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關(guān)鍵詞 無(wú)線電技術(shù)；導(dǎo)航定位；航天航空
中圖分類號(hào)V19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）100-0189-02
0 引言
近時(shí)期，無(wú)線電技術(shù)在軍事上和民用上和航天航空上的研究越來(lái)越多，無(wú)線電技術(shù)是一個(gè)黑匣子，看不見摸不著的一門無(wú)線通信技術(shù)，無(wú)線電技術(shù)是一種具有良好的跟蹤性能、識(shí)別定位性能的一種新型的技術(shù)，其應(yīng)用很廣泛。無(wú)線電技術(shù)的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受，主要體現(xiàn)在其傳感器上，特別的是，現(xiàn)行的無(wú)線電通信系統(tǒng)集數(shù)據(jù)的采集、通信性能和數(shù)據(jù)的處理于一體，其在現(xiàn)有我國(guó)的汽車行業(yè)、航天航空領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展依賴于無(wú)線電系統(tǒng)的不斷的更新和改進(jìn)，無(wú)線電系統(tǒng)的性能，應(yīng)該和無(wú)線電功能相適應(yīng)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸型和實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)的保存記錄和運(yùn)行測(cè)試等數(shù)據(jù)的判斷，均對(duì)無(wú)線電設(shè)備有著重要的影響。由于無(wú)線電技術(shù)的廣泛的應(yīng)用，其功能的改進(jìn)，技術(shù)的進(jìn)步，收到廣大學(xué)者的關(guān)注和研究，本文將著重的論述無(wú)線電技術(shù)在航天航空上的的應(yīng)用研究。
1 無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展
19世紀(jì)中期，莫爾斯發(fā)明第一臺(tái)電報(bào)機(jī)，標(biāo)志著無(wú)線通信的發(fā)端；隨后貝爾實(shí)現(xiàn)了有線電話的通訊，早期的無(wú)線電發(fā)射器過(guò)于笨重，由于使用的是功率很強(qiáng)的間歇放電發(fā)射器，因此不便于安裝，攜帶等；到了20世紀(jì)30年代，阿姆斯特朗發(fā)命令FM方式無(wú)線電，是無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用的新的里程碑，采用FM調(diào)制解調(diào)技術(shù)，大大的提高了無(wú)線電設(shè)備工作靈敏度，能夠有效的彌補(bǔ)傳輸過(guò)程中的快速衰落或波動(dòng)性等缺陷，因此取代了先前的AM方式無(wú)線電，在無(wú)線通訊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而現(xiàn)在的無(wú)線電技術(shù)多使用衛(wèi)星遙測(cè)定位技術(shù)，使得無(wú)線電通信更加迅速和便捷，無(wú)線電通訊誤碼率和誤診率大大的降低。20世紀(jì)中期，我國(guó)引進(jìn)原蘇聯(lián)的遙測(cè)無(wú)線電系統(tǒng)，應(yīng)用于軍事上的導(dǎo)彈的測(cè)量和跟蹤等方面，無(wú)線電技術(shù)能否實(shí)時(shí)快速跟蹤目標(biāo)并且鎖定目標(biāo)位置，使得軍事防御與攻擊顯得更加可控，21世紀(jì)，我國(guó)投入基于GPS系統(tǒng)的無(wú)線通信手段于軍用、明勇航天航空系統(tǒng)，汽車等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤航天航空分級(jí)位置，多點(diǎn)定位和對(duì)空定位等一系列技術(shù)難題，現(xiàn)行我國(guó)無(wú)線電通訊技術(shù)在不考慮我國(guó)的路由帶寬的影響下，其效率相對(duì)比較低下，同世界其他各國(guó)的遙測(cè)系統(tǒng)而言，就水平比較較低下，我國(guó)無(wú)線電系統(tǒng)主要是數(shù)據(jù)速率低、最高碼率才只是每秒2兆，而且與國(guó)際先進(jìn)水平相比，國(guó)外同類產(chǎn)品至少是每秒5兆；因此我國(guó)在無(wú)線電通訊領(lǐng)域仍處于相對(duì)薄弱的地位。
2 無(wú)線電技術(shù)于航天航空應(yīng)用分析
北京2008年奧運(yùn)會(huì)，為了確保廣播電視的實(shí)時(shí)有效的播出，就是采用無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，無(wú)線電通訊系統(tǒng)設(shè)置站點(diǎn)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和遠(yuǎn)程控制等操作，在實(shí)況轉(zhuǎn)播期間，采用無(wú)線電通訊技術(shù)，廣播電視的播出能夠?qū)崟r(shí)有效的傳輸，全球覆蓋，其盲區(qū)也很小。無(wú)線電通訊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)內(nèi)各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸?shù)裙δ艿膶?shí)現(xiàn)，使得用戶可以能夠?qū)崟r(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)的更正，節(jié)約了大量的人力、物力、財(cái)力，使得無(wú)線電技術(shù)得到更多備受關(guān)注。
無(wú)線電技術(shù)，是采用無(wú)線電作為傳輸介質(zhì)進(jìn)行信息的發(fā)送和接受的，無(wú)線電通信，又叫移動(dòng)通信，例如常見的手機(jī)、車載臺(tái)、航天航空飛機(jī)等等，由于目標(biāo)的移動(dòng)，因此常導(dǎo)致移動(dòng)通信中的動(dòng)中通信問題，如發(fā)生多普勒現(xiàn)象，信號(hào)衰落等等。對(duì)于航天航空上的應(yīng)用，假設(shè)當(dāng)移動(dòng)接受臺(tái)由向（航天飛機(jī)）以的速度移動(dòng)時(shí)，發(fā)生的多普勒頻移可以表示為：
其中表示載波頻率，表示光速，表示多普勒頻移，表示最大多普勒頻移，和入射角無(wú)關(guān)，它是為0時(shí)的最大值，表示移動(dòng)臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度?？梢钥吹?，多普勒頻移與載波頻率和移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度成正比。
特別對(duì)于航天航空系統(tǒng)而言，接受端常常是移動(dòng)終端，因此很可能在移動(dòng)接收臺(tái)與發(fā)送臺(tái)相對(duì)移動(dòng)速度較快時(shí)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)使信號(hào)頻率產(chǎn)生偏移，這種偏移被稱為多普勒頻移，由于發(fā)送端和接收端之間的運(yùn)動(dòng)是隨時(shí)間變化的，所以接受端信號(hào)的多普勒頻移也是時(shí)變的。因此對(duì)于一般的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較難以實(shí)現(xiàn)航天航空飛機(jī)上的無(wú)線電通訊，無(wú)線電通訊技術(shù)近十幾年在航天航空上應(yīng)用取得了不少的進(jìn)步，具有較好的應(yīng)用情景，其主要通過(guò)GPS衛(wèi)星定位，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)行器的定位特性，對(duì)多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)等等通訊技術(shù)較成熟，應(yīng)用較廣泛，特別是民航。
