航空航天的认识精选(九篇)

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第1篇：航空航天的认识范文

关键词：航空航天业；技术溢出；因子分析

一、研究背景

技术溢出（Technology Spillover）是指先进技术拥有者在从事生产、贸易或其他经济行为时，有意识或无意识地输出技术而引起的技术水平的提高[1]。航空航天业的技术溢出则指航空航天业的先进技术通过一定渠道自愿或非自愿地传播到其他工业领域，进而带动这些工业领域技术水平的整体提升。航空航天业是我国战略性高技术产业，属于技术密集型行业，技术装备多、投资费用大，是国家经济实力与科技水平的综合体现。自20世纪50年代以来，我国航空航天业经历了从无到有、从小到大的发展历程，逐步建立起平台化、系统化、专业化的研发与应用体系。它技术内涵高、产业链长、辐射面宽、连带效应强，对众多高技术产业以及传统产业的发展起到了举足轻重的拉动作用。研究表明，内涵科技因素越高的行业部门对其他部门的贡献效应越大[2]。航空航天技术是高科技领域的前沿，航空航天业必然对其他部门具有较大的贡献效应，其技术溢出也应该是显著的，本文正是基于这一前提条件进行的研究。因此，探究影响航空航天工业技术溢出的显著性因素，充分利用其技术溢出作用，对于加快我国科技进步与经济发展有着重要的战略意义。然而，目前对此问题的研究并不深入，多数学者从理论层面分析技术溢出的问题，也有学者较为系统地对技术溢出是否存在、影响技术溢出的因素以及技术溢出的机理进行了实证分析，但这些研究都局限于外商直接投资（FDI）这一领域，没有从行业层面上分析该行业部门对其他行业部门的技术溢出，并且没有在理论上形成统一的认识。本文利用我国航空航天业的数据，采用因子分析的方法，提取影响技术溢出的关键因素，进而对促进我国航空航天业技术溢出及产业自身发展提供理论支持与政策建议。

影响技术溢出的因素有很多，根据现有文献的研究将其大致归纳为：（1）人力资本因素。Keller（1996）研究发现人力资本积累的差距导致技术吸收效果与经济增长率的不同[3]；Borensztein等（1998）认为人力资本存量是影响技术溢出效应的关键因素[4]；王成岐，张建华，安辉（2002）得出人力资本存量与技术溢出效应不相关的结论，但他们认为人力资本投入以及人才素质是技术溢出的影响因素[5]。（2）技术差距因素。Findlay（1978）和Wang and Blomstorm（1992）的研究表明技术差距越大示范模仿空间越大，吸收技术溢出的潜力也就越大[6]；Kokko（1994）的研究发现低技术水平严重阻碍技术溢出效应的产生[7]；Perez（1997）从吸收能力角度考虑，认为过高的技术差距会影响示范模仿机制发挥其应有作用。（3）经济开放程度。Blomstorm and Sjoholm（1999）、认为经济开放度高的企业由于竞争压力大而进行更多的研发投入以提高自身吸收能力[8]；Kokko（1994）发现经济开放程度与技术溢出效应之间的关系是不确定的[7]；包群，许和连，赖明勇（2003）用出口依存度等来衡量经济的开放程度，发现我国经济开放程度的提高、基础设施的建立与完善等都是促进技术溢出的有利因素[9]。（4）研发投入因素。Kathuria（2000）指出技术溢出效应并非自动产生，技术吸收方要想从中获利，须对学习活动进行投资；田慧芳（2004）的研究则表明工业部门研发投入水平与技术溢出效应呈负相关关系。此外，市场结构、工资水平、产业关联、基础设施、经济政策等都作为影响因素引入了技术溢出的相关研究中，本文在前人研究的基础之上对此进行探讨。

二、指标构建与分析方法

目前，对技术溢出进行实证研究时，学者们通常首先选择一个影响因素，然后确定与该影响因素内容相关的指标体系，最后采用一定的计量方法（如多元回归、分组回归等）来分析这些指标。本文在分析技术溢出时，也采用了这种研究思路：选取航空航天业为研究对象，根据技术差距等影响因素建立与之相关的量化指标体系，采用因子分析的方法对这些指标与技术溢出之间的关系进行研究，并用线性回归的方法对提取出的公因子进行显著性检验。

