第一篇：航空宇航學科綜合課(博) 課程總結

宇航學院

講座總結

航空宇航學科綜合課（博）

（2017 年1月2日）

一、氣動彈性技術發展方向

楊超教授

2016.9.23

第一次的航空宇航綜合課是由我們航空科學與工程學院院長楊超教授給我們帶來的關于氣動彈性方面的講座，雖然之前的學習過程中也聽說過一些氣動彈性的理論，但是并沒有太多的了解，這一次的講座加深了我們對于氣動彈性這門學科的認識與理解。

氣動彈性是研究彈性物體在氣流中的力學行為的學科，其任務是研究氣動力與彈性體的相互影響。氣動彈性問題是所有飛行器都存在的問題，只是程度不同主要矛盾不同。

氣動彈性問題普遍的存在于古往今來所有飛行器當中。1903年12月，萊特兄弟試飛前9天，蘭利的“空中旅行者”號有動力試飛失敗，就是因機翼扭轉變形發散造成的；一戰中發生過多起顫振和發散的事故，而二戰過后，隨著飛行速度的不斷增加，顫振問題漸漸顯現，成為許多飛行事故的元兇；而離我們比較近的一次是1998年F-117顫振事故。因此我們必須對氣動彈性問題加以重視，并且隨著科技的進步，尤其是對氣動彈性技術、噴氣發動機和后掠翼技術的突破，人類飛行突破“音障”已成為可能。

目前氣動彈性問題的研究熱點是復合材料氣動彈性剪裁優化和主動氣動彈性機翼（Active Aeroelastic Wing）。眾所周知，復合材料有許多獨特的優點。例如質量輕、比強度和比剛度高、抗疲勞和抗振性能好、結構可設計性好等，特別是它所具有的顯著的各向異性力學特性。而氣動彈性剪裁是指通過復合材料的剛度方向性及其變形耦合來控制翼面結構的靜力和動力氣動彈性變形，從而提高飛機性能的一種結構優化設計方法。該氣動彈性優化算法適用于飛行器設計的初始階段。主動氣動彈性機翼的設計思想是通過全權限、快速響應的數字式主動控制系統來主動且有效地利用機翼的柔性。美國從1985年開始，就逐步對該方法進行了研究，已經進入了飛行測試階段。

隨著導彈、高性能巡航導彈、高超音速巡航導彈、無人機的發展，要求質量輕、速度高，氣動彈性問題更加突出，氣動彈性的研究在工程實踐中發揮著越來越重要的作用。

二、航空器適航設計技術

曹義華教授

2016.9.30 適航性（Air Worthiness）是指航空器在預期的運行環境中在經審明并被核準的使用限制下運行時，應具備的安全性和物理完整性品質。這種品質使航空器始終處于符合其型號設計及安全運行的狀態。適航性標準是為了保證實現民用航空器的適航性而制定的最低安全標準。

目前的航空器適航標準主要包括：美國聯邦航空管理局FAA的《聯邦航空條例》（FAR）、英國民用航空管理局CAA的《英國民用適航性要求》（BCAR）、西歐國家的《聯合適航性要求》（JAR）、俄羅斯的《民用航空條例》以及中國民用航空局的CCAR。

另外，還存在適航審定標準。70部聯邦航空條例中的大多數是屬于管理性質的，但其中有八部則是從最低安全要求出發，對航空器、發動機或螺旋槳的設計提出了具體的技術要求，FAA將其進一步定名為“標準”，其中包括7部適航標準和一部噪聲標準。

航空器飛行的空間稱空域。空域的概念包括三種屬性，分別為法律屬性、自然屬性和技術屬性。法律屬性的意義在于空域是國家的重要資源，由國家實行統一管理，各國對于空域管理都有自己相應的嚴密機構，并有法律條款對各項活動進行約束。自然屬性容易理解，空域有下確界即地表、海面等，也受天氣情況的影響。技術屬性是指空域也與許多科學技術有關，如需要在空域建立用于通信的通信場，實現導航的導航場，實現監視功能的監視場等。

空域管理是為了適應航空事業的發展而提出的。航空事業的發展是伴隨著飛行器的發展而發展的。1783年作為歷史上第一個真正意義上的航空器熱氣球誕生，在之后的100多年里，隨著科技的進步以及人類對于航空器研究的不斷深入，1903年萊特兄弟成功進行了真正意義上的飛機的首飛，1943年直升機的發明讓世界航空事業不斷完善與發展，到如今，各式各樣的飛行器翱翔天穹。近十幾年來，航空事業發展日新月異。因此要保證飛行器飛行的安全和有序，就要加強管理。空域管理是這種管理的一個重要方面，它有效的提高了空域利用率，增加了空域的容量和整體流量。空域管理凸顯了其重要性。

三、復雜產品集成的多學科設計優化研究

徐元銘教授

2016.10.14 這是本學期的第三次課，本次講座是由航空科學與工程學院的徐元銘教授為我們介紹的復雜產品集成的多學科設計優化研究，在當前學術界領域，多學科優化研究應該說是我們作為博士研究生必須要了解甚至需要我們深入探究的一門學科。多學科優化設計是目前十分熱門的新生學科，國內有很多學者在從事這方面的理論研究，在國外這項技術已經有很多工程應用。

多學科優化設計（Multidisciplinary Design Optimization，MDO）解決復雜工程系統的設計優化的一種有效方法和工具。其主要設計思想為：在復雜系統的整個設計過程中，充分利用分布式計算機網絡技術來集成各學科的知識，按照面向設計的思想來集成各個學科的模型和分析工具，通過有效的設計和優化策略組織和管理設計過程，充分利用各學科相互作用產生的協調效應來獲得系統整體最優解，縮短設計周期，節約成本。

復雜工程系統（航空航天系統）的設計往往涉及多門學科，如氣動、結構、控制、發動機等很多學科，傳統的串行設計方式的最大弊端在于它人為的割裂了各學科之間的相互作用，并沒有利用各學科之間相互影響產生的協同效應。這種設計方法只能獲得局部的最優解，很有可能失去全局最優解，而且設計周期長，成本高。這些特點顯然不能適應越來越多，且越來越苛刻的設計要求的發展趨勢。多學科優化設計正是為解決這一問題的新的設計方法。

目前，國內外飛行器總體設計的研究領域是多學科優化設計（MDO），即全局考慮飛行器設計中多子系統之間相互耦合的跨學科、跨專業的系統優化，以實現飛行器的全壽命周期設計。

MDO的主要目的是為了加快設計進程和降低復雜系統的設計制造費用，同時使產品效率、重量、壽命、可靠性和可維護性得以提高。隨著今年來大量應用到產品設計和開發過程中，MDO將對未來科技和工程領域產生巨大作用。MDO在總體設計過程中，尤其是在方案論證階段具有實用價值。其中，MDO最直觀的作用就是可以根據用戶選定的優化目標自動進行參數的合理選擇。

四、無人機系統概述

向錦武教授

2016.10.21 無人機（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）通常是指由機載動力驅動，無線電遙控或自主程序控制飛行，可執行多種任務并能重復使用的無人駕駛航空器。無人機與飛機不同，駕駛員不在飛機上，飛行器設計不受人的生理控制，便于執行高風險任務。他又與導彈不同，主要表現在：發射/回收、動力裝置，任務載荷，地面控制等方面。

最小的無人機系統至少應該包括：飛行器、飛行控制系統、數據通信系統、任務載荷和發射/回收系統。無人機系統的特點為：安全性好，可執行危險任務，如縱深目標偵查、放射性取樣、災害搜救、反恐監視等；隱蔽性強，靈活、反應快；可長時間續航，續航時間可在數十小時以上；成本低。無人機的使命有：信息戰和無人化非接觸遠程作戰的平臺；科學研究與應用的平臺；航空技術基礎研究的平臺等。

自1913年世界上出現第一個自動駕駛儀以來，無人機受到越來越多國家的重視，發展迅猛。目前從事研究和生產無人機的有美國、俄羅斯、以色列、法國、英國和南非等近30個國家，無人機基本型數量已增加到300多種。鑒于其獨有的低成本、低損耗、零傷亡、可重復使用和高機動等諸多優勢，其使用范圍已拓寬到軍事、民用和科學研究三大領域。在軍事上可用于偵察、監視、通信中繼、電子對抗、火力制導、戰果評估、騷擾、誘惑、對地（海）攻擊、目標模擬和早期預警等；在民用上，可用于大地測量、氣象觀測、城市環境檢測、地球資源勘探和森林防火等；在科學研究上，可用于大氣研究，對核生化污染區的取樣與監控、新技術新設備與新飛行器的試驗驗證等。

無人機的發展，很多技術起到了關鍵性的作用。其中最主要的有以下幾項：氣動技術、推進技術、人工智能技術、通信技術、發射與回收技術。

美國的無人機如“捕食者”、全球鷹等已經能很好的應用，無人作戰飛機X-45A、X-45B以及艦載無人戰斗機X-47A也在研制過程中。我國的無人機發展與美國、以色列相比還有一定的距離，一些技術難題還有待解決，主要是標準的統一和信息融合處理。但同時我們也充滿信心，經過不斷的研究、探索一定會有所突破有所發展。