針對(duì)航天航空上應(yīng)用的無(wú)線電技術(shù)，信號(hào)的同步問題是解決信號(hào)失真的關(guān)鍵，現(xiàn)行的通用的，較系統(tǒng)的無(wú)線電技術(shù)要數(shù)單頻網(wǎng)技術(shù)。單頻網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)重要的應(yīng)用是蜂窩單頻網(wǎng)，例如蜂窩技術(shù)常常應(yīng)用在設(shè)備到設(shè)備（D2D）的傳輸系統(tǒng)中，較常見的是LTE系統(tǒng)（引入OFDM和多天線MIMO等關(guān)鍵傳輸技術(shù)）。單頻網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，需要采用大功率的發(fā)射機(jī)將所廣播出去的信號(hào)，按照頻率同步、時(shí)間上同步，發(fā)送碼元同步等原則進(jìn)行信號(hào)的傳輸。其中頻率的同步則是要求每個(gè)單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)的工作頻率f相同，對(duì)于正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）調(diào)制方式而言，信號(hào)的每個(gè)子載波的頻率應(yīng)該是相等的。頻率同步是其信號(hào)接收的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的根本保證，頻率不相同，易導(dǎo)致信號(hào)的失真，造成信號(hào)的誤碼率增大，因此一般單頻網(wǎng)的是確保來(lái)自GPS信號(hào)的鎖相環(huán)同步等功能。
目前，針對(duì)GPS定位性能，我國(guó)的遙測(cè)系統(tǒng)在頻段方式上處于不斷的完善中。遙測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用在軍事上和民用上和醫(yī)用上，例如1964年到1986年期間，我國(guó)先后研制的兩彈一星，其中大容量的遙測(cè)系統(tǒng)提供了較大的技術(shù)支撐。遙測(cè)技術(shù)是一個(gè)集成性能好的，具有良好的跟蹤性能、遙控性能的一種新型的技術(shù)，其應(yīng)用很廣泛。遙測(cè)技術(shù)的集成性能，主要體現(xiàn)在其集傳感器、數(shù)據(jù)的采集、通信性能和數(shù)據(jù)的處理于一體，其在現(xiàn)有我國(guó)的汽車行業(yè)、航天航空領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，遙測(cè)技術(shù)的發(fā)展依賴于遙測(cè)系統(tǒng)的不斷的更新和改進(jìn)，遙測(cè)系統(tǒng)的性能，應(yīng)該和遙測(cè)功能相適應(yīng)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸型和實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)的保存記錄和運(yùn)行測(cè)試等數(shù)據(jù)的判斷，均對(duì)遙測(cè)設(shè)備有著重要的影響。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，國(guó)外同類產(chǎn)品至少是每秒5兆；現(xiàn)行我國(guó)的遙測(cè)系統(tǒng)不具備適應(yīng)CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)控能力，對(duì)于多個(gè)目標(biāo)的跟蹤的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性難以保證，而且遙測(cè)系統(tǒng)的體積也過(guò)于龐大，系統(tǒng)的可靠性不強(qiáng)，使用壽命也較低下，這是我國(guó)遙測(cè)系統(tǒng)下一階段發(fā)展要改進(jìn)的地方。
3 結(jié)論
我國(guó)無(wú)線電技術(shù)突飛猛進(jìn)，技術(shù)在不斷地革新，近十年的發(fā)展，我國(guó)無(wú)線電技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，隨著科技的進(jìn)步，給無(wú)線電技術(shù)帶來(lái)了相關(guān)的更高的要求。無(wú)線電技術(shù)是一個(gè)集成性能好的，具有良好的發(fā)射、跟蹤、遙控、接受的一種新型的技術(shù)，在現(xiàn)有我國(guó)的汽車行業(yè)、航天航空領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)；航空航天工業(yè)；應(yīng)用
焊接技術(shù)是鏈接技術(shù)中的一部分，是航空航天工業(yè)緊密器件制造中補(bǔ)課或缺的技術(shù)。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，各種新型焊接技術(shù)的廣泛引用，極大地簡(jiǎn)化了航空航天中各類構(gòu)件的加工，節(jié)省了生產(chǎn)材料，提升了生產(chǎn)效率。隨著焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，航天飛機(jī)的重量得到了堅(jiān)強(qiáng)，同時(shí)也為航天飛機(jī)及其器件的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持，帶動(dòng)了航天飛機(jī)整體性能的提升。文章將對(duì)焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用研究
1 航空航天工業(yè)常見焊接技術(shù)
1.1 電子束焊技術(shù)
在真空環(huán)境下，將高速電子流聚焦后對(duì)準(zhǔn)工件進(jìn)行縫接，而這時(shí)電子束的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，將金屬工件熔合，這種焊接方法就稱為電子束焊（ EBW）。它也是一種高能束流加工技術(shù)，與其它焊接技術(shù)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：能量密度高、焊接深寬比大、變形小、精度高，還可以自動(dòng)控制等。電子焊接技術(shù)這些優(yōu)勢(shì)，使得它在航空、航天、電子、核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)方面應(yīng)用廣泛。將電子束焊接技術(shù)運(yùn)用于航空制造業(yè)中，使得制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)更加精密，質(zhì)量更加先進(jìn)，也使得很多零件的減重設(shè)計(jì)、異種材料或者難以整體加工的零件材料的焊接得以實(shí)現(xiàn)。在航空航天產(chǎn)業(yè)方面，最重要的技術(shù)就是焊接零件具備高強(qiáng)度、低重量和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，而電子束焊接恰好解決了這一問題。由此可見，在航天航空領(lǐng)域，電子束焊接已經(jīng)成為一項(xiàng)必不可少的技術(shù)。
1.2 激光焊技術(shù)
激光技術(shù)首先依靠偏光鏡反射裝置，將激光束聚焦在工件上，利用光束產(chǎn)生的巨大能量，瞬間就可以將工件熔化和蒸發(fā)，這種技術(shù)就是激光焊接。激光焊所需的裝置較為簡(jiǎn)單，焊接時(shí)能量密度高、精確度高，工件變形小，而且可以焊接難熔零件等，這種技術(shù)在室溫或特殊條件下都可以進(jìn)行。在對(duì)飛機(jī)大蒙皮和附件進(jìn)行拼接時(shí)，經(jīng)常用到激光焊技術(shù)。早在1970年左右，美國(guó)就將激光焊技術(shù)運(yùn)用于航空航天工業(yè)中。他們制造了一臺(tái)15kW的CO2仿激光焊機(jī)弧光器，在生產(chǎn)飛機(jī)的各種零件和材料時(shí)運(yùn)用了激光焊技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行焊接試驗(yàn)及提高工藝標(biāo)準(zhǔn)?？罩锌蛙嚬旧a(chǎn)的A340飛機(jī)，其零件中的全部鋁合金內(nèi)隔板都是利用激光焊接技術(shù)完成，使得機(jī)身重量有所，生產(chǎn)成本也得到降低。
1.3 攪拌摩擦焊技術(shù)
