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關(guān)鍵詞:航天項目技術(shù);狀態(tài)管理;信息系統(tǒng)
0 引言
科學技術(shù)是航天技術(shù)的基礎,而航天技術(shù)集合了現(xiàn)代許多科學技術(shù)的新研究成果,所以航天技術(shù)也是科學技術(shù)的延伸和發(fā)展。航天技術(shù)的發(fā)展,不僅僅預示著一個國家在該方面的強大,更是顯示著整個國家科學技術(shù)水平的卓越及國力的雄厚,不可否認的是我國在航天技術(shù)的地位在世界上是首屈一指的。但是不能單單以發(fā)射了多少衛(wèi)星、發(fā)送了多少載人航天飛船、研制了多少火箭和飛機來看出一個國家在該方面的實力,而如何確保航天員的人身安全和航天設備高效、順利的運行也是其中非常重要的指標。下面就航天項目技術(shù)狀態(tài)管理展開論述。
1 航天項目技術(shù)狀態(tài)管理概述
技術(shù)狀態(tài)管理,顧名思義屬于管理系統(tǒng)的一個工具,也是項目管理中十分重要的一種管理途徑。技術(shù)狀態(tài)管理一詞對于航空行業(yè)專業(yè)人士來說并不是陌生詞語,而人們也可以在不同的科研、技術(shù)項目中領(lǐng)略到技術(shù)狀態(tài)管理的重要性。只不過技術(shù)狀態(tài)管理一詞的是從航天項目中引進而來,且技術(shù)狀態(tài)管理一詞以及技術(shù)狀態(tài)所選擇的方法最早源自于20年代中期的美國軍事行業(yè),自此才廣受各領(lǐng)域人們推廣開來。技術(shù)狀態(tài)管理自出現(xiàn)以來發(fā)展比較快,從20世紀末期開始技術(shù)狀態(tài)管理有了突飛猛進的發(fā)展,并且ICM率先提出CMII,并給出了一整套有關(guān)技術(shù)狀態(tài)管理的規(guī)范定義。
20世紀中期,美政府軍事相關(guān)企業(yè)首次提出軍事武器的采購計劃,并擬定出了相關(guān)合同。該合同較傳統(tǒng)不同的是對軍事武器的技術(shù)性提出了更高的要求。在高要求提出的同時,美軍方意識到自己必須要對相關(guān)技術(shù)項目研發(fā)進行約束和監(jiān)督,如果沒有對軍事項目進行規(guī)范和管制,所研發(fā)出來的產(chǎn)品往往不合格。因此,美方政府自發(fā)規(guī)定一些條例,要求軍事武器研制商家必須要保證產(chǎn)品質(zhì)量,此時,技術(shù)狀態(tài)管理的雛形已經(jīng)形成。隨著航空航天的快速發(fā)展,美方政府加大了對項目的監(jiān)管力度,先是建立AFSCM標準,又在90年布MIL-STD-973標準,伴隨著技術(shù)狀態(tài)管理的高速提升,又制定了EIA-649新標準。EIA-649也是我國至今航空航天行業(yè)的項目參考執(zhí)行標準。
2 航天項目技術(shù)狀態(tài)管理信息系統(tǒng)
在航天項目技術(shù)狀態(tài)管理運行中需要技術(shù)狀態(tài)管理信息系統(tǒng)的支撐。如果在對航天項目技術(shù)狀態(tài)管理中仍然沿用最傳統(tǒng)的管理手段,必定影響航天項目整個實施工作,而陳舊的信息系統(tǒng)也會導致航天項目的運行效率降低。在這種情況下,就需要相關(guān)航天項目研發(fā)人員運用先進管理技術(shù)、信息技術(shù)、智能網(wǎng)絡等技術(shù)狀態(tài)管理信息系統(tǒng) 來保證航天項目中信息傳遞的精確高效運行,同時可以為航天工作人員提供更加便捷、高效的管理空間。技術(shù)狀態(tài)管理信息系統(tǒng)在航天項目中的應用有以下。
首先,基于高效的信息系統(tǒng),航天項目可以更加快捷精確地對自身技術(shù)狀態(tài)存在的問題進行檢查,最重要的是根據(jù)信息系統(tǒng)的相關(guān)警示,航天研發(fā)人員也可以根據(jù)檢查結(jié)果來確保航天項目的安全性
問題。
其次,信息系統(tǒng)最明顯的用途就是方面航天項目操作人員在執(zhí)行工作中可以明確顯示上級所的指示和信息。只有經(jīng)過系統(tǒng)審核的信息才可以被系統(tǒng)納入數(shù)據(jù)庫,信息才能正確無誤傳達到位。
最后,航天項目執(zhí)行中會有大量數(shù)據(jù)信息等待工作人員處理,管理信息系統(tǒng)則可以將批量信息自動錄入、更改、刪除,免去了工作人員不必要的手工麻煩。
3 航天項目技術(shù)狀態(tài)管理的主要功能
眾所周知, 自從美國“挑戰(zhàn)者”航天飛機悲劇事件之后,全球人們都開始重新審視技術(shù)狀態(tài)管理在航天項目中的影響。毋庸置疑,航天項目技術(shù)狀態(tài)管理是個過程,只有做好過程中系統(tǒng)的控制、信息的精確才能夠發(fā)揮航天項目技術(shù)狀態(tài)管理的主要功能。PTC中國區(qū)航空國防行業(yè)業(yè)務發(fā)展經(jīng)理余定方曾經(jīng)說過:“技術(shù)狀態(tài)管理確保了從產(chǎn)品的需求、設計、制造,到最后投入實際的運營,以及維護維修的產(chǎn)品全命周期過程中,產(chǎn)品性能、功能和物理特性的一致性。”很顯然,航空項目技術(shù)狀態(tài)管理確實關(guān)系著航天工作人員的生命、財產(chǎn)
安全。
3.1 技術(shù)狀態(tài)標識作用
依據(jù)各種不同的方式來確定航天項目的技術(shù)狀態(tài)是否良好。按照MIL-STD-973標準,由功能基線、產(chǎn)品基線、分配基線三種基線來判斷航天項目技術(shù)狀態(tài)。
3.2 技術(shù)狀態(tài)控制作用
在明白航天項目技術(shù)狀態(tài)情況之后,要根據(jù)項目運行中的變化來不斷調(diào)整技術(shù)控制管理,這就要求對航天項目中的任何變動都必須做到嚴格控制。首先,必須嚴格加強對更改過程的控制。其次,在航天項目執(zhí)行時難免因為估算差錯產(chǎn)生一些效果偏差,這就需要對細微偏差做到精確控制。
3.3 技術(shù)狀態(tài)審核作用
該功能作用非同尋常,航天項目依據(jù)技術(shù)狀態(tài)管理的安全保證才得以正常運行,只有從根本上確保航天項目每一處環(huán)節(jié)的安全運行,才能夠在此基礎上保證航天項目順利完成。技術(shù)狀態(tài)審核中經(jīng)常遇到一些問題,只有對項目進行功能審核和物理審核,才可以避免一些常見問題發(fā)生。
3.4 技術(shù)狀態(tài)紀實作用