五、武器裝備隱身技術

黃俊教授

2016.10.28 本節課是由航空科學與工程學院的黃俊教授給我們帶來的武器裝備隱身技術的專題講座，讓我們對于隱身技術有了初步的認識與了解。

隱身技術是控制和減小作戰平臺及武器系統等目標被敵方探測、跟蹤、識別和攻擊的各類特征信號，降低被發現和被攻擊的概率，從而提高其作戰能力和生存力的綜合性技術。隱身技術主要包括雷達、紅外、聲、光、射頻、磁、電、尾跡等領域，跨越材料、電磁、聲、熱、光等學科，覆蓋海、陸、空、天等威懾和主戰裝備。

隱身技術對于提高裝備生存能力，降低地方探測系統效能，增加戰爭的突然性等有著重要影響；隱身技術縮短了探測系統的探測距離，對現代預警防御體系提出更高的要求；隱身技術的投入使用，改變了襲擊兵器傳統的突防方式，使戰略、戰役、戰斗的突然性增大。特別是隱身飛機的使用，其高的突防能力可使敵方的預警探測系統因只能得到非常短的探測時間或距離而很難發現或采取對抗措施，因而地方難以避免遭到閃電般的突襲。生存能力極強的隱身飛機如果再輔以各種高性能的精確制導武器，將極大地提高空戰的效能。

飛機隱身技術帶動了其他武器裝備隱身技術的發展。例如，美國的AGM-129A/B空射巡航導彈、“聯合防區外攻擊導彈”（JASSM）和“戰斧”巡航導彈，RCS為0.01-0.2平方米。在世界范圍內，隨著武器科技水平的普遍提高，具有隱身技術的武器裝備不斷顯現，隱身飛機、隱身核潛艇、隱身作戰艦艇、隱身坦克戰車、隱身導彈以及隱身直升機等都是具有代表性的現代戰爭武器裝備。

目前國內外主要的隱身技術分為以下幾類：雷達隱身技術、紅外隱身技術、聲隱身技術、可見光隱身技術以及其他一些隱身技術。

我國的隱身技術目前歲迅猛發展但是距離大規模列裝和實戰應用都還是需要一定的時間，這是我國航空工作者近一段時間來需要努力趕超的。

六、創新研究的科學方法

王立新教授

2016.11.4 科學研究的實質是創新，科學研究是探索存在于自然界固有的客觀規律，而非做漢化或拷貝的勞動。科學研究的創新有一個常用名詞——原始創新，所指為前所未有，即在歷史上、在世界范圍內都沒有的新創造，包括新發現、新觀點、新理論、新材料、新技術、新方法等。

王老師根據自己的實踐經驗提出了幾點科學的創新研究方法：1）極端注重創新性的獨立研究。目前很多人的思想都被書本、文獻左右，不能獨立的思考分析，當然向書本他人學習是十分必要的，但不能一味的聽信書本的講授，要能獨立的分析。2）足夠地重視對飛行器本體的認識。一切的數學知識、計算算法、控制理論都是使用的工具，真正的研究對象是飛行器本身，要想有所突破創新一定要對飛行器本身的特性有深刻的了解。3）要大膽的提出自己的見解。在對事物有一定的認識之后，要大膽的提出自己的預測，再用數理方法證明或別人的研究成果佐證自己的預測。4）破除書本和文獻的神圣性，敢于懷疑一切。一切有人參與的工作均是會出現錯誤的，不要只相信那些白紙黑字，也要有自己的判斷。5）多方位、多角度地認識和思考。要從多個角度考慮問題，才能提供出不同的解決方案，并從中找出最合適的。6）對科學問題要有足夠的靈敏性。平時應多關注學科前沿的發展，靈活的進行研究。

一種理論在出現以后，在傳播的過程中也會出現很多問題。王老師舉了很多例子，例如人們目前熟知的幾個俗語，其實就是人們在傳播的過程中出現了很大偏差。“三個臭裨將，賽過諸葛亮”傳播成了“三個臭皮匠，賽過諸葛亮”，這種錯誤是非常明顯的，但是人們還是樂于接受，這反映了大多數人的一些惰性思維模式。雖然自己會有一些疑問，但是又覺得這是大眾普遍認可的結論，默默認為這是“真理”，使自己失去了推翻謬論的機會。

此外，王教授結合自身經驗，提出生活中處處存在創新研究點，鼓勵作為博士的我們要善于創新，積極創新。聽完王教授的講解，使我們意識到在創先探索的道路上更要注意研究方法的科學性，也為日后我們博士論文的開題創新點提供了研究思路。

七、人機系統研究進展

屈香菊教授

2016.11.11 人機系統技術是一門包含了很多綜合學科在一起的技術，其中典型的包括飛行力學、數學、心理學、控制理論和仿真實驗等等。而人機系統研究領域包括飛行試驗技術、駕駛員行為模式識別技術、仿真器軟件和數據處理、專用設備、駕駛員行為模型數據庫、人機系統品質評價方法。人-機系統應用面向提出飛行平品質準則、飛機飛行品質評估以及飛行控制系統設計等方向。

人機工程學研究在設計人機系統時如何考慮人的特性和能力，以及人受機器、作業和環境條件的限制。人機工程學還研究人的訓練，人機系統設計和開發，以及同人機系統有關的生物學或醫學問題。

飛機發明以后，人和飛機關系對飛機性能的發揮有這越來越大的影響。最開始時可能座艙環境、操縱桿的響應力大小對飛行員的影響較大。自動駕駛儀應該是人機系統發展最初階段的產物。但自動駕駛儀的作用更多的是配平、水平飛行以及按設定航線巡航。這種自動駕駛儀在一定程度上解放了駕駛員，實現了部分的自動操作。

在人機系統中，人作為特殊的控制器，人的行為受飛機特征的影響，也受到任務和環境的影響，表現出很強的自適應性。反過來，飛機的特征也受人的影響，駕駛員和飛機相互作用，也稱為人機耦合。

人機耦合即包括良性的耦合也包括不良的耦合，對于不良耦合常見的就是駕駛員誘發震蕩，其有線性的、準線性的、非線性的三部分。目前研究的方法主要有基于駕駛員的現行仿真試驗方法、基于人機耦合關系的理論研究方法和基于飛行訓練規則的經驗方法。由于駕駛員動作的復雜性、模型評價的標準的不確定性等問題，使該課題的研究有很多困難之處，有待我們進一步的探索和解決。

但就近些年來講，無人飛機即入了一個飛速發展的階段。從無人偵察飛機到無人攻擊機，以至于無人轟炸機和無人戰斗機也進入了設計階段。但完全無人的飛機不會有發展前途，除非人工智能有了突破性的發展。如果人工智能真的可以達到人的智商，我想到這時就不只是一個科學的問題，而是社會倫理的問題了。因為將武力交到一個高智商卻有自主意識的機器手里，人類不會放心的。另外從另一方面來說，如果全無人操作，人機系統如何定義呢？

八、彈載/炮射微小飛行器

王華教授

2016.11.18 彈載微小型飛行器是指：以子彈藥形式由各類子母式彈藥或無人機攜帶，拋撒后由“彈”型變成“機”型，續航巡飛，完成對目標的偵察、干擾、封鎖和攻擊等任務的無人飛行器。彈載微小型飛行器的技術包括各子系統核心技術和系統集成技術。

在未來軍事斗爭中，彈載微小型飛行器在軍事方面具要很大的需求。

一、彈載微小型飛行器主要的研究方向和相應的研究內容：

（1）彈載飛行器系統總體技術：它包括總體結構布局、彈－機總體技術、空地通訊技術。

（2）環境適應性技術：它包括相關武器發射、拋撒環境分析，過載仿真技術。（3）彈－機轉換控制技術：它包括彈－機轉換、最有彈道設計技術、遠程控制設計技術、抗旋消旋技術。

（4）動力系統技術：即為微小型飛行器的緊湊性。（5）飛行控制技術。（6）群協同組網技術。（7）綜合試驗測試技術。

二、彈載微小型飛行器能夠解決以下的難題：

（1）對敵空軍機場洞庫內的飛機等目標實施有效的封鎖與打擊；（2）對敵航母艦隊實施突防攻擊；

（3）對臺灣東海岸山體背后目標進行偵察；（4）引導海軍火力支援艦隊對目標實施火力壓制；（5）提供城區作戰復雜環境條件下的局部戰場的實施信息。

三、彈載微小型飛行器的發展趨勢分析：（1）與各軍兵種已列裝的主要武器平臺相兼容；

（2）提高慣性器件的抗高過載能力，以適應不同的發射、拋撒環境；（3）可執行精確打擊、偵察、毀傷效果評估、以及干擾等多種作戰任務；（4）展開式機翼和動力系統技術提高以及飛行器的滯空時間的提高；（5）采用先進的目標識別與跟蹤技術，從攻擊靜止目標發展到攻擊運動目標；（6）采用多模戰斗不等新的高效毀傷手段；（7）多枚飛行器組網提高協同作戰效能。