1991年，英國(guó)焊接研究所（英文簡(jiǎn)稱為TWI），研發(fā)了一種新的固相連接技術(shù)，并將其命名為攪拌摩擦焊技術(shù)（英文簡(jiǎn)稱為FSW）。該項(xiàng)技術(shù)是世界焊接技術(shù)發(fā)展史上研究歷史最短但傳播速度最快的焊接技術(shù)。它的工作原理是，通過(guò)一種非耗損的攪拌頭，使其高速旋轉(zhuǎn)，然后壓入待焊界面，經(jīng)過(guò)高速摩擦加熱被焊金屬界面從而產(chǎn)生熱塑性。最后，零件在壓力、推力和擠壓力的共同作用下形成致密的金屬間擴(kuò)散連接。該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是，焊接時(shí)無(wú)需材料、無(wú)飛濺、無(wú)需氣體保護(hù)、零件損傷小等，由此也被稱作當(dāng)代最具革命性的焊接技術(shù)。例如，波音公司在生產(chǎn)C-17和C-130運(yùn)輸機(jī)時(shí)，也利用該技術(shù)焊接地板來(lái)代替緊固件連接，使得地板結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，生產(chǎn)成本得到降低?？偠灾?，攪拌摩擦焊技術(shù)將在未來(lái)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮巨大的潛力。
1.4 擴(kuò)散焊技術(shù)
擴(kuò)散焊又稱擴(kuò)散連接，它是指在真空環(huán)境或者氣體保護(hù)下，對(duì)母材加熱至熔點(diǎn)以下，將兩個(gè)或多個(gè)零件表面施加壓力，使界面產(chǎn)生微觀塑性變形形成緊密接觸，保持某一溫度使原子在界面擴(kuò)散而，最終將零件連接到一起。使用該焊接方法，一次可焊接多個(gè)接頭，零件的接頭質(zhì)量好、形變小，而且焊后無(wú)需機(jī)加工。由于這些優(yōu)點(diǎn)，在直升飛機(jī)的鈦合金旋翼槳轂、夾層風(fēng)扇葉片、飛機(jī)大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、渦輪葉片等零件的生產(chǎn)制造過(guò)程中，擴(kuò)散焊技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。在航空航天領(lǐng)域，焊接技術(shù)已經(jīng)成為了必不可少的重要連接技術(shù)，該技術(shù)的運(yùn)用使得飛行器重量有所減輕，發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量有所提高，所以大大推動(dòng)了航天航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的提高。很顯然，我國(guó)航天航空工業(yè)在將來(lái)的發(fā)展中，離不開焊接技術(shù)。與此同時(shí)，該技術(shù)的運(yùn)用也會(huì)推動(dòng)航天航空工業(yè)的飛速發(fā)展。
2 焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用―以電子束焊接技術(shù)為例
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)焊接技術(shù)被研發(fā)出來(lái)，不僅可以有效地減輕航天航天結(jié)構(gòu)的重量，更可以通過(guò)提供先進(jìn)的技術(shù)支持，為航天航空飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能和整體性能的提升提供幫助。電子束焊接技術(shù)則是航空航天工業(yè)中普遍運(yùn)用的一種焊接技術(shù)。
2.1 電子束焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的應(yīng)用
發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室身部主要使用的是不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)和銅胎上電鑄金屬。但是，在進(jìn)行焊接時(shí)，由于受各自物理化學(xué)性能存在巨大差別，極大地增加了焊接難度，特別是在接頭處記憶產(chǎn)生雜質(zhì)。當(dāng)存在較大的焊接應(yīng)力時(shí)，接頭處容易出現(xiàn)開裂。同時(shí)，在高溫情況下，電鑄層容易出現(xiàn)削弱，甚至剝離。此外，在采用電子束焊接時(shí)，也會(huì)受到來(lái)自電鑄金屬層的磁性的影響。因此，在采用電子束焊接技術(shù)進(jìn)行焊接時(shí)，首先應(yīng)對(duì)電鑄金屬層進(jìn)行整體退磁，對(duì)電子束的路徑進(jìn)行磁場(chǎng)屏蔽處理。焊接時(shí)，主要采用高壓型電子束焊機(jī)對(duì)燃燒室進(jìn)行焊接。要盡量避免焊接時(shí)產(chǎn)生過(guò)多熱量，避免變形，并盡可能的降低接頭的應(yīng)力，防止易熔夾層的形成，避免應(yīng)高溫而出現(xiàn)的結(jié)合力降低的情況，可以有效地避免開裂情況的出現(xiàn)。
2.2 電子束焊接在波紋管組合件中的應(yīng)用
航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品中波紋管組合件是其重要組件之一。同時(shí)，也是需要利用電子束焊接技術(shù)進(jìn)行焊接的重要部分。一般而言，多層金屬波紋管是航天發(fā)動(dòng)機(jī)的主要的動(dòng)密封原件。多層金屬波紋管作為動(dòng)密封原件的主要優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，相對(duì)比較靈活。為此，保證運(yùn)動(dòng)靈活與良好氣密性是波紋管組合件生產(chǎn)的關(guān)鍵所在，而這個(gè)環(huán)節(jié)需要通過(guò)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用電子束焊接技術(shù)，可以有效地增強(qiáng)波紋管的接頭強(qiáng)度，從而在盡可能避免變形的同時(shí)，保證焊接的美觀和密封性。
2.3 電子束焊接在壓力容器中的應(yīng)用
在航空航天工業(yè)應(yīng)用中，壓力容器的主要用途在于對(duì)各種流體介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)。壓力容器質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到空間系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電子束焊接在制造高質(zhì)量壓力容器中具有主導(dǎo)作用。在推進(jìn)系統(tǒng)中，燃料儲(chǔ)箱與氣瓶是關(guān)鍵部件。根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，壓力容器的多發(fā)故障主要集中在氣瓶焊縫處。因此，在進(jìn)行焊接時(shí)，氣瓶處焊接要求極高。采用電子束焊接時(shí)，可以通過(guò)單面焊雙面成形，從設(shè)備和工藝的角度控制焊縫內(nèi)外表面的咬邊缺陷的出現(xiàn)。此外，隨著近年來(lái)復(fù)核材料氣瓶逐漸增多，其由內(nèi)外兩層構(gòu)成。其中，內(nèi)層為金屬襯層，而外層的復(fù)合材料層。前者的作用在于氣密作用，而后者的復(fù)核材料則主要承擔(dān)大部分內(nèi)壓載荷。通過(guò)電子束焊接技術(shù)主要針對(duì)氣瓶中的內(nèi)層，即金屬內(nèi)襯進(jìn)行焊接，這部分的金屬一般采用鈦合金或鋁合金制作，因而相對(duì)比較薄。通過(guò)真空電子束可以更加精確的進(jìn)行焊接，避免氣孔缺陷。
3 結(jié)束語(yǔ)
焊接技術(shù)是航空航天領(lǐng)域的重要連接技術(shù)，它在促進(jìn)航空航天制造技術(shù)的發(fā)展、實(shí)現(xiàn)飛行器的減重、高效中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?？梢灶A(yù)見，我國(guó)航空航天工業(yè)在突飛猛進(jìn)的焊接技術(shù)的推動(dòng)下定將取得快速發(fā)展。我們相信，隨著技術(shù)焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)航空航天工業(yè)水平也將得到明顯的提升。
參考文獻(xiàn)
[1]王亞軍，盧志軍.焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展建議[J].航空制造技術(shù)，2008，16：26-31.
[2]馬卓.先進(jìn)焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，3：122.
