航空航天概论论文篇1
一、航空类专业课程体系简介
在教育部本科专业目录中，航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前，郑州航空工业管理学院开设了前3个专业，均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例，在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程（16学时）、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课（32学时）作为专业学习的前导课。第1―5学期，学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课；第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科，设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。
从课程设置上可以看出，“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握，属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识，对教师也提出了更高的要求[1，2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后，学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说，“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围，具有非常重要的地位。
在教学实践中，我们也发现，激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授，但在相应的专业课学习中，学生仍觉吃力。调查发现，原因主要有两点：第一，专业课程数学公式较多，而数学、物理等公共基础课的学习效果一般，有畏难心理；第二，不知所学知识的应用情况，知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系，探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系，对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。
二、“航空概论”通识类课程的建设情况
航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程（24学时），内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3]，考核方式为期末半开半闭考试。此外，针对国际本科学术互认课程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）项目的双语版航空概论（32学时），内容较普通版更为丰富，更强调课堂参与和团队协作，考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。
航空概论被列入学校的特色课程组合中，除航空专业外，其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人，日常教学任务较为饱满，考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等，学生数理基础参差不齐，在讲授时一般避免进行复杂公式的推导，多采用类比法和案例法讲解。
此外，学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校（北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学）以及其他高职高专类院校存在明显区别，市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设，学校主编并出版了《航空概论》教材，并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项，通过网上课堂与实际课堂相结合的形式，探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在，此项工作正在稳步开展中。
三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设
为了尽可能利用现有资源，我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理，并尝试进行贯通建设，主要包括如下措施。
航空航天概论论文篇2
Key words： repair of aviation products；process；GERT network
中图分类号：TH17 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）32-0171-02
0引言
随着现代科学技术在航空产品中的广泛运用，航空产品的性能要求与结构复杂程度不断提高，这一新的发展对航空产品从设计、制造、使用、维护等各个方面提出了更高的要求。其中，航空产品故障件返修作为保障航空产品使用可靠性、重复性、经济性的重要环节，在整个航空产品生命周期中占有十分显著的地位。然而，航空产品故障件的返修流程中存在着大量的不确定因素，如航空产品故障产生原因的不确定，航空产品返修工艺的不确定以及航空产品返修成功概率的不确定性等等。在面临各种不确定因素的情况下，如何定量预测和估算航空产品故障件返修流程的概率和时间周期成为急需解决的重要问题。
本文利用随机网络理论，对航空产品故障件返修流程进行深入分析，确定返修流程的各个环节和活动，构建了航空产品故障件返修流程的GERT（Graphical Evaluation and Review Technique，即图示评审技术）模型，并举例求出了返修成功概率和流程平均时间周期的解析解，从而为航空产品故障件的返修流程提供了实际的数据支撑，对企业决策者制定返修计划和实施返修决策都具有一定的实用价值。
1航空产品故障件返修流程GERT模型构建及求解
1.1 航空产品故障件返修流程分析航空产品故障件返修主要分为五个阶段，包括：故障分析阶段、原因分析阶段、维修分析阶段、维修实施阶段和信息反馈阶段。如图1所示。具体来说航空产品故障件返厂后，由质量管理部门通知用户代表，并召集设计师、工艺师等相关技术人员共同确认故障现象、分析故障原因，并通知责任部门对故障原因确认。故障原因明确后，由有关产品工艺员编制返修工艺，按返修工艺组织返修。在返修过程中如有报废，则由检验开具报废单，责任部门签字。产品返修完成后，提交厂检，检验人员按返修工艺要求进行检验验收，合格后作好返修记录。厂检合格后，通知用户代表对返修产品验收，验收合格后在由操作工、检验员、用户代表签字认可，办理发货手续。同时责任部门需填写纠正/预防措施单等信息反馈表。
1.2 故障件返修流程GERT模型构建GERT网络技术是网络理论、概率论、模拟技术和信号流图的结合，是一种新型的广义随机网络技术，又被称为决策网络技术。它使用带概率的有向网络图进行分析，可以用来分析研制性和情况复杂多变的项目计划与控制问题。
依据航空产品故障件返修流程的分析结合GERT网络技术，对于航空产品故障件返修流程而言，它的每一步都可以视为整个故障件返修系统状态之间的概率转移过程。我们用节点表示系统状态，用连接各节点之间的箭线表示各状态之间的概率转移关系。该“返修流程”的GERT网络模型如图2所示，图2中各流程活动的含义如表1所示。
1.3 故障件返修流程GERT模型求解根据梅森公式：W（s）=W（s）•H，式中H为GERT网络的特征式。在此网络中，共有一阶环三个，二阶环两个。
由梅森公式可得，返修合格时：
W（s）=（1）
其中：
H=1-（W•W+W•W+W•W•W）+（W•W•W•W+W•W•W•W•W）（2）
由式1、2可得：
返修合格概率：p=W（0）（3）
返修不合格概率：p=1-W（0）（4）
返修流程时间周期：E[t]==（5）
返修流程时间周期方差：V[t]=E[t]-（E[t]）=-（6）
2案例研究
本文以某航空产品生产企业接收外场航空产品故障件返修为例，依据航空产品故障件返修流程GERT模型，对模型中的各节点和活动进行分析，最终求解该航空产品故障件返修的合格概率和相关时间周期。其中活动分布类型、相关参数及实现的概率, 有历史资料的由资料进行统计和分析后获得，属开创性作业而无历史资料的由相关专业的专家进行主观估计后加权获得。模型中各活动参数如表2所示。
将各参数代入求解模型中，经过计算可得：
返修合格概率：p=W（0）=0.7910；
返修不合格概率：p=1-W（0）=0.2090；
返修流程时间周期：E[t]==11.76（天）；
返修流程时间周期方差：V[t]=E[t]-（E[t]）=1.40（天2）；
返修流程时间周期标准差：σ==1.18（天）。
3航空产品故障件返修流程分析
3.1 由返修流程GERT模型及案例分析可知，航空产品故障件返修流程各个阶段的关系可以进一步总结为一个概率转移模型。从案例结果而言，该流程的返修合格概率仅为0.7910，即从概率上来说将有21.9%的故障件将由于返修不合格报废，这一报废概率相对较大。产生这一结果的原因主要是在返修流程GERT网络中有可能产生报废结果的活动较多，包括活动5-12、8-12、9-12。其中活动5-12是由于故障件返修前自身性质决定的，其发生的概率p512可称为固有报废概率；活动8-12、9-12是由于返修过程中由于返修能力等决定的，其发生的概率p812、p912可称为能力报废概率。
返修流程中系统最终产品报废的概率是由本系统固有报废概率和能力报废概率这两个方面因素共同决定的，因此应在提高产品质量、降低系统固有报废概率以及提升返修能力、降低能力报废概率这两个方面入手，最终提高航空产品故障件返修的合格概率。
3.2 该返修流程GERT模型中，造成项目完成平均时间周期较长的主要原因在于很多活动需要多部门、多人员确认，最为明显的是活动2-3和3-4，其中活动2-3为产品故障分析，需要主管分析师和主管设计师共同分析故障件的故障原因，活动3-4为产品故障确认，需要用户、质量技术员和产品责任部门最终共同确认故障件的故障原因。多部门多人员的分析确认形式大大增加了产品返修平均周期，因此，应从提高部门人员工作效率及建立健全故障分析确认机制入手，建立统一的交叉职能小组，明确人员及分工，以此优化返修流程的平均周期。
3.3 在案例中该项目完成的平均时间周期为11.76天，标准差为1.18天，该项目完成的时间最大值与最小值之间相差为2.36天，相对于复杂的返修流程及大量的不确定条件来说时间周期相差的幅度不大，这说明该航空产品故障件返修流程受各种随机因素的影响较小，流程稳定性较高。实际中的项目管理者通常更关心新产品研发项目能否按期完成，就案例本身而言，将故障件返修计划完成时间定为13天，那么该返修流程延期的可能性几乎不存在。
4结论
本文运用随机网络理论对航空产品故障件返修流程进行研究。首先明确了航空产品故障件返修流程，指出返修流程中多种不确定因素。其次运用随机网络理论，构建了航空产品故障件返修流程GERT网络模型，给出模型求解方法。然后结合某航空产品返修流程，得到产品返修合格概率，产品返修周期及方差，为领导层决策提供了科学依据。在此基础上，进一步对航空产品故障件返修流程进行了剖析，明确了产品返修流程合格率较低、平均周期较长的原因，相应提出了解决和巩固的措施；同时指出该航空产品故障件返修流程较为稳定的特点，为流程优化提供了明确的方向和有效的方法。
参考文献：
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[5]何正文，徐渝，朱少英，张静文.新产品研发项目GERT 模型及其模拟求解[J].数学的实践与认识，2003，33（11）：45-50.
[6]Kenzo Kurihara, Nobuyuki Nishiuchi. Efficient Monte Carlo simulation Method of GERT-type network for project management[J]. Computer & Industrial Engineering, 2002, 42: 521-531.