（一）技术溢出指标体系

航空航天业是一个以现代科学为基础的高新技术产业，包括机、光、电、液综合能力的精密机械加工工业，是我国国民经济和国防建设的重要组成部分[10]。其研发成本高、风险大、周期长，具有科技含量高、连带效应强的产业特点，能够带动诸多产业的发展。理论上讲，研究技术溢出影响因素需要建立一套完整的指标体系，但为了避免信息重叠，本文根据国内外现有文献的研究成果并综合考虑我国航空航天业技术溢出的实际情况，选取如下表所示指标体系：

（二）分析方法和数据来源

因子分析是一种研究从变量群中找出共性因子的统计技术，它通过分析众多变量之间的依赖关系，探寻观测样本的内部基本结构，提取并描述隐藏在一组显性变量中无法直接测量的隐性变量，很好地发挥了降维和简化数据的作用。因子分析中的共性因子是不可直接被观测却又客观存在的重要影响因素，每一个变量都可以表示为共性因子的线性函数与特殊因子之和，即，式中为的共性因子，为的特殊因子。若满足以下条件：（1）；（2），即共性因子和特殊因子不相关；（3）各共性因子不相关且方差为1；（4）各特殊因子不相关且方差不要求相等。那么，每个变量可由个共性因子和自身对应的特殊因子线性表出，因子分析的数学模型可表示为：

本文采用因子分析和线性回归相结合的方法，研究我国航空航天业技术溢出问题。用于分析的数据主要来源于《中国高技术产业统计年鉴》（1999~ 2009）中航空航天业相关数据，以及《中国统计年鉴》（1999~2009）中工业企业相关数据，统计口径为我国国有及规模以上非国有工业企业。

三、技术溢出实证研究

（一）因子分析

从《中国高技术产业统计年鉴》（1999~2009）与《中国统计年鉴》（1999~2009）整理出构建量化指标体系所需数据，并按定义计算出各指标对应值，如下表所示：

利用SPSS17.0软件做出相关系数矩阵，通过指标之间的相关系数初步判断各指标相关性较高。从已建立的量化指标体系中提取公共因子，找出影响我国航空航天业技术溢出的主要因素。因子矩阵和旋转因子矩阵如表3、表4所示：

由表3、表4可知，旋转后公共因子F1、F2的方差贡献率分别为4.803和2.795，累积方差贡献率为84.424%，进一步判断公共因子F1、F2能够代表本文所设计的衡量我国航空航天业技术溢出的量化指标体系。由表4还可知公共因子F1在X1、X2、X3、X4、X5的载荷值均大于0.7，能够反映我国航空航天业科技活动经费投入能力、研发经费投入能力、新产品研发经费投入能力、科技活动人员投入能力以及科学家与工程师投入能力，因此可将F1视为影响航空航天业技术溢出的因素之一――技术投入能力；公共因子F2在X6、X7、X8、X9的载荷值均大于0.65，能够反映我国航空航天业的新产品销售收入、新产品出口能力、新产品劳动生产率以及新产品产值比重，因此可将F2视为影响航空航天业技术溢出的因素之二――技术产出能力。

（二）线性回归

本文根据该检验模型，以公共因子F1、F2的因子得分作为自变量，以其他工业企业的全员劳动生产率LP作为因变量（具体数据见表5），构建如下回归模型：

（1）

其中LP即除航空航天业之外的其他工业企业的全员劳动生产率，是全国国有及规模以上非国有工业企业增加值与我国航空航天企业增加值的差值同全国国有及规模以上非国有工业企业全部从业人员年平均人数与我国航空航天企业从业人员年均人数差值之比。其计算公式为：

全员劳动生产率=工业增加值/全部从业人员平均人数（2）

通过回归得到人均产出变量与公因子变量之间的关系方程为：

（3）

t值:(6.240)(2.886) ( 3.320)