關(guān)鍵詞：攪拌摩擦焊；航空；航天
中圖分類號(hào)：TG45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的工件）連接成一個(gè)整體的操作方法。焊接技術(shù)存在著減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)性能等優(yōu)勢(shì)，在航空航天制造中已經(jīng)由輔助工藝轉(zhuǎn)變?yōu)轱w機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)。在航空航天業(yè)領(lǐng)域里，特種焊接技術(shù)所占的比例和應(yīng)用面正在逐漸擴(kuò)大，其中又以高能束流焊接技術(shù)以及固態(tài)焊技術(shù)（摩擦焊、擴(kuò)散焊等）電子束焊接、等離子束焊接和激光焊接為代表。先進(jìn)焊接技術(shù)的發(fā)展為飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、構(gòu)造提供了技術(shù)支持，大大促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，對(duì)先進(jìn)飛機(jī)制造與生產(chǎn)，航天航空工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。
1 攪拌摩擦焊的原理
攪拌摩擦焊技術(shù)（Faction Stir Welding，簡(jiǎn)稱FSW）是英國(guó)焊接研究所（簡(jiǎn)稱TWI）在1991年發(fā)明的新型固相連接技術(shù)，具有無(wú)飛濺，無(wú)需焊接材料，不需要保護(hù)氣體，被焊材料損傷小，焊縫熱影響區(qū)小，焊縫強(qiáng)度高等特點(diǎn)，被譽(yù)為“當(dāng)代最具革命性的焊接技術(shù)。是世界焊接技術(shù)發(fā)展史上自發(fā)明到工業(yè)應(yīng)用時(shí)間跨度最短和發(fā)展最快的一項(xiàng)固相連接新技術(shù)。它是利用一種非耗損的攪拌頭，高速旋轉(zhuǎn)著壓入待焊界面，摩擦加熱被焊金屬界面使其產(chǎn)生熱塑性，在壓力、推力和擠壓力的綜合作用下實(shí)現(xiàn)材料擴(kuò)散連接，形成致密的金屬間固相連接。攪拌摩擦焊與其它常規(guī)焊接方法一樣都是利用摩擦熱作為焊接熱源。攪拌摩擦焊是由一個(gè)圓柱體形狀的焊頭伸入到工件的接縫處，由于焊頭高速旋轉(zhuǎn)與焊接工件材料之間發(fā)生摩擦，連接部位的材料由于溫度升高而軟化，同時(shí)通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行攪拌摩擦進(jìn)而完成焊接。
2 攪拌摩擦焊的特點(diǎn)
2.1 先進(jìn)的固相連接技術(shù)
攪拌摩擦焊相對(duì)于慣性摩擦焊與線性摩擦焊而言，是一種新型的固相連接技術(shù)，與傳統(tǒng)的熔焊工藝比較，固態(tài)焊接是使母材保持在塑性狀態(tài)下，保持在母材未融化的狀態(tài)下進(jìn)行的，其顯微組織為細(xì)晶組織與母材的鍛態(tài)組織非常接近。焊接后焊縫組織的力學(xué)性能與母材相當(dāng)甚至要超過(guò)母材的原有力學(xué)性能。固態(tài)焊接的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于焊接過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，不需要特殊的焊接技術(shù)人員，固態(tài)焊接包括摩擦焊和擴(kuò)散焊，在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)整體化設(shè)計(jì)及制造中，固態(tài)焊接作為一種先進(jìn)的焊接技術(shù)，正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
攪拌摩擦焊主要是依靠旋轉(zhuǎn)和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，相對(duì)于慣性摩擦焊與線性摩擦焊高昂的設(shè)備來(lái)說(shuō)，攪拌摩擦焊對(duì)設(shè)備的要求不高，只要具備以上兩種運(yùn)動(dòng)即可，如一臺(tái)銑床就可以完成簡(jiǎn)單的小型平板攪拌摩擦焊，專業(yè)的攪拌摩擦焊設(shè)備的可靠性更高，焊接過(guò)程的可重復(fù)性更好好。
2.2 廣泛的應(yīng)用范圍
攪拌摩擦焊在焊接過(guò)程中，材料不會(huì)融化，因此接頭不會(huì)產(chǎn)生粗大的柱狀晶、偏析、夾雜、裂紋和氣孔等與熔化和凝固冶金有關(guān)的焊接缺陷及焊接脆化等現(xiàn)象；軸向壓力和扭矩共同作用下焊接材料會(huì)產(chǎn)生晶粒細(xì)化、組織致密等力學(xué)冶金效應(yīng)，同時(shí)具備自清潔的功能，以上因素決定了攪拌摩擦焊工藝不但性能優(yōu)異，而且應(yīng)用廣泛，，除傳統(tǒng)的金屬焊接外，還可進(jìn)行粉未合金、復(fù)合材料、功能材料、難熔材料等新型材料的焊接，尤其適用于鋁—銅、銅—鋼、高速鋼—碳鋼、高溫合金—碳鋼等異種材料的焊接，甚至如陶瓷—金屬、硬質(zhì)合金—碳鋼、鎢銅粉末合金—銅等性能差異非常大的異種材料也可連接。
同時(shí)，攪拌摩擦焊還具有廣泛的結(jié)構(gòu)尺寸以及接頭形式適應(yīng)性?？捎糜诎魧?duì)棒、管對(duì)管、管對(duì)棒、管（棒）對(duì)板等的焊接，在任何位置幾乎都可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。
2.3 綠色、清潔的焊接工藝
攪拌摩擦焊在焊接過(guò)程中火花、無(wú)弧光、無(wú)飛濺、無(wú)輻射無(wú)煙霧、高頻以及害氣體等對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響的污染源，是一種綠色、清潔的焊接工藝。
3 攪拌摩擦焊技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用
在航空航天領(lǐng)域里，新材料、此工藝大量使用，世界范圍內(nèi)的相關(guān)公司都對(duì)攪拌摩擦焊做了大量的研究，如飛機(jī)機(jī)身的縱向、環(huán)向、預(yù)成形件的攪拌摩擦焊連接、飛機(jī)起落架傳動(dòng)支承門、飛機(jī)方向翼板、飛機(jī)中心翼盒蓋板、飛機(jī)蒙皮制造、飛機(jī)機(jī)翼蒙皮結(jié)構(gòu)的修理、飛機(jī)地板攪拌摩擦焊以及新型商業(yè)飛機(jī)的攪拌摩擦焊等。
美國(guó) Eclipse公司在Eclipse N500型商務(wù)飛機(jī)制造中首次大規(guī)模成功運(yùn)用了 FSW技術(shù)， 包括飛機(jī)蒙皮、翼肋、弦狀支撐、飛機(jī)地板以及結(jié)構(gòu)件的裝配等基本上都采用攪拌摩擦焊技術(shù)制造，其中70%的鉚接被焊縫替代，這不僅極大地提高了連接質(zhì)量，而且使生產(chǎn)效率提高了近10倍，可以比自動(dòng)鉚接快6倍，比手動(dòng)鉚接快60倍，共計(jì)節(jié)省成本約2/3。波音公司將攪拌摩擦焊技術(shù)用于C-17和C-130運(yùn)輸機(jī)地板的制造，利用攪拌摩擦焊代替緊固件連接，簡(jiǎn)化了地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并提高了構(gòu)件的生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本降低了20%?？傊?，F(xiàn)SW技術(shù)正處于深入研究和推廣應(yīng)用階段，存在著巨大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Α?/p>
總之，攪拌摩擦焊接是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的先進(jìn)焊接制造工藝，在航空航天工業(yè)領(lǐng)域中具有巨大的技術(shù)潛力和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。通過(guò)與計(jì)算機(jī)、信息處理、軟件、自動(dòng)控制、過(guò)程模擬、虛擬制造等高技術(shù)的緊密結(jié)合，攪拌摩擦焊接正在以高新技術(shù)面貌展現(xiàn)在人們面前。
參考文獻(xiàn)
[1]王亞軍，盧志軍. 焊接技術(shù)在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展建議[J].航空制造技術(shù)，2008（16）：26-31.