航空航天概论论文篇3
传统导航是指航空器依靠地面导航设施（如VOR、NDB、VOR/DME等）所发射的信号进行引导和定位，通过向背台航迹指引进行飞行的一种导航方式。在这种导航方式下，航空器沿固定的航路飞行（因为传统的航路正是基于地面导航设施位置、逐个连接各导航台点而成的），受地面导航台布局与导航设施性能的制约，传统导航呈现出飞行航迹的精度不高、约束性和局限性日益彰显的现实情况。
基于性能导航（PBN-Performance Based Navigation）是国际民航组织（ICAO）建立在区域导航（RNAV）与所需导航性能（RNP）的基础概念之上，以新航行系统（CNS/ATM）为基本架构，并且参考整合了空域概念后所提出的一种航空运行概念。
区域导航（RNAV）是一种导航方法，允许航空器在相关导航设施的信号覆盖范围内、或在机载自主领航设备能力限度内、或在二者结合下沿所需航路飞行。从理论上来讲，实行区域导航的航空器，只要能在导航信号覆盖范围内，可以沿任意期望的航迹飞行。
所需导航性能（RNP）的定义为航空器在一个确定的空域、航路或终端区域内运行时所必需的导航性能精度。RNP不仅对航空器机载导航设备（如FMS）有运行方面的相关要求，还对支持相应RNP类型空域的导航系统（如GPS）也有相应的要求。在ICAO对RNAV与RNP概念的整合管理之后，我们可以这样来理解：RNP除了具备RNAV的能力外，还增加了自主监视与告警功能。
2 两种导航方式之间的比较
传统导航方式在中国民航发展历史上留下了浓墨重彩的一笔，即使到今天，想要新建一个机场、或者是对现有机场进行改造升级乃至搬迁，传统导航方式下的传统飞行程序都是机场最终能够开航运行所必不可少的关键要素。由此可见，传统导航方式在我国发展至今，其依托的导航设施的覆盖性、稳定性、安全性以及经验积累已经到达了一个非常完善与合理的高度，并且在中国民航传统导航的发展过程中，培养了一批理论扎实、经验丰富的基于传统导航方式下的飞行程序设计人员，本人也是一名新进飞行程序设计人员，通过一段时间的了解和学习，更深刻地体会到了传统导航方式的重要性，而许多飞行人员也对传统导航拥有许多自己的习惯和经验。因此本人个人的理解是：传统导航是中国民航导航技术发展的根基与依托，也是我们向新航行技术发展过程中的一个重要的过渡手段，我国民航局目前对传统导航与PBN的方针政策也是并行发展、互为备份。在对传统导航的叙述后，我们接下来再看看PBN对民航发展的重要意义。
PBN是一个经ICAO整合过后的概念，有RNAV和RNP两个分支，这在之前的概念里有过介绍。在这里简单介绍一下PBN的发展历史：最早区域导航（RNAV）概念的提出是为了解决传统导航设施布局局限性的问题，早期的区域导航系统采用与传统的陆基航路和程序相似的方式，通过分析和飞行测试确定所需的区域导航系统及性能，可以使航空器在陆基导航设施覆盖范围内，优化航路航线，对于陆地区域导航运行，最初的系统采用V0R和DME来进行定位，而对于洋区运行，则广泛采用惯性导航系统。而我国正是在这样的国际环境下，于1998年在ICAO新航行系统发展规划指导下，抓住西部地区开辟欧亚新航路的战略机遇，启动了第一条区域导航航路（L888航路）建设，并于2001年1月正式投入运行。国际民航组织ICAO在附件1l《空中交服务》和《航空器运行手册》（DOC 8168）中提出了部分区域导航设计和应用的标准和建议。美国和欧洲等航空发达国家和地区已经积累了丰富的区域导航应用经验，但由于缺乏统一的标准和指导手册，各地区采用的区域导航命名规则、技术标准和运行要求并不一致。国际民航组织ICAO之后正式基于性能导航手册（PERFORMANCE BASED NAVIGATION MANUAL），用以规范区域导航的命名、技术标准，并指导各国实施该新技术。至此PBN概念正式产生。
与传统导航相比，PBN运行具备诸多优势，导航源的选择和导航精度的提高可以在保证民航安全运行的前提下大大增加空域容量和运行效率，有利于航空承运人增加业载、减少航班延误、改善全天候运行的安全性和可靠性、降低运营成本等等。当然，在诸多优势的背后，PBN在中国民航的发展依旧存在硬伤：导航源的选择。众所周知，目前我国PBN导航源主要依赖GPS（全球卫星系统），虽然GPS是由美国政府承诺免费对全球进行开放使用的，但不可回避的一点是，当战争或是一些不可预测不可抗拒的情况发生时，GPS可能会出现无法达到民航可用的精度要求甚至无法使用的情况，因此我们不能一味地依赖GPS系统，毕竟那是美国人的产品。在这种情况下，我国从1983年开始筹划建设独立自主的卫星导航定位系统：Compass系统（北斗卫星系统）。“北斗”不但兼容其他全球导航卫星，还可以提供更多可观测的在轨卫星、增强GNSS的导航准确性、完好性、连续性和可用性等。PBN的启用，已经在我国许多复杂地区诸如高高原机场、山区机场发挥了重要作用，比如玉树、林芝机场以及九寨、黄山机场等，接下来我将针对个别机场进行传统与PBN导航飞行程序分析和讨论。
3 结论
综上所述，PBN在我国民航技术发展还有很长的路要走，我们将在很长一段时间内继续实施PBN与传统程序混合运行的方针政策。我国第一条区域导航航路L888的建立，预示着中国民航向着以PBN为代表的新航行技术迈进。经过数十年的经验积累，我们可以预期，随着PBN在中国的不断发展，中国民航的安全水平将大幅提高、机场终端区和航路容量将大幅提升、航班正常率将有较大提高、复杂地形机场航班运营效益将显著改善、新建机场地面导航设施的建设费用将迅速减少以及航空器燃油将更加节约，当PBN运行结合了我国自主的“北斗”导航系统、再辅以正在西南地区实施的ADS-B监视系统，相信在不久的将来，中国民航将真正迈入民航强国的行列。
参考文献
[1]黄卫芳.浅谈基于性能导航(PBN)[J].空中交通管理,2007,7.
[2]曹洪涛.机载导航性能评估系统的设计与实现[J].南开大学,2009.
航空航天概论论文篇4
（一）美国国家航空航天局（NASA）的风险管理20世纪50年代，美国国家航空航天局（NASA）开始采用概率计算的方法来对航天器的可靠性进行分析，同时应用故障树方法对导弹的可靠性进行了定性分析。60年代美国开始对大型航天项目进行风险管理，主要手段是失效模式及其影响分析（FMEA）和关键相关项目表（CIL），同时NASA开始将风险分析工作制度化。到70年代，为了提高核反应堆的安全性，研究者在故障树理论的基础上开发出了故障树分析（FTA）方法，使风险分析更加量化。80年代概率风险评价（PRA）法作为一种新的定量风险分析方法被用于核工业和化学工业，但并没有引起NASA的重视和应用。但随着1986年挑战者号航天飞机发生爆炸事故造成重大损失，NASA开始采用PRA方法对航天飞机的飞行过程进行全面的风险分析。1988年2月NASA了管理条例8070.4“载人飞行项目中的风险管理政策”，正式将风险分析工作制度化。1998年4月，NASA的程序和指南NPG7120.5A“型号计划和项目的管理过程与要求”中规定计划或项目的主管人员应将风险管理作为决策工具来保证在计划和技术上的成功，将风险管理和资源管理、性能管理、采购管理、安全和任务成功、环境管理并列，并在该文件的4.2节中对风险管理的目的、要求和方法做出了详细的规定。2002年4月，NASA又颁布了NPG8000.4“风险管理程序和指南”，其中详细规定了整个风险管理过程的实施要求，这充分体现了NASA对风险管理工作的重视程度。（二）欧洲空间局（ESA）的风险管理欧洲空间局（ESA）成立的时间相对较晚，但也对风险管理工作十分重视，风险分析贯穿在其航天项目的各个阶段，但各阶段的侧重点有所不同。ESA在风险管理上主要借鉴了美国的概率风险分析技术，并根据实际情况进行了改进。欧洲空间标准化合作组织（ECSS）也制定了风险管理标准ECSS-M-00-03A，这说明风险管理在欧洲也已经制度化和标准化，成为航天工程中的一项重要工作。
三、主要风险分析及管理方法
（一）专家评估专家评估法是通过咨询本领域或相关领域的专家，依靠专家丰富的知识和实践经验，对项目中可能出现的风险进行识别、预测和分析，并对风险控制措施提出建议的一种方法。专家评估一般是与评审活动同时进行的，在根据专家意见进行风险评估时可以根据专家的水平对其评估的权重加以调整，通过综合考量多个专家的评估意见形成项目风险识别和分析结果或补充。（二）风险矩阵（RiskMatrixMethod，RMM）风险矩阵法是一种定性和定量相结合的风险分析方法，最早由美国空军电子系统中心于20世纪90年代提出，并在美国军方的项目风险管理中得到了广泛的应用。风险矩阵法的基本思路是将风险的两个要素（发生概率和影响）划分为若干等级，然后分别作为矩阵表的行和列，交叉后的结果就是对风险水平的综合考量结果，根据风险水平高低对风险事件进行相应的处理。（三）故障树分析（(FaultTreeAnalysis，FTA）故障树分析技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，其主要思路是把所关注的系统风险事件作为分析的目标（即“顶事件”），然后逐级寻找直接导致风险事件发生的“中间事件”和无法或不需再深入研究的“底事件”，再用适当的逻辑关系把这些事件联系起来从而形成“故障树”，这样就能表明系统的风险事件和引发风险的众多因素之间的逻辑关系。故障树分析法可用于对风险定性分析，这时可通过故障树的生成和分析找到对风险事件出现起主要作用的底事件，然后采取相应的控制措施。故障树分析法还可以结合布尔运算对具有逻辑关系的故障树进行详细的风险定量分析。（四）失效模式及影响分析（FailureModeandEffectsAnalysis，FMEA）失效模式及影响分析是一种由底至顶的分析方法，是在产品的策划设计阶段，对构成产品的各子系统、零部件逐一分析，找出潜在失效模式，分析其可能的后果，从而预先采取措施以提高产品的质量的一种系统化的活动。这种方法的工作原理为：①明确潜在的失效模式，并对失效产生的后果进行评分；②客观评估各种失效原因出现的可能性；③对产品潜在的失效情况进行排序；④采取措施消除产品存在的问题。（五）概率风险评价（ProbabilisticRiskAssessment，PRA）概率风险评价是一种用于辨识与评估复杂系统风险的结构化、集成化的逻辑分析方法。它综合了系统工程、概率论、可靠性工程及决策理论等学科的知识，主要用于分析那些发生概率低、后果严重但统计数据比较有限的事件。PRA方法通过系统地构建事件链并对其进行量化分析来研究系统风险，事件链由一系列事件组成，这些事件孤立地看可能不严重或不重要，但如果组合在一起却可能引起严重的后果。PRA实施过程包括：定义目标与系统分析、识别初因事件、事件链建模、确定故障模式、数据收集和分析、模型量化和集成、不确定性与敏感性分析、评价结果与分析等步骤。
四、结语
本文介绍了风险管理在国外航天领域的发展历史，并给出了几种航天工程中常用的风险分析和管理方法。为保证航天任务的成功，除了提高相关的科学技术水平之外，风险管理水平也要同步提高，这样才能有效地控制风险，减少事故或问题出现的概率或减弱其影响。
作者:胡青 单位:上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
参考文献：
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[2]邱菀华,沈建明.现代项目风险管理导论[M].北京:电子工业出版社,2002.