目前多國已有相關武器已進行裝備。美國的“Quiklook”炮射飛行器的主要任務是偵察，長0.99m，重36-41kg，發射過載2000g，采用充氣式結構。

“洛卡斯”(LOCAAS)是由美國洛馬公司導彈與火控分公司研制的攻擊型炮射巡飛器，長787.4毫米，重38.6公斤，鑄鋁機體，是一種由火箭彈/導彈/布撒器等平臺投放的微小型自主寬域巡飛子彈藥。可進行廣域搜索、識別和摧毀多種地面機動目標，有效對付時間敏感目標。可在戰場上空巡邏30分鐘，利用激光雷達導引頭搜索預定任務區內的目標，搜索高度可達228米，搜索面積為74平方千米，它可摧毀地面靜止目標和運動目標。

美國大面積偵察彈“WASP”，是1997年由美國麻省理工大學和Charles Stark Draper實驗室聯合發起的一個合作項目，主要用于偵察。WASP是一種低成本折疊式無人飛行器，可以配置在陸軍標準155mm榴彈炮M-483A或海軍5inch艦炮中向目標區域發射；出炮口后尾部六個尾翼片展開，解旋并以提供穩定彈道飛行；當飛到彈道頂點時，尾部的傘蓋拋掉，裝在尾部的降落傘展開將飛行器從彈丸殼體中抽出；下降到一個合適的高度和速度后，WASP機翼尾翼展開，發動機開始工作，丟棄降落傘，飛行器進入有控飛行，執行任務。

前沿區域支援彈藥“FASM”是ALOR國防技術計劃下研制的一種炮射微小型飛行器，由美國海軍研究辦公室資助，目的是支援美國海軍和海軍陸戰隊的軍事行動，除具有偵察、目標定位及戰場毀傷評估外，還可以進行通信中繼、投放武器打擊目標。

九、航天器結構優化設計與振動控制

黃海教授

2016.11.25 本節課是由我們宇航學院的黃海教授為我們帶來的關于航天器結構優化設計以及振動控制方面的講座。講座主要有一下三方面內容組成：結構優化的概念、結構優化的特點和發展以及北航在結構優化領域的代表性工作。

航天器結構系統的主要功能有：維持衛星外形構形；提供其他系統的安裝空間；滿足各種設備的安裝方位、精度等要求；支承和保護設備，確保在各種受載條件下的設備的安全；滿足自身的剛度、強度和熱防護等要求，確保衛星完整性；提供其他的特定功能，如伸展部件的解鎖、展開和鎖定等。

傳統的結構優化設計，實際上指的是結構分析，其過程大致是初始設計-->結構分析-->設計調整-->再分析-->再調整-->??-->直到滿意。結構優化設計是指以計算機為工具，將非線性數學規劃理論與結構力學分析方法相結合，用于受各種條件限制的承載結構設計。

結構優化的從1960年代被提出開始至今已經有了60多年的歷史。60年代，Schmit提出結構優化的概念；1960-1970年代中，提出了準則法；1976年一種近似的概念被提出，并引入數學規劃算法；1980年代提出了對偶法；1980-1990年代提出了自適應算法。

在殲-8機翼結構優化案例中，設計變量共有1332個，最后綜合考慮兩種工況要求，優化后，結構質量下降了35.9kg，占優化部分結構總質量的14.6%。只考慮收攏單結構工況優化時結構質量下降43.2kg，在考慮展開單結構工況優化時結構質量下降37.4kg。

根據上面的例子可以充分看出結構優化在飛行器設計過程所起到的舉足輕重的作用。

十、高超飛行器平穩滑翔彈道特性與導引方法

陳萬春教授

2016.12.2 本次課是由我們宇航學院陳萬春教授為我們帶來的關于高超飛行器平穩花香彈道特性與導引方法方面的講座，講座主要分為以下幾個部分：平穩滑翔概念的提出、平穩滑翔彈道解析求解、平穩滑翔彈道動態特性、平穩滑翔彈道阻尼控制方法、平穩滑翔空間彈道解析解、平穩滑翔解析再入導引方法、線性偽譜廣義標控脫靶量制導等。

首先給出平穩滑翔的定義，并給出飛行動力學方程，根據對平穩滑翔彈道特性的分析可以看出，不同的初始條件對于滑翔彈道特性有著很大的影響。當利用數值求解的時候，通過對比不同的目標函數所得到的彈道特性發現，將加加速度作為數值求解的目標函數可以得到較好較平穩的彈道特性曲線。

在求解平穩滑翔彈道解析解的時候，對高度的二階導函數進行簡化，、高度的解析解。利用正則攝動法，可得到高度的一階項，同理還可得到二階解。通過對比結果顯示，解析結果精度很高，相對誤差小于2%。引入彈道阻尼，飛行效果會更好，也可以對初值進行優化，尋找最優的彈道。

如果在討論平穩滑翔彈道特性的過程中考慮地球自轉的情況，解析過程會較為復雜，可以在射面上建立坐標系進行簡化，進而得到了解耦的方程，也就得到了解析解，而且解析解的精度很高。相對于國外知名科學家的方法，該方法的有效性與精確性相對較高，并在實際型號中得到了驗證。

傳統跟蹤方法目的是消除當前時刻與標準彈道的誤差，而線性高斯偽譜廣義標控脫靶量制導目的是消除終端誤差，只存在當前的積分彈道；線性高斯偽譜廣義標控脫靶量制導對傳統的跟蹤方法具有更強的適應性，不依賴于離線生成的標準彈道。

十一、載人航天與深空探測

徐世杰教授

2016.12.9 本次課是由我們宇航學院的徐世杰教授給我們帶來的載人航天與深空探測方面的專題講座，講座主要分為四部分：飛天—中國載人航天的歷史和現狀；攬月—中國月球探測的歷史和現狀；航天夢—中國未來的載人航天和深空探測計劃；任重道遠—中國載人航天和深空探測的世界地位。

載人航天作為人類科技文明發展必不可少的一環具有多方面的重大意義，載人航天對于材料制造、空間制藥、空間育種、空間科學研究、太空旅游、政治、軍事、物種備份等諸多方面至關重要。

1985年秦皇島會議上，航天界達成了研制宇宙飛船-空間站系統的共識；1992年9月21日“921”工程正式啟動；從1999年開始的神舟號系列飛船便正式開啟了中國載人航天事業的序幕，經過四代飛船的研制與努力，終于在2003年，搭載著中國載人航天史上飛天第一人楊利偉的神舟五號飛船成功發射并圓滿完成中國人的飛天夢。921工程分三步走：第一步是建立天地往返系統，包括不載人實驗和載人實驗；第二步是建設短期有人照料的空間實驗室；第三步是建設長期有人駐留的永久性空間站。

2001年國防科工委總體論證中國月球探測，而后2004年確定了我國探月工程“繞-落-回”三步走目標，并隨著2007年中國航天史上第一枚探月航天器嫦娥一號的發射，中國的探月之旅正式開啟。截止目前，嫦娥1-2號實現了繞，嫦娥3號實現了落；而接下來2017年發射嫦娥5號，2018年發射嫦娥4號，實現背面落。

在接下來的幾年時間里我國的載人航天事業將處于一個非常關鍵的時期，我們的航天三步走戰略已經要達到了最關鍵的時期，未來我們還將進一步開展對于火星的探測。中國航天事業的能否達到既定的目標將會舉世矚目，這也是彰顯我中國綜合國力的重要體現。

雖然我國在載人航天事業上起步較晚，我們的水平與世界航天大國相比還有很大的差距，但是我們也有我們自己的優勢。我們的起點高，可靠性好的特性在世界范圍內可以說正處于領先的水平。然而，我們后面要走的路還很長，我們中華民族航天事業究竟能走到什么高度完全依靠我們每一個航天人的共同努力。

十二、無人機總體綜合設計技術

馬東立教授

2016.12.16 無人機（UAV）是一種由動力驅動，機上無人駕駛，可重復使用的航天器的簡稱。無人作戰飛機（UCAV）是無人戰斗機、無人攻擊機和無人轟炸機的總稱。長航時類型無人機集中了偵察和監視飛機的長期的技術進步，其代表就是美國的著名無人機——“全球鷹”。

馬東立教授從幾個方面簡單介紹了高空長航時無人機總體綜合設計，包括：氣動布局（有正常式、鴨式、飛翼、連翼等布局）、翼型選擇與優化設計（無人機常用翼型：層流翼型、超臨界翼型）、氣動-結構一體化設計、氣動-隱身-結構一體化以及飛機、發動機相互匹配。

二次世界大戰以后，特別是近三十年來，經過歷次局部戰爭的實戰應用，無人的作用越來越大，越來越重要，它已成為現代戰爭中不可缺少的一種武器。美國更加認真地考慮使用無人偵察機的問題。研究表明，單靠天基和載人機載偵察平臺無法滿足作戰所希望的連續不斷的隨時根據需求提供的臺式和信息。因此，除戰術無人機外，美國在無人機計劃中又增加了一個獨特領域——長航時無人機系列。