2010年10月1日18時(shí)59分57秒“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)三丙火箭發(fā)射升空，并獲得了圓滿成功。
“嫦娥二號(hào)”原本是“嫦娥一號(hào)”的備份星。因?yàn)椤版隙鹨惶?hào)”出色完成了探月一期工程目標(biāo)，沒有必要再發(fā)射備份星。為最大限度節(jié)省國(guó)家的資金，科學(xué)家對(duì)這顆“嫦娥一號(hào)”的備份星進(jìn)行了一系列技術(shù)改進(jìn)，把它改造成了探月二期工程的先導(dǎo)星“嫦娥二號(hào)”。從外觀來(lái)看，“嫦娥二號(hào)”和“嫦娥一號(hào)”大小和形狀幾乎完全一樣，可謂孿生姊妹?！版隙鸲?hào)”環(huán)月后，進(jìn)入了100千米×15千米的橢圓軌道飛行，這就是說(shuō)，衛(wèi)星距離月球最近時(shí)僅有15千米，呈現(xiàn)在大家面前的將是更為清晰的“月球的臉”。
旅行者二號(hào)到達(dá)太陽(yáng)系邊緣
1977年，美國(guó)發(fā)射了“旅行者”1號(hào)和2號(hào)探測(cè)器，它們是對(duì)太陽(yáng)系的外層行星進(jìn)行探測(cè)的最早的太空探測(cè)器。“旅行者”1號(hào)在1980年完成土星觀測(cè)后就結(jié)束了它的最初使命。從那以后，它就開始挺進(jìn)外層空間。在1998年，它越過(guò)了“先鋒者"10號(hào)探測(cè)器，成為距地球最遠(yuǎn)的人造物體。
2010年11月5日(北京時(shí)間11月6日)，NASA宣布，“旅行者”1號(hào)太空探測(cè)器已經(jīng)到達(dá)太陽(yáng)系的邊緣，并且正在飛入一個(gè)此前從沒有探測(cè)過(guò)的太空區(qū)域。“旅行者”1號(hào)的旅程是一個(gè)科學(xué)上的里程碑。這是第一次，一個(gè)人造物體旅行了135億千米(84億英里)，大約相當(dāng)于從地球到太陽(yáng)的距離的90倍。
相關(guān)學(xué)科
數(shù)學(xué)：“嫦娥”升空是中國(guó)航天科技的又一次進(jìn)步，這一素材可在2011年中考數(shù)學(xué)里以題目背景的形式出現(xiàn)。
物理：在火箭點(diǎn)火、發(fā)射、變軌到著陸的整個(gè)過(guò)程中，涉及的物理知識(shí)點(diǎn)有內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化、力的相互作用、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、新能源、物態(tài)變化、簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的計(jì)算、壓強(qiáng)、聲現(xiàn)象、月球表面引力大小等。
化學(xué)：航天事業(yè)也少不了化學(xué)，與其相關(guān)的化學(xué)知識(shí)有燃燒、氧氣、二氧化碳、環(huán)境保護(hù)等。
原創(chuàng)試題
數(shù)學(xué)
1.在衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中有一個(gè)重要的節(jié)點(diǎn)就是星 箭分離，大家可能會(huì)問，這個(gè)分離以后火箭去 哪了?火箭分離以后，助推器和一級(jí)整流罩都 落在陸地上，二級(jí)是落在太平洋公海上，三級(jí) 是留在軌道上，衛(wèi)星整流罩落在重慶綦江縣境 內(nèi)，這個(gè)事件是__________事件。
2.嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在100千米軌道飛行時(shí)將面臨高 溫，衛(wèi)星上受到光線照射的部分溫度高達(dá) 100℃，而沒有光線照射的地方會(huì)在零下20％， 衛(wèi)星的兩面相差( )
A.80℃
B.120℃
C.100℃
D.20℃3.人民網(wǎng)科技頻道轉(zhuǎn)載了“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在100 千米軌道飛行時(shí)的圖片，我們把月球看作一個(gè) 圓，衛(wèi)星繞月飛行的100千米軌 道看作一個(gè)圓，如圖1所示，那么 兩圓的關(guān)系是(
)
A.相交 B.內(nèi)含
C.內(nèi)切 D.外切
4.“三號(hào)丙”火箭采用三級(jí)棒助推方式，通過(guò) 不斷加力，達(dá)到將“嫦娥二號(hào)”送入月球軌道， 點(diǎn)火后，一級(jí)火箭用160秒將“嫦娥二號(hào)”送到 距地一定距離的高空后完成使命，二級(jí)火箭用 400秒將“嫦娥二號(hào)”送到距地一定距離的高空 后完成使命，一、二級(jí)火箭共將“嫦娥二號(hào)”送 到距地140千米的高空，如果在此過(guò)程中火箭 運(yùn)行的速度不變，請(qǐng)問一級(jí)火箭和二級(jí)火箭各 運(yùn)載“嫦娥二號(hào)”飛行了多少千米?
5.1766年德國(guó)人提丟斯發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系中的行星到 太陽(yáng)的距離遵循一定的規(guī)律，如下表所示：
第7顆行星到太陽(yáng)的距離是_____天文單位。
6.如圖2，在某海域內(nèi)有三艘軍艦A、D、C、軍艦C在 軍艦A北偏東60°方向上，軍艦D在軍艦A北偏西 60°方向上，一艘宇宙飛船返回艙因故障降落 在軍艦A北偏東30°的方向75海里B點(diǎn)位置處，此 時(shí)發(fā)現(xiàn)返回艙漏水，海水以每6分鐘40千克的速 度滲入船內(nèi)，當(dāng)返回艙滲入的海水總量超過(guò) 750千克時(shí)，返回將沉入海中，同時(shí)在C處測(cè)得B 在軍艦C的北偏西75°方向上，問哪艘軍艦離B處 最近，且這艘軍航至少應(yīng)以怎樣的航行速度駛 向B處才能完成救援(要求計(jì)算結(jié)果保留根號(hào))?
7.旅行者1號(hào)上攜帶了一張圓形銅質(zhì)磁盤唱片 (如圖3所示)，內(nèi)容包括用55種人類語(yǔ)言錄制 的問候語(yǔ)和各類音樂，旨在向“外星人”表達(dá)人 類的問候，請(qǐng)你用尺規(guī)作圖確定它的圓心。
8.已知旅行者1號(hào)的某 一時(shí)間飛行軌道是雙 曲線的一支，如圖4所 示，一位天好者 在一張矩形紙上繪制 了該飛行器的運(yùn)行軌 道的示意圖，并將示 意圖放人直角坐標(biāo)系
中，如圖5所示。在平面直角坐標(biāo)系中，函數(shù)y= m/x(x>0，m是常數(shù))的圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(1，4)、點(diǎn)B (a，b)，其中。>1，過(guò)點(diǎn)A作x中的垂線，垂足為C， 過(guò)點(diǎn)B作y軸的垂線，垂足為D,A C與BD相交于 點(diǎn)M，聯(lián)結(jié)AD、DC、CB與AB，
(1)求m的值；
(2)求證：DC∥AB；
(3)當(dāng)AD=BC時(shí)，求直線AB的函數(shù)解析式，
物理
9.美國(guó)“旅行者”1號(hào)探測(cè)器飛行33年后到達(dá)太陽(yáng) 系邊緣區(qū)域，正向更遠(yuǎn)的太空飛去。如果探測(cè) 器所受外力全部消失，那么探測(cè)器將( )
A.沿原來(lái)路徑返回地球
B.沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.立刻靜止
D.沿原方向做減速直線運(yùn)動(dòng)
10.“旅行者”1號(hào)探測(cè)器從宇宙向地球不斷的發(fā)射 信號(hào)。探測(cè)器發(fā)回的無(wú)線電波屬于( )
A.電磁波 B.可見光
C.超聲波 D.次聲波
11.“旅行者”1號(hào)探測(cè)器上攜帶了一張鍍金銅板 聲像片和一枚金剛石唱針，之所以采用金剛 石材料作為唱針，是因?yàn)榻饎偸腳________大。
12.人造衛(wèi)星或者空間探測(cè)器都是由火箭搭載升 空的，如圖6所示，火箭發(fā)射時(shí)，在發(fā)射臺(tái)下有一 個(gè)大水池，讓高溫火焰噴到水中，通過(guò)水 ___________來(lái)吸收巨大的 熱量，火箭升空瞬間， 看到的白色“氣團(tuán)”是 水蒸氣________(填物 態(tài)變化名稱)形成。
化學(xué)
13.我國(guó)使用“3號(hào)甲”運(yùn)載火箭將“嫦娥二 號(hào)”送上月球軌道，該運(yùn)載火箭的動(dòng)力是由高 氯酸銨(NH4C104)分解所提供的，反應(yīng)方程式 為2NH4C1O4=N2+Cl2+4H20+202， 請(qǐng)判斷該反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是( )
A.分解反應(yīng) B.化合反應(yīng)
C.置換反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)
14.“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功，標(biāo)志中國(guó)航天的 月球之路又跨了一大步。
(1)“嫦娥二號(hào)”使用的燃料是液氫，助燃劑是 液氧。氧氣從淡藍(lán)色液體變成無(wú)色氣體發(fā)生 了______變化，氫氣燃燒的化學(xué)方程 式為__________。液態(tài)氫作燃料除燃燒時(shí)產(chǎn) 生較大的推動(dòng)力外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是________。 對(duì)于目前全世界出現(xiàn)能源危機(jī)，以及燃燒對(duì) 環(huán)境的影響，我們應(yīng)該合理開發(fā)利用的新能 源有(至少填兩種)__________。