無論哪種航天項目,在整個項目實施過程中都是一個可以記錄下來的歷史,因此可以說技術(shù)狀態(tài)紀實正是對整個過程最有憑據(jù)的記錄。只有在項目實施過程中明白該項目的缺點、成績,只有將整個項目運行記錄成可讀性數(shù)據(jù),才可以將項目完整進行。技術(shù)狀態(tài)紀實為航天航空行業(yè)提供了充足的歷史追蹤空間,也在一定程度上促進了航天項目在正確軌道上的發(fā)展越來越可觀。
4 結(jié)論
通過本文對航天項目技術(shù)狀態(tài)管理的概念、由來、相關(guān)信息系統(tǒng)和功能的簡單介紹可以看出航天項目產(chǎn)品是關(guān)系到相關(guān)人員的性命的技術(shù)產(chǎn)品,為了保障航天設備高效、順利的運行和航天相關(guān)人員的人身安全,航天技術(shù)對產(chǎn)品的要求是非常苛刻的,它的規(guī)范和管理容不得半點馬虎存在。希望通過本文的簡單分析能夠引起更多的人對航天項目技術(shù)狀態(tài)管理進行研究,希望我國在航天項目技術(shù)狀態(tài)管理方面能夠越來越規(guī)范,同時也希望我國航天項目技術(shù)管理的研究越來越多,以便保證我國航天事業(yè)能夠更進一步向前發(fā)展。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】金屬材料;航天領(lǐng)域;熱處理;應用
1前言
航天技術(shù)的發(fā)展不僅帶動了我國經(jīng)濟的發(fā)展而且還提高人民生活質(zhì)量,增強我國國防力量,當今經(jīng)濟全球化,信息交往、各地之間業(yè)務往來,通信、交通等等都離不開航天技術(shù)所帶來的科技成果。金屬材料是我國航天領(lǐng)域發(fā)展不可或缺的材料,它比其他分子材料硬度高,耐熱性能好,與無機非金屬材料相比,金屬材料有具有很好的韌性,因此在我國航天領(lǐng)域應用非常廣泛,為了更加了解用于航天技術(shù)的金屬材料,本文選擇了幾種常見的金屬進行講述其在航天領(lǐng)域當中的應用以及相應的熱處理工藝。
2鋁合金
2.1鋁合金在航天領(lǐng)域的應用
鋁合金材料是航天領(lǐng)域用量最大的金屬材料,隨著科技的發(fā)展,各種復合材料都在不斷的發(fā)展,其性能也是優(yōu)越與一般金屬材料,雖然如此,但在航天領(lǐng)域鋁合金的使用依然占有很大比例,鋁合金具有優(yōu)越的耐磨性以及良好的抗撞擊性能總體性能優(yōu)越于一般金屬材料,,并且價格便宜,一般在航天領(lǐng)域的承載結(jié)構(gòu)中都使用鋁合金比如一些承載壁板,艙體結(jié)構(gòu)等。所以在航天領(lǐng)域具有很大的用處。
2.2鋁合金的熱處理工藝
在我國科學技術(shù)不斷發(fā)展的前提下,航天技術(shù)對鋁合金的要求越來越嚴格,如何提高鋁合金的綜合性能是非常重要的任務之一,在研究過程中一方面是設計新型合金,一方面是對其熱處理的更新,利用先進技術(shù)通過對鋁合金加熱處理,使得在高溫環(huán)境下變形,在經(jīng)過擠壓,使得鋁合金內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)更加緊密化,內(nèi)部的結(jié)晶程度更高,從而使得鋁合金在應用中綜合性能更加優(yōu)秀。
3鈦合金
3.1鈦合金在航天領(lǐng)域的應用
鈦合金在航天領(lǐng)域中具有很多用處,他與一般金屬相比,具有耐高溫、耐磨性能強,抗疲勞性能等優(yōu)點,一般在航天領(lǐng)域中,鈦合金運用于機艙的主承力結(jié)構(gòu),壓氣機葉片等等,在鈦合金的試用下,無論是高溫環(huán)境,還是超低溫環(huán)境都能保證長時間持久的工作。因此隨著航天領(lǐng)域科技的不斷發(fā)展,鈦合金的使用量也是逐漸增多,是具有前景的一種金屬材料。
3.2鈦合金的熱處理工藝
鈦合金的熱處理工藝十分復雜,根據(jù)航天領(lǐng)域的不同需求,鈦合金的熱處理工藝也就不同,比如普通退火會使得鈦合金內(nèi)部的可塑性變高但與此同時也使得其強度變小,一般適用于一些飛行機器的零件,再比如雙重退火,其工藝應用相比較而言稍微麻煩,處理之后的鈦合金硬度會升高,但其可塑性相對降低,適用于需求較高的飛行零件。鈦合金的熱處理工藝還包括等溫退火和固溶時效,根據(jù)航天領(lǐng)域不同需求以及應用的不同領(lǐng)域,來選擇不同的熱處理工藝。
4超高強度鋼
4.1超高強度鋼在航天領(lǐng)域的應用
超高強度鋼具有很強的硬度及韌性,正因為其性能也使得該金屬在航天領(lǐng)域的應用量保持持續(xù)上升,一般該金屬適用于火箭發(fā)動機的殼體,飛行裝備的推動器等所需高硬度的地方,正因如此對于在這種高壓強度下的金屬材料,其耐腐蝕性成為審核金屬實用性的一項重大指標,如何提高超高強度鋼的韌性是當前研究金屬工藝的重要課題。
4.2超高強度鋼的熱處理工藝
一般超高強度鋼都應保持其高強度的特性,針對該金屬材料進行熱處理時一般先進行淬火,在960度左右的高溫下進行淬取,使其內(nèi)部的含碳量降至最低,然后進行低溫回火,提高材料的強度,隨著科技的發(fā)展,在高強度鋼的熱處理工藝中也有先進的技術(shù)提高金屬的性能,比如奧氏體加工、馬氏加工,誘發(fā)相變等等。在經(jīng)過熱處理后的金屬一般適用于機器的整體構(gòu)架,高強度的零件等等。
5鎂合金
5.1鎂金屬材料在航天領(lǐng)域的應用
鎂金屬材料在航天領(lǐng)域具有自身獨特的性能良好的導熱、導電性能以及對電磁的屏蔽性能使得鎂金屬在眾多金屬材料中脫穎而出,但鎂金屬卻又一定的缺陷,那就是不耐腐蝕,也正是因為該缺點使得鎂金屬在應用當中,一些領(lǐng)域不能涉及當中,比如產(chǎn)品的儲存、產(chǎn)品出制造都會帶來影響,鎂金屬適用于工藝復雜的大型鑄件,是我國金屬材料航天領(lǐng)域非常重要的文件,比如通信衛(wèi)星所使用的天線等等。
5.2鎂金屬材料的熱處理工藝
鎂金屬材料的處理工藝非常復雜,根據(jù)所需性能的不同其熱處理的加工工藝也就不同。一般鎂金屬的處理分為退火和固溶時效兩大類。在實際應用中不同的淬火能力會使鎂金屬的性能得到不同程度的增減,從而應用到各個領(lǐng)域。
6結(jié)語
我國航天技術(shù)的飛速發(fā)展,使得我國經(jīng)濟水平并不斷提高,人民生活水平得到翻天覆地的變化,軍事力量也躋身進入世界前列,是我國國防實力的一大利器,由此可見航天技術(shù)的重要性,本文講述了關(guān)于航天領(lǐng)域的幾種金屬,以及其性能,作用等等,隨著科技的發(fā)展,航天技術(shù)的不斷提高,我們應研發(fā)更加適合航天技術(shù)的金屬材料,比如金屬間化合物、高溫合金等等,使得我國真正成為航天大國,實現(xiàn)中國的偉大復興。