馬東立教授向我們介紹了一系列長航時無人機類型以及其各自的演變過程，以高空長航時無人機為例，高空長航時無人機飛行時間在24小時以上，飛行高度大于18000米。“全球鷹”系列無人機是其中最具代表性的，從RQ-4A再到加大型RQ-4B，機翼面積增大10%，發動機更是得到更新，點輸出功率增大150%，載荷提高了51%。

飛機設計一般包括以下幾個方面：擬定設計要求；概念設計；初步設計，它包括兩部分內容：方案設計和打樣設計，在此階段要進行下列工作：氣動分析和風洞試驗、結構打樣設計、系統打樣設計、全機部置協調、樣機審查；詳細設計；原型機試制；試飛；成批生產。

隨著無人機及其相關技術的快速發展，用無人機代替有人機執行更多的任務已經成為可能，從“捕食者”的武裝改型可以發現，讓無人機來執行對地攻擊任務是作戰實際的需求，可實現對目標的“發現即攻擊”的能力。

第二篇：航空課程總結

大型飛機是一個國家航空設計和制造技術水平的重要標志，以大型客機和貨機為代表的大型飛機，無論在軍事上還是在經濟上都有著非常重要的戰略意義。基于國民經濟的發展和國防安全的需要，都要求中國必須發展自己的大型飛機，大飛機的發展對航空工業的整體技術水平，對國民經濟和國防建設都有著非常重要的現實意義。

在為期一個月的專項講座之后，大飛機班老師為我們安排了全面、豐富、專業的課程，從大型飛機概述到總體氣動設計，從結構強度到材料學，從發動機到環控系統等等。在為期兩個月的課程學習中，我對大飛機相關的各個學科都有了初步的了解，以下是我對部分所學課程所做的總結。

1、課程學習

1.1 總體氣動設計課程 劉沛清教授、張云飛教授、朱自強教授等老師對大型飛機總體氣動相關知識進行了詳盡的介紹。

劉沛清老師和張云飛老師主要側重于飛機總體設計，所謂飛機設計，是指設計人員應用氣動、結構、動力、材料、工藝等學科知識通過分析綜合和創造思維，將設計要求轉化為一組能完整描述飛機的參數的過程。飛機的研制過程主要分五個階段：（1）論證階段：研究設計新飛機的可行性；（2）方案階段：設計出可行的飛機總體技術方案；（3）工程研制階段：進行詳細設計，提供圖紙試制原型機；（4）設計定型階段：進行定型試飛；（5）生產定型階段：少量改進，小批量生產。個良好的設計應具有很好的總體性能，各部分充分協調，可以順利通過后續的專業性的計算或者試驗的驗證而不需作根本性的改變。“飛機設計，氣動先行”，氣動力設計的內容包括氣動力性能設計與計算，操縱安定面設計與計算，進發匹配設計與計算，風洞模型設計與吹風實驗以及載荷的計算等。在氣動布局的設計方面，翼型的選擇起著至關重要的作用。多位老師都詳細講到了超臨界翼型，超臨界翼型有利于防止出現激波和減小附面層分離的程度，進而提高臨界馬赫數。它還有利于減輕飛機的結構重量，同時改善低速飛行的性能。但它由于上表面平坦，在減緩氣流加速的同時，也會減小升力，為克服這一缺點，可增加下翼面后緣部分的彎曲來彌補升力的不足。另外，朱自強老師著重為我們介紹了一種新型布局形式的飛機——翼身融合體飛機，翼身融合體飛機最早是波音和斯坦福大學合作研究的，高承載的外翼和低截面升力的內翼及中央體的設計特點，使它具有可承載旅客的大厚度翼型和為易于縱向平衡的反彎的后緣。為了穩定和控制，翼身融合體同樣采用了常規民機的前緣縫翼和作為升降舵的后緣簡單式襟翼，外翼的升降舵是俯仰和滾轉的主要控制，帶有方向舵的翼梢小翼提供主要的方向穩定性和控制。翼身融合體的另一個優點是自然地提供一個比常規外形更低的噪聲環境，同時由于發動機燃油消耗減小而減少了污染物。這種布局形式可能是未來飛機布局的發展趨勢。1.2 結構強度設計課程

何景武教授、一飛院趙書旺高工等老師針對大飛機的結構強度設計進行了詳盡的介紹。所謂大型客機的結構強度設計，是指根據飛機總體設計、及適航要求，依據強度設計的原始條件，結合強度設計的基本要求，在飛機總體設計基礎上，為保證飛機在整個使用壽命周期內其結構能夠正常使用和飛行安全所需要進行的各種設計、分析及試驗工作。按照飛機結構完整性設計要求，飛機結構強度設計涵蓋了飛機的整個使用壽命期。

在結構強度設計中，主要工作包括大型客機的載荷分析、強度分析、剛度分析、壽命分析和維護維修。結構設計的分析計算工作主要包括：結構靜力分析，結構動力分析（動載荷分析、固有動力特性分析、動響應分析），結構穩定性分析，氣動彈性分析（顫振分析、彎扭發散分析、載荷分布分析），結構熱問題分析，結構壽命分析（疲勞分析、損傷容限分析、耐久性分析），結構可靠性分析。

在飛機設計、研制過程中，飛機載荷的分析確定是一項十分關鍵的工作，它關系到飛機設計的好壞與成敗，載荷分析的最終目的就是要給出該型號飛機在全壽命周期內可能出現的所有載荷情況中可能出現的最為嚴重的載荷情況，以及對應該嚴重載荷情況的所有相關設計參數。在飛機的結構設計中，由于飛機結構重量的限制、結構強度的限制、結構選材的限制、工藝水平和生產加工能力的限制等多種設計要求的限制下，要獲得較好的結構剛度性能具有較大的困難。因此，如何設計出較為滿意的結構剛度特性，提高結構的使用效率也一直是廣大設計人員所追求的目標。在結構布局設計中，飛機總體結構方案確定的原則是：結構布局設計力求綜合滿足各種設計要求，結構傳力合理，力求綜合承載；結構總體方案力求重量最輕。1.3 材料技術課程

曹春曉院士等老師對大型飛機的選材以及現階段的先進材料技術進行了詳盡的介紹。航空材料處于材料科學領域的最前沿，其技術含量之高和技術難度之大使得它成為高技術領域的重要一員。曹春曉院士的“一代材料，一代飛機”八個字形象地闡明了材料在飛機發展中占據的重要地位。從飛機的發展歷程來看，材料與飛機一直在相互推動，不斷發展。當前的飛機材料中，復合材料技術成為新一代大型飛機的最前沿，歐美新一代大型飛機的材料技術特色就是——復合材料的用量創歷史新高。復合材料在大型飛機上一直扮演減輕結構重量的角色。由于其出色的表現和不斷提高的成熟度,在飛機結構重量中所占的比例越來越大,不斷打破“世界記錄”。此外，復合材料所具有的優越的抗腐蝕性能也是其用量不斷創新高的重要原因。（1）波音787復合材料用量50％，整個機身是由若干個復合材料整體機身段組成的，從而減少了1500個零件和4-5萬個連接件，顯著減輕了結構重量(減重4500kg)，降低油耗8％，大幅度地降低了制造、裝配、運營和維護成本，是新一代大型飛機材料技術的第一亮點。而且鈦合金用量也達到了15%。（2）A380率先在中央翼盒上大量采用了復合材料(原為金屬結構)，是新一代大型飛機材料技術的又一個亮點(總重8.8噸，其中復合材料5.3噸，減重1.5噸)，鋁合金61%，復合材料用量22%，鈦合金用量10%。（3）A350的復合材料使用量從37%提高到53%，鈦合金用量從9%提高到14%如此高的符合材料使用以及鈦合金使用說明了飛機材料發展的趨勢。曹院士還介紹了一些新意的材料技術，譬如C纖維和樹脂的更新換代進一步提高了復合材料的性能水平和降低了原材料成本；以波音787機身段為代表的復合材料結構整體化；A380率先在中央翼盒上大量采用復合材料（原為全金屬結構）。波音787則發展全復合材料翼盒直至全復合材料機翼；復合材料自動化、低成本化制造技術的發展和應用；A380選用了層間混雜復合材料（纖維金屬層板）GLARE；A380是首次推出全鈦掛架的飛機，A350也采用全鈦掛架，均主要選用β退火的Ti-6Al-4V ELI；新型高強高韌近β型鈦合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-1Zr首次在A380平臺上閃亮登場；在F/A-22，V-22等軍用飛機上迅猛崛起的鈦合金精鑄技術正逐步進入大型飛機領域；第三代鋁鋰合金在A350、A380上的大量應用是空客新一代飛機的一大特色；新型高強鋁合金7085的問世為特大鍛件在A380上的應用開辟了道路；A380和A350采用激光焊接技術（LBW）制成6000系鋁合金和鋁鋰合金整體結構件。這些新型的航空材料技術都不同程度上地應用在了新研發使用的大型民航客機上，替代了原來的材料技術，解決了諸多難題，是航空材料發展的新方向。1.4 高涵道比渦扇發動機課程