[3]史国栋,翟源景.航天试验任务风险管理研究现状分析[A].科技信息,2012(35):81.
航空航天概论论文篇5
航空管制是世界上各个国家对自有领空进行管理的一种手段，一般都有明确的立法和规定。我国民用航空对领空的使用范围有明确规定，超过民用航空范围的空域由我国国防部队――中国人民空军单位进行管理。
1我国民航业发展
我国民航业发端于中国人民空军，1980年以前实行完全军事化管理。随着我国经济社会的不断发展，逐步开始了民航业的改革，大致可分4个阶段。1949年-1978年，实行军事化管理，民用航空运输发展受政治、经济影响较大；1978年-1987年，逐步放松市场进入时期，进入企业化管理时期，拉开了地方航空企业的序幕；1987年-2002年，民航业开始实行市场化经营机制时期；2002年以来，我国民航业体制改革取得重大突破。按照《民航体制改革方案》，民航总局作为国务院主管全国民航事务的直属机构，主要承担民用航空的安全管理，市场管理、空中交通管理、宏观调控及对外关系等方面的职能。
2航空管制的概念
有关航空管制的的概念，由于各国在发展过程的习惯和军民航的飞行特点各不相同，存在以下几个不同的名称:航空管制、飞行管制、空中交通管理、空中交通管制等。
航空管制(AirContrl)亦称飞行管制。有关部门根据国家颁布的飞行规则，对空中飞行的航空器实施的监督控制和强制性管理的统称。主要目的是维持飞行秩序，防止航空器互撞和航空器与地面障碍物相撞。
空中交通管理(airtrafficmanagement；ATM)是指为行使国家领空、保障管制空域的飞行安全和提高飞行效率而建立起来的业务。包括有效地维护和促进空中交通安全，维护空中交通秩序，保障空中交通畅通等。
中国的航空管制工作开始于国民政府时期。航空管制概念是我国军航的一个相对专用的概念，空中交通管理是我国民航及世界范围内的一个通用概念。
一般理解的航空管制是上面说的狭义航空管制，实际上，一切的航空行为、包括航空附属的地面设施、资源的管理、使用调度都是在依照航空管制的内容进行，航空管制可以说是所有民航行为的基本原则，是个广义的规则。
在今天，航空器的发展已经超越了大气层到达了外层空间，航空管制的概念比空中交通管理更为全面。不仅如此，就对空中交通实施强制性的监督、管理和控制而言，航空管制的内涵及实质与空中交通管理的内涵及实质并没有本质上的不同。同时，在我国，无论是军航实施航空管制，还是民航进行空中交通管理，均必须在国务院、中央军事委员会空中交通管制委员会的领导下，由中国人民空军统一组织实施。因此，本文所涉及到的航空管制(飞行管制)概念，就中国民航而言，即空中交通管理。
3我国民航放松管制政策
以20世纪70年代末美国对民航业的放松管制改革为标志，至今世界各国对航空管制总体出现了政策放松的趋势。借鉴国际经验与发展趋势，改革开放以来，我国也逐步放松了对民航业的管制。但是从当前大部分国家航空管制情况来看，放松后再度出现的高集中等反复情况的不确定性来讲，民航业的管制最终是否会被竞争替代还不得而知。所以，全球各国对民航业的管制政策，还需要总结和确定，并在理论和实践层面加以不断改进。
4全球化背景下未来中国航空管制政策的发展方向
在全球化的发展己经成为不可逆转的历史潮流的今天，我们必须清醒地认识到全球化的正负两面性特征。中国建国以来几十来的历史已经证明，闭关自守是行不通的，只有坚持改革开放，将自身的建设融入到全球化发展的进程，结合本国国情，走中国特色发展道路。
民用航空管制工作亦是如此。一是要从政策层面进行确定和谋划，在全球化发展的背景下制定中国航空管制战略的出发点和着落点；二是要建立平战结合，军民联合的统一体制，坚持做到统一的航空管制法规建设、统一的管制工作程序和标准、统一的航空管制信息交换和统一的人员培训体制，充分考虑了民航和国防的需要，相互促进，整体提高；三是坚持“空天一体”的中国航空发展战略，把基于陆、海、空、天基系统，进行数据的信息栅格处理和加工，对航空航天器飞行活动实施一体化控制与管理；四是着眼优化空域资源配置，逐步开放低空领域，促进民航业的深入发展。
5结语
全球化浪潮已深入人心。我国作为发展中国家，面对全球化既是机遇，也是挑战。在航空管制方面，一是要积极参与全球规则的制定，实施积极、务实与灵活航空管制战略和策略；二是要从战略高度上，不断完善航空管制政策，促进民用航空业的快速稳健发展和国土防空的绝对安全。
参考文献
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航空航天概论论文篇6
1.基于粗糙集理论的方法
粗糙集理论中的知识表达方式一般采用信息表或称为信息系统的形式，信息系统可用四元有序组K=(U,A,V,ρ)，在该式中，U是一个非空有限的对象集合，U={X}1,X2⋯Xn称为论域；A是一个非空有限的属性集合，A={a}1,a2⋯an；V=∪a∈AVa是属性A所构成的值域集合，Va是属性a的值域；U中任一元素取属性a在V中有唯一确定值。ρ：U×AV被称为信息函数，ρ：AV，x∈U，反映了对象x在K中的完全信息，其中ρ(a)=ρ(x,a)。如果A=C∪D且C∩D=ф则信息系统又可称为决策表，其中C为条件属性集，D为决策属性集，常记为(U,C∪D，V，ρ)。在决策表中，不同的条件属性具有不同的重要程度，一些属性提供了丰富的信息，对产生决策起到至关重要的作用，而其他一些属性却似乎是可有可无的。因此，在保证决策表具有正确分类能力的同时，对条件属性进行简约，去掉不必要的属性。为了度量属性集合的不确定程度，引入精度和覆盖度两个概念，且定义为：dR(X)i=card()-aprXi/card()---aprXi（1）dR(F)=∑card()-aprXi∑card()---aprXi（2）d'R(X)i=card()---aprXi/card(U)i（3）d'R(F)=∑card()---aprXi/card(U)（4）式（1）和（2）分别为属性集合Xi的分类精度和覆盖度，式（3）和（4）分别为所有属性集合的总分类精度和总分类覆盖度。
2.粗糙集在区域航空客流量中的应用