P值: 0.001 0.028 0.016

R2=0.749AdjR2=0.666F=8.967

由模型估计到的参数可知，我国航空航天业的技术投入能力以及技术产出能力与其他工业企业的全员劳动生产率均存在着显著的正相关关系，技术投入能力的因子得分每提高1%，其他工业企业的全员劳动生产率将上升17.541%，技术产出能力的因子得分每提高1%，其他工业企业的全员劳动生产率将上升15.9%。

四、结果分析与政策建议

航空航天业是我国国民经济的先导产业，在人才、资金、技术等方面都有着相当大的优势，产业结构具有一定的特殊性，技术溢出也不同于其他产业。因此，本文在参照前人研究成果与研究方法的基础上，构建了一个衡量技术溢出的量化指标体系，采用因子分析的方法从中提取出最为显著和最具代表性的两个因素，即航空航天业的技术投入能力及技术产出能力。科学分析这些影响因素，有效利用技术溢出效应，有利于提升传统产业的自主创新能力、推动国家整体技术进步。对此，提出如下建议：

（1）加大航空航天业技术投入力度，保障科技研发能力的领先。2007年颁布的《深化国防科技工业投资体制改革的若干意见》等政策，明确指出国防科技工业投资体制的改革思路。2009年提出的《关于加快国家高技术产业基地发展的指导意见》等政策，也明确提出鼓励高新技术产业的发展思路。因此，同时作为我国国防科技工业和高新技术产业的航空航天业，应构建以政府投资为主、社会投资为辅的多元投资渠道，注重人力资本存量的积累和人力资源结构的优化，切实加大航空航天业的技术投入力度以保证其领先的科技研发能力。

第2篇：航空航天的认识范文

关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03

“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。

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。

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.

[3]王少刚，郑勇，汪涛.工程材料与成形技术基础[M].国防科技出版社，2016.

[4]闫康平.工程材料[M].化学工业出版社，2008.

[5]于永泗，齐民.机械工程材料[M].大连理工大学出版社，2010.

Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors

WANG Tao，ZHOU Ke-yin

（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）

第3篇：航空航天的认识范文

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很好地定义问题，有助于找到突破性的解决方案。在开发新产品，或在企业运营流程、业务开展的过程中，大多数企业都不能很准确地界定问题。然而，到了要试图解决问题时，仍然不明确要解决什么问题，就无法认识到要着手开展的工作的重要性。如果无法严谨、准确地定义要解决的问题，企业将错过机会，浪费资源，或者最终的努力无法与战略目标保持一致。多少次某个项目做到一半，你才顿悟原本应该采取另一种做法。多少次某个创新工程似乎要取得突破，你才发现其实是不可能实现的。企业必须更好地提高自己找出问题的能力，这样才能解决真正应该解决的问题。

以下故事涉及三个不同的企业，它们处于不同的领域，但它们的相同之处是都曾经面临正确定义问题的困扰。从案例中可以看出，正确定义问题最终可以帮助企业吸引合适的创新者，为企业带来突破性的解决方案。

亚北极石油问题

1989年，埃克森发生瓦尔迪兹石油泄漏事件（Exxon Valdez Oil Spill）。二十多年后，在亚北极的石油清理队仍面临石油泄漏清理难题，因为石油在低温下粘性很大，很难将它用泵机回收到驳船上再带到岸上的收集站。

如何定义问题：在寻求解决方案的过程中，溢油回收研究所（Oil Spil Recovery Institute）将这个问题定义为“材料粘度”，而不是“石油清理”，并且在报告中使用了一些非石油行业术语。而这份报告的目的在于吸引各个行业的人士提出建议。

突破：最终一位水泥行业的化学家解决了这个问题并获得了2万美元。这位化学家采用了一种商用建筑设备的改良方案，利用这种设备能够振动凝结的石油，从而让石油保持流体状，最终解决了石油清理问题。

ALS治疗问题

在20世纪后期，研究人员试图开发一种药物，用以治疗萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS，或称卢伽雷氏病），但是没有取得多大的进展—一个主要障碍是研究人员无法准确、迅速地检测和追踪病情的发展情况。因为研究人员无法准确地知道病人的这种病发展到哪种程度，因此，研究人员增加了临床实验患者案例，推迟了研究时间表。而这种做法除了增加成本之外，无法在治疗上取得成果。

