员国企业的国际竞争力，对于促进法国航空航天产业发展发挥着重要的作用。自2004年1月1日起，法国航空航天工业协会(GroupementdesIndustriesFranaisesAéronautiquesetSpatiales，GIFAS)即代表了法国航空航天及国防安全领域企业的利益。航空工业企业是航空工业的主体，其中法国大部分航空工业都加入了法国航空航天工业协会。目前，法国航空航天工业协会目前有包括法国飞机制造公司、空中客车公司、泰雷兹公司等在内的322家企业。这些企业活跃于航空航天工业的各个领域，如军民用飞机、直升机、发动机、导弹及武器、卫星及发射系统，安全防卫系统以及相关软件应用等等。协会中的积极成员可以分为主要的合同商及大型承包商，机载设备生产商以及航空中小企业委员会中的中小型企业三类。法国航空航天工业协会每年都会年度报告以公布上一年度法国航空航天产业在航空航天及国防安全领域的重要数据。根据法国航空航天协会2012－2013年年度报告，法国航空航天工业总收入，通货膨胀调整前后总收入及出口收入比例。由图表显示数据分析可得法国航空航天企业订单中出口合同占绝大比例，出口收入在通货膨胀调整前波动较为明显，在通货膨胀调整后较为平稳，同时可以预见到随着欧盟出口贸易领域的扩大化，法国航空航天产品出口订单及收入也将在日后呈现稳定增长的趋势。为符合《两用物项规章428/2009》的基本原则以允许成员国出于对其国家安全或公共政策之考虑限制两用物项出口，规章第4条引入了全方位管制条款，即允许在某些情况下，成员国可对未列入附件1和附件4中的两用物项实施出口管制。这一条款的制定源于使出口管制项目的更新与技术飞速发展相一致的需要，同时也可限制因技术创新而未列明在附件1和附件4中但可用于军事的民用物项的出口。此外，根据规章规定，成员国还应成为国际核不扩散体系及出口管制协议的成员，法国一直致力于推动防止大规模杀伤性武器及核武器扩散，同时还积极参加与信息交换、透明化相关的国际实践。在常规武器领域，法国实行严格的出口管制政策，其中涉及到联合国宪章的宗旨及原则，人权，禁运及其他国际社会所认可的限制性措施，武器管制等。这也为法国进行航空航天产品出口的同时提供了良好的国际贸易环境，能更为有效的保护本国国民及航空航天产业的利益。

二法国航空航天产品出口管制法律制度对我国的借鉴

目前，在《两用物项规章428/2009》附件2所含六类欧盟通用出口许可中的2c、2d、2e三类都已将中国(包括香港和澳门)列为出口目的地之一，但欧盟及法国对华出口管制总体而言仍未放宽。航空航天产品因其自身特殊性而具有军民两用性质，我国目前尚未出台相关出口管制的专门立法。我国作为航空大国，在与他国进行国际合作的同时，也应借鉴法国及欧盟两用物项出口管制的相关法律政策完善我国航空航天产品出口管制制度。

1加快我国航空航天产品出口管制

法律制度制定进程我国现已成为国际航空航天市场重要一员并起着举足轻重的作用，但我国航空航天产品出口法律制度却远远落后于美国、法国等航空航天大国。目前，我国没有关于航空航天产品出口管制的专门立法，相关规定散见于各类行政规章及部门规章中。目前现行有效的主要有《两用物项和技术出口通用许可管理办法》(2009年)、《民用航空零部件出口分类管理办法》(2006年)、《中华人民共和国核出口管制条例》(2006年修订)、《中华人民共和国核两用品及相关技术出口管制条例》(2007年修订)、《中华人民共和国生物两用品及相关设备和技术出口管制条例》(2002年)、《中华人民共和国导弹及相关物项和技术出口管制条例》(2002年)和《有关化学品及相关设备和技术出口管制办法》(2002年)。从效力等级来看，我国现行的相关法律规定多属于行政规章，与航空航天产品出口管制相关的核心法律文件均属于部门规章，其效力等级较低且项目类别繁琐。从法律文件制定及修订时间来看，其管制清单项目内容都已与当前国际航空航天市场发展现状具有一定的滞后性。从法律文件条文设置上来看，我国规定都较为笼统，对航空航天产业的指导性和操作性存在一定的不足。因此，我国应当借鉴法国及欧盟航空航天产品出口管制法律制度的做法，在短期难以制定专门立法的情况下，应先明确军民双线的出口管制模式，对两用物项出口管制制定专门立法，在该法中确定管制项目类别，并将各类别的具体项目内容规定于法律文件的附件之中。这样既提升了法律文件的效力等级，又统一细化了现有的各类部门规章，同时设置全方位管制条款以弥补法律的滞后性，为各企业实际操作提供明确的法律依据并发挥指导性作用。