2.1航空客流量影响因素分析。分析我国航空运输业特点，并结合相关已有的研究，本文采用六个影响因素来预测各地区航空客流量：人均GDP、人口、第一产业就业人员的比重、城市人口、国际旅游人数、与航空枢纽的距离等。这六个因素就是六个条件属性，而决策属性就是各地区的航空客流量，研究对象则是我国大陆的31个省、直辖市、自治区。每个对象由一个多值属性（即条件属性和决策属性）的集合来描述，从而形成一个二维表格，即决策表，表格的“行”与对象相对应，表格的“列”对应于对象的属性，表中为具体的属性值。条件属性中的“人均GDP”“人口数”和“第一产业人员比重”均为传统需求模型中所常用的经济变量。“城市人口数”的选取主要是考虑城市规模对航空客流量的影响。“国际旅游人数”的选取主要是考虑该属性能间接反映某地区旅游资源的多少，它能解释对于当地经济并不发达的地区（如云南）却有较多的航空客流量。关于“与航空枢纽的距离”这个属性，从我国航空运输格局来看，北京、上海和广州是三大航空枢纽，因此这三个地区的该属性值为“0”；天津离北京很近，而北京又处于河北的中心，所以天津和河北的该属性值均为“1”，表示“特近”的含义；另外，由于江苏的常州、无锡、苏州、昆山等经济重心紧靠着上海，所以其“与航空枢纽的距离”属性为“2”，表示“近”的含义；其余地区类推，数字越大的地区表示该地区与航空枢纽的距离越远。在决策时，把决策属性“地区航空客流量”分成若干等级，运用粗糙集理论得出每个“地区航空客流量”等级所对应的生成规则。2.2数据离散化。在应用粗糙集理论对实际数据进行分析和获取知识时，一般要求由实际数据构成的决策表中各个属性值必须用离散值表达。如果某些条件属性或决策属性的值域为连续的，则在处理前必须经过离散化。所以对于下表1中的连续型数据需再进一步离散化成分类数据值以适用于粗糙集的方法。对粗糙集连续属性离散化的方法一般是采用其他领域已有的离散化方法,本文采用熵方法对连续型数据进行离散化。设P⊆A，U/P={C}1,C2,⋯Ct，则U中对象x属于等价类Ci的概率为pi=||Ci/||U，I=1，2，…，t，于是定义P对U的划分得到的熵为：2.3决策规则。本文使用2012年至2015年四年共124个对象（共868个观测值），使用其中60%的对象作为训练规则用，去发现决策规则，其余的40%的对象（即50个）作为预测用，以验证规则的有效性。在使用粗糙集方法后得出了表2中的航空客流量决策规则的主要部分。第一条规则的含义是：如果某地区人均GDP小于7198元且人口数小于2642万人且第一产业就业人员比重大于等于50.5%且国际旅游人数小于44.5万人，那么该地区航空客流量就小于200万人次，其余的规则含义类推。该规则把航空客流量影响因素的定性和定量两方面很好结合在一起，另外，同样的航空客流量可以由多条规则产生，这符合实际情况。从规则中各属性出现的频次可得出各属性的重要程度，从多到少依次是“第一产业就业人员比重”“人均GDP”“人口数”“国际旅游人数”和“与航空枢纽的距离”，而“200万人口以上城市数”被约简，从未出现过。运用上述公式，对用于测试的50个地区进行拟合，得出表3中的预测结果。在被测试地区总数中，等级4的上近似集合中地区实际个数是12个，被正确预测的为10个，预测精度为83%；等级3的上近似集合中地区实际个数是19个，被正确预测的为17个，预测精度为90%；等级2的上近似集合中地区实际个数是10个，被正确预测的为8个，预测精度为80%；等级1的上近似集合中地区实际个数是8个，被正确预测的为8个，预测精度为100%；全部等级的总体精度为88%。另外，等级3中有一个地区的覆盖度为95%，从而使总体覆盖度为98%，因此粗糙集理论应用在航空客流量预测中是可行的。
本文论述应用粗糙集理论及其模型对我我国区域航空客流量进行预测，得出了一些预测规则，其预测精度较高。与许多传统模型需要建立各种统计假设基础不同，该方法仅需对属性值进行分类。区别于复杂的数学公式，该方法的分析的结果以规则形式进行描述，直观并容易理解。此外粗糙集能够使用定性数据，无须转换成数值，因此可以有效地防止信息失真。当然，针对不同时间段的航空客流量数据进行动态规则的形成是有待进一步解决的问题。
参考文献：
[1]张文修,吴伟志,梁吉业等.粗糙集理论与方法[M].北京：科学出版社,2001.
[2]张永莉,张晓全.我国城市间航空客运量影响因素的实证分析[J].经济地理,2007,4：20-24.
航空航天概论论文篇7
1 前言
空间技术是世界上最尖端技术的科学和技术，也是一个国家科技水平和综合国力的重要体现。世界太空强国和工人提供免费获得高度关注和发展空间，提高技术，如空间控制，实现在天地之间，各种先进技术研究项目，新概念的空间太空强国的发展规划，并已取得重要进展。参与航天飞机，本文主要指火箭进入太空，空间，和这种飞机参与控制理论和技术研究领域的热点和困难飞机控制，先进的、基本的、全面的、已经成为支持的重点领域之一，中国航天工业的未来发展。发展成为一个独立的导航、制导与控制技术领域的历史可以追溯到“阿波罗”载人航天计划的时代。近几十年来，还被美国作为高超音速飞行器的五个核心技术之一。
2 航天飞行器控制领域前沿问题与挑战
2.1 可靠进入空间的控制前沿问题与挑战
经过40多年的不懈努力，我国的运载火箭得到了长足的发展，独立自主地研制了14种不同型号的“长征”系列运载火箭，具备发射近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多种轨道有效载荷的运载能力，入轨精度达到国际先进水平.虽然我国运载火箭已取得举世瞩目的成就，已在世界商用航天发射市场占有一席之地，并且通过了高密度发射的考核，控制技术得到了充分验证，但是与国外先进的航天运载技术相比，还存在一些不足：
1）运载火箭应对故障的能力不足：由非灾难性故障而导致发射任务难以顺利完成或失败，而这些故障往往可以通过理论方法来克服，需要具备能够采用诊断和预测的方法进行系统故障的监控、检测、隔离，能够评估系统故障的影响并为任务调整提供决策支持的能力，对设备的维护和更换提供指导性建议.
2）火箭发射成本和经济性有待进一步提升：我国运载火箭与国外相比，入轨精度处于同一个量级甚至更高，但现役运载火箭的价格优势正在逐步丧失，同时也暴露出运载能力不足、发射准备周期长、任务适应性差的缺点，难以满足高效率、多样化的航天发射和空间运输需求.
3）对任务的适应能力存在不足：火箭对发射零时的要求较高，现有方法不具备对发射时间敏感任务的适应性.控制系统是运载火箭的神经中枢，提高控制系统的可靠性，对于提高整个运载系统的可靠性至关重要.因此，可以通过制导与控制理论方法的革新来提高运载火箭的可靠性、经济性.同时，系统的高可靠性要求也对控制系统的设计提出了更高的挑战.
2.2 空天飞行器的控制前沿问题与挑战
空天飞行器集航空、航天技术于一身，兼有航空器和航天器的特点与功能，既可以像普通飞机一样在稠密大气层内飞行，又可以在近空间稀薄大气层内作高超声速巡航飞行，还可以穿过大气层进入轨道运行.归纳起来空天飞行器具有五个方面的特点：
1）任务维数多：主要包括在轨运行、再入返回两类任务，在轨飞行任务包括初态建立、轨道机动、轨道维持、高精度对地观测、在轨稳定运行等任务模式，是迄今最为复杂的一类飞行器.
2）飞行状态跨度大：飞行空域跨越几百公里地球轨道至地球表面，速度跨越水平着陆低速到第一宇宙速度，在轨飞行时间达到200天以上，再入返回时间约3000s左右，经历的环境温度从零下几十度到1000度以上.
3）飞行环境恶劣：跨越纯空间、稀薄流区和稠密大气层，经历空间辐照、高低温、气动热等复杂环境.
4）动力学特性复杂：包括轨道动力学和再入动力学，为适应不同飞行环境，配备了RCS（Reactioncontrol system）和多操纵舛舵，如体襟翼、升降舵、V形垂尾、阻力板等，姿控系统结构复杂，且多气动舵结构导致姿控系统存在多维强耦合特性.
5）升力式返回模式：出于任务需要和时间限制，空天飞行器再入模式与飞船完全不同，它采用升力式再入模式，从轨道快速返回，利用高升力体外形在临近空间长时间非惯性、大范围横向机动飞行.