洪杰教授等老師對發動機的結構特點及現階段的發展狀況進行了詳細的講解。

商用渦扇發動機的發展最早開始于活塞發動機，飛行速度僅有0.5~0.7Ma，隨后發展到燃氣渦輪發動機，包括渦噴發動機、渦扇發動機、渦槳發動機等，特點是空氣流量大，可連續做功，超音速飛行，但缺點是經濟性差。還有沖壓發動機，主要是靠高速飛行的沖壓作用增加，適用于高速高空飛行。

洪老師特別給我們講述了發動機的幾個特別的結構，支承結構、風扇壓氣機結構、燃燒室結構和渦輪結構，支承結構中，印象較為深刻的是老師講到PW公司在設計發動機時將高壓渦輪前的一個支承放在了燃燒室里，這樣對支承的材料等各方面要求都將隨之增大，這樣做的目的就是為了使得兩個支承點的跨度越小，從而使得轉子的剛性越好。為了使得轉子的剛性好，PW公司研究可以放在燃燒室里的支承結構，這對支承結構的材料特性等各方面要求極高，可見公司精益求精的工作態度。另外就是PW公司的風扇設計技術，采用葉身帶中間突肩，好處是使得葉片剛性增加、葉片振動變小、葉根應力減小、FOD增加、阻尼減振增加，還有采用的環型燕尾槽高壓壓氣機、短環型燃燒室（內、外機匣與葉片式擴壓器整體鑄造）等等技術特點。1.5 其他課程 另外，葉葉沛研究員為我們講解了民用飛機的經濟性，讓我對民用飛機的經濟性分析方法有了基礎的了解。

民用飛機的經濟性是現代民機發展的主導因素，民用飛機的發展，已從80年代以前的以技術創新為主導的發展階段，轉向了以經濟性為主導的市場化階段。“雙贏”是新機研發項目商業成功的標志，即航空公司能從經營中掙錢，制造商能從銷售中掙錢。“最小DOC”已成為新機研發唯一的優化設計準則。在初步設計階段之前，經濟性優化設計對飛機全壽命成本有決定性影響。經濟性評估，也貫穿于飛機從新機購置、再循環和退役的整個生命周期。影響飛機經濟性的因數，不僅僅是技術因素，還包括市場、國家政策和航空公司選型等因素。現代運營經濟性的分析工具就是采用DOC方法，飛機的總運營成本包括直接運行成本和間接運行成本，其中直接運行成本取決于飛機設計。因此，人們在總體方案優化、運營優化和競爭分析中，主要分析直接運行成本。可以進行競爭分析、運營經濟性分析（座公里成本與收益比較）、成本指數分析、飛機優化設計。賈玉紅老師為我們講解了大飛機的起落架設計，讓我們對起落架的結構特點及類型有了一定的了解。

飛機起落架是飛機重要承力、吸能并兼有操縱特性的部件，在飛機起降過程中，擔負著極其重要的使命，其工作性能和可靠性直接影響整機的安全。起落架主要由承力結構、緩沖裝置、滑行裝置、剎車裝置、收放機構和轉彎機構組成。起落架緩沖裝置主要由減震器和輪胎組成，可以吸收著陸撞擊動能并消耗著陸撞擊動能。剎車裝置用于縮短飛機的著陸距離，改善飛機在機場運動的機動性。當發動機試車時剎車裝置使飛機處于靜止狀態。收放機構指的是將起落架完全收入到飛機機體內，且不切斷機體結構，不干擾油箱或不凸出在氣流之外，并加上一個具有流線型的起落架艙門，避免給飛機的氣動外形帶來不利影響，減小飛機的飛行阻力。

2、心得體會

經過兩個月的課程學習，我對大飛機總體氣動技術、結構強度、材料、發動機、環控系統、運行管理、經濟性、起落架等各個專項學科有了初步的了解，并有側重地進行了重點學習，自覺受益匪淺，在以后的工作中，可能僅是針對這其中一個小的類別學科，但這兩個月的綜合學習一定會更快地投入到工作中。

研制大型民機已被列入我國中長期發展規劃。根據我國民機發展的實際情況，我國要實現大型民機的跨越式發展，需要重點突破的技術領域有很多，包括：高效氣動設計技術和關鍵風洞試驗技術，先進材料和結構技術，降低排放物污染技術，高安全性和可靠性設計技術，飛機系統技術等。在大型民機發展中，我們應始終以安全性、經濟性、舒適性和環境保護為核心攻克各項關鍵技術，任重而道遠。研制大型飛機是黨中央、國務院在新世紀做出的具有重大戰略意義的決策，國產大飛機的研制工作一定還會面臨諸多困難和挑戰。要完成這一光榮的歷史使命，需要我們基層科技人員有遠見、勇氣、信心和力量，才能早日實現中華民族自主研制的大飛機翱翔藍天。在接下來的工作中，我們要更加認真的學習相關知識，提高自己的知識水平、創新意識，爭取在接下來的工作中為我國大型飛機的研制生產貢獻更多的力量。

第三篇：航空宇航科學與技術學科2014年碩士研究生招生復試指導

航空宇航科學與技術學科2014年碩士研究生招生復試指導

根據教育部關于加強碩士研究生招生復試工作的指導意見及學校有關要求，航空宇航科學與技術學科2014年碩士研究生招生復試指導確定如下。

一、復試比例及主要內容

1、復試由筆試和面試兩部分組成，外國語聽力考試在面試中進行。復試的總成績為280分，其中筆試200分，面試80分。

2、復試筆試科目

復試筆試科目設置：航天技術概論、導彈飛行動力學與控制、航天器軌道動力學、多體系統動力學、應用彈性力學基礎、流體力學、工程熱力學。其中航天技術概論為必選科目，其余六門課程中任選兩門作為考試科目。

（1）航天技術概論，占40分。

主要內容：

導彈部分：

1)導彈的分類和組成及概念；

2)動力裝置的分類，推力、總沖、比沖等概念；

3)空氣流動時的基本規律，音速和馬赫數的概念；氣體流動特性方程； 4)氣體流動基本方程、激波和膨脹波、升力和阻力、常用坐標系的定義； 5)俯仰角、偏航角、滾轉角、攻角、側滑角的定義； 6)各種坐標系間的轉換關系； 7)導彈飛行動力學方程；

8)導彈的機動性、穩定性和操縱性、導引規律、制導系統的組成、分類和原理； 9)彈道式導彈的結構特點，戰斗部系統的作用、組成和分類； 10)常規戰斗部的工作原理。航天器部分：

1)航天器的分類、航天器的軌道；

2)中心引力場中質點的運動（二體問題，三體問題）； 3)軌道根數、軌道控制、星下點軌跡、幾種姿態控制原理； 4)衛星的結構形式、對衛星結構的主要要求、結構材料； 5)結構試驗航天器的熱環境； 6)航天器的溫度控制方法； 7)遙控、測軌原理；

8)返回型航天器的分類、防熱結構；

9)航天飛機的組成、用途，航天飛機的飛行程序； 10)空間站分類。

參考書：金永德等.《導彈與航天技術概論》.哈爾濱工業大學出版社.2002年

（2）多體系統動力學 占80分。

主要內容： 多體系統拓撲構型的數學描述

多體系統拓撲結構；多體系統的分類；多體系統的數學描述(關聯矩陣、通路矩陣等基本概念)2 分析力學基礎

基本概念；動力學普遍方程(動力學虛功原理和虛功率原理)；第二類拉格朗日方程；拉格朗日乘子法； 3 多剛體系統的運動學

系統運動的矢量和矩陣表示方法；剛體運動描述方法；坐標變換的基本原理和方法；轉動的角速度和角加速度；鄰接剛體的相對運動關系；多剛體系統動力學

剛體定點轉動運動學和動力學及牛頓-歐拉方法；基于相對坐標的多體系統動力學建模；約束系統的冗余約束分析； 5 多體系統的數值仿真分析

常微分方程數值求解的基本原理；常用常微分方程數值計算方法及其的穩定性；

參考書目：

1.多體系統動力學（第1-6章）齊朝暉 2008年科學出版社 2.高等動力學（第1、2、4、6章）劉延柱 2001 高等教育出版社

（3）應用彈性力學基礎，占80分。

主要內容： 1．彈性力學的基本概念

1）體力和面力；2）內力和應力；3）正應力和切應力；4）形變和位移；5）線應變和切應變；6）彈性力學的基本假定。2．平面問題的基本理論

1）平面應力問題與平面應變問題；2）平衡微分方程；3）平面問題中一點的應力狀態；4）幾何方程，剛體位移；5）物理方程；6）邊界條件；7）圣維南原理及其應用；8）按位移求解平面問題；9）按應力求解平面問題，相容方程；10）常體力情況下的簡化，應力函數。3．平面問題的直角坐標解答