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航天模型是模仿各種航天器設計、制作的可發(fā)射升空的模型航天器。我國航天模型運動則是伴隨著航天事業(yè)發(fā)展而興起的一項科技體育運動。1994年,我國首次組隊參加世界航天模型錦標賽,標志著中國航天模型運動正式啟動。到2014年,我國航天模型運動已迎來第20個年頭。20年來,我國航天模型運動從無到有、從小到大、從產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)管理、從項目推廣到行業(yè)管理已形成了一套行之有效的“中國模式”,為國家爭得了許多榮譽。我國已成為世界上參與航天模型運動人數(shù)較多的國家之一。
發(fā)展歷程
20世紀40年代末、50年代初,模型火箭(屬于航天模型的一類)首先在美國和前捷克斯洛伐克興起。50年代,模型火箭逐步標準化、系列化、商品化,并在全球范圍內(nèi)得到推廣和普及。1957年,美國出現(xiàn)了模型火箭套材及其專用的模型火箭發(fā)動機,并且成立了國家火箭技術(shù)學會(NAR,National Association of Rocketry),負責模型火箭技術(shù)的交流和管理。同期,東歐各國,如南斯拉夫、保加利亞和波蘭等也大力發(fā)展模型火箭運動。1959年,國際航空聯(lián)合會(FAI)審議并通過國際模型火箭競賽規(guī)則(1984年后執(zhí)行《FAI 運動規(guī)則,4d部分,航天模型》)。從此,模型火箭運動正式列入國際航聯(lián)所屬的國際性比賽項目。
我國作為火箭的故鄉(xiāng),早在20世紀五六十年代就曾試圖開展模型火箭運動,并組織有關(guān)力量對模型火箭技術(shù)進行過探討和初步研究,但因模型火箭發(fā)動機的安全問題未能解決,致使這項運動在我國的推廣和普及受阻。
1992年,原航空航天部四院四十一所研發(fā)的模型火箭發(fā)動機項目通過技術(shù)鑒定,并取得西安市公安局頒發(fā)的生產(chǎn)銷售許可證。從此,我國有了自己的航天模型品牌――“四凱”。1994年6 月,原國家體委主任伍紹祖題詞――“欲上九天攬月,先玩模型火箭”,發(fā)出了在我國開展群眾性航天模型運動的號召。同年,我國首次組隊參加第十屆世界航天模型錦標賽,獲得一枚銀牌及團體第8名。隨后的歷屆國際航天模型大賽上,我國運動奪得過多枚金銀銅牌,為祖國贏得了榮譽。
為在國內(nèi)大規(guī)模普及航天模型運動,使其健康、有序地發(fā)展,國家體育總局會同有關(guān)部門落實器材供應渠道、舉辦骨干培訓班、制定比賽規(guī)則,還陸續(xù)在相關(guān)的體育賽事中增設航天模型項目,在部分城市試辦基層活動和中小型比賽等,為更廣泛地開展航天模型運動創(chuàng)造了條件。2000年5月,第一屆全國體育大會航空模型比賽航天項目競賽暨航空航天模型錦標賽開賽, 2000年8月,首屆“飛向北京-飛向太空”全國青少年航天模型專項比賽開賽,標志著我國航天模型運動進入全面發(fā)展階段。
目前,航天模型運動已在國內(nèi)大部分城市開展,國家級賽事包括一年一度的全國航空航天模型錦標賽、全國青少年航空航天模型錦標賽、“飛向北京-飛向太空”全國青少年航空航天模型教育競賽、科研類全國航空航天模型錦標賽和全國體育大會等。為配合這些賽事,各省、自治區(qū)、直轄市也有相應的層層選拔賽,每年參與人數(shù)都超過百萬人次。特別是近幾年科研類全國航空航天模型比賽及大學生力學競賽等活動越來越受重視,成為大專院校和科研機構(gòu)進行科技創(chuàng)新和實踐活動、培養(yǎng)高素質(zhì)科技人才的重要平臺。
“動力”保證
航天模型運動是以模型火箭發(fā)動機為基礎的一項運動,由于沒有安全穩(wěn)定的模型火箭發(fā)動機,我國早期的航天模型運動剛有萌芽就胎死腹中。1990年5月,原國家體委、中國宇航學會和中國科協(xié)聯(lián)合委托原中國航空航天工業(yè)部第四研究院第四十一研究所開發(fā)模型火箭技術(shù)。1991年,該所試制出首批模型火箭發(fā)動機,并進行了模型火箭及其配套產(chǎn)品的開發(fā)。1992年末,模型火箭發(fā)動機通過由原國家體委和原航空航天部聯(lián)合主持的技術(shù)鑒定。
為保證航天模型項目經(jīng)營活動不受干擾,四十一所專門成立了西安四凱模型火箭公司,從事模型火箭發(fā)動機及模型火箭的研發(fā)和生產(chǎn)。相關(guān)系列產(chǎn)品的開發(fā)成功,填補了國內(nèi)空白,為我國推廣和普及模型火箭運動創(chuàng)造了良好條件。2002年,西安四凱模型火箭公司并入陜西中天火箭技術(shù)有限責任公司,2013年又改制為陜西中天火箭技術(shù)股份有限公司。無論隸屬關(guān)系和公司屬性如何變化,四凱一直致力于國內(nèi)航天模型運動的發(fā)展,已開發(fā)模型火箭發(fā)動機產(chǎn)品20余種、箭體產(chǎn)品20余種,除滿足國內(nèi)需要外,還出口到韓國、美國、澳大利亞等國。目前,中天火箭公司仍是我國唯一一家生產(chǎn)模型火箭發(fā)動機的企業(yè),并通過派人參加世界航天模型錦標賽、培訓航天模型師資力量、為項目改革發(fā)展出謀劃策等方式為我國航天模型運動做出了突出貢獻。
人才培養(yǎng)
中國是航天大國,不能沒有航天模型運動,這正是當初開展這項運動的出發(fā)點之一。20年來我國模型火箭運動的開展表明,它不僅是一項運動,更重要的意義是通過它可進行科學技術(shù)的普及和后備科技人才的培養(yǎng)。與其它科技體育項目一樣,航天模型運動也是我國人才發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。
如今,航天模型被廣泛用于青少年素質(zhì)教育和航天科普教育。通過讓學生參與模型設計、組裝、裝飾和發(fā)射過程,可以培養(yǎng)青少年的動手動腦能力,引導學生崇尚實踐、崇尚科學。通過拼裝具有時代特征的航天模型,如“二號”捆綁式火箭,“二號”F型火箭,“三號”火箭等模型,能更好地向青少年和模型愛好者宣傳我國航天事業(yè)的進步,培養(yǎng)他們熱愛祖國、熱愛航天、熱愛科學的情操。此外,航天模型的拼裝、調(diào)試、飛行需要大家相互協(xié)作,可能成功也可能失敗,對培養(yǎng)青少年綜合素質(zhì)和團隊精神、進行科學實踐教育和挫折教育也具有重要意義。
發(fā)展展望
20年來,盡管我國航天模型運動已取得了很大的發(fā)展,但目前的技術(shù)水平與國際先進水平相比仍有較大差距,特別是模型火箭發(fā)動機的技術(shù)水平還無法完全滿足國家隊的需要。提高模型火箭發(fā)動機性能水平,使國家隊用上自己的發(fā)動機訓練比賽,仍需努力。
