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1、航空航天概论论文报告班级：商务1318班系别：计算机工程系姓名：11111II航空航天概论引言3一、航空和航空基本知识41、航空航天材料42、航空航天结构系统43、航空航天电子技术5二、太空提供给我们的资源5三、空间技术发展面临的问题6四、空间技术发展的机遇与挑战10五、空间技术未来发展的展望12总结14引言这学期学习了航空航天概论相关知识，了解了航空事业的发展 史，飞机的飞行原理、飞机的基本构造、飞机的机载设备、航空发动 机、机场地面设施保障系统和航天技术。在我理解，空间技术目前指 的主要就是航天技术。20世纪50年代以来，空间技术获得了蓬勃的 发展。自从空间技术诞生发展至今,一直都是人们关
2、注的高科技技术， 对于经济、国防、文化、科研以及国家政治声誉等都有重大的作用和 影响。我国从50年代中期明确提出发展空间科技，到现在的载人航 天工程，月球探测工程，空间技术的发展是有目共睹的，这反映了中 国综合国力的提高，为中国的社会主义建设事业增添了光彩。航空航天技术是为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高 级复杂的施工作业程序。它涉及人力资源配置，设备仪器搭配与安装 使用等艰深的学术作业。是国家，民族，乃至整个人类发展的高度追 求，更是人类文明的集中体现。空间技术自诞生之日起就给人类带来了无限的希望。在空间技 术发展过程中，人类从各个方面对于太空进行可能的利用。空间资源 的开发在人类日益
3、增长的需求面前逐渐被高度的重视，具体的开发也 逐渐提上了日程。对于太空的资源，目前得到利用的还只限于人类认 识到的部分，但是已经对于人类的生活造成了巨大的影响。从卫星电一、航空和航空基本知识1、航空航天材料航空航天大多是在极端条件下进行的，所以对材料的要求很 高。经过几十年的航空航天材料研究，研制出了纳米颗粒炸药、 碳纳米管高硬度材料、铝氧纳米管材料和新型密封材料、电子绝 缘聚合物材料、新型“热塑料”材料以及原子级硅记忆材料和铝一硅 合金等，并发现了纳米孔隙网材料等。而且新材料工艺也取得了 重大突破：采用温轧法、粉末冶金法、非晶复合技术工艺、急速 凝固法、树脂膜浸渍法和等温化学气相浸渗法制造出
4、了高强度合 金材料、梯度功能材料以及抗损伤复合材料编制机等。与此同时, 新材料在航空航天应用上也有重大进展，形状记忆合金、量子隧 道效应复合材料等高性能材料得到了广泛应用；火箭尾喷管应用 纳米复合涂层、火箭发动机涡轮泵应用陶瓷基复合材料叶盘；采 用复合材料排布机编制燃料箱；采用红外材料制成手提式定向反 射仪以及用氮化物基材料制造出电子器件等2、航空航天结构系统用于支承和固定飞行器上各种仪器设备，使它们构成一个整体，以承受地面运输、运载器发射和空间运行时的各种力学环境（振动、过载、冲击、噪声）以及空间运行环境。对飞行器结构的基本用铝、镁、钛等轻合金和碳纤维复合材料等制造。通常用结构质 量比，即结
5、构重量占航天器总重量的比例来衡量航天器结构设计 和制造水平3、航空航天电子技术它按功能分为通信、导航、雷达、目标识别、遥测、遥控、遥 感、火控、制导、电子对抗等系统。各种系统一般包括飞行器上 的电子系统和相应的地面电子系统两部分，这两部分通过电磁波 传输信号合成为一个系统。和这些电子系统有关的电子理论和技 术有通信理论、电磁场理论、电波传播、天线、检测理论和技术、 编码理论和技术、信号处理技术等，而微电子技术和电子计算机 技术则是提高各种电子系统性能的基础。它们的发展使飞行器上 的电子系统进一步小型化和具有实时处理更大量数据的能力，进 而使飞机的性能（机动能力、火控能力、全天候飞行、自动着陆