一任职教育的特点针对性强

学历教育是使受教育者掌握必要的基础知识、基础理论、基本素质和基本能力的基础性教育。侧重传授完整的知识和提高学员整体素质的学历教育不同，任职教育主要是在学历教育的基础上，着眼军人晋升职务的需要，培养能够胜任各种岗位工作的专才，不断提高其岗位任职能力，满足其岗位任职需要，具有鲜明的针对性。实践性强。任职教育因其着眼点是岗位任职需要，属于职业教育的范畴，强调的是教育的职业指向性。它关注的是教育对岗位的指向性和适应性，而不关注一个人能否在其一生中持续地获得教育的机会。而是使学员不断获得新知识、新技术和新理论，强调通过实践来理解和运用理论；通过实际操作锻炼来提升能力；通过培训培养来形成良好的职业道德，服务部队，突出培养学员解决任职岗位领域实际问题的能力，使学员成为能够满足部队实际需求的高技能军事人才。综合性强。学历教育旨在使受教育者打下扎实的基础功底，从而为部队输送合格的具有宽厚基础知识的通才，以增强军人在职业上的可塑性，为军人在晋升过程中进一步接受任职教育打下基础。通过任职教育使学员具有较高的综合素质，做到知识与修养、能力与素质、理论与实践的统一。

二如何深化航空航天生理学实习

课教学航空航天生理学实习课具有很强的针对性、实践性和操作性。与其他学科比较，有其自身的特点。首先是在这些试验中，学生体验性教学所占比例较大，且会涉及一些异常的环境因素；另外，除了在实习中会采用普通生理学实验设备外，还会使用一些航空航天医学所特有的实验设备，如低压舱、供氧装备等。

1针对性的教学航空航天生理学实习课

主要是通过实验加深学员队航空航天生理学理论的重点、难点理论的理解，更好的掌握理论课内容。本科生的教学方式就是结合大课理论，对每一个实习课逐一进行讲授。而对于参加任职教育的学员来说，他们来自不同兵种，不同的地域，所要保障的对象也不尽相同。所以，针对他们的教学不能照搬本科生的教学方式。应针对他们的工作特点，制定更加深入的、更有针对性的教学计划和教学内容，使学员能够学到与其工作密切相关的理论和实验知识。例如：对于工作点处于南方的航医，《热暴露对动物生理机能的影响》应该重点讲解，和其他班相比在理论和实验上都应该有所偏重，加深他们对热负荷相关知识的理解，提高他们在实际工作中分析处理热负荷对人体带来不利影响的能力。而对于来自高原和保障对象为直升机飞行员的航医来说，缺氧是他们航卫保障的主要内容。所以，就应该重点给他们安排《低气压对小动物机体的影响》以加深他们对缺氧相关知识的理解，提高他们的工作能力。随着航天事业的发展，航卫保障也面临新的挑战。这就需要航医不仅要具备更多的专业知识，还需要具备一定观察、分析和研究问题的能力。所以，在讲授一般实习课的同时，也应该鼓励他们将工作中发现的一些新的问题拿出来和教员一起分析，并制定实验方案予以验证。以提高他们处理研究解决新问题的能力。

1航空航天生理学实验课的特点及改进

航空航天生理学实验课可分为验证性实验课、人体体验课和讨论课三类。这些实验与其他学科的实验相比较，有其自身的特点。首先是在这些实验中，体验性人体实验所占比例较大，且会涉及一些异常的环境因素;另外，除了在实习中会采用普通生理学实验设备外，还会使用一些航空航天医学所特有的大型实验设备，如低压舱、歼击机供氧装备等。而且每一类实验课都有其自身的特点，下面就三类实验课的特点和改进意见进行详细论述。