1）逆解法與半逆解法，多項式解答；2）矩形梁的純彎曲；3）位移分量的求出；4）簡支梁受均布荷載；5）楔形體受重力和液體壓力。4．平面問題的極坐標解答

1）極坐標中的平衡微分方程；2）極坐標中的幾何方程及物理方程；3）極坐標中的應力函數與相容方程；4）應力分量的坐標變換式；5）軸對稱應力和相應的位移；6）圓環或圓筒受均布壓力；7）壓力隧洞；8）圓孔的孔口應力集中。5．空間問題的基本理論

1）平衡微分方程；2）物體內任一點的應力狀態；3）主應力，最大與最小的應力；4）幾何方程及物理方程。6．空間問題的解答

1）按位移求解空間問題；2）半空間體受重力及均布壓力；3）按應力求解空間問題；4）等截面直桿的扭轉。7．薄板彎曲問題

1）有關概念及計算假定；2）彈性曲面的微分方程；3）薄板橫截面上的內力；4）邊界條件，扭矩的等效剪力；5）四邊簡支矩形薄板的重三角級數解；6）矩形薄板的單三角級數解。

參考書目

《彈性力學簡明教程》第三版，徐芝倫，高等教育出版社

（4）導彈飛行動力學與控制，占80分。

主要內容： 彈道學部分：

11)作用于導彈的力與力矩； 12)瞬時平衡假設； 13)靜穩定性；

14)常用坐標系及其變換；

15)導彈運動方程組的建立及其簡化與分解； 16)過載及其與導彈運動的關系； 17)鉛垂平面內的方案飛行； 18)水平平面內的方案飛行；

19)自動瞄準導彈導引飛行的相對運動方程； 20)追蹤法導引關系； 21)平行接近法導引關系； 22)比例導引法導引關系。動態特性分析部分： 11)作用于導彈的干擾力與干擾力矩； 12)導彈的穩定性與操縱性；

13)導彈運動方程的線性化及其簡化與分解； 14)導彈縱向擾動運動分析； 15)導彈側向擾動運動分析；

16)導彈縱向擾動運動的自動穩定與控制； 17)導彈側向擾動運動的自動穩定與控制。

參考書：

1.李新國，方群.《有翼導彈飛行動力學》.西北工業大學出版社.2005年 2.錢杏芳等.《導彈飛行力學》.北京理工大學出版社，2006年

3.曾穎超等.《戰術導彈彈道與姿態動力學》.西北工業大學出版社，1991年

（5）航天器軌道動力學，占80分。

主要內容： 1)航天器的軌道

? 兩體運動方程的建立、求解； ? 中心引力場中的運動；

? 四種基本軌道的軌道方程、特性及時間方程。2)軌道的建立、軌道的確定和星下點軌跡 ? 航天器軌道建立的方法； ? 軌道要素與發射參數的關系； ? 航天器的軌道確定； ? 星下點軌跡的描述。3)軌道機動

? 軌道過渡的概念、分類和方法； ? 脈沖機動；

? 同平面的軌道過渡； ? 軌道攔截。4)星際航行

? 會合周期，發射窗口；

? 影響球與圓錐曲線拼合法，星體的引力攝動； ? 向月飛行，行星際飛行； ? 限制性三體問題。5)航天器的相對運動 ? 相對運動概念；

? 軌道坐標系、視線坐標系中的相對運動方程； ? 交會對接的概念和方法； ? 編隊飛行。6)航天器的攝動理論

? 地球的引力攝動與，地球勢函數模型； ? ? ? ? 干擾力分量引起的攝動； 地球扁度引起的攝動；

稀薄大氣引起的攝動及軌道的壽命； 地球靜止軌道衛星的攝動。

參考書目：趙 鈞.《航天器軌道動力學》.哈爾濱工業大學出版社.2011年

（6）流體力學，占80分。

主要內容：

1)研究的內容和方法 ? 連續性介質模型 ? 作用在流體上的力 ? 流體的主要物理性質 2)流體靜力學

? 流體靜壓強及其特性，流體平衡微分方程式，力函數、等壓面 ? 流體中壓強的表示方法

? 重力作用下流體的平衡方程式，重力和其它質量力聯合作用下流體的平衡 ? 靜止流體對平面壁、曲面壁的作用力 3)流體運動學

? 研究流體運動的兩種方法

? 恒定流動和非恒定流動，流體的基本概念 ? 流體的連續性方程

? 流體微團的運動分析，有旋運動和無旋運動 4)流體動力學

? 理想流體運動微分方程式，蘭姆-葛羅米格形式的微分方程 ? 伯努利積分，歐拉積分，重力作用下的伯努利方程及意義 ? 粘性流體運動微分方程式，葛羅米柯-斯托克斯方程

? G-S方程的伯努利積分，重力作用下實際流體微小流束伯努利方程 ? 緩變流動及其特性，動量和動能修正系數 ? 粘性流體總流的伯努利方程、動量方程 5)旋渦理論基礎