核心航天技術(shù)
核心航天技術(shù)是NASA執(zhí)行當前及未來航天任務時必須依賴的技術(shù),也是NASA戰(zhàn)略性航天技術(shù)投資重點,約占NASA未來4年總投資的70%。未來4年,NASA將重點投資8個核心航天技術(shù)領(lǐng)域,分別為發(fā)射和太空推進技術(shù)、高數(shù)據(jù)率通信技術(shù)、輕型航天結(jié)構(gòu)和材料、機器人和自主系統(tǒng)、環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)、航天防輻射技術(shù)、科學儀器和傳感器,以及進入、下降與著陸(EDL)技術(shù)。
發(fā)射和太空推進技術(shù)
報告認為,迄今為止,不管是傳統(tǒng)的液體或固體推進系統(tǒng),還是高超聲速推進系統(tǒng),均難以在持續(xù)運行狀態(tài)下保持高性能和高可靠性。此外,航天規(guī)劃也面臨著成本越來越高昂的挑戰(zhàn)。
過去20年,盡管電力推進技術(shù)或其他非化學推進手段已經(jīng)得到了越來越多的應用,但太空推進仍主要依賴化學能。當前化學推進系統(tǒng)需要使用大量化學推進劑,但得到的效能卻相對較低,這限制了航天器進入軌道后的軌道機動能力和在軌時間,進而限制航天員或機器人執(zhí)行航天任務的能力。
為應對上述挑戰(zhàn),未來4年,NASA在投資開發(fā)先進的固體和液體火箭推進系統(tǒng)、輔助推進系統(tǒng)的同時,也將投資開發(fā)非傳統(tǒng)推進技術(shù),以改善當前推進系統(tǒng)的成本及運行狀況,加強未來機器人和人類執(zhí)行航天任務的能力。一方面,NASA正在對現(xiàn)有化學推進劑的替代品(如“綠色”或無毒推進劑)進行評估,以降低地面風險。另一方面,NASA將發(fā)展低溫推進劑存儲與運輸技術(shù)。低溫推進劑能夠提供高能推進解決方案,對未來低地球軌道的人類探索任務至關(guān)重要。對低溫推進劑而言,運輸與存儲技術(shù)最為關(guān)鍵。NASA將投資開發(fā)低溫推進劑存儲與運輸技術(shù),保障低溫推進劑在太空中的長時間存儲與運輸。非化學推進技術(shù)主要用以保障航天活動的高效性和經(jīng)濟可承受性,為探索太空提供更多的機會。NASA針對非化學推進技術(shù)的開發(fā)投資將主要集中在太陽能發(fā)電技術(shù)、熱核技術(shù)、太陽帆板和系繩推進等領(lǐng)域。
高數(shù)據(jù)率通信技術(shù)
要想從更遠的地方,以更高的速率傳輸更多的數(shù)據(jù),亟需進一步發(fā)展前沿通信技術(shù)。報告提出,未來4年,NASA在發(fā)展射頻通信等傳統(tǒng)通信技術(shù)的同時,還將致力于推進光通信等創(chuàng)新通信技術(shù)的發(fā)展。在通信技術(shù)領(lǐng)域,未來4年NASA的潛在投資規(guī)劃有兩項:一是射頻通信太空孔徑陣列,二是近地和深空光終端。
輕型航天結(jié)構(gòu)與材料
對航天任務而言,航天器、推進系統(tǒng)、居住系統(tǒng)和科學儀器等所使用的材料十分重要。報告提出,未來4年,NASA將投資發(fā)展輕型航天結(jié)構(gòu)和材料,使人類或機器人執(zhí)行航天任務的成本更低,且更可靠、更高效。其投資將重點關(guān)注材料的輕型、柔性和多功能性等有利特性,包括輕型方案的發(fā)展,如混合層壓板和復合非高壓釜等。其他可能的投資包括特殊材料(如光學材料和自我修復材料)和柔性材料(如可擴展的材料)。
機器人和自主系統(tǒng)
某些航天任務系統(tǒng)必須在沒有人員或地面控制系統(tǒng)的直接控制下,安全可靠地運行。對此類航天任務系統(tǒng)而言,自主系統(tǒng)十分關(guān)鍵。隨著載人或非載人航天任務距離地球越來越遠,在太空中的滯留時間越來越長,所利用的技術(shù)或系統(tǒng)也越來越復雜,航天任務將需要更多的獨立性或自主性,以便更加高效、安全和可靠地運行。未來4年,NASA在自主系統(tǒng)領(lǐng)域的投資將主要集中在宇航員自主操作技術(shù)、系統(tǒng)自主管理、自主交會與對接、自主機器人。
環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)
環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)通常都需要補充消耗品,而不能完全利用廢棄物生產(chǎn)氧氣、水分和食品等關(guān)鍵要素。隨著人類航天任務逐漸超越低地球軌道,補給生命保障系統(tǒng)的機會將大大減少。人類航天活動越來越需要閉環(huán)型環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)。報告提出,未來4年,NASA在此領(lǐng)域的投資將主要用于:空氣再生、水回收、廢棄物管理和居住系統(tǒng)。力求實現(xiàn)生命保障系統(tǒng)中75%的氧氣來源于氧氣再生,環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)可在不同的機艙壓力下運行,50%的水是從多種廢水流中再生的。
太空防輻射技術(shù)
人類在邁出低地球軌道執(zhí)行航天任務時,需要采取新的措施和防護技術(shù)應對太空輻射。報告提出,未來4年,NASA將致力于改進太空輻射風險評估模型,以更好地了解和預測太空輻射的影響;還將投資開發(fā)輻射降低與監(jiān)控技術(shù)。NASA將利用生物化學手段、多功能材料和有效的屏蔽結(jié)構(gòu)降低太空輻射,還將投資太空輻射報警系統(tǒng)。
科學儀器與傳感器
科學儀器與傳感器包括天文臺、遙感儀器和原位傳感器。天文臺技術(shù)對太空望遠鏡及天線的設計、制造、測試和運行十分關(guān)鍵。報告提出,在此領(lǐng)域,未來4年的投資將主要集中于大型反射鏡系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與天線。擬投資項目包括X射線反射鏡、輕型反射鏡、紫外線涂層、分段式反射鏡、被動式超高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、主動式超高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、望遠鏡及其吊桿的安裝結(jié)構(gòu)等。