6、等）大为提高，航天器的功能（科学探测、资源勘测、通信广播、 侦察预警等）日益扩大。二、太空提供给我们的资源1、航天器的高位置，可以进行对地观测，监测。对于气象监测， 资源勘探，大地测量，环境监测，灾害情况探测等提供优势位置。高 位置资源对于通信也有很大帮助，各种卫星通信，卫星定位，信号中 转和传递，都要依靠航天器的高位置。2、太空还可以为现在和将来的人类提供能源。由于没有大气的干有或稀缺的能源资源，比如最近很热门的月球上丰富的未来的核聚变 能源He-3，已及可能存在的冰等地外资源。虽然它们的开发目前还 显得代价很高，但是将来的发展前景很好。王希季教授于80年代中期 就发表了“论空间资源”的专文
7、，把发展空间技术与开发太空资源联系 起来。这一论点已经得到社会的公认。3、太空独特的环境，也是一种资源。太空中的高真空、高清洁、 超低温环境，以及微重力环境，都是地球表面不可比拟的，它为各种 材料的加工制造，科学实验，空间观测探测等都提供了理想的环境。 由于没有大气的保护，太空中的辐射很强烈，这对人类探索太空造成 了一定的影响，但是高辐射的环境却也可以为生物技术独特的实验环 境。虽然太空已经给我们提供了很多资源，但人类对于太空的认识还 很有限，未来的开发前景还很大。可以说，太空蕴藏着人类未来发展 的希望，所以对于空间技术的发展，就显得十分重要了。谁先发展空 间技术谁就可能在未来的资源发展上占据
8、优势地位，所以，各个大国 都认识到了空间技术的重要性，大力的发展本国的航空航天技术。三、空间技术发展面临的问题空间技术包括了如此多的学科和技术，复杂的程度几乎可以说是史无前例的。所以，空间技术发展过程中不可避免的遇到了各种问题，将来也必然要遇到更多的问题。我认为这些问题大致可以总结为包括与政治、经济、军事的联系和影响，以及对于伦理，哲学的影响。对于技术方面的探讨一直是十分专业的。在世界空间技术发展 过程中，首先遇到的是火箭发动机和动力的问题，时至今日火箭发动 机的发展也不是那么尽如人意，还是显得太过笨重了，效率很低。几 十吨甚至上百吨的火箭，有效载荷却只有几吨，都是由于发动机和燃 料的品质决定
9、的。虽然如今的火箭能够把人送入太空，但是目前的火 箭发动机远远不能满足人类的需求。但是发动机的更新换代是需要很 长的时间的，需要很多技术做基础，所以我认为，寻求新型的火箭发 动机是空间技术突破的关键之处。航空航天事业另一个制约空间技术发展的是材料。在过去空间 技术发展过程中，各种新型材料为航空航天做出了很大的贡献。但是， 这却导致了空间技术对于材料科学有很大的依赖性，导致目前材料成 为了束缚空间技术发展的方面。空间技术的发展对材料科学提出了更 高的要求，新型的材料必须满足未来飞行器的要求，大致为四个特征： 更强，更刚，更耐热，更轻，也就是比强度高，比模量高，还要耐高 温。甚至某些材料还要有自适
10、应智能控制功能。由于大部分的航天器是无人操纵的，这就要求航天器的电子系统要更加可靠，能处理更多的突发情况，也就是人工智能的要求。由于距离地面更远了，对于通讯系统的要求也更高了。要保持系统的正常运转，并能够充分的可控，对于电子系统的要求要远高于地球表面子技术的考验。另外一个重要的方面是可靠性和安全性，自从有了载人的航天 器以来，由于和航天员的生命密切相关，可靠性和安全性就成为了头 等重要的大事。但是尽管人们充分的认识到了安全的重要性，在航天 史上依旧发生了很多灾难性的事故，使得航天事业蒙上了一层阴影, 严重的影响了空间技术的发展。虽然说事故是不可避免的，但是我们 要尽可能的减少航天员的生命危险，
11、这是一个永无止境的精益求精的 过程。还有许多其他方面的问题，比如说推进燃料的问题，航天员的 训练等。还有一项不得不提的是工艺制造问题，这是我国非常薄弱的 环节。另外，空间技术发展过程中对于环境，资源的影响，也影响到 了人们对于空间技术的态度。逐渐增长的太空垃圾，发射火箭对大气 的污染，这些也都是亟待解决的问题。另一方面，以往人们谈起一件高新技术的工程，总是将技术的 实现作为主要矛盾。但是对于空间技术这样影响广泛的技术来说，就 不能不考虑非技术方面的问题了。发展空间科学技术，不能靠个人或 者小范围的力量，有些工程甚至国家的力量都不足以实现，需要靠世 界范围的合作才能实现，另一方面，空间科学技术的