3 航天飞行控制技术发展趋势
基于国际空间飞行器控制技术的研究进展，以及存在的问题的基础和关键技术，进一步发展我国一方面缩短交付系统的未来发展和世界先进航空航天汽车技术差距；另一方面提高中国的国际竞争力空间载波系统本身，促进市场化、产业化、国际化的发展，中国的空间。进入太空的发展趋势是升高的自，可靠性高、重复使用、低成本方向发展。空间对国家安全具有十分重要的战略意义，开发新的太空武器迫在眉睫，太空飞行控制可靠性高、精度高、适应性强、自主飞行的特点，快速的响应，断层重建任务飞行的能力，可以满足未来空间操作，天地之间复杂的任务要求。太空飞行控制技术在我国应该在以下解决方法：
3.1 加强进入空间、空中飞行控制基础理论研究
尽管美国工程方面取得了巨大的成功，但是NASA不仅仅是满意，仍颇具影响力的“先进制导控制技术”的研究计划，持续改进的传统方法，支持控制技术创新和技术改造。应该在中国的重大前沿需求，制定相应的“工艺先进的指导和控制项目”的主要研究计划，吸引国内单位和研发团队开展研究。例如，注意工艺创新布局引起的多学科交叉的非线性动态特性，创新、多样性、混合、异构控制功能的飞机控制新概念，理论和方法的研究关注在信息化环境中，原本独立的飞机控制，计算和通信、控制、决策和管理的集成趋势带来的新概念，理论和方法的研究。
3.2 重视多学科交叉研究
HTV-2两次失败强调跨学科的问题。首先在于气动力和控制问题：飞行HTV-2偏航角的偏航角大于预先设计，和耦合的滚动操作，飞机在滚动方向；二是气动加热和材料问题：严重的气动加热使身体材料剥落，气压变化。和新需求、新布局，新未来飞机控制功能使空气动力学、结构、电厂越来越近，飞行控制耦合电厂不仅提供动力，也有重要的控制功能，不同的控制功能之间的有利和不利影响，多轴控制力矩引起高度耦合，我们应加强多学科交叉设计方法的研究，并积极探索多学科联合，协同设计研究和开发模式，如开展全面的产品设计。
4 结束语
综上所述，航天飞行器控制技术在我国的发展中起着很重要的作用，所以对航天飞行器控制技术的现状和发展趋势进行研究很有现实意义。
参考文献
航空航天概论论文篇8
文献标识码 A
文章编号 1005-4634（2012）05-0048-05
0 引言
《自动控制原理》是航空航天类本科专业一门重要的专业基础课。以笔者所在的北京理工大学为例，航空宇航科学与技术一级学科下属的飞行器设计与工程、航天运输与控制、飞行器动力工程、武器系统与发射工程、探测制导与控制技术等专业的本科生，均在大三第一学期必修《自动控制原理》经典控制理论部分，包括54个理论课时和10个实验课时，其任务是通过对自动控制理论知识的学习，培养学生对控制系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力。同时，《自动控制原理》还是学习测试技术、飞行器制导与控制技术、飞行器总体设计、航天器测控原理等诸多专业课程的先修课，在航空航天类专业的本科生培养计划中占据着非常重要的地位。
《自动控制原理》的授课模式一般有两种：一是将经典控制理论部分和现代控制理论部分分开讲述，先讲授经典控制后讲授现代控制，目前国内大部分高等院校均是采用的这种授课模式；二是将经典控制和现代控制融合讲授，这种授课模式有助于培养学生从系统角度、全局高度来思考问题的能力，更利于掌握控制理论的实质。由于授课模式的沿袭性及单学期课时数的限制，北京理工大学航空航天类专业的《自动控制原理》采用了前一种授课模式。授课教师采用A、B角的方式，教师队伍中有授课近20年的教师，还有刚刚博士毕业踏上工作岗位的年轻教师，更难能可贵的是，所有授课教师均有出国留学或访问的经历，兼通中西教学模式之长，融蓬勃朝气与丰富经验于一体。
本文主要是以《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）中“坚持内涵式发展”、“促进高校办出特色”、“创新人才培养模式”、“提升国际交流与合作水平”等内容为指导，结合北京理工大学的学校定位和办学特色，以笔者在《自动控制原理》经典控制理论部分本科教学过程中的思考和认识为基础，对北京理工大学航空航天类专业在《自动控制原理》本科教学改革中的若干有效措施进行总结和探讨。
1 授课内容及学习过程中存在的问题
1.1《自动控制原理》的授课内容
笔者主要讲授《自动控制原理》中的经典控制理论部分，授课内容分为八章，分别是：自动控制系统导论、自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分析、根轨迹法、频率法分析、控制系统校正、非线性系统和线性离散系统。其中，前六章和第八章是重点讲授内容，第七章是一般讲授内容。就总的讲授内容来说，有理论性强、新概念多、系统性强、与工程尤其是航空航天工程联系紧密的特点，如已列装或在研的大部分导弹飞行器，其自动驾驶仪的设计仍主要是在经典控制理论的框架下完成的。学习过程是先了解控制系统的组成尤其是强调“反馈”的概念，再根据实际的控制系统建立数学模型，然后通过时域法、根轨迹法、频率法等分析系统性能的优劣对比，最后对系统整体性能进行校正和设计，可以说，整个过程是一个完整的体系，更是一个循序渐进的过程。
1.2《自动控制原理》学习过程中的几点问题
无论哪门课程，讲授目的均是希望学习者能够掌握相关知识的基本原理、分析方法并最终做到灵活运用。考试成绩是评价学习者是否达到上述标准的一个参考，但考试成绩并不能表明一个学生是否真正达到了上述标准。为了准确评估《自动控制原理》的讲授效果，真正了解该门课程学习中可能存在的问题，不但要时刻注意本专业学生在修习过程中的反馈意见，而且要广泛调研和阅读其它学校和专业的教师在该门课程上的经验总结。在此基础上，结合笔者的亲身体验和思考，认为航空航天类专业的学生在学习《自动控制原理》过程中可能面对的主要问题包括：（1）部分学生由于数学基础不够扎实，对课程中涉及到的数学知识产生畏难情绪，进而无法很好地掌握控制系统的分析方法；（2）不能将所学的控制理论知识与自己专业的实际案例充分地联系起来，这主要是在学习过程中接触专业案例少造成的；（3）阅读英文文献的能力不足，而且这种不足突出表现在缺乏对专业词汇的正确理解上，这说明《自动控制原理》需要适度地推进双语教学改革；（4）无法将基本理论和计算机辅助设计软件MATLAB结合起来进行更有效地控制系统设计，即割裂了基本理论和计算机辅助软件相辅相成、互相印证、互相促进的关系；（5）从系统角度理解控制系统核心思想的能力不足，即无法做到融会贯通，更谈不上灵活运用，这需要授课过程中注意前后串联，帮助学生建立起系统概念。针对上述问题，结合北京理工大学办学定位和航空航天类专业《自动控制原理》的授课特色，授课教师均提出了有针对性的改革措施。多年来的教学实践证明，这些措施很好地解决了北京理工大学航空航天类专业本科生在《自动控制原理》课程中的学习问题，增强了学生对该门课程的学习兴趣和“自主学习”能力。
2 教学改革的若干举措
2.1从数学基础抓起
“工欲善其事，必先利其器。”《自动控制原理》课程涉及大量的数学知识，如拉氏变换及其逆变换、微分方程、差分方程、复变函数理论、Z变换等。毫不夸张地说，扎实的数学功底是学好该课程的基础。如果学生缺乏必要的数学知识，教师又不能适时补上这个不足的话，很容易造成学生在学习过程中的畏难情绪，不可避免地会影响教学效果。
北京理工大学授课教师的做法是在《自动控制原理》开课伊始，就给学生列出所有需要用到的基础数学知识。一方面引导学生重新复习这些已经学过的数学知识；另一方面，授课教师还会抽出专门的课时来对这些数学知识进行复习和重点讲授。为了不断加深学生对这些数学知识的理解，在用到相应的数学工具时，授课教师都会结合具体的实例进行更详细地讲述。为了尽可能减少学生在学习中的畏难情绪，北京理工大学授课教师在考试中坚持“注重概念，弱化计算”的理念，只要学生思路正确，仅仅是计算错误的情况下，尽量少扣或不扣分。
2.2双语教学，与国际接轨
开展双语教学有助于我国高等教育与国际接轨，是当前教育改革的热点和重点，同时也得到了教育部等相关部门的大力支持。在双语教学的改革中，有一点需要明确的是，专业课双语教学的目的并不是为了增加学生的词汇量，也不是为了提高学生外语的写作水平，更不是为了教学生外语语法，而是为了增强学生阅读专业外文文献的能力和对专业知识的理解能力。近年来，英语已经逐渐发展成为全世界通用的语言，最新的科研成果更主要是以英文形式发表。所以，我国高等教育中大部分的双语教学均是采用中文和英文的双语授课模式。