遙感儀器與傳感器是對電磁輻射、電磁場、聲能、地震能及其他物理現(xiàn)象極為敏感的元器件、傳感器和儀器。未來4年,NASA將投資開發(fā)高功率、高分辨率、高耐久性、低成本和低重量的遙感儀器和傳感器。還將致力于開發(fā)探測器和焦平面、微波/無線電收發(fā)組件、激光器。其中,探測器和焦平面領(lǐng)域的投資重點是大幅面陣列;微波/無線電收發(fā)組件領(lǐng)域的投資重點是雷達收發(fā)組件、毫米波低溫低噪聲放大器;激光器領(lǐng)域投資重點是多頻脈沖激光器。
進入、下降與著陸技術(shù)(EDL)
報告提出,未來4年, EDL技術(shù)領(lǐng)域的投資主要有:可重復使用的航天器熱防護系統(tǒng)、燒蝕熱防護系統(tǒng),充氣式柔性熱防護系統(tǒng)。
重要技術(shù)
未來4年,NASA還將在發(fā)電技術(shù)、熱控技術(shù)、保障宇航員健康的相關(guān)技術(shù)等重要技術(shù)領(lǐng)域進行技資。
發(fā)電技術(shù)
隨著航天任務的復雜程度越來越高,執(zhí)行時間越來越長,離地球和太陽的距離越來越遠,發(fā)電技術(shù)的發(fā)展非常關(guān)鍵。發(fā)電系統(tǒng)將向著功率更大、重量更輕、更加耐用的方向改進。這些改進將有助于提高航天任務執(zhí)行能力,也使遠遠超出近地軌道的新科學與探索任務成為可能。目前,NASA投資了25個太空發(fā)電技術(shù)研究,包括化學發(fā)電技術(shù)、太陽能發(fā)電技術(shù)、利用放射性同位素和裂變產(chǎn)生的能量進行發(fā)電的技術(shù)等。未來4年,NASA可能的投資領(lǐng)域包括高性能光伏陣列和2千瓦端-端裂變。
熱控技術(shù)
所有的航天任務都需要熱控系統(tǒng)。有效的熱控系統(tǒng)能夠提供三項基本功能:熱量采集、熱量傳輸和散熱。熱控系統(tǒng)的改進能夠提高系統(tǒng)本身的可靠性、有效性,降低系統(tǒng)重量。目前,NASA投資了19個熱控系統(tǒng)項目,包括熱量采集技術(shù)、熱量傳輸技術(shù)、散熱技術(shù),以及主動和被動熱控技術(shù)等。在熱控系統(tǒng)領(lǐng)域,未來4年,NASA還可能投資地面-飛行隔熱系統(tǒng)、帶有精確溫度控制的高密度流散熱技術(shù)、蒸發(fā)散熱技術(shù)和可變散熱器等。
保障宇航員健康的相關(guān)技術(shù)
維持宇航員健康和狀態(tài),不僅是載人航天任務所需保證的必要的安全因素,也是航天任務本身成功的關(guān)鍵。目前,NASA投資了23個與宇航員健康問題相關(guān)的項目,包括醫(yī)療檢查技術(shù)、太空醫(yī)療保健和行為健康、在太空中診斷和醫(yī)療的能力等。未來4年,NASA潛在的投資規(guī)劃包括穿戴式計算和生物醫(yī)學傳感器、人造重力醫(yī)療器械和虛擬治療師等。
補充技術(shù)
補充技術(shù)投資既力保那些可在短時間內(nèi)取得成果的技術(shù),也涵蓋了可能在未來20年內(nèi)投入實用的技術(shù)。
先進太空推進技術(shù)包括束能、高能量密度材料、反物質(zhì)和先進核裂變推進等技術(shù)。雖然NRC認為這些技術(shù)是顛覆性的新技術(shù),但它們在未來20年內(nèi)不可能出現(xiàn)。NRC建議給上述及其他技術(shù)成熟度低、風險極大的技術(shù)以低水平投資,將其列為補充技術(shù)。
一些信息技術(shù),如語意技術(shù)、智能數(shù)據(jù)理解以及協(xié)同科學與工程等,都被納入補充投資,雖然這些技術(shù)能夠促使當前技術(shù)進步和受益,但NRC卻指出這些技術(shù)的大部分研發(fā)工作正在由工業(yè)界進行。這些技術(shù)被納入補充清單中并非由于技術(shù)成熟度不足,而是由于需要NASA投資的水平很低。
發(fā)射和地面處理技術(shù)也在補充清單中。這類技術(shù)取得進步不僅可以直接增強技術(shù)能力,更重要的是可以降低成本。這一領(lǐng)域中,技術(shù)對任務壽命周期成本起到主要作用,主要技術(shù)包括:
*發(fā)射臺上,運載火箭、航天器和有效載荷硬件的運輸、組裝、集成和處理,包括發(fā)射臺作業(yè)。
*發(fā)射處理基礎設施及其支持未來作業(yè)的能力。
*靶場、人員和設施安全能力。
*發(fā)射控制與著陸作業(yè),包括天氣、飛行人員的恢復、飛行硬件,以及返回樣本。
*任務集成與控制中心的作業(yè),及基礎設施。
*降低地面和發(fā)射作業(yè)對環(huán)境的影響。
地面與發(fā)射系統(tǒng)的處理存在一些挑戰(zhàn),如降低維持和運行地面控制與發(fā)射基礎設施的成本,提高安全性,提高向地面控制與發(fā)射人員提供的信息的時線、相關(guān)度和精確性。NRC指出,先進技術(shù)可為解決這些挑戰(zhàn)做出貢獻,但認為管理實踐、工程和設計是取得進步的更有效手段。
《NASA戰(zhàn)略航天技術(shù)投資規(guī)劃》(NASASSTIP)的幾大支柱中,補充技術(shù)是一些前沿技術(shù)和共性技術(shù),這些技術(shù)既不在NRC 16項最高優(yōu)先級技術(shù)中,也不在NRC 83項高優(yōu)先級技術(shù)中。NRC一直認定這些技術(shù)有可能使任務性能、壽命周期成本或可靠性取得較小進步,但能夠廣泛使用,對NASA未來項目和任務非常重要。
結(jié)束語
核心技術(shù)、重要技術(shù)和補充技術(shù)支撐NASA內(nèi)外利益相關(guān)者的目標,報告將這些目標歸納成為具有4個支柱的框架:
支柱之一:擴展并支撐人類在太空的存在和活動;
支柱之二:探索太陽系的結(jié)構(gòu)、起源和演進,搜尋過去和現(xiàn)在生命存在的跡象;
支柱之三:擴展對地球和宇宙的認知;
夢想有多遠,人類的足跡就有多遠!
今天,我觀看了《航空科技嘉年華》這次展覽后,內(nèi)心有一種說不出的感受。既為中國在科技上有這么大的成就而感到驕傲,又為航天員不惜一切為國爭光的行為所感動。從而激起我內(nèi)心強烈的愛國之情。
今次展覽主要有航天和航空兩方面的知識。航天方面有:神舟五號飛船、神舟六號飛船……航空方面有:轟炸機、直升機、戰(zhàn)斗機……
1961年4月12日蘇聯(lián)航天員加加林乘坐東方1號載人飛船上太空,標志著載人航天的第一。1967年,美國土星號火箭將載人飛船阿波羅號送上天,表示著美國載人航天的第二。2003年,神州五號將我國航天員楊利偉送上太空,寄托著載人航天的第三。雖然我國實現(xiàn)夢想的時間比其它國家晚了一點,但是我國只經(jīng)過了4次無人飛船的試驗,就執(zhí)行了載人飛船,蘇聯(lián)7次,美國17次。我國從無人到載人,這一跨度之大真是個了不起的成就!