1.1验证性实验课验证性实验课主要是通过实验加深学员对航空航天生理学重点、难点理论的理解，更好地掌握理论课内容。以低气压对小动物机体的影响为例，该实验课通过实验要求学生:①观察高空减压病、高空胃肠胀气以及体液沸腾的表现特征;②了解高空减压病、高胃肠胀气以及体液沸腾的发生与大气压力和气压高度之间的关系。该实验每4－8人一组。各实验组进行合理分工:主持实验、减压操作、时间掌握、上升高度观察、动物解剖、上升与下降过程中动物情况观察与报告，以及实验记录等。让学员分别观察:①18000m高度上升实验:观察高空低气压后血管内气泡的形成及特征。取一只正常大鼠放入低压舱，快速上升至18000m并停留6min，在气压高度上升过程中观察动物缺氧致死的表现。快速下降后解剖动物，仔细观察血管内有无气泡形成。②25000m高度上升实验:观察高空胃肠胀气及皮下气肿。取正常大鼠一只放入低压舱，快速上升至25000m并停留6min，在上升过程中观察动物腹部膨胀的情况。注意观察皮下气肿发生的时间、部位，是否扩张及扩张的顺序和停止扩张的时间。待低压舱降至地面后，取出动物剪开气肿部位皮肤，观察皮肤剥离后形成的空腔。③25000m高度上升实验:直接观察高空胃肠胀气及血液沸腾现象。将第2步中解剖过的大鼠直接剪破其心房、血管，使血液流出积聚在胸腔内在将其放入低压舱。快速上升，观察胃肠胀气和血液沸腾的发生与气压高低的关系。然后缓慢下降低压舱并观察上述现象消失与气压高度的关系。通过实验使学员直观地看到高空减压病的发病机制，以及高空胃肠胀气和体液沸腾的发生与大气压力和气压高度之间的关系。真正做到理论联系实际，加强了学员在航空军医实际工作中处理问题的能力。随着航空航天事业的发展，航空保障工作不仅要求航医要掌握一定的专业技术知识，更要具有一定自主学习能力和探究问题的精神。我们将改进现有的验证性实验课，通过启发教育，设置一至两个开放课程，积极鼓励学员自己提出需要验证的现象，教员只提供实验设备和必要的指导，真正提高学生自主学习和探究学习的能力。

1.2人体体验课人体体验课使学员亲身体验航空特殊环境因素(如缺氧)对人体的影响，使学员了解书本上不能精确描述的个人感受，并对难以理解掌握的知识点如缺氧和加压呼吸训练，通过亲身体验加深理解。以低压舱模拟上升体验与观察为例。本系建有低压舱，并配备了相关设备，可在缺氧耐力的检查时测定呼吸、脉搏、血压、心电、脑电、血氧饱和度等生理指标，旨在通过低压舱模拟上升，让学员:①体验和观察低气压对人体的物理性影响;②体验和观察高空缺氧对人体的影响。该实验每舱上升由6－9人分为3组进行。低压舱上升时采用我教研室制定的上升方案。上升人员地面高度吸纯氧排氮10分钟后，开始以20m/s的速度上升至8000m，短暂停留后以同样的速度上升至11000m，短暂停留完成低气压体验后，以15m/s的速度下降至7500m进行缺氧体验与缺氧耐力检查。完成后以10－15m/s的速度下降到4000m，再以10－15m/s速度降至地面高度。通过该实验使学员对抽象的知识点有了主观感受，加深了理解并且认识到学习航空航天生理学对航空军医工作的重要性，激发学员学习积极性。在学校和本系的支持下，人体体验课的教学设备投入越来越大，我们力争做到每个学员都能成为人体体验课的被试，使学员对理论课的学习内容及时温故知新，对航空中不利因素对人体有哪些影响、影响的危害性及防护手段，以及对航空中常用仪器设备有一个充分认识。

1.3讨论课讨论课是通过实例引导和教员指导下的课堂讨论、资料查询、自学等方式启发学生分析、讨论有关航空航天生理学问题，学习航空航天生理学知识。这种授课方式既加深了学员对大课内容的理解，又增强了学员解决实际问题的能力。该实验课以学员宣讲为主。教员提出与大课理论相关，并且与航空军医实际工作密切联系的实际问题，由学员自己运用所学到的知识解决实际问题，并且亲自讲述解决问题的思路、方法。学员通过宣讲真正做到了知识的融会贯通，并且由被动学习转为充分发挥自身的主观能动性解决问题，提高了学员在未来工作中解决问题的能力，锻炼了作为航医的主要工作内容航卫保障宣讲的能力，并为以后的宣讲积累了经验和原始材料。随着战斗机性能的不断提升以及防护装备的不断改进，原有的讨论案例已经不能完全满足课程的需要。这就要求我们教员要努力寻找更新、更好的讨论素材。讨论课需要学员自己花大量的时间，查阅相关资料，这些资料的来源又大多依靠学校图书馆的现存藏书作为保证。但就学校现存的有关书籍来看，还不能完全满足学员的需要。此外最新、最前沿的讨论素材也需要教员通过网络资源才能得到。因此，学校完善网络建设、开放网络资源并且给学员更多的自由时间就显得尤为重要。