由于《自动控制原理》涉及到的诸多基本理论和分析方法大都是从国外引进和翻译过来的，加上国外学术界习惯用人名来命名定理的做法，给国内学生记忆和理解这些理论和方法增加了额外的困难。如用于判定线性系统稳定与否的劳斯判据就是以英国数学家Edward John Routh的名字命名的，类似这样的例子还有很多，这对于习惯望文生义的国内学生来说，想仅仅从字面意思来理解劳斯判据本身几乎是不可能的。有鉴于此，基于航空航天类专业《自动控制原理》双语教学改革的目的主要是为了增加学生对专业词汇认知这一基本的出发点，决定了航空航天类专业《自动控制原理》双语教学的授课方针应以中文为主、英语为辅。具体做法是，每当第一次出现新的名词、原理和方法时，授课教师先用中文进行详细讲解，然后告诉大家这些名词、原理和方法在英文中的表示方法和来源，并在以后遇到这些名词、原理和方法时，更多地采用英文表述。如传递函数（Transfer Function）、劳斯判据（Routh Criterion）、阶跃响应（Step Response）、脉冲响应（Impulse Response）、根轨迹（RootLocus）等，都可以采用这种处理方式。此外，还需要注意引导学生适量阅读英文参考书和专业文献，由于Katsuhiko Ogata所著《Modern Control Engineer-ing》一书在世界范围内的广泛被接受性，北京理工大学同样推荐学生将这本书作为英文参考书。
2.3融科研于教学
随着我国高等教育改革的不断实施和深入，昔日的“填鸭式”教学已逐步被更能激发学生“自主学习”能力的“启发式”、“案例式”教学所取代。在《自动控制原理》的教学中，如果只是讲授一般的数学公式和物理定理，而与实际工程割裂开来的话，很可能出现的后果就是学生学习后不知道用在什么地方，更不知道如何用，更糟糕的情况是学生在考试后就把所学的东西全忘掉了。为了避免这一状况的发生，有必要将专业案例、授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去，让科研带动教学、教学促进科研。
如在第一章讲授自动控制系统定义和基本组成的时候，通用的教材是举一些工业上常见的例子，像室温调节系统和水位调节系统来引入自动控制的专业术语和反馈的概念。这种讲授方法是很好的，有利于学生建立对控制系统组成的直观概念，并认识到自动控制的核心思想所在。对于航空航天类专业的学生来说，在讲述通用案例的同时，还可以结合航空航天领域的应用案例，如引入图1所示的导弹攻击飞机的案例。在这个案例中，导弹根据自己探测到的目标机动特性，依据一定的制导律生成最佳攻击曲线，当弹上的测试设备探测到实际飞行路线和预定飞行路线出现偏差的时候，弹载计算机会依据一定的法则生成控制指令，气动舵机来执行这一控制指令，从而达到控制导弹回到预定飞行路线的目的。按照这一描述可以画出它的系统方块图，如图2所示，和基本的负反馈闭环控制系统（如图3所示）对应起来，预定飞行路线对应给定输入、弹载计算机对应控制器、气动舵机对应执行机构、导弹就是被控对象、实际飞行路线即是实际输出、弹载测试设备即对应测量输出的传感器。这样讲授下来，由于比较贴近专业方向，同学们就很容易理解控制系统的结构，并对输入、输出、被控对象、执行机构、控制器的作用及反馈的概念有了更为直观和深刻的认识。
在讲述控制系统稳态性能和动态性能的时候，大量引入航空航天的专业案例，尤其是一些因为控制系统设计失误或控制系统未能正常工作产生重大损失的失败案例，对引发学生的学习兴趣颇有帮助。从教学的效果看，这些案例的引入，不仅加深了学生对《自动控制原理》重要性的认识，激发了他们学习的热情，同时，还培养了他们对所学专业的兴趣。在此基础上，可以注意吸收一些对自动控制理论或应用感兴趣的学生提前进入实验室，并挑选与任课教师负责项目相关或者处于航空航天控制前沿的研究方向，如临近空间飞行器的制导与控制技术，让他们自由发挥，思考和创新，切实培养他们的动手能力。
此外，授课教师要非常注重“基于书本、超越书本”。比如香农（Shannon）采样定理认为：对于一个连续信号来说，当采样角频率是该连续信号所含最高次谐波频率两倍以上的话，即能做到一个周期内采样两次以上的话，那么经采样后所得到的脉冲序列，就包含了原连续信号的全部信息，可通过理想滤波器把原信号毫无失真地恢复出来。这一表述在数学理论上是没有任何问题的，但在实际工程项目中往往是行不通的，比如一个正弦曲线的测试，一个周期里只采样两三个点的情况下，几乎没有可能复现原信号。类似于这样的问题，授课教师需要在授课过程中向学生特别强调。
2.4计算机辅助教学
由于《自动控制原理》在授课过程中涉及到的数学公式、图形（结构图、框图、根轨迹图、伯德图等）比较多，非常不方便在课堂上进行直接板书，一旦板书不清楚会直接影响学生的学习效果。而这些公式和图形是非常适合以幻灯片（PPT）的形式来进行表述的，学生也更乐意看到这种方式。北京理工大学授课教师同样采用了以PPT为主的授课模式，配以适当的动画，给学生一个更为直观的展示。如在讲授动态性能指标的时候，延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等名词的定义并不是那么容易理解，但通过动画的形式就可以很清楚、明了地向同学们展示这些概念的不同，学生反映良好。再比如在讲授不同阻尼比情况下二阶系统单位阶跃响应特性的时候，只靠文字表述“随着阻尼比的增大，系统的响应越快，但超调量越大”的话，大部分学生是比较茫然的。如果换成通过PPT展示给同学们如图4所示的响应曲线时，就会一目了然，同时，还有助于同学们掌握零阻尼、欠阻尼、临界阻尼、过阻尼等情况下单位阶跃响应特性的不同。
MATLAB是学习《自动控制原理》的学生必须掌握的一个计算机辅助分析工具。实际上，一个令人引以为傲的事实是，北京理工大学航空航天类专业本科生的MATLAB基础知识都是在《自动控制原理》的课堂上学到的。由于年轻学生对新鲜事物天生的好奇感，当他们看到教材上一幅幅精美的图片是通过MATLAB展示在自己面前的时候，不但会加深他们对所学知识的理解，更会激发他们学习这门课的热情。比如讲二阶欠阻尼系统阶跃响应的时候，可以首先引导学生思考一个问题：“既然阻尼比越小，系统响应越快，超调量越大，那怎么来选择合适的阻尼比呢？”然后再用教学计算机上装载的MATLAB画出图5，这是阻尼比位于[0.10.9]之间，以上升时间为横坐标、超调量为纵坐标的Pareto图，同时在图中标示阻尼比分别为0.4、0.707和0.8所对应的点。以这个直观的示意图做基础，同学们就很容易理解为什么工程上一般要求阻尼比在[0.4 0.8]范围内了，再告诉同学们阻尼比为0.707时控制系统效果最佳，他们也就明白了因果来源。如果更进一步画出阻尼比分别为0.6、0.707和0.8时候的单位阶跃响应曲线来，如图6所示，同学们就会有一个更加明确和直观的印象。此外，授课教师还可以通过课下作业的形式，引导学生利用课堂所学知识编程实现更复杂的响应曲线，使学生可以亲身感受到响应曲线随不同参数变化的规律，不但可以加深学生所学的理论知识，还有助于学生掌握辅助软件的用法。
用MATLAB辅助教学可能会带来的一个副作用就是，同学们可能觉得只要掌握MATLAB就可以了，而忽略了自动控制本身的基本原理和定性的分析方法。这是授课教师在教学过程中需要重点留意并刻意避免的问题之一，北京理工大学授课教师在每次用MATLAB辅助教学时，都会强调基本原理的重要性，同时会刻意用所学的定性分析方法来评估MATLAB结果的正确与否，并一再强调，MATLAB只是一个辅助大家进行控制系统分析的工具，不能取代大家所学的基本原理和分析方法本身，考试中也不会考这方面的内容。
2.5注重前后串联，建立系统概念
《自动控制原理》本身的讲授内容多、跨度时间长，而且学生同时还在修习其它课程，所以用在《自动控制原理》这一门课上的时间是极其有限的。而且一般教材也更倾向于将每个章节的内容独立出来，如仅仅在第二章讲述控制系统模型的建立方法，在以后的学习中就直接拿现成的传递函数来用；再如第三章讲述时域分析法之后，在后续章节的讲述中几乎不会再涉及。很可能造成的一个后果就是学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系，也无法真正的做到融会贯通，在遇到实际的工程问题时就会显得束手无策、不知如何下手。这需要授课教师帮助同学们理清线索，弄清楚各个章节之间的因果关系。
航空航天概论论文篇9
我国是世界四大文明古国之一，尽管航空航天科技属于现代化科技的研究成果，但是早在2000多年以前，我国和航空航天科技就已经结下了不解之缘，无论是历代史册还是民间传奇话本小说中都有着许多行有关的神话传说，比如我国最著名的“嫦娥奔月”这一神话小说，此外还有鲁班制作木鸟等的飞天尝试，这些丰富的想象和勇敢的尝试对于现代航空航天技术的萌芽有着非常重要的推动作用。
1航空航天的概念和发展历程
1.1航空航天的概念
二十世纪以来，人们在对自然进行认识和改造的过程中，所以取得的最大的成果就是航空与航天，航空航天科学技术的发展对我们的生活产生了非常重要的影响，标志着人类文明发展到一个新的高度。
生活中人民一提到“航空航天”，首先想到的就是火箭、载人宇宙飞船等的发射，但是这种认识实际上是错误的，事实上，航空航天也并非是一个单词，而是一组词语，航空和航天分别有着自己的概念：所谓航空指的是地球的大气层范围之内，飞行器所进行的航行活动。而航天则是指飞行器在冲出大气层之后的宇宙空间所进行的航行活动。
1.2航空航天的发展历程