(2)月球上的3me(3表示相對(duì)原子質(zhì)量)蘊(yùn)藏 量巨大，探月的目標(biāo)之一是探測(cè)核聚變?nèi)剂?3He的分布。地球上的氦元素主要以4He形式 存在。從原子的構(gòu)成來(lái)看，3He、4He兩種原子 的_________數(shù)不同，化學(xué)性質(zhì)__________。
(3)“嫦娥二號(hào)”的另一個(gè)目標(biāo)是進(jìn)一步探測(cè)下 列14種元素的含量和分布：K、Th(釷)、U (鈾)、0、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti(鈦)、Na、Mn、Cr (鉻)、Gd(釓)。其中屬于金屬元素的有 __________________種。
(4)月球表面富含鈦鐵礦，鈦因其硬度大、熔點(diǎn) 高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優(yōu)良的性能。被 譽(yù)為“未來(lái)金屬”。我國(guó)四川省有大型釩鈦磁 鐵礦，由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝 過(guò)程如下：
①鈦鐵礦的主要成分是FeTi03(鈦酸亞鐵)， 其中鈦的化合價(jià)為_________價(jià)。
1發(fā)揮航空、航天、民航“三航”特色優(yōu)勢(shì)
立足江蘇，積極實(shí)施民，整合資源，加速形成學(xué)校向產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移的有效機(jī)制南京航空航天大學(xué)是具有良好軍工技術(shù)基礎(chǔ)的綜合性研究大學(xué)，研發(fā)了一大批運(yùn)用于國(guó)防的高新技術(shù)和科技成果，這些科技成果在民用市場(chǎng)同樣有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼?，發(fā)揮國(guó)防特色，積極推進(jìn)軍工技術(shù)向民用市場(chǎng)轉(zhuǎn)移，勢(shì)在必行。針對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和江蘇省發(fā)展，中心加強(qiáng)引導(dǎo)軍用技術(shù)與民用市場(chǎng)的融合，使國(guó)防科技在服務(wù)軍工科研和生產(chǎn)的同時(shí)，為地方經(jīng)濟(jì)和發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)，賦予學(xué)?？萍脊ぷ餍碌脑鲩L(zhǎng)點(diǎn)。有效形成了軍民融合、軍民互相促進(jìn)的良好局面。例如，在民用航空發(fā)展需求方面，中心重點(diǎn)在通用航空設(shè)計(jì)制造、航空規(guī)劃與交通管理、民營(yíng)運(yùn)營(yíng)與空港經(jīng)濟(jì)、飛機(jī)運(yùn)行與安全保障、民航培訓(xùn)與先進(jìn)訓(xùn)練等方面加快推進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和輻射，先后為鎮(zhèn)江新區(qū)、揚(yáng)州新區(qū)、南京江寧區(qū)等地方政府開展航空產(chǎn)業(yè)和空港經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，與南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)、無(wú)錫蘇南國(guó)際機(jī)場(chǎng)、杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)、上海機(jī)場(chǎng)集團(tuán)公司等20余家省內(nèi)外機(jī)場(chǎng)，中國(guó)南方航空集團(tuán)公司、中國(guó)民用航空局華東管理局等航空公司和空管部門，江蘇航空產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所、中國(guó)商用飛機(jī)公司等科研院所和大型企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，推動(dòng)我校特色“三航”技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域迅速應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。
2參與行業(yè)共性、關(guān)鍵性技術(shù)的研究
積極與地方政府、企事業(yè)單位共建合作平臺(tái)，開展產(chǎn)學(xué)研合作，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心以國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為抓手，充分利用學(xué)校人才、特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科和最新科技成果的優(yōu)勢(shì)，積極融入?yún)^(qū)域創(chuàng)新體系的建設(shè)，加強(qiáng)與各級(jí)地方政府和企業(yè)構(gòu)建合作平臺(tái)，走政產(chǎn)學(xué)研合作之道路。同時(shí)，企業(yè)單純依靠?jī)?nèi)部技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新能力提高越來(lái)越難，需要與外部知識(shí)源的合作，因此，校地合作、校企合作已成為地方經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、企業(yè)提高技術(shù)創(chuàng)新能力的有效途徑。中心先后與南京六合區(qū)、張家港、連云港、蕭山、武義等19個(gè)省內(nèi)外城市共建南航國(guó)家級(jí)技術(shù)轉(zhuǎn)移中心分中心，同時(shí)在高端裝備制造、新能源、新材料等領(lǐng)域與政府以及企事業(yè)單位建立研究院、研發(fā)基地、工程中心、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等36個(gè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。這些平臺(tái)的建立，大大加快了學(xué)校最新科技成果向地方轉(zhuǎn)移，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)及企業(yè)的快速發(fā)展。中心依托我校在航空航天民航等領(lǐng)域的國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、國(guó)家優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)新平臺(tái)、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科技創(chuàng)新平臺(tái)，圍繞國(guó)家和區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求，積極參與行業(yè)共性、關(guān)鍵性技術(shù)研究，促進(jìn)科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化，顯著提升相關(guān)行業(yè)的發(fā)展水平。例如，在江蘇省重點(diǎn)發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，中心以我校作為首席單位承擔(dān)的三項(xiàng)國(guó)家“973”項(xiàng)目為基礎(chǔ)，整合學(xué)校在力學(xué)、電子信息和機(jī)械自動(dòng)化等學(xué)科方面的科研成果及人才團(tuán)隊(duì)，與無(wú)錫市展開了全面合作，將“973”項(xiàng)目、國(guó)防預(yù)研項(xiàng)目等研究的創(chuàng)新成果成功應(yīng)用到無(wú)錫的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出了全球首創(chuàng)的MW級(jí)竹質(zhì)復(fù)合材料風(fēng)力機(jī)葉片，共建無(wú)錫市風(fēng)電設(shè)計(jì)研究院、南航無(wú)錫研究院等創(chuàng)新平臺(tái)16個(gè)，有效推動(dòng)了無(wú)錫市在裝備制造、新能源等優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3以企業(yè)需求為導(dǎo)向