如何定义问题：非营利性组织Prize4Life提出了解决方案。Prize4Life不是将问题定义为寻找ALS治疗方案，而是定义为让ALS研究更有效，希望利用一种生物标志物，让ALS检测和追踪更迅速、更准确。

突破：2011年，一位来自波斯顿贝斯以色列医院（Beth Israel Hospital）的研究人员解决了这个问题并获得了100万美元的奖金。这位研究人员提出了一种无创伤、无痛楚、低成本的解决方案，依靠测量电流通过肌肉的变化情况监测ALS，并评估这种疾病的变化情况。这种方法降低了治疗ALS的研究成本，因为它可以及时提供准确的数据，让研究人员能够在较短的时间内取得成果。

太阳耀斑问题

2009年，美国航空航天局公告，要寻求一种更好的方法预测太阳耀斑爆发，以保护在宇宙空间的宇航员和卫星，以及保护地球上的电网。而美国航空航天局在过去的30年里采用预测模型，只能提前4小时预测太阳耀斑辐射是否到达地球，而且预测准确率不超过50%。

如何定义问题：面对潜在的问题解决专家，美国航空航天局没有让他们找到一个更好的方法以预测太阳耀斑爆发；相反，美国航空航天局将这个问题视为一个数据问题，他们找到那些有分析背景的研究专家，允许他们使用美国航空航天局庞大的太空天气数据库，最终开发出一种预测模型。美国航空航天局认为，这种数据驱动的解决方案不仅能让各个行业的人士加入解决问题的行列，同时也能让自己利用已经归档的数据，对新预测模型的精确性进行测试，并反馈信息。

第4篇：航空航天的认识范文

基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法，其最初是由加拿大的麦克马斯特大学（McMasterUniversity）医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中，教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题，然后让学生进行研究，理论联系实际，运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案，让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程，从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来，使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。

基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识，并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点：（1）学习是以学生为中心的，即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。（2）学习在小团体中展开并且提倡协作学习。（3）老师是促进者、引导者或教练。（4）问题形成组织重点并刺激学习。（5）问题是拓展真正的问题解决能力的工具。（6）新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例———麻省理工学院航空航天工程系。

几年前，在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组，专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心，讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收，设计了新的教学方法，建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键，但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景，即构思、设计、实施和执行（CDIO），结合设计建造经验，贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程，以及从中取得的经验教训。第一年，在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器（LTA）。第二年，在《联立工程学》课上，学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上，从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题，像是以洛克希德•马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法，如：《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中，学生发现自己感兴趣的问题，通过做实验找到解决方法，并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架。它将问题分为四个等级，给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。一级：问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案（至少问题的设计者知道）。所有学生解决同样的问题，有时独自解决，有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级：小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决，可以“重复地进行”，也就是说，每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子，如《联立工程学》课上的桁架实验室，《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准，《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级：大型实验。比起前几个阶段，这个阶段的问题需要更长的时间去解决，可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多，需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子：《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目，《空气动力学》课上的机械项目，《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇，《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级：顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作（CDIO）的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中，工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点，需要更多的资金，工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程，符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化，在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导，使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。

基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员，以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器，设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中，二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题，并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似，评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。除了评估认知能力的培养效果，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下，除去意识形态的差别，世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO（Con-ceive-Design-Implement-Operate，即：构想-设计-实现-运作）工程教育模型，工程教育包括以下几大培养目标：掌握深厚的基础知识和应用技术；善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力；承担和实施复杂系统工程的能力；适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的，它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。

小卫星为空间发展提供了的一条新途径，这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外，NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会，让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例，选定十所大学并给予他们项目资金，最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验，一些大学已经能够制造卫星，甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念，通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。

小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会，让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行，直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益，而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。

（1）日本卫星设计大赛。

上世纪90年代初期，日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而，在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后，日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会，他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备，于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会，同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类，创意类评审该项目的创意与想法，设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审，合格的项目才能入围最终的决赛。届时，将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。

（2）大学空间系统研讨会（USSS）以及CanSat项目。

USSS始于1998年，每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特，出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想，以及各大学自身的科研实力，然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论，在一天半的研讨会后，各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施，他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSa（t罐装卫星）项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中，每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星，卫星将被发射到轨道上，在下一年的USSS上进行控制操作。