我國不但比外國發(fā)射無人飛船要少,而且載人航天也像飛躍似地發(fā)展,神舟六號在神舟五號的基礎上跨了一大步。比如:神舟五號只限一人在太空飛行,但神舟六號能乘坐兩人在太空中飛行,而且可以連續(xù)飛行119小時,神舟五號卻只能連續(xù)飛行21小時。
作為一名中華民族的兒女,新時代的少先隊員,為我國取得這樣的科學成就,而感到驕傲、自豪!
發(fā)射人造衛(wèi)星,突破載人航天技術(shù)之后,中國航天活動的第三個里程將是實施月球探測。中國月球探測計劃將分三步走。
第一步:向月球發(fā)射月球探測衛(wèi)星,獲取月球面三維影像,分析月球表面有用元素含量和物質(zhì)類型的的特點,探測月壤厚度,探測地月空間環(huán)境。
第二步:發(fā)射月球軟著陸器,試驗月球軟著陸技術(shù)、研制和發(fā)射月面巡視車、自動機器人,進行一系列探測與分析。
第三步:發(fā)展新型巡視車、對著陸區(qū)進行月面勘察,為載人登月并返回作準備。
【關(guān)鍵詞】計算機;人工智能技術(shù);應用
1引言
人工智能技術(shù)已經(jīng)成為目前最受社會關(guān)注的新興科技之一,隨著該技術(shù)在各行業(yè)和領(lǐng)域中的應用不斷深入,人們的工作和生活方式不斷向智能化方向發(fā)展,工作和學習效率都得到了質(zhì)的飛躍,未來,人工智能技術(shù)也必然會獲得更加廣闊的發(fā)展前景。
2人工智能技術(shù)概述
人工智能是計算機科學的一個分支,這門學科的主要目標是了解人類智能的本質(zhì),并通過將人類智能轉(zhuǎn)移到智能機器中,使智能機器能在不同應用場景下做出類人思維的反應。人工智能是一項綜合了多項高新科技的綜合性學科,包含5項核心技術(shù),分別是計算機視覺、機器學習、自然語言處理、機器人技術(shù)和生物識別技術(shù)。其中,機器學習是實現(xiàn)計算機人工智能技術(shù)的核心技術(shù),該技術(shù)使智能機器在算法復雜度理論、凸分析、統(tǒng)計學等學科的支持下,能自主模擬人類行為。目前已經(jīng)發(fā)表的機器學習策略主要包括模擬人腦的機器學習和采用數(shù)學學習方法2種策略。其中模擬人腦的機器學習策略又可細分為符號學習和神經(jīng)網(wǎng)絡學習,符號學習是以認知心理原理為基礎,在機器中輸入符號數(shù)據(jù),用推理過程在圖或狀態(tài)空間中搜索并進行符號的運算,對概念性和規(guī)則性知識的學習能力較為突出,如示例學習、記憶學習、演繹學習等;神經(jīng)網(wǎng)絡學習是從微觀生理角度對人腦活動進行模擬,利用函數(shù)結(jié)構(gòu)模型代替人腦神經(jīng)網(wǎng)絡,以函數(shù)結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)運算,并在數(shù)據(jù)迭代過程中在系數(shù)向量空間中搜索,對函數(shù)型問題具有較好的學習能力,如拓撲結(jié)構(gòu)學習、修正學習等。采用數(shù)學方法的機器學習主要是利用統(tǒng)計機器,建立相應的數(shù)學模型,擬定超參數(shù),輸入樣本數(shù)據(jù)后根據(jù)不同的運算策略對模型進行訓練,最后根據(jù)訓練結(jié)果進行結(jié)果預測。
3人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程
3.1人工智能技術(shù)的興起
雖然新興技術(shù)的興起獲得了廣泛的關(guān)注,但由于人工智能技術(shù)涵蓋的學科和技術(shù)范圍過大,興起階段的該技術(shù)的理論知識、產(chǎn)品應用、發(fā)展應用等均存在明顯缺陷。除此之外,計算機技術(shù)在當時也并不成熟,當時的計算機編程和計算水平較為落后,很多超前的想法以當時的技術(shù)水平來說實現(xiàn)較為困難。在多種因素的影響下,人工智能技術(shù)在興起階段并未得到快速發(fā)展。
3.2人工智能技術(shù)的高速發(fā)展
人工智能技術(shù)這一概念在提出后近20年的時期中其發(fā)展始終處于停滯狀態(tài),直至20世紀70年代,該領(lǐng)域的專家研發(fā)出全新的人工智能專家系統(tǒng)DENDRAL,該系統(tǒng)的誕生帶動人工智能技術(shù)邁向新的發(fā)展階段,并且在這之后進入高速發(fā)展時期。日本始終重視本國科學技術(shù)的發(fā)展,并且在20世紀80年代提出“科技立國”的政策,此后很長一段時間,日本依托此國策使經(jīng)濟得到迅速恢復和發(fā)展。在1982年,日本國內(nèi)對第五代計算機的研究以失敗告終,但此次研究中提出了新的計算機算法和邏輯程序語言Prolog,Prolog在處理自然語言過程中具有比LISP語言更好的應用效果,這一創(chuàng)新進一步促進了人工智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能技術(shù)的發(fā)展建立在多項先進學科共同發(fā)展的基礎上,與其他技術(shù)相比,人工智能技術(shù)在處理數(shù)據(jù)、整合資源方面具有更大優(yōu)勢。
3.3人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
3.3.1專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)指的是一種智能計算機程序系統(tǒng),是人工智能技術(shù)應用最為廣泛也最為重要的領(lǐng)域之一,系統(tǒng)中涵蓋大量某領(lǐng)域?qū)<宜降闹R與經(jīng)驗,通過應用人類在該領(lǐng)域中的專家級別知識來為用戶解決在該領(lǐng)域中遇到的問題。專家系統(tǒng)有效地將人類智能延伸到專業(yè)領(lǐng)域中,實現(xiàn)了理論研究向?qū)嶋H應用方向過渡的目標,大幅提高了人類對專業(yè)問題的處理效率,并且專家系統(tǒng)依托復雜的算法能對專業(yè)問題未來發(fā)展的可能性進行更全面的計算,工作效率甚至會比人類專家更高效、更準確。隨著對專家系統(tǒng)研究的不斷深入,目前很多專家系統(tǒng)都能依據(jù)對人類行為的模擬在不同的應用場景中作出智能化的反應和判斷,并且能夠利用知識庫,深入挖掘復雜問題的內(nèi)在聯(lián)系。專家系統(tǒng)已經(jīng)在多個領(lǐng)域中都得到了廣泛的應用,幫助企業(yè)更客觀地摸索市場規(guī)律,從而作出正確的生產(chǎn)決策、調(diào)度規(guī)劃、資源配置計劃等,大幅提高了企業(yè)經(jīng)營的科學性,使企業(yè)能在節(jié)省生產(chǎn)成本的同時,獲得更好的經(jīng)濟效益。
3.3.2模式識別
模式識別是利用計算機技術(shù)將識別對象按一定特征歸類為不同類別,目前人工智能技術(shù)在模式識別中的主要研究方向包括語音語言信息處理、計算機視覺、腦網(wǎng)絡組等,希望通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)對復雜信息的識別和處理,這一應用能促進多個行業(yè)向智能化方向發(fā)展,如軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。
3.3.3機器人學
機器人學的主要研究方向是機器人的設計、制造和應用,隨著人工智能技術(shù)的成熟與應用,機器人的智能水平不斷提高,并且在不同行業(yè)中的應用已經(jīng)較為普遍,日常生活中常見的機器人包括掃地機器人、迎賓機器人、快遞機器人、早教機器人、無人機等,人們可以利用可移動設備對其進行操作,極大程度地提高了人們生活的智能性和便捷性。