2总结

摘要：本文阐述了增材制造的基本概念和不同种类增材制造技术的原理、特点，并对不同种类增材制造技术在航空航天和军事领域的国内外发展状况进行了介绍，归纳总结了当前该技术所存在的问题与不足，最后对增材制造的发展应用前景进行了展望。

关键词：增材制造；航空航天领域；发展现状

1金属增材制造的种类和原理

金属增材制造（AdditiveManufacturing，简称AM）技术区别于传统的铸、锻、焊等热加工“等材成形”技术及车、铣、磨等冷加工“减材成形”技术的一种全新的制造方法，是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种自下而上的制造方法[2]。它是融合了计算机软件、材料、机械、控制等多学科知识的系统性、综合性的技术。增材制造按照不同的加工方法可分为激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造等，有的加工方法仍可细化成两种或多种不同的具体方式。下面将对各种不同增材制造方法的原理和特点进行阐述，并对各自的国内外研究现状进行介绍。

2激光增材制造

激光增材制造分为激光选区熔化技术和激光直接沉积技术，激光选区熔化成形技术原理：它是以激光作为热源，一层一层熔化金属粉末，直接制造出近形的金属零件。激光快速成形技术打破了传统材料去除或变形加工成形方法的限制，利用“离散+堆积”的増材成形思想，通过同步送粉(送丝)或激光熔覆数字化成形一步实现工件的精确成形；属近净成形制造技术。激光直接沉积技术是在快速原型技术和激光熔覆技术的基础上发展起来的一种先进制造技术。该技术是基于离散/堆积原理，通过对零件的三维CAD模型进行分层处理，获得各层截面的二维轮廓信息并生成加工路径，在惰性气体保护环境中，以高能量密度的激光作为热源，按照预定的加工路径，将同步送进的粉末或丝材逐层熔化堆积，从而实现金属零件的直接制造与修复。约翰霍普金斯大学、宾州大学和MTS公司开发出一项大功率CO2激光“钛合金的柔性制造”技术，并成立AeroMet公司。该公司的目标就是实现具有高性能、大体积钛合金零件的制造，尤其是大型整体加强筋结构钛合金零件的快速成形。公司的主要研究方向为军事领域的航空航天用钛合金部件的激光增材制造。该公司制造的钛合金零部件已实现装机使用。已使用零件分别为F-22战斗机的某接头、F-18战斗机的翼跟加强板的连接吊环和起落架连接杆。其中，F-22的接头件能够达到要求疲劳寿命的两倍以上，翼根加强筋达到要求疲劳寿命的四倍以上，起落架连杆疲劳寿命超过原件的30%。美国Sandia国家实验室的Griffith研究组提出以激光熔覆沉积成形为基础的激光净成形（LaserEngineeredNetShaping）技术，并将此技术用于修复涡轮发动机的零部件。研究的材料种类包括不锈钢、钛合金、高温合金等，成型件的强度和塑性均比锻造件得到显著地提高。研究小组还通过对控制软件的研究和改进，将加工精度提升了一个等级。其水平方向加工精度达到0.05mm，垂直方向加工精度达到0.4mm，加工后零件的表面光洁度达到6.25μm。但是成型精度的提高会影响到成形效率。特别值得一提的是，研究组通过改变金属粉末的成分，实现了材料成分在一个零件上的梯度变化，从而使得零件的不同部位具有了不同的力学性能，这就为零件的设计优化提供了一种新的方法。国内的增材制造相关研究虽然起步较晚，但是一些相关的大学和研究机构已有异军突起之势，在某些方面甚至达到国内外领先的地步。西北工业大学的黄卫东教授的团队在快速原型制造技术的基础上提出了激光增材制造技术的研究思路，进行了相关的研究探索。并成功运用激光立体成形技术制造出了大型飞机的钛合金翼梁缘条和飞机发动机的高温合金空心叶片，综合力学性能优于同等条件下的锻件。北京航空航天大学的王华明教授采用激光增材技术制造出大尺寸金属零件，并应用于新型飞机的研制过程中，不但提高了飞机的结构强度，而且大大缩短了飞机的研制周期，并于2012年获得国家科学技术进步一等奖。但是激光增材制造也存在一些问题[3]。比如：球化现象、裂纹敏感性、残余应力等，而且设备较昂贵、能量利用率低、低熔点金属材料的受热变形、速度与精度之间的矛盾等问题也尤为突出。尤其对铝合金而言，由于液态铝的光反射率很高，激光照射在液体表面大部分反射掉，导致其能量损失严重；而且铝合金熔点较低，激光的能量密度很高，对大型薄壁零件或者壳体增材时，翘曲变形较严重。