（3）立方体卫星。

立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg，长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内，它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口，P-POD释放机制设置得非常简单：当P-POD的门打开，里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目，并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战：如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统，如何进行空间环境试验（如真空热或辐射试验）并获得试验结果，以及如何处理更大的风险，更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。

（4）欧洲大学生月球轨道航天器。

欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务，它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括：船载液压双组元推进系统，用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程，历时3个月；表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星，将在历时超过6个月的时间里执行测量任务；可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目，训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动，实施科教兴国战略和人才强国战略”，要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家，以高层次创新型科技人才为重点，造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程，由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束，在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题，因此，需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理，不能生搬硬套，具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。

树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件，PBL强调以学生为中心，作为PBL教学的实施者，教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。

丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提，但个体的差异不容忽视，教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础，结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情，学生们可以一种竞赛的形式开始项目，学生们互相分享自己的认识，用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。

除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外，学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前，各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试，取得了很好的效果，但其范围需要扩大，让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室，使其很早就能受到良好的学术熏陶，以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。

发展学生的学习能力，使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习，让学生明白学习不完全是个人的事情，在PBL小组中每个学生都担当一定的角色，并承担相应的责任，在小组讨论中无私贡献自己的学习成果，并吸取其他成员的学习成果，达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。

在实施PBL的过程中，可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法，注重学生的过程表现，而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生，而是要采取灵活多样的评估体系，建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论

第5篇：航空航天的认识范文

在航空航天等复杂设计仿真领域，流体动力学发挥着不可替代的作用。2011年，越来越多的IT企业认识到了这一技术的重要性和市场需求，纷纷推出CFD模块或引入CFD功能。无论市场被打开了多少，不能否认的是，在这一技术领域最有发言权的莫过于Ansys公司，本刊记者专访了ANSYS总部航空航天行业的总监Robert Harwood，世界湍流大师FlorianMenter，听他们解密“湍流之道”。

“精”者为王

作为湍流模型的创建者，世界湍流大师Florian Menter对于CFD技术有着相当深刻的认识，他认为，CFD技术已经达到了比较高的成熟度，各企业在基本的湍流模型方面旗鼓相当，关键在于处理多物理场，层流与湍流转换等精细问题的能力，Ansys的产品都能够满足这种情况下的仿真。

Florian Menter告诉记者，CFD技术首先要研究静止与非静止、出现扰动的情况，应该具备一系列湍流模型在不同层次的方法，另～方面，CFD技术一直对计算能力有较高的要求，如建立模型，以模拟更复杂的层流和湍流等情况，因此高性能计算异常重要。为此，Robert Harwood表示，技术与速度要达到平衡，计算性能不仅涉及到硬件，还需要研究出软件的算法。将软硬件有效结合在一起，并进行其性能扩展。Ansys在高性能计算方面的发展――GPU技术，就能够拓展高性能计算的性能，并将是未来发展的重要方面。

另外，在实际应用中，客户看中的是如何有效使用这些计算能力，并行计算是未来发展的一个趋势。Ansys拥有高性能计算团队，“在CFD技术方面这个团队有10人，保证更加有效地利用计算，目前的中央处理数量为1000GPU，未来可能达到1万或10万。如何把湍流模型和高性能计算这两方面融合在一起将是未来的重要挑战。”RobertHarwood表示。

“质”者取胜

“在CFD技术领域，要发展出基本的代码很简单，但是在应用当中要达到一定的精准度，就需要质量的保证。”FlorianMenter说。

CFD技术需要很多测试文档和工具来保证其精准度，Ansys的相关工具和文档超过100个，且涵盖简单的气体流动到比较复杂的全飞机仿真。“要建立测试模型的集合，集中了多年的努力，需要调动很多内部和外部的资源来进行生成测试文件，即使在Ansys内部管理层也要被告知这种资源很重要，必须有这种测试模型的集合。”RobertHarwood这样说。