? 渦線、渦管、渦束和旋渦強度 ? 速度環量和斯托克斯定理 ? 二元旋渦的速度和壓強分布 6)理想流體平面勢流

? 速度勢函數和流函數，幾種簡單的平面勢流 ? 簡單勢流的疊加，偶極流

? 流體對圓柱體的無環量、有環量繞流，庫塔-儒可夫斯基定理 7)相似理論基礎

? 流動力學相似條件，粘性流體流動的力學相似準數 ? 量綱分析方法 8)流動的阻力與損失

? 粘性流體的兩種運動狀態，圓管中的層流和紊流 ? 沿程損失系數的實驗研究，局部阻力與損失計算 ? 薄壁小孔口及圓柱外伸管嘴的出流 9)管路的水力計算

? 短管、長管的水力計算，串、并聯管路的水力計算 ? 有壓管路的水擊 10)粘性流體繞物體流動 ? 邊界層的概念和特點

? 邊界層的微分方程，動量積分關系式 參考書目：

1.陳卓如.《工程流體力學》.高等教育出版社.2004.1 2.金朝銘.《液壓流體力學》.國防工業出版社.1994

（7）工程熱力學，占80分。

主要內容： 1)基本概念

? 熱力學系統（熱力系）的定義及其描述。

? 熱力系的平衡狀態以及由這樣的平衡狀態構成的準（內部）平衡過程。

? 溫度、壓力、比體積、熱力學能、焓和熵是描述平衡（均勻）狀態的六個常用的狀態參數。

? 溫度、壓力、比體積這三個基本狀態參數之間的關系稱為狀態方程。

?（傳）熱量和（作）功（量）是在熱力過程中熱力系與外界交換的兩種基本能量形式。

? 功和熱量都是過程量（參數）。

? 過程量與狀態量的特性及相互區別。2)熱力學第一定律

? 一般熱力系的熱力學第一定律基本表達式－基本能量方程。? 閉口系、開口系、穩定流動系統的能量方程。

? 功和熱量的基本計算公式以及功和熱量在狀態坐標圖中的表示。

3)熱力學第二定律

? 熵流、熵產、熵方程及其應用。? 卡諾定理和卡諾循環及其應用。? 克勞修斯積分式及其應用。? 孤立系熵增原理及其應用。

? 熱量的可用能及其的不可逆損失。4)氣體的熱力性質

? 實際氣體和理想氣體。

? 理想氣體狀態方程和氣體常數。

? 理想氣體的比熱容、熱力學能、焓和熵的計算式。? 實際氣體與理想氣體在狀態方程和集聚態上的偏離。? 范德瓦爾方程等新的實際氣體狀態方程。

? 通用壓縮因子圖及其在求得實際氣體熱力性質中的作用。5)熱力學微分關系式

? 特征函數及四個常用的特征函數。? 麥克斯韋關系式。

? 純物質的熵、焓、熱力學能及比熱容的普遍關系式。6)水蒸氣的熱力性質

? 水蒸氣飽和狀態及其相關概念。? 水蒸氣產生過程及水蒸氣圖。? 水蒸氣熱力過程。7)理想混合氣體與濕空氣

? 理想混合氣體的成分表示方法及其熱力性質計算。

? 濕空氣、飽和濕空氣與未飽和濕空氣、濕空氣的絕對濕度、相對濕度、含濕量。? 露點溫度、濕球溫度。? 含濕圖及其應用。8)理想氣體的熱力過程

? 研究熱力過程的任務和目的及熱力過程兩種分類。

? 理想氣體典型定值（定壓、定容、定溫、定熵）過程中的狀態參數變化規律、過程圖示、功和熱量的計算與圖示。

? 多變過程及其與理想氣體典型定值（定壓、定容、定溫、定熵）過程的關系。? 不作功過程和絕熱過程中，摩擦存在與否對狀態參數變化及能量交換的影響。? 混合過程

? 充氣與放氣過程。9)氣體與蒸汽的流動

? 氣體穩定流動基本方程。

? 氣體流經噴管時氣流參數與流道截面積之間的變化關系。? 氣體流速與流量計算以及臨界流動和最大流量。10)氣體的壓縮

? 單級活塞式壓氣機的工作過程及理論功耗。

? 帶有中冷器的多級活塞式壓氣機的優點以及中間最佳壓比的選擇方法。? 壓氣機的絕熱、定溫、多變三種效率。? 引射器的工作過程。11)氣體動力循環

? 分析計算動力循環的任務和目的。

? 活塞式內燃機循環和影響循環熱效率的因素及提高循環熱效率的途徑。? 燃氣輪機裝置循環和影響循環熱效率的因素及提高循環熱效率的途徑。12)蒸汽動力循環

? 蒸汽動力基本循環－朗肯循環和循環熱效率的影響因素及其提高途徑。? 蒸汽再熱循環、抽汽回熱循環。

? 雙工質（雙蒸氣、燃氣－ 蒸汽聯合、注蒸汽－燃氣輪機裝置）動力循環。? 熱電聯產循環。

13)制冷循環

? 逆向卡諾循環和供熱循環。? 空氣壓縮制冷循環。? 蒸汽壓縮制冷循環。? 制冷劑的熱力性質。

? 蒸汽引射制冷和吸收式制冷循環。14)化學熱力學基礎

? 化學反應系統中的反應熱、熱效應、標準生成焓、燃料理論燃燒溫度等概念。? 蓋斯定律和基爾霍夫定律。

? 化學反應的最大有用功、化學反應方向的判斷及化學平衡。15)能量直接轉換及可再生能源

? 能源分類、能源形態及其開發利用程度與人類文明程度和環境狀況的相互關系。

? 能源科學合理利用技術。

? 磁流體發電、燃料電池等能量直接轉換新技術。

? 目前太陽能、生物質能、風能、地熱能、海洋能等可再生能源的估計儲存量、主要利用方式及利用程度和未來重點發展方向。參考書目：

1.楊玉順、張昊春、賀志宏.《工程熱力學》.哈爾濱工業大學.2007.6 2.嚴家騄、王永青.《工程熱力學》.中國電力出版社.2004.6

3、面試主要內容。

（1）從事科研工作的基礎與能力；（2）綜合分析與語言表達能力；（3）外語聽力及口語；（4）大學學習情況及學習成績；

（5）專業課以外其他知識技能的掌握情況；（6）特長與興趣；（7）身心健康狀況。

第四篇：學科教學法課程總結

學科教學法課程總結

時間過得真快，轉眼間又要到了《微格教學》這門課程的最后階段了。回顧一下過去，同學們在課堂上說課講課的身影還歷歷在目，驀然回首，感想頗多。下面就讓我來就本學期《微格教學》這門課程的學習做一下總結，寫一寫自己心得體會。《微格教學》是師范院校學生的一門專業課, 是在學生系統地學習了教育學、心理學等課程的基礎上，并經過師范技能訓練之后，設立的一個教學環節。就這樣令我終身難忘的《微格教學》這門課的學習就走到尾聲。

通過學習《微格教學》這門課程，使我學會教案的書寫、可以根據學科內容體系中課程的目標與特點，確定選取或自編教材、熟悉教學過程的每個環節。能夠根據不同的教學內容，選取適當的教學方法，并應用于教學過程中、了解教學評價的歷史和發展，掌握常用的教學評價方法、進一步加強了師范教學能力，為后續師范教學環節奠定基。雖然理論基礎學的不錯，但是在后來的說課實戰中，第一次走上講臺的我卻沒有完全發揮出這些技巧。我真正的感到了“實踐出真知”這句話的內涵，自己親身實踐的東西是自己永生難忘的。下面就讓我來說一下我說課與講課的心得與體會。

在學習說課之前，我對說課的認識僅僅是將備課稿用語言表達出來。并不清楚何為說課。所謂“說課”，不僅是說明“怎么教”，而且更要闡述“為什么這樣教”。說課不光要備好課，對教材充分研究理解，還要預設學生的反應并因此而說明這樣教學的理由。說課的對象不是學生，說課要面對的是同行，專家，教研員，面對這些人，要說清的是教學的過程，教學的方法，及自己對教材的理解。通過說課，同行、專家等可以對此給出一些建議，討論教學中的不足，從而取得進步。說課能提高教師的教育科研能力，提高教師的語言表達能力，還能提高教師教學應變能力。

通過學習《微格教學》我認識到，說課首先要熟悉課程標準和教材。課程標準是一個大的框架，我們必須要弄清楚它對于學生的每一個階段的培養不表是什么，從而循序漸進的傳授個學生相應的知識好技能。教師的說課要在備課的基礎上，依據大綱和教材，結合有關的教學理論和師生實際，說出教學思路和教學設計。新課程要求大家能創新，要求教師理念新、設計新、結構新、手段新、方法新。在教學設計時導入新課、新課教學、新課小結、布置作業這幾個環節，能環環緊扣，富有新意，并且有起伏，過渡要自然。多媒體運用合理，能突出教學中點，突破難點，并通過各種方法引導學生自主學習和主動探索。

總之，通過《微格教學》這門課的學習，我體會到，在說課與講課中，教師要給自己說課賦予一些基本思想。例如，在教學設計中體現了哪些新課標精神，教學整體思路是否符合學生的認知規律，教學的理論依據又是什么，設計的意圖是什么，要求達到什么目的，教學中可能產生的問題，如何引導學生解決等。并且我的心理素質再一次得到了鍛煉，能夠站在講臺上，面對同學跟老師講述我的講課流程，雖然，在說課中還存在著難么多的不足之處，但是，它使得我有了一次說課的經驗，在以后的學習中，我會抓住每一次機會去鍛煉自己，不斷去提高自己教學水平。

第五篇：綜合實踐活動課程課改總結

綜合實踐活動課程課改總結

在2008-2009學年中，我校認真貫徹市教育局、教研室以及學校綜合實踐課程計劃的有關精神，堅定不移地依照新課程理念，開展綜合實踐活動，將綜合實踐活動課程推向深入，努力提高教師的課程實施能力，著重培養既有底氣又有靈氣且具有創新精神、實踐能力的現代中學生，全面實施素質教育。

我校做為綜合實踐活動課程改革的樣本校，為此，我們采取的策略是：邊學習、邊研究、邊實踐。前一階段我們在學生評價工作和校本課程方面工作取得了比較好的效果，得到了家長和學生的認可。我校的綜合實踐教師們在參與中學到了許多新的理念及教學方式。教師從意識上重視起了這門課程，實施課程的能力從無到有，從初步體驗到有所感悟。學生在一次次活動中得到了鍛煉，并培養了興趣。綜合實踐活動在我校學生的主體參與中深入開展。

為了把綜合實踐活動研究深入地開展下去，本學期我們做了如下工作。

一、體制健全與保障完善

首先，成立了綜合實踐活動課程研究與實施小組，制定了學習和研究計劃，并按計劃開展了多次學習與研討活動，進一步強化了課程理念，明確了課程實施方向、組織形式，尤其是學生的學習活動形式。

其次，我校的綜合實踐活動基于學習者的直接體驗，密切聯系學生、生活、社會，在以學生自主活動為特征的實踐操作中體現對知識的綜合運用和實踐科學結論、發現新知識的課程形態。在此過程中不斷對綜合實踐活動內容重新作了調整。并結合學校特色、周邊環境特點和依據綜合實踐活動課程的相關理論，隨時修正我校綜合實踐活動課程活動實施方案，經過科任的教師實踐與修改，使之趨于科學、合理，更能貼近學生、貼近教師、貼近學校。

第三，我們考慮到，綜合實踐活動課程的實施過程中，學生的一些實踐活動，需要得到社會、家長的支持與合作。為此，我們通過多種途徑，進行了廣泛的宣傳，使社會及家長也充分認識到：在教育改革的大背景下，為促進學生素質的全面提升，實施綜合實踐活動課程十分必要和及時，為此，我們營造了課程實施的良好社會氛圍。

第四，在課程的具體實施過程中，我們十分注重教師的角色把握，要求教師首先是與學生一樣，是實踐活動的參與者，其次才是實踐活動的指導者。學生的學習方式必須得以轉變，必須是多種學習方式的綜合運用，要讓不同水平的學生都能有實踐活動過程的切身體驗，而且，實踐活動的組織形式也應呈多樣性，如個人獨立探究、小組合作探究、師生共同探究、班級集體探究等。綜合實踐課教師以“學生發展性評價”為主題，進行深入探討與研究，指導學生有創造性的使用“評價手冊”。注意運用“自評”、“他評”、“集體評”、“再評”等多種評價方式，及時對學生在實踐活動過程中的表現（包括知識、水平、能力、成果、情感、態度等）進行恰當的評價，并與學生的實踐活動成果一起存入學生的課程材料袋，使之更趨向于現代化、個性化。

二、具體實踐活動 在高一第一、二學期，我們主要大規模開展了社會實踐活動和研究性學習兩方面的內容，社區服務由主要集中在寒暑假學生在父母的監督下經行，現在把社會實踐活動和研究性學習總結如下：