12、发展也可能完全是有利的，还会存在这样那样的显性的和隐性的风险。所以，非技术方面的问题也是很重要的一个方面，有时甚至决定了一段时间内空间在空间技术发展过程中，也遇到很多来自国家，社会，经济方 面的制约。但这并不是由于技术本身发展的问题，而主要是由于技术 发展的整体性和前瞻性不够。例如美国曾经产生过关于空间站的争 议。建立空间站的想法本来是不错的，但是在使用过程中，人们逐渐 发现了一些不足之处，比如科学研究条件差，有一些国会议员甚至认 为原来意义科学价值所剩无几。另一个方面是关于经费争议，空间站 的商业性无法开展，然而其高投入占用了其他航天计划的发展，这些 原因自然会引起争议。再比如航天飞机技术的
13、争议，美国大力发展的 航天飞机，从技术上讲，是人类一项伟大的工程。但是在使用过程中， 航天飞机并没有预想的那样降低运输费用，每次发射前都需要各种准 备工作，使用维护不便，发射频率较低，而且系统复杂存在很多未知 安全隐患。空间技术在军事上的应用更加引起了全球范围的争议。如果不 限制空间技术的军事应用，等待空间技术的不仅仅是臭名昭著的名声 （像核弹一样），而且是对于空间技术本身发展的极大打击。然而虽 然人们意识到这点，但是依旧陷入囚徒困境之中，无法放弃对于空间 技术在军事上的应用。历史上，空间军事化曾经一度是很重要的问题， 美国曾经制定过的SDI （星球大战）计划，前苏联也有其相应的计划， 甚至在
14、冷战结束以后，但空间军事化仍然是一个很大的问题。这个问 题目前由于空间技术并不成熟而不是十分显著，但是等到航天器像飞 机一样普遍的时候，人们还不放弃空间军事化的思考方式，那将严重同时，由于空间科学技术代表了一个国家的综合实力，所以导致一些极端的追求国家威望而忽视应用目的的现象发生，我认为这也 是不可取的。空间技术是为了实用的目的而产生和发展的，若是仅仅 为了国家威望，这样的代价实在太大了。比如说美国的阿波罗探月计 划，后来被迫终止了，我觉得是因为对于国家威望过于重视而忽视了 实用的目的而造成的，脱离了当时的技术条件。还有，目前看来，空间技术的经济效益还不是十分明显。对于 空间技术的投入和产出并
15、没有想象的要好。这也是空间技术发展过程 中面临的一个很重要的问题。空间技术的发展目前还主要由国家和政 府支持，这是远远不够的。当然，这一方面和国家政府对于核心技术 的控制有关，另一方面也是由于空间技术的经济潜力没有完全开发出 来。四、空间技术发展的机遇与挑战可以预见到，短时间内空间技术的发展依旧会集中于哪些亟待解 决的问题上，比如发动机动力技术，新材料，更加可靠的电子系统和 通讯技术。随着这些问题而来的是一系列对于科学技术工作者的挑 战，也是对于整个人类的挑战。但是在这些挑战中，蕴含着人类发展 的动力，蕴含着技术发展的机遇。就像上面所述的那样，空间技术的发展，将会带动一大批学科的共同进步。但是
16、在发展过程中，我们应该总结以往的经验教训，不应合起来。首先我们应该做好技术前瞻性的研究，那些技术复杂投资大 周期长的工程，尤其要谨慎的探讨和评估，综合的评判应用目的和可 能带来的效益。空间技术如何应用，也是人们面临的一个挑战。对于 这个问题，我认为我们的眼光不能仅仅局限于太空，而是应该充分的 运用空间技术，解决人类面临的全球性问题。另一方面，空间技术的国际合作是未来发展中的趋势，也是一 种挑战。国际的关系是复杂的，对于空间技术，同时存在着合作与竞 争，如何寻求自力更生和国际合作之间的平衡对于我们这样刚刚起步 的航天事业来说，还是很值得思考的。没有自立没有技术，合作无从 谈起，但是单枪匹马又是无法完成这样高投入性,高风险性的工程的， 也需要依赖国际上的合