“融”者治本

第6篇：航空航天的认识范文

关键词：数字化虚拟技术；校园导视系统；环境设计

1 数字化虚拟技术的发展现状

国内在20世纪80年代末开始进行此项目的研究，但现在还处于一个初级阶段。这项技术在我国虽起步较晚，但现在已受到国家相关部门和科学家们的高度重视，并结合我国的国情，制定出了一系列有关本项目的研究计划与目标。例如九五规划、国家自然科学基金委、归家高技术研究发展计划等都把VR列入研究项目。同时国内一些重点院校，也正在积极地投入到这一项目领域的研究工作当中。

2 数字化虚拟技术在校园导视系统设计应用的目的与意义

传统的校园展示多以二维以及影像视频为主，而随着时代的发展，数字化技术越来越被大家所认同，它能够将二维以及三维图像集于一身，更加直观、清晰地为用户提供所需信息，相较于二维平面，数字化虚拟技术更具有科学先进性。

为能够充分展示出校园文化风采，提高学校知名度，数字化虚拟技术的应用能够很好的满足这一需求，同时也更为直观地展示出校园文化。基于数字化虚拟技术的虚拟校园漫游，结合虚拟现实技术、图形图像技术、计算机网络技术、计算机多媒体技术等领域的高新技术等，对校园的三维景观、建筑、地形和环境进行虚拟化和数字化，建立一个虚拟校园漫游系统，该系统能够全方位地展示校园的各种环境，具有较强的交互性，用户在虚拟校园中漫游会有身临其境的感觉，也能够对虚拟校园中的实体进行全方位的观察、操作和访问，并能进入部分建筑物内部进行体验。

本系统能够为学校树立一个直观且全方位的校园形象，也对我校知名度的提升以及校园管理朝着现代化与技术性的方向发展与推进。数字化虚拟技术为校园的规划以及建设、观光指导、校园内外宣传能够提供一个系统化、智能化的平台，也为用户们提供了极大的便利。本项目希望在立足于数字虚拟化技术的应用基础上，能够形成一套对南航校园导视系统的实践与应用。

3 数字化虚拟技术在南京航空航天大学校园导视系统设计中的应用

3.1 南京航空航天大学校园导视系统的数字化设计概念

导视系统设计是传统建筑设计与视觉传达的中间学科。在现代城市生活中，鉴于当今对导视系统空间的认识，我们大致可以分为两种不同的类型――开放型和封闭型。不同的空间形式对于导视的要求都具有各自科学和人性化的导航设计。导视系统所针对的对象可以简单地分为组织化和非组织化两类，组织化的导视系统只希望被组织内部的人懂，而非组织化的导视系统针对的是大众，一般我们常见的导视一般都属于非组织化的。

该项目立足于数字化虚拟技术，强调虚拟模型仿真性、动态性、交互性，以多点切入的动画特效技术改变传统作品展示形式，试图分享一套无图纸化校园环境改造方案，通过多元化表现手段陈述校园特色、人文历史的同时，引导科学与艺术的人文关怀，通过校园环境设计在深度及广度上的剖析，同时运用三维打印技术生成微观模型并深化方案，营造跨学科探索设计表现的新型模式。

三维建模技术是当前计算机模拟方面的前沿技术，它能够将二维的图像拓展成为三维立体的空间模型，数字实体三维实景展示作为一种视觉新技术，能够帮助我们轻松的将现实中的场景制作用于网络、媒体及多种载体中进行展示与使用，其突出的特点是能够用数字化掌握校园地域结构在时间和空间的变化过程。虚拟建模结合全局光照技术，能够给作品带来现实中无法实现的效果。

作为校园景观的一个重要的发展标志，数字化导向系统的设计功能在不断丰富与发展中，这种形式能够充分呼应高校文脉的历史传承，同时也希望在运用这项技术的同时加强现实与历史的关联性。

3.2 南京航空航天大学校园导视系统的数字化三维场景设计

前期分析所要收集校园地理、地貌的平面图、校园建筑物的各立面照片、实物贴图的资料，根据校园数字化虚拟技术系统的需求，对其系统的结构与功能进行数据分析，采集相关的数据和资料，并使用PS软件进行图像后期处理。