加速科技人員服務(wù)企業(yè)長(zhǎng)效機(jī)制建立，有效推進(jìn)學(xué)校最新科技成果轉(zhuǎn)化成社會(huì)生產(chǎn)力科技人員服務(wù)企業(yè)為我校、地方企業(yè)、科技人員等搭建了交流合作平臺(tái)，推動(dòng)我校最新科技成果迅速向企業(yè)集聚，對(duì)幫助企業(yè)攻克技術(shù)難題、提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)先進(jìn)適用技術(shù)向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面起著至關(guān)重要的作用，也是我校技術(shù)轉(zhuǎn)移中心的職責(zé)所在。一方面主動(dòng)貼近企業(yè)，挖掘企業(yè)技術(shù)需求，積極構(gòu)建企業(yè)、中心數(shù)據(jù)共享平臺(tái)（南京航空航天大學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移中心網(wǎng)站），主動(dòng)聯(lián)合企業(yè)開展技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、成果轉(zhuǎn)化等多形式、多層次的合作，積極推薦教授、博士柔性進(jìn)企業(yè)，直接參與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工作，有效開展科技人員為企業(yè)服務(wù)。另一方面完善制度、規(guī)劃激勵(lì)措施，制定各類學(xué)科及技術(shù)團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)學(xué)研合作策略，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)（特色）學(xué)科服務(wù)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，不斷提升中心綜合服務(wù)能力。同時(shí)，中心著力建設(shè)打造科技人員服務(wù)企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)移人才體系，多次組織涵蓋科研老師、學(xué)院科研秘書、技術(shù)經(jīng)紀(jì)人及中心管理團(tuán)隊(duì)等技術(shù)轉(zhuǎn)移各個(gè)層面人員的技術(shù)轉(zhuǎn)移業(yè)務(wù)培訓(xùn)，打造一支專業(yè)水平高、視野開闊的創(chuàng)新型科技人員服務(wù)團(tuán)隊(duì)，為服務(wù)企業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，不斷強(qiáng)化和提升中心服務(wù)人員在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的綜合服務(wù)能力。
二小結(jié)
關(guān)鍵詞：3D打印技g；航空航天材料；智能化設(shè)計(jì)；作用
中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0103-01
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空航天領(lǐng)域也呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展新態(tài)勢(shì)。航空航天材料的設(shè)計(jì)也在向多樣化、智能化及信息化方向發(fā)展。但是在材料的設(shè)計(jì)過(guò)程中仍然面臨著設(shè)計(jì)成本高、設(shè)計(jì)精確度要求高等問題，這就要求設(shè)計(jì)者們必須嚴(yán)密地設(shè)計(jì)出需要的航空材料，并且盡可能地減小誤差，這也給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了很大的技術(shù)難題。3D打印技術(shù)為此類問題的解決提供了新的方案[1]。
1 3D打印技術(shù)的概念及發(fā)展特點(diǎn)
1.1 3D打印技術(shù)的概念
3D打印技術(shù)即一種快速打印樣品成型技術(shù)。其原理是將金屬粉末或塑料粉末等當(dāng)做打印“墨”，根據(jù)數(shù)字模型要求，再通過(guò)逐層打印的方式打印出成品，這種技術(shù)在國(guó)外也被稱為“增材制造”。3D打印技術(shù)的發(fā)展得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與突破，其打破了傳統(tǒng)打印的意義。此外，隨著3D打印技術(shù)的不斷完善與成熟，其越來(lái)越多地應(yīng)用于生活、社會(huì)活動(dòng)以及高科技等各個(gè)方面，諸如航天航空領(lǐng)域，對(duì)于我國(guó)高科技的發(fā)展有著重要的意義。
1.2 3D打印技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)
3D打印技術(shù)發(fā)展歷程大致如下：1984年的基于數(shù)字資源的三維立體模型打印技術(shù)、1993年發(fā)明的3D印刷技術(shù)（3DP）、1996年具有真正意義上的的“3D打印機(jī)”問世、2005年第一臺(tái)彩色“3D打印機(jī)”――Spe問世、2010年可以打印整個(gè)身軀轎車的“3D打印機(jī)”出現(xiàn)、2011年能夠打印飛機(jī)的“3D打印機(jī)”出現(xiàn)。3D打印技術(shù)在不斷朝著復(fù)雜、多樣化以及高科技等領(lǐng)域的方向發(fā)展。因?yàn)槠洳恍枰獋鹘y(tǒng)的機(jī)械加工或制造模具就能直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)生成任何形狀的物體，極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。這對(duì)航空航天材料的智能設(shè)計(jì)起著很大的作用[2]。
2 3D打印技術(shù)運(yùn)用于航空航天材料設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)
2.1 節(jié)省材料
一個(gè)飛機(jī)機(jī)身的模型需要許多零件和部分組成，而應(yīng)用3D打印技術(shù)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(shù)取代了傳統(tǒng)的大規(guī)模、占用空間以及耗人力等的生產(chǎn)線，從而最大化地節(jié)省了材料，降低了成本。
2.2 制作材料精度高
材料的精確設(shè)計(jì)是確保航天航空領(lǐng)域安全發(fā)展以及快速發(fā)展的最基本要求。而傳統(tǒng)的材料設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)法保證人為的錯(cuò)誤以及將誤差降到最低等，這就限制了航天航空的發(fā)展。因此，3D打印技術(shù)運(yùn)用于航天航空領(lǐng)域時(shí)，給航空航天的智能化材料設(shè)計(jì)帶來(lái)的將是質(zhì)的飛躍與創(chuàng)新。
2.3 無(wú)需傳統(tǒng)模具
3D打印技術(shù)在智能化材料設(shè)計(jì)過(guò)程中不用使用傳統(tǒng)的刀具、機(jī)床以及其他磨具，通過(guò)將產(chǎn)品的外形等通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)如AUTO CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)，然后直接打印生成實(shí)物產(chǎn)品。這在很大程度上簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)磨具下的制造工藝。
2.4 縮短材料制作周期
3D打印技術(shù)可以自動(dòng)、快速、直接和精準(zhǔn)地將計(jì)算機(jī)中的三維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型，甚至能夠直接制造零件和模具，繞過(guò)了傳統(tǒng)的制造工序，從而有效地縮短了材料設(shè)計(jì)的研發(fā)與制作周期。
3 3D打印技術(shù)對(duì)航空航天材料智能化設(shè)計(jì)的促進(jìn)作用
3.1 促進(jìn)了航空航天材料設(shè)計(jì)技術(shù)的革新
3D打印技術(shù)的運(yùn)用加快了其材料智能化的設(shè)計(jì)進(jìn)程，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維和方法，使得航天領(lǐng)域設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展及完善，更是將高科技與制造業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)合推向了一個(gè)新的高度，加快了智能設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展與革新。
3.2 促進(jìn)了航空航天材料設(shè)計(jì)成本的降低
在航空領(lǐng)域，不管是創(chuàng)新設(shè)計(jì)還是機(jī)械制造，都需要嚴(yán)密規(guī)整的模型。在造一架飛機(jī)時(shí)，要經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)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(cái)力支持。而應(yīng)用3D打印技術(shù)，這種資金消耗將得到大幅度降低。3D打印技術(shù)依靠高精確度使得設(shè)計(jì)時(shí)模型能夠精準(zhǔn)使用物料，這使得設(shè)計(jì)材料時(shí)所使用的資金的到合理的運(yùn)用。