一直以来，人类都没有停止过对宇宙的探索和对飞翔的追求。在二十世纪以前，由于受到较低的科技和生产力水平的限制，人民对于宇宙的探索和对飞翔的追求都只能通过想象来进行，尽管有很多先驱者做了一些努力和尝试，例如我国西汉时期的滑翔尝试等，但是都收效甚微。直到18世纪热气球的成功升空，人们终于拉开了实现飞翔梦想的序幕。而人类在天空翱翔这一梦想的真正实现实在二十世纪初期，第一架可操纵的飞机被发明出来，并且成功飞行。此后，许多专家人士坚持不懈的努力研究飞行科技，大大促进了航空科学技术的发展，增强了人类探索和征服宇宙的信心。二十世纪中期，第一个人造地球卫星的成功发射是航空航天科技发展的重要里程碑，人们开始正式对宇宙进行探索。
在二十世纪，航空航天进入了科技和事业双发展的“高潮期”。在这一时期，人类的科技发展水平有了质的突破，社会生产力水平也大大提高，这都大大促进了航空航天研究成果的出现。尽管目前人类所进行的航空航天活动仍然处于初级阶段，但是其所起到的作用和产生的影响已经覆盖了人类生活的方方面面，所以非常有必要进行航空航天知识的普及。
2普及航空航天知识的必要性
在现代世界追求和平的浪潮下，航空航天活动在进行的过程中一直都是以和平、为全人类造福为主要目标的。尽管现在的航空航天活动的初始目的都是为国家军事进行服务，但是其所造成的影响范围并非局限于军事领域，它对社会生活和国民经济的发展也产生了非常重大的影响。
2.1对人们探索、热爱科学精神的鼓励
航空航天技术是人们对于宇宙这一未知世界进行探索所取得的重要成就，具有着鼓舞人心的作用；此外，航空航天技术融合了当前世界各种高新技术，是对人类科技水平进步以及科技人勇往直前、不畏风险精神的完美展示。所以，大力普及航空航天知识可以让人们近距离接触到当前世界高新技术的研究成果和科技人的精神，有助于提高国民素质和探索、创新精神。
2.2对青少年有着特殊的教育意义
向广大青少年进行航空航天技术的普及，能够极大地吸引青少年对于航空航天科学技术知识以及对自然和宇宙进行探索和改造的热情，提高他们对科学和自然学科的学习兴趣。但是对青少年进行航空航天知识的普及并不代表要求青少年要将学习和工作方向定位为航空航天科技工作。其更深层次的意义是帮助青少年学会从微观到宏观的角度观察和认识世界，了解到世界的广大和宇宙的浩渺，从而帮助他们树立正确的世界观、人生观和价值观，因此普及航空航天知识对于青少年来说，有着非常重要的意义和必要性。
2.3有着相当的经济价值
航空航天技术与其他科学技术相互结合开创出大量的新型技术途径，而这些技术途径的使用为国民经济的发展带来了巨大的经济效益。其中最为典型的就是卫星通信技术，它以其高度的灵活性和可靠性、高质量和高容量以及超远距离等优点成为现代人们进行信息通讯的首选。除此之外，还有地球资源卫星的运用，大大降低了人们进行地球资源的普查的时候所消耗的成本，而且避免了各种意外的发生，大大保障了人身安全。
3结语
尽管目前我国在航空航天技术和事业方面取得了相当瞩目的成果，但是与西方的发达国家相比，我国的航空航天科技水平仍然处于相对劣势的地位，因此我国需要大量新鲜的航空航天技术专业人才和创新型人才的加入，但是当前我国民众对于航空航天知识的了解远远不够，尤其是青少年对于航空航天技术的热情和兴趣非常的低，因此，非常有必要进行普及航天航空知识活动，从而提高我国人民尤其是青少年对于航空航天技术的兴趣和热情，为我国航空航天技术的发展培育一批有生力量。
参考文献
航空航天概论论文篇10
最大规模反导测试 10月25日，美国导弹防御局等多个单位联合完成了一次有史以来规模最大，最为复杂的导弹防御实弹测试，内容是同时对5个弹道导弹和巡航导弹目标实施拦截。除1枚短程弹道导弹外，其余4枚导弹均成功拦截。图为正在发射“标准”III导弹实施拦截的“菲茨杰拉德”号驱逐舰。
模拟训练 空军“八一”飞行表演队使用六机飞行表演模拟系统，进行高难科目练习。不仅降低了训练成本和安全风险，还能为队员探索创新表演动作提供理论支撑和实践依据，有效提高飞行员飞行表演能力和飞行训练效益。
航空航天概论论文篇11
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院
参考文献：
[1]朱张校,姚可夫.工程材料[M].北京:清华大学出版社,2011.
[2]周风云.工程材料及应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.
航空航天概论论文篇12
分析以下实例：
（1）某海域航线上一艘战舰需要在高速航行状态下接受油料、
淡水及作战物资的补给，执行补给任务的补给船必须从待命点加速靠近战舰后与该战舰等速航行，向战舰实施航行补给。
（2）空中加油机从地面起飞给飞行状态的战机加注航油。
（3）航天飞机从地面给空间站输送航天员M和太空生活物质，又将在空间站工作一段时期的航天员N带回地面。
（4）科学家计划用飞船向威胁地球安全的近地小行星输送安装能改变其运行轨道的施力装置。
在例1-4中的淡水、航油、航天员M、施力装置等人员物资，是在事例中接受载运的物体，统称为受载体。
在例1-4中的补给船、空中加油机、航天飞机、飞船等，它们作为明确的载运工具在载运受载体的旅程中，都要使自身及其受载体的速度发生递增或递减的变化，因而被称为递速载体。如航天飞机将航天员M从地面起飞时的零速，加速飞行到与空间站对接时的高速，以及航天飞机将航天员N接回地面过程中，从与空间站相等的高速递减到返回地面的零速。
在例1-4中的战舰、战机、空间站、小行星等称为运行载体，它们在接受加载或卸载时正以一定的速度运行。
在例1-4中的受载体航油，航天员M、生活物资等在进入递速载体前所在的库房、站场是相对静止的地点，称为静态点。受载体由递速载体逆性转载进入的站场、库房也是静态点，如例3中航天员N从航天飞机回到地面站场。
同一个受载体，出发前所在的静态点与逆性递速抵达的静态点，可以不是同一个静态点，如例3中航天员N回到地面某基地的静态点，而当初出发时可能是在另一个基地的静态点。
在例1-2中，作为运行载体的战舰、战机，都有他们的海域航线和空域航线，虽然它们的航线在战场环境不可能是预设的，不是稳定的航行轨道，但仍然可以认定，它们的位置、航向信息肯定要被它们的递速载体所获知，其航迹可作为递速载体追踪靠近予以参考的即时航行轨道；在例3-4中，作为运行载体的空间站、小行星都有稳定的运行轨道。
以上受载体、递速载体、运行载体、静态点、以及运行轨道构成递速理论的五个递速要件。（如表1所示）
受载体在静态点与递速载体间转载时，如例3中航天员M从发射站场进入航天飞机，例2中航油从油库输送到空中加油机等，静态点速度v1为0，处于停靠状态的递速载体速度v2为0，此时
v1=v2=0，这是递速过程中的静停等速转载。
受载体在递速载体与运行载体间转载时，如例3中航天员M从航天飞机进入空间站、例2中航油从加油机油箱加注到战机油箱，递速载体速度v2与运行载体速度v3必然相等，受载体才能在两个高速运行的载体间安全顺畅的实现转载，此时：
v2=v3，这是递速过程中一次至关重要的高速等速转载（或称有速等速转载）。
上述等速转载都是可逆性等速转载，如例3中航天员N可以从空间站进入航天飞机，以及从航天飞机到地面站等。
完成静停等速转载后的受载体，搭乘递速载体从零速递增到与运行载体速度相等的高速，或完成高速等速转载的受载体，从高速递减到与静态点速度相等的零速，这种使受载体行进速度发生的递增或递减变化称为速度递变。例3 中从空间站进入航天飞机的航天员N，随航天飞机降落，由与空间站速度相等的高速减速至到达地面站的静态零速，这种递速载体载运受载体由高速递减为零速的过程称为逆性递速。
如此，受载体在递速载体上的一段旅程，总是体现为一端是零速，另一端是高速，或一端是高速，另一端是零速的可逆行速度递变。
在静停等速转载与高速等速转载的两次等速转载之间，受载体随递速载体不仅完成了速度递变，还行驶了一段有一定距离的旅程，这一旅程称为递速旅程。
以上受载体的可逆性等速转载，递速旅程，以及可逆性速度递变，是递速理论必有的三个递速机理。
例3中，航天员M和生活物资（受载体），从地面站场（静态点）到航天飞机（递速载体），完成静停等速转载，随航天飞机起飞飞行一段距离的旅程后与空间站对接，完成递速旅程和速度递变，航天员M和生活物资从航天飞机进入空间站（运行载体），完成高速等速转载，最终实现从零速的地面站场到达在轨高速运行的空间站，这种从零速静态点到达高速运行载体的位置跨越称为速位跨越。航天员N及空间站生活垃圾随航天飞机从在轨高速运行的空间站位置，逆性到达速度为零的地面站场，这种从高速运行载体到达零速静态点的位置跨越称为逆性速位跨越。
速位跨越、逆性速位跨越分别是递速和逆性递速过程要获得的递速效果。
至此，结合前述五个递速要件、三个递速机理以及获得的递速效果，可以确立如下递速理论：
以递速载体为中介，受载体依次完成：静停等速转载，在递速载体上的递速旅程以及旅程中的速度递变，高速等速转载，能够实现从静态点到在轨高速运行载体间的速位跨越，或逆性完成上一程序后，能够实现从在轨高速运行载体到静态点的逆性速位跨越。
――递速・运行载运模式应用于城市公共交通，将建成递速运行地铁，届时：
（1）全客运线附近的乘客能随时就近上下车，比乘坐路面公交汽车更方便，解决了现有地铁站距太长乘行不便的问题。递速载运模式下的地铁站距可缩短到150-250米，趟次间隔仅80-100秒。（其车站规模、站务人员大幅缩减，车站被简化成一个只突出安检功能的地下通道）。