3.3.4機器學習
機器設備并不具備自主思考能力,在不同應用場景下的反應主要是依托計算網(wǎng)絡技術(shù)和算法對人類思維模式進行模擬,并將人類行為進行充分消化以使自身性能得到優(yōu)化,能對不同問題進行處理。機器學習是一項涵蓋多個學科且復雜程度很高的科學,包含統(tǒng)計學、概率學、算法復雜度理論等,是人工智能的核心技術(shù),也是推動計算機向智能化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
3.3.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡
人工神經(jīng)網(wǎng)絡是人工智能技術(shù)自進入高速發(fā)展時期后廣泛研究的重點內(nèi)容。利用計算機算法將人腦神經(jīng)元進行簡單化、抽象化、模式化,并構(gòu)建成與人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡相似的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的成熟與發(fā)展為專家系統(tǒng)、模式識別、機器人學、生物、經(jīng)濟等多個學科的發(fā)展提供了技術(shù)支持,解決了很多人工智能技術(shù)發(fā)展中的實際難題。
4人工智能技術(shù)的應用
4.1人工智能技術(shù)在計算機網(wǎng)絡技術(shù)中的應用
4.1.1計算機網(wǎng)絡安全管理
人工智能技術(shù)與計算機網(wǎng)絡技術(shù)互相依存、互相促進、共同發(fā)展,在計算機網(wǎng)絡技術(shù)的多個方面都有深入的應用。其中,在網(wǎng)絡安全管理方面主要有如下應用:①智能防火墻技術(shù)。防火墻技術(shù)隨著計算機的普迅速發(fā)展,應用人工智能技術(shù)的防火墻技術(shù)比傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的性能更加優(yōu)異。智能防火墻技術(shù)具有智能記憶功能,能自動記錄并儲存歷史處理病毒的記錄,在后續(xù)應用過程中依據(jù)記錄直接優(yōu)化計算機匹配環(huán)節(jié),減少計算機數(shù)據(jù)量,提高防火墻的隔離病毒能力。另外,智能防火墻還能結(jié)合用戶的需求,對用戶不需要的彈窗功能、訪問權(quán)限、有害信息等進行智能化攔截。②計算機入侵檢測。防火墻的主要功能就是為計算機設備創(chuàng)造安全的運行環(huán)境,保證系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)不被侵害。計算機入侵檢測功能是保障防火墻正常工作的基礎功能模塊,對提高計算機數(shù)據(jù)的安全性和可靠性具有直接的影響。應用人工智能技術(shù)的入侵檢測功能,能對計算機系統(tǒng)進行智能化分析和處理,根據(jù)預定算法將處理數(shù)據(jù)整理成為入侵檢測報告,讓用戶能全面地掌握計算機設備的安全狀態(tài)。③垃圾郵件智能化處理。該技術(shù)依托人工智能技術(shù)中的模式識別功能,對接收郵件進行掃描和歸類,發(fā)現(xiàn)垃圾郵件后直接將其標注為垃圾郵件,為用戶發(fā)出風險警告,避免用戶因誤操對計算機系統(tǒng)造成損害。
4.1.2計算機網(wǎng)絡管理
人工智能技術(shù)的發(fā)展和應用促進計算機網(wǎng)絡技術(shù)向智能化方向發(fā)展。在實際應用中,除計算機網(wǎng)絡安全管理模塊外,還能解決多種網(wǎng)絡管理問題。隨著計算機技術(shù)的普及,網(wǎng)絡數(shù)據(jù)呈爆炸式增長,網(wǎng)絡管理工作量和工作難度都達到了空前高度,通過應用人工智能技術(shù),能大幅提高計算機網(wǎng)絡管理效率,優(yōu)化網(wǎng)絡管理效能。
4.2人工智能技術(shù)在企業(yè)管理中的應用
企業(yè)是市場經(jīng)濟活動的主要參與主體,是維持市場經(jīng)濟穩(wěn)定運行和發(fā)展的關(guān)鍵要素,在企業(yè)生產(chǎn)活動中科學地應用人工智能技術(shù),能有效提高企業(yè)的生產(chǎn)能力,促進企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟效益和社會效益。具體應用渠道如機械自動化、智能監(jiān)控、推薦系統(tǒng)、用戶購物行為分析、零售分析、數(shù)據(jù)提取、文本歸類、文章摘要等,從員工工作的細微之處實現(xiàn)工作效率上的提升,進而提升企業(yè)整體的運行效率。對工業(yè)行業(yè)來說,應用機械自動化技術(shù)還能有效降低傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中對人工的依賴性,大幅提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力,在行業(yè)發(fā)展的過程中起到了非常積極的促進作用。
4.3人工智能技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應用
航空航天技術(shù)是目前人類最高科技的集合體,涵蓋眾多學科,如信息技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、生物技術(shù)、天文學、生命科學等,對提高國家的國防力量、提高國家的國際地位、促進國家經(jīng)濟增長都具有非常重要的意義。航天器設計是航空航天領(lǐng)域中的關(guān)鍵工作之一,而遠程控制又是航空航天技術(shù)長久發(fā)展以來研究的重點,因我國對該技術(shù)的研發(fā)起步較晚,我國對航空航天技術(shù)的研發(fā)存在重重困難,但經(jīng)過國家和科技工作者的不懈努力,目前我國航空航天技術(shù)已處于世界先進水平。將人工智能技術(shù)應用于航天遠程控制中,利用智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行自動采集、處理和儲存,如通過采集航天器的軌道信息,并以此分析航天器的運行狀態(tài),根據(jù)分析結(jié)果制定運行決策,對提高航天器的運行安全性和運行質(zhì)量都是非常重要的舉措,推動國家航空航天事業(yè)獲得進一步發(fā)展。
4.4人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應用
目前,人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應用已經(jīng)非常廣泛,使醫(yī)護人員的工作內(nèi)容不斷得到優(yōu)化,提高工作效率,還有效提高了國家醫(yī)療水平。具體應用包括以下幾項內(nèi)容:①在電子病歷中的應用。傳統(tǒng)就醫(yī)診斷環(huán)節(jié),醫(yī)生都需要以手寫方式記錄病患病例,并根據(jù)病例詳細列出治療方案,工作量大,且效率較低,病例保存便捷性較差。通過應用電子病例,不僅能大幅減少病例記錄的工作量,還能在醫(yī)療系統(tǒng)中直接勾選治療所需藥品,完成病例及用藥的勾選后打印即可,既能大幅提高工作效率,還能將病例在計算機中進行儲存,且現(xiàn)階段病例文件的儲存格式不再局限于文字,語音和圖像也可被添加到病例中,提高醫(yī)療診斷的準確性。②在健康管理中的應用。在現(xiàn)代醫(yī)療中應用人工智能技術(shù),對病患的病情進行智能化分析,能使醫(yī)生對疑難病癥的分析更加全面準確,制定針對性更強的醫(yī)療方案,提高醫(yī)療水平,為改善患者的健康狀況提供輔助。