3.3 促進(jìn)了航空航天材料設(shè)計(jì)的創(chuàng)意性發(fā)展
在航空航天領(lǐng)域，其運(yùn)用3D打印技術(shù)可以促進(jìn)材料設(shè)計(jì)的智能創(chuàng)新，可以促進(jìn)飛機(jī)機(jī)身的多形狀化發(fā)展、零件的多顏色發(fā)展等。在使用3D打印技術(shù)之后，我們有理由期待一種更先進(jìn)更具有創(chuàng)意性的航空航天產(chǎn)品。
3.4 促進(jìn)航空航天材料設(shè)計(jì)的人性化發(fā)展
運(yùn)用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)智能化之后，材料制作可以向著個(gè)性化、多樣化方向發(fā)展，例如：我們可以根據(jù)每家航空公司理念等的不同設(shè)計(jì)出富有個(gè)性化、突出其理念的產(chǎn)品，而不是趨同的制作，比如航天飛機(jī)上的座椅可以根據(jù)員工的操作習(xí)慣以及身體結(jié)構(gòu)量身“3D”打造。這體現(xiàn)出材料制作的個(gè)性化，而這得益于3D打印技術(shù)的運(yùn)用。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，筆者認(rèn)為基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的3D打印技術(shù)以其高精確度、高生產(chǎn)率等特點(diǎn)將快速融入航空航天領(lǐng)域材料的智能化設(shè)計(jì)。但是，目前該技術(shù)仍然存在著強(qiáng)度低、材料存在局限性等缺點(diǎn)，因而其應(yīng)用范圍還不是太廣泛。不過(guò)我們相信，3D打印技術(shù)的進(jìn)一步完善會(huì)深刻的影響我們生活。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞: 電子束焊；激光焊；攪拌摩擦焊；線性摩擦焊；擴(kuò)散焊
中圖分類號(hào)： V26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
焊接是通過(guò)加熱、加壓，或兩者并用，使同性或異性兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接既可用于金屬，也可用于非金屬。在航空航天裝備和材料加工過(guò)程中，焊接技術(shù)有著舉足輕重的地位。
1電子束焊
電子束焊( EBW)是在真空環(huán)境下利用會(huì)聚的高速電子流轟擊工件接縫，將電子動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡缓附饘偃酆系囊环N焊接方法。作為高能束流加工技術(shù)的重要組成部分，電子束焊具有能量密度高、焊接深寬比大、焊接變形小、可控精度高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定和易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等突出優(yōu)點(diǎn)，也正是山于這些特點(diǎn)，電子焊接技術(shù)在航空、航天、兵器、電子、核工業(yè)等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。在航空制造業(yè)中，電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造水平，使發(fā)動(dòng)機(jī)中的許多減重設(shè)計(jì)及異種材料的焊接成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)為許多整體加工難以實(shí)現(xiàn)的零件制造提供了一種加工途徑；另外，電子束焊接本身所具有的特點(diǎn)成功地解決了航空、航天業(yè)要求各種焊接結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度、低重量和極高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問題。所以在國(guó)內(nèi)外的航空和航大工業(yè)中，電子束焊接已成為最可靠的連接方法之一。
2激光焊
激光技術(shù)采用偏光鏡反射激光產(chǎn)生的光束使其集中在聚焦裝置中產(chǎn)生巨大能量的光束，如果焦點(diǎn)靠近工件，工件就會(huì)在幾毫秒內(nèi)熔化和蒸發(fā)，這一效應(yīng)可用于焊接工藝。激光焊具有焊接設(shè)備裝置簡(jiǎn)單、能量密度高、變形小、精度高、焊縫深寬比大、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接、可焊接難熔材料等優(yōu)點(diǎn)。激光焊接主要用機(jī)大蒙皮的拼接和機(jī)身附件的裝配。美國(guó)在20世紀(jì)70年代初的航空航天工業(yè)中，已利用15kW的CO2仿激光焊機(jī)弧光器針對(duì)飛機(jī)制造業(yè)中的各種材料、零部件進(jìn)行了激光焊接試驗(yàn)、評(píng)估及工藝的標(biāo)準(zhǔn)化?？罩锌蛙嚬続340飛機(jī)的全部鋁合金內(nèi)隔板均采用激光焊接，減輕了機(jī)身重量，降低了制造成本。
3攪拌摩擦焊
攪拌摩擦焊技術(shù)是英國(guó)焊接研究所(簡(jiǎn)稱TWI)在1991年發(fā)明的新型固相連接技術(shù)，是世界焊接技術(shù)發(fā)展史上自發(fā)明到工業(yè)應(yīng)用時(shí)間跨度最短和發(fā)展最快的一項(xiàng)固相連接新技術(shù)。它是利用一種非耗損的攪拌頭，高速旋轉(zhuǎn)著壓入待焊界面，摩擦加熱被焊金屬界面使其產(chǎn)生熱塑性，在壓力、推力和擠壓力的綜合作用下實(shí)現(xiàn)材料擴(kuò)散連接，形成致密的金屬間固相連接。它具有無(wú)飛濺，無(wú)需焊接材料，不需要保護(hù)氣體，被焊材料損傷小，焊縫熱影響區(qū)小，焊縫強(qiáng)度高等特點(diǎn)，被譽(yù)為“當(dāng)代最具革命性的焊接技術(shù)。美國(guó) Eclipse公司在Eclipse N500型商務(wù)飛機(jī)制造中首次大規(guī)模成功運(yùn)用了FSW技術(shù), 包括飛機(jī)蒙皮、翼肋、弦狀支撐、飛機(jī)地板以及結(jié)構(gòu)件的裝配等基本上全部利用攪拌摩擦焊技術(shù)制造，70%的鉚接被焊縫替代，不僅極大地提高了連接質(zhì)量，而且使生產(chǎn)效率提高了近10倍，生產(chǎn)成本大大降低。波音公司將攪拌摩擦焊技術(shù)用于C-17和C-130運(yùn)輸機(jī)地板的制造，利用攪拌摩擦焊代替緊固件連接，簡(jiǎn)化了地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并提高了構(gòu)件的生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本降低了20%?？傊?，F(xiàn)SW技術(shù)正處于深入研究和推廣應(yīng)用階段，存在著巨大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Α?/p>
4線性摩擦焊
線性摩擦焊是一種在焊接壓力作用下，利用被焊工件相對(duì)做線性往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量，從而實(shí)現(xiàn)焊接的固態(tài)連接方法。它具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)80年代后期，MTU公司與羅羅公司合作，成功的將線性摩擦焊用于發(fā)動(dòng)機(jī)整體鈦合金葉盤的制造。目前，線性摩擦焊已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料工程和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉盤式轉(zhuǎn)子的制造。
5擴(kuò)散焊
擴(kuò)散焊又稱擴(kuò)散連接，是把兩個(gè)或兩個(gè)以上的固相材料緊壓在一起，置于真空或保護(hù)氣氛中加熱至母材熔點(diǎn)以下溫度，對(duì)其施加壓力使連接界面微觀塑性變形達(dá)到緊密接觸，再經(jīng)保溫、原子相互擴(kuò)散而形成牢固結(jié)合的一種連接方法。它具有接頭質(zhì)量好，焊后無(wú)需機(jī)加工，焊件變形量小，一次可焊多個(gè)接頭等優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)散焊已在直升飛機(jī)上鈦合金旋翼槳轂、飛機(jī)大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣以及整體渦輪等方面試用，渦輪葉片、鈦合金寬葉弦蜂窩夾層風(fēng)扇葉片等的擴(kuò)散焊已應(yīng)用于生產(chǎn)。
焊接技術(shù)是航空航天領(lǐng)域的重要連接技術(shù)，它在促進(jìn)航空航天制造技術(shù)的發(fā)展、實(shí)現(xiàn)飛行器的減重、高效中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?？梢灶A(yù)見，我國(guó)航空航天工業(yè)在突飛猛進(jìn)的焊接技術(shù)的推動(dòng)下定將取得快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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