（2）乘行舒适，通常情况下乘客都有座位，解决了现有地铁乘行拥挤不适的问题。递速载运模式下的地铁列车，其断面客流量比现有地铁增加1-3倍，高峰时段还可加编组。
（3）乘行速度快，解决了现有地铁旅行时速依然较低的问题。递速载运模式下的地铁列车，其运行列车中途不停，旅行时速可超过60千米，比现有地铁提高30-50%。
（4）并联式递速运行轨道列车在城市地下构建起纵横交织的轨道交通网，为市民提供特别方便、舒适、快捷的出行方式，将大幅减少市区内的自驾出行，在解决城市地面道路拥堵的同时，也将大幅降低城市交通能耗和污染排放。
――递速・运行载运模式应用于高速铁路，将建成可实施应用的不停站递速运行高铁列车，届时，像中国京广高铁列车全程通行两千多公里三十多个站，可节省减速停站时间共两个多小时。
――递速・运行载运模式应用于将高速公路与普速铁路融合的递速运行融合高・铁，将实现乘客、车辆及货物安全、高速的共线载运。届时，装载乘客的特种车厢，装载货物的特种集装箱，及各种车辆将通过递速列车转载到运行列车上，作旅行时速达150千米以上不停站运行，同时将即将到达目的地的特种车厢、集装箱及车辆转递到需要到达的路口或站点。与传统高速公路和普速铁路相比，递速运行融合高・铁将显著提高道路运行速度和通行效率，显著降低总的运行能耗和总的道路、车辆维护成本，搭乘列车的所有车辆不再有追尾事故发生，其驾驶员不再需要辛劳驾驶。这将是世界陆地上最庞大，最高效，却又是最节能环保的道路交通运输工程。
3 结束语
（1）递速理论是揭示一类特殊载
运工程实例中，作为一种载运工具的递速载体，不是将受载体从静态点直接传输到另一个静态点，而是将受载体从静态点传输到另一个在轨高速运行载体上，或从高速运行的运行载体上逆性传输到静态点这一可逆性过程的载运规律。
（2）将递速理论应用于整个道路
交通运输领域，构建起来的递速・运行载运模式为：
由功能分属的递速轨道列车（递速载体）和运行轨道列车（运行载体）联合组成载运组合体，接受载运的人员、物质（包括车辆）等受载体，依次完成：a.一次递速，实现从站台（静态点）到以一定速度运行的运行列车的速位跨越；b.运行列车上的一段运行旅程；c.一次逆性递速，实现从运行列车到终点站（静态点）的逆性速位跨越。最终实现从起点站到终点站的载运效果。
递速・运行载运模式具有递速理论概述的全部构成要件，遵循递速理论概述的全部载运机理，体现递速理论论述的速位跨越。
但是，在产生递速理论的源事例中，受载体只需经历一次递速（或逆性递速），也并不考量受载体在运行载体上的旅程。而递速理论在道路交通领域应用中所构建的递速・运行载运模式下，受载体必须先后经历一次递速和一次逆性递速，同时还需在两次递速之间经历运行载体上的一段运行旅程。
（3）以递速理论为理论基础建立的递速・运行载运模式，将解决传统载运模式下无法解决的重大道路交通问题，为人们出行、货物甚至车辆的运输提供方便、舒适、快捷、安全、高效、节能、环保的载运方式，将引发世界道路交通领域一场深刻的理论探讨和技术革命。
参考文献
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[3]周新华.并联式递速运行轨道列车及其载运方法：中国，201410553
航空航天概论论文篇13
一、引言
现代运输机运行过程中，存在许多影响飞行安全的因素，尤其是气象条件对航班的影响。据统计，仅由气象原因造成的严重飞行事故就占据了总事故的10%―15%，而与气象直接或间接有关的事故则高达三分之一左右。作为民航系统内直接与飞行打交道的人员，必须储备相应的气象知识，取得更好地应对工作能力，切实保障航班的运行安全。
《航空气象》主要介绍了基本的大气运动形式，并结合重要的天气条件如低能见度、降水、雷暴、冰雹等阐述了对现代运输机以及民航业系统的影响和相应的处置方式，是飞行技术专业和空中交通管理专业的一门重要的专业基础课程。该学科介绍了基本的大气运动模式，常见天气现象的生效过程和识别方法，通过对它的学习可以培养学生分析天气和应用天气信息保障飞行安全的能力，并学会有效地利用天气创造经济效益，对其以后的职业发展有具体的指导意义。为了落实以人为本、实施素质教育、促进学生全面发展的宗旨，《航空气象》的课程改革与研究的重要性亦不言而喻。除了继承传统的教学理念与方式，课程内容的基础性、先进性、经典性、趣味性设置也应更多地穿插到实际的教学工作中，使课程内容信息化、网络化，重视实践教学，使用现代教育技术，激发学生学习的自主性和学习兴趣，提高教学质量。
二、课程设计安排
1.制定翔实贴切先进的理论知识。民航系统日益发展，新科技新设备新标准新要求不断出现，《航空气象》理论教学内容也应及时更新，以达到新环境下民航系统运行保障的要求。参照国外先进的理论知识，结合我国国情，《航空气象》课程的教学内容做了调整和补充，编写了相应的教学大纲，根据新大纲编写新的《航空气象》教材，结合飞机驾驶、空管和签派的需要，全面、系统地讲述了航空气象学方面的基本知识和基础理论，分析了大气环境和重要天气过程对飞行的影响以及应采取的措施。此外，基础教学内容另增加了卫星云图的分析、地面和机载气象雷达图像的识别、全球气候概况、大气环流和国际航空气象服务等最新内容，更多前沿的研究理论，培养了学生对现代化气象发展的认识。
2.教学方法讨论。（1）理论教学。《航空气象》概念和理论性强，学生掌握基本的气象理论知识，有利于各种天气现象的理解和认识，从而了解影响飞行的恶劣天气的产生及危害，掌握在飞行活动避免这些危害的方法，深刻感受气象环境对飞行的作用意义。因此，基础理论建设是第一位，要充分夯实学生的理论知识储备。首先，制定好标准化教案，梳理知识点，罗列重难点，讲授时做好时间分派，全盘把握中再有缓有急，重难点突出。在讲课时将重点和难点进行详细和认真的讲解，有结合图形进行介绍，特意制作了形象生动的FLASH、3DMAX动画演示，引发了学生极大的兴趣和学习热情，使重点和难点更好为学生掌握。其次，增加知识的实践性应用，用理论指导生活。列举生活中因气象原因导致的影响运行的案例，如大雾雷暴天气的大面积航班延误，如青藏高原航班飞行往往颠簸较厉害，如结合由气象原因导致的飞行失事案例分析，与飞行实际紧密相连，引起学生的高度重视，增强了安全意识。再次，{动学生的主观能动性。引入制作精良的视频片段，引入有意义的具有启发性质的思考题，牢牢抓住学生的注意力，并让其成为主人公，用第一视角来看待分析，增加了学生的参与感，能提高学习的积极性，使教学内容更具现实性和易于学生吸收。最后，利用各种现代化教学设备，采用多媒体技术，尽量使刻板抽象的理论生动形象，便于学生理解、掌握，而且印象深刻。加强网络教学建设，搭建网络教学环境，为学生自主学习、远程学习提供了平台。学生可以利用校园网了解《航空气象》课程的教学大纲、授课教案、练习题、实习指导书、部分教学录像、教学参考书等的内容以及学习要求，实现远程教学资料的共享、网上答疑、信息等功能，方便快捷。（2）实践教学。理论积累的目的就是更好地服务于生产生活，增加实践性教学，利于学生对理论的认识掌握和应用，完善课程体系。从这个角度出发，气象课程的实践分为气象观测实践，卫星云图和雷达图分析实践，引入完整的天气分析会商系统，此外，为了更好理解气象环境对飞行运行的影响，还特别开发了飞行CBT练习器操作实践，机载气象雷达模拟操作实践。气象的分析实践里可以根据理论教学进展依次进行云的识别、雷达回波的识别、卫星云图的识别、危险天气以及天气分析的教学部分，实现课本与应用的相结合，获得最基础的辨别能力。承担的教学内容可安排为气象要素观测：了解气温、气压、空气湿度的观测，云状、云量和云底高度的判定；《卫星云图分析》：分析卫星云图上不同的云，分析锋面、气旋、急流等天气系统；《雷达图的分析》，熟悉层状云和对流云的降水回波特征，分析出对飞行影响较大的降水区。在这些基础上，带领学生到各气象台站实地进行气象要素观测，开展天气图分析，卫星云图分析和雷达图分析等实习课，身临其境地体会气象对保障运行的作用。实验室课程可介绍会商系统的使用，通过综合显示的各高度层天气图，全国的实时观测资料，卫星云图及欧洲、日本及美国的预报产品，尝试某次天气预报过程，使学生在航空气象学习中不在枯燥的背诵课本，能够亲身体验一线天气预报的所使用的资料、流程及相关产品，从而加深对航空气象的理解。还可以参与“机载气象雷达模拟操作系统”的学习，系统能自动演示机载气象雷达的基本工作方式，包括介绍冰雹云的形成及气流结构动画；飞行中气象雷达的应用动画演示；把机载气象雷达上回波的识别和云的识别结合起来，学生可进行机载气象雷达使用的实习操作和回波识别的实习练习。引入“飞行CBT”练习，体验各种天气如低云对飞行的影响、在有风切变的情况下飞机性能和飞行姿态的变化。实践教学的内容与课堂教学内容紧密相关，使学生开阔了视野、培养了学生的创新精神，增强了分析和动手的能力，很好地掌握卫星云图、雷达回波、各种时实的气象信息、飞行安全的气象保障方法，接触到大量的飞行天气资料，体会“危险天气与飞行”。加强了学生理论到实践的能力，为提高实际工作能力打下良好的基础。