（一）社會實踐活動的開展

高一年級的社會實踐活動首先安排的是軍訓，具體時間是開學的第一周，共7天；軍訓地點：鞏義五中校園內；參訓部隊：中國人民解放軍武警部隊。通過7天的全封閉式軍訓，學生掌握了基本軍事知識和技能，增強了國防觀念和國家安全意識；強化了愛國主義、集體主義和革命英雄主義觀念；吃苦耐勞和艱苦樸素的作風有一定提升，強化了組織性、紀律性；初步培養了學生的生活自理能力，激發其學習文化知識的積極性，使他們的意志、毅力、品質都得到磨練和增強。在學校秋季運動會上，高一年級學生以整齊的隊列，高昂的士氣，贏得了全校師生的喝彩！

其次，在學科方面，我校地老師利用當地資源優勢，帶領學生到大自然中參加各種實踐活動，生物老師劉婷帶領學生采集各種植物，并利用課余時間制成標本，在生物教師劉婷、李華旭老師指導下，修剪校園花草，并查閱資料，為每一種植物制作了說明書，校園植物就有30余種，我校中心花園也變成了生物園地。地理教師劉海軍、王中良，先后帶領學生到小關礦山和老廟山采集鐵質巖、大理巖、沉積巖等各種礦石，返回后，由師生共同查閱資料，整理歸類。語文學科舉辦課本話劇表演，英語舉辦演講賽，體音美舉辦風箏比賽等等。

再次，在素質教育方面，為讓災區人民群眾深切感受到社會主義大家庭的溫暖，2008年10月28日，在全校開展了“送溫暖、獻愛心”——向汶川地震災區捐贈過冬衣被活動，全校師生積極踴躍參與捐贈活動為汶川地震災區群眾捐贈過冬衣物2198件。2009年3月21日，為響應鞏義團市委的號召，在校黨支部、校團委的組織下，鞏義五中的學子們組成了一個30人的青年志愿者隊伍，去小關鎮南嶺村幫貧助困。為當地貧困家庭送去了衣物，為其子女送去了學習用品。這些活動都激勵著我們的學生。

最后，我校有豐富的社團活動，如英語角、校報編輯部、廣播站、黑板報編輯組、團委會、學生會等等。這些都是學生們社會實踐的最佳場所。

（二）研究性學習的開展

我校本著“穩打穩扎、結合實際、有的放矢”的原則，一步步開展社研究性學習。首先我們就研究性學習的一些通識性知識經行了培訓并考試。研究性學習對于教師來說是一個新事物，對教師的培訓成為這個課程能否成功開展的關鍵，我校利用周四年級會，對教師進行如何確立科研課題的培訓，在此基礎上向教師介紹其它學校選題的情況。同時針對目前學生學習動力不足這種現狀，我校首先利用研究性學習這個平臺，通過講座，指導學生談自己的人生發展規劃，在高一年級建立學生“目標責任制”，落實學生的研究性學習必選課題。為了有效實施，我們采取了如下做法：

第一：教師培訓。在教師自己研究的基礎上，下發了研究性學習培訓材料，對教師進行了“研究性學習含義、目標、內容、與其它課堂教學和探究活動的不同”等方面的培訓，重點介紹了第一個課題的實施。

第二：學生培訓。班主任對學生進行了開題輔導，讓學生利用寒假研究自我，分析社會，初步確定研究方向，并對相應課題進行分析。研讀培訓教材，掌握研究性學習的基本思路和方法。并就培訓內容經行考核。

在此培訓的基礎上，指導學生嘗試研究課題，課題采取在“教師推薦和學生自主發現申報課題”中選擇，年級根據學生申報情況進行微調。安排指導老師對學生的研究全程跟蹤指導，基本上完成了本學期的任務。在這個過程中發現了貼近生活的課題，如高中生對于網絡交友現象的調查；中學生的飲食與健康；電腦使用與健康；常用洗衣粉的利與弊；關于中學生日常生活消費情況調查與分析；中學生課外閱讀；中學生視力情況調查與近視眼的預防；學生的交通安全意識；電腦使用與健康關系；單親家庭對子女成長的影響等，這些都對我校的教育教學有很大的促進。

總之，我校將依照新的課改理念，通過綜合實踐活動課程的實施，培養學生的研究意識、國防意識和社會責任感，從而提高學生的綜合素質。

三、思考與今后的打算

回顧綜合實踐活動課程的實施過程，引起了我們的幾點思考：

1、綜合實踐活動主題的選擇過程中，如果完全由學生根據自己的興趣愛好而獨立自主地選擇并確定研究主題，則會影響課程實施與管理的有序性，影響學生研究的深度和教師指導的有效性；如果是教師為學生預先選擇并設定研究主題，則又將遏制學生自主能動性的充分發揮，從而影響學生對實踐活動的積極性。如何使兩者有機融合，相得益彰，值得我們在今后的實踐中進一步探索。

2、使綜合實踐活動課程明確區別于傳統的“興趣課”、“游戲課”、“玩耍課”等，我們如何使學生“綜合”運用相關知識，加強“實踐”體驗，真正使教師和學生“活動”起來，將要作出進一步的思考與實踐。

3、對于課程的管理與評價，如何做到科學、有效、持續，需要我們的思考和實踐，逐步建立并完善關于綜合實踐活動課程的管理與評價體系。

4、活動研究的深度、廣度，教師如何把握？

5、如何調動學生全員參與面，特別是一些有困難的學生？如何把評價工作做得公正、全面？操作起來簡單可行？這都是我們今后要解決的問題。

6、針隨著課程的進一步實施，存在的問題也漸漸凸現：（1）教師對該課程從理念上還未真正把握，感覺還是有些虛幻。沒有現成的教材體系和指導體系，學習不夠。（2）教師的綜合素質與該課程實施還未匹配，該課程實施需要全方位的素質和較強的能力，在實踐操作中教師覺得無從著手，業務素質不夠；（3）現有的對教師評價體系仍強調學科教學質量，該課程處于一種可有可無的窘境，重視不夠，付出多回報少；（4）由于是一門開放性、實踐性很強的課程，活動的真正開展需要相配套的物力、財力，而這方面學校有時很難提供，教師個人很少能獨立解決，保障不夠；（5）學生與家長由于受社會傳統教育和學校教育宣傳上的影響，仍覺得考分最重要，活動開展意識不強，應該完成的任務不主動，不及時，質量不高，準備不夠。

對以上現狀，在新學期中我校將著重從以下幾個方面入手，做好工作：

1、轉變觀念，讓教師和學生一起成長。開展綜合實踐活動，必須讓教師的教育思想進行一次深刻的革命，要讓教師站在未來人才的需要和學生可持續發展的高度上來認識。在綜合實踐活動中，學生的自主選擇和主動實踐是關鍵，教師的作用是有效的指導，要大膽地讓學生去闖，失敗了也是一種體驗、一種收獲，要讓學生在實踐活動中，體驗科學態度和科學規范，體現與人合作和分享成果的樂趣。通過設立新課程論壇，舉辦學習沙龍，開展與新課程一起成長的研討活動，讓教師深入新課程。在綜合實踐活動中，注重發揮教師群體力量，倡導教師之間的合作，成立綜合實踐活動“智囊團”。根據農村中學學生的實際情況，在充分尊重學生意愿的基礎上，把學生分成若干小組，由2-3位教師分別指導，讓教師和學生在活動中一起學習。

2、拓展外部環境，營造有利于教學的氛圍。學校將積極主動與周邊單位及相關行業進行聯系，探求綜合實踐活動開展的有利氛圍。同時，要加大宣傳力度，綜合實踐活動不僅僅是學校、教育部門的事，而應當是學校、家庭、社會共同的責任。開展綜合實踐活動，全社會人人有責，我們要呼吁全社會都來關心下一代，為孩子們提供必要的學習環境。另外，學校將把綜合實踐活動作為教學工作檢查的重點，以此推動綜合實踐的改革的不斷深入。

3、建立切實可行的評價辦法。綜合實踐活動不像其他學科一樣可以用考試來測定，它強調多元價值取向和多元標準，不僅允許學生對問題的解決可以有不同的方案，而且表現的形式也可以豐富多樣；而且綜合實踐活動的評價重視學生的過程而不在于結論。它是以形成性、發展性的評價為主，注重學生主體參與實踐的過程及在這一過程中所表現出來的積極性、合作性，操作能力和創新意識。在具體評價的操作中，我校將采用以下方法：

1、“檔案袋評定”：將學生在實踐過程中設計的方案、提出的問題、搜集到的資料、取得階段性的成果以資料卡的形式存入檔案袋。

2、“多元化評定”：在綜合實踐活動過程中，教師要善于了解學生，了解他們的個性差異，從學生發展的角度，及時給予他們鼓勵，促使他們更積極、更主動的實踐。此外，積極鼓勵學生進行自我評價、他人評價、小組互評甚至邀請家長一同參與評價，建立這種開放式的多元評價體系，將使評價更加科學，更加全面，更加真實。

綜合實踐課程的實施之路任重道遠，但是我們有信心讓它成為新課程中一顆閃亮的“明星”。