5結(jié)語
綜上所述,計算機人工智能技術(shù)的應用,對社會各行業(yè)都產(chǎn)生了不同程度的影響,人們的工作和生活方式得到優(yōu)化和改變,國家科技水平也不斷提升。加強對計算機人工智能技術(shù)的研究,推動人工智能技術(shù)在各個行業(yè)中的應用,讓人們能切身感受到科技為生活帶來的改變,對促進人類社會的發(fā)展具有非常重要的意義。
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關(guān)鍵詞:空氣動力學 流體控制 航空航天 發(fā)展方向
中圖分類號:V211 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(a)-0000-00
空氣動力學是研究物體同氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體流動規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學變化,在流體力學基礎上,隨著航空工業(yè)和噴氣推進技術(shù)的發(fā)展而成長起來的一個學科。空氣動力學的發(fā)展對于航空航天飛行器的研制有著極為重要的意義,是航空航天最重要的科學技術(shù)基礎之一,對國家安全、經(jīng)濟發(fā)展、社會和諧都有著重要和用。在過去一段時間里,由于航空工業(yè)的相對成熟,關(guān)于航空領(lǐng)的研究更多的集中于如何通過改進制造過程降低成本,而不再將主要力量投入新技術(shù)的研究,但隨著國際形勢的日益嚴峻、信息化程度的提高以及航空運輸對安全性經(jīng)濟性的要求,航空技術(shù)研究面臨著更多更新的挑戰(zhàn),使得全球重新提高了對航空技術(shù)研究的關(guān)注程度。作為航空航天技術(shù)的重要基礎學科之一的空氣動力學,也面臨著全新的機遇和挑戰(zhàn)。
1 空氣動力學研究意義和研究現(xiàn)狀
1.1 空氣動力學研究意義
人們最早對空氣動力學的研究可以追溯到人類對鳥或彈丸在飛行時的受力和力的作用方式的種種猜測,但真正形成獨立學科是在20世紀航空事業(yè)的迅速發(fā)展之后,是在經(jīng)典流體力學中發(fā)展并形成的新的分支,并且迅速成為發(fā)展航空航天各類飛行器的重要基礎科學和關(guān)鍵技術(shù),推動整個人類航空航天事業(yè)的發(fā)展,成為航空航天事業(yè)發(fā)展的基礎。如今,空氣動力學已經(jīng)不再僅只是應用于航空航天領(lǐng)域,還被應用于環(huán)境保護、公路交通、鐵路交通、冶金、建筑、體育等眾多領(lǐng)域,對整個人類社會的發(fā)展與進步都有著極為深遠的影響。
1.2 空氣動力學研究現(xiàn)狀
在20世紀90年代,隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展,使得航空工業(yè)整體技術(shù)程度相對于其它行業(yè)都成熟許多,基于此種原因,在較長一段時間里學界多認為航空工業(yè)已經(jīng)走向成熟,尤其是空氣動力技術(shù)基礎技術(shù)方面,因此航空工業(yè)的研究將更多的集中于成本費用的降低,而減少了對應用技術(shù)的研究重視程度,使得空氣動力學的研究相對緩慢。進入21世紀以后,隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、飛機設計技術(shù)等的發(fā)展,人們重新重視起了空氣力學的研究,使得空氣動力學得到了較好的發(fā)展。如以Euler及Navier.Stokes方程為主要數(shù)學模型的整機及部件繞流流場和氣動特性計算研究領(lǐng)域,在我國即得到了極大的發(fā)展,并被應用于很多重點型號的研制中;再如飛機多外掛氣動干擾特性研究、現(xiàn)代殲擊機大攻角過失速氣動持性研究等,都取得了極大的進展,在計算空氣動力學領(lǐng)域也取得了突出的成績,很多研究成果處于國際先進水平。
2 空氣動力學研究所面臨的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)的認為空氣動力學研究已經(jīng)足以滿足航空航天需求的認識很明顯是錯誤的,隨著飛機一體化設計技術(shù)、微型飛行器、行星探測飛行器的發(fā)展,必然向空氣動力學的研究提出新的挑戰(zhàn)。
3 先進飛機器研制需求所帶來的挑戰(zhàn)
隨著航空交通事業(yè)的不斷發(fā)展,以及出于國家安全等方面的需要,對先進飛行器的研制需求不斷提高。如高機動性作戰(zhàn)飛機、可重復使用高超音速飛行器、大型民航機、大型運輸機、地效飛行器、微型飛行器、智能飛行器、無人偵察機、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導彈、應用衛(wèi)星、概念武器等,都對空氣動力學的研究提出了更多的挑戰(zhàn)性課題,需要空氣動力學從復雜流場預測、噴流干擾、氣動隱身、微流體力學、氣動防熱、高超音速邊界湍流、低雷諾數(shù)流動力學、地面效應等多個方面進行更深入的研究,而所有這些研究,都涉及高度非定常、線性,包括復雜的物理化學變化效應的影響,難度極大。
例如,大容量運輸機的研發(fā),首先需要解決大容量運輸機高燃油效率、低噪聲、常規(guī)跑道起飛著陸能力的需要。在這里,雖然高燃油效率可以通過混合層流控制技術(shù)(HLFC)、發(fā)展新型發(fā)動機、采用高效的氣動設計方面來進行滿足,但這些技術(shù)要應用到大型飛機、高Re數(shù)情況卻還存在很多缺陷和不足。再如低噪聲的研究也是大型飛機所必須關(guān)注的問題,必須充分將聲學研究向氣動研究結(jié)合在一起進行。同時,還必須考慮增升阻力、尾渦效應、發(fā)動機噴流和外流干擾效應等。
3.1 自適應流動控制需要所帶來的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)空氣動力學對繞復雜物體的流動,多集采用渦發(fā)生器、吸氣、吹氣、肋條等技術(shù)進行模擬研究,但這種研究主要集中于流動的被動控制,隨著近年來電子技術(shù)、軟感技術(shù)、材料技術(shù)等的發(fā)展,傳統(tǒng)的集中于被動控制的研究存在許多不足,必須對宏觀流動和微觀流動的主運控制進行更深入的研究,這對飛行器的未來發(fā)展有著極為重要的意義。只有提高自適應流動控制研究水平,才能提高自適應流動控制技術(shù),為飛機結(jié)構(gòu)設計提供更為全面的飛行控制函數(shù),以有效減輕飛機重量和飛行能力。
自適應流動控制的研究主要包括減阻流動控制、邊界層分離流動控制、高升力流動控制三個方面。具有感知能力的自適應流控制技術(shù)對于去不穩(wěn)定性擾動源的影響極為重要,是未來飛行器發(fā)展所需要解決的一項關(guān)鍵性技術(shù),對于簡化吸氣裝置和相關(guān)系統(tǒng)都有著極為重要的意義。邊界層流分離流動控制技術(shù)則駐地改善飛機氣動性能有著重要意義,需要進一步研究射流、湍流、目標流場、近壁面壓力分布等方面的關(guān)系。高升力流動控制技術(shù)對行器增升裝置的研發(fā)有著重要意義,需要進一步研究如何在不降低飛機性能的情況下減少飛機重量提高飛機增升能力。