在三维场景建模的过程中，首先对校园内某一建筑进行分析，由于地形、道路、花草树木、建筑以及其它的辅助设计建模方法，结合系统需要进行场景还原建模，力求创建出所占内存最小最优的模型。

根据测量出的实物尺寸的资料，在3DMAX中进行等比三维建模，然后将制作好的模型进行材质的处理贴图。之后根据虚拟校园漫游系统中建筑及环境场景的要求将不同分辨率的图像进行采集收集，将所收集到的图像进行大小、杂志、亮度、对比度等效果处理，再利用软件进行材质贴图，在建好的场景中添加灯光、天光等光照系统。最后进行调试渲染，使整个场景能够还原出现实世界的真实感和立体感。

数字化虚拟校园系统是应用三维可视化技术和虚拟现实等技术，以直观地三维模型代替传统的二维图形，使校园地理空间信息在电脑中立体化显示。

传统的校园信息展示都是建立在二维平面图像或视频影像的基础上，这种表达方式性能单一、交互性差；而我们所构建的三维数字校园是利用虚拟现实技术将真实的校园场景通过数字化模型再现到计算机中，用户对所构建的三维虚拟场景可以进行自由漫游，交互性强。因此数字化虚拟技术校园不仅能给广大用户占下厨一个更加真实和立体的校园环境，同时也能够为我校师生以及相关工作人员提供可视化浏览校园资源的途径，同时能够提供用户一个随时随地漫游校园的机会，是一个非常便利的对外宣传窗口。

3.3 南京航空航天大学校园导视系统数值化交互漫游界面设计

实时漫游作为每个虚拟现实系统的最终体验形式，可将虚拟现实漫游方式分为三种：一是自动式漫游体系。整体来讲是按照既定的路径。这就好像我们事先给定一系列的路径坐标点，然后用户依次路径这些给定的点的位置来体验我们的虚拟校园系统。二是查询式漫游体系。通过选择要到达的目的地，从而生成多条不同的路径供人们选择。三是交互式漫游体系。通过鼠标与键盘的操作，利用它们来选择行进方向。它可以生成一个不存在的视点，并能够在浏览器中查询到现实中每个虚拟的视角及位置。

4 结束语

本项目紧跟时代步伐，从艺术与科学的交叉点出发，主张利用科技改变设计的表现形式，利用科技促进设计的思维模式，利用科技验证设计成果。同时能够具有较强的应用价值，倡导环境设计成果展示向真实化、动态化、互动化的方向发展，通过数字虚拟技术中的三维面片建模技术、曲面布线技术、仿真渲染与交互技术系统性的构建出一整套属于南京航空航天大学的导视系统设计，并且能够结合案例及时总结相应的设计方法论与建立理论框架。

如果该成果理论框架得以实现，可以对环境设计、建筑设计、工业设计及部分工科专业在无纸化设计、非开模制作领域实现理论与技术共享。最终希望能够形成一套适应时展的宽口径、多视角下的环境设计思维模式。

第7篇：航空航天的认识范文

剧中的马丁叔叔长得和人类一样，并且说英文。但他头后有可以伸缩的天线，能把自己隐身，能看透别人的心思，能遥指移物。不仅头长天线，能钻墙能打洞，而且还热衷于为地球人做红娘。很多人在看了这部剧后，觉得似乎有这样一个太空邻居似乎也是件不错的事情，因此盼望着有朝一日能去火星探亲访友。

不过很长时间以来，天文学家们一直告诉人们，在距离我们最近的那颗橘红色星球上多半没有什么火星叔叔，那里甚至缺乏最基本的适合生命存在的条件。

好在人类的空间认识也在不断推进。随着近年来科学家们发射了多个绕轨探测器和火星车，人们逐渐发现火星并不是一个“干燥、贫瘠”的星球。此前科学家在火星极地找到了冰，以及火星几十亿年前也曾拥有海洋、湖泊乃至雪山的证据。现在人们终于发现在火星赤道附近，时不时有着液态水流动――美国国家航空航天局2015年9月底宣布，在火星表面发现了有液态水活动的“强有力”证据。

而这，再次激发了人们的太空热。

登陆火星：给电影造势？

目前，美国、俄罗斯、欧盟和中国的太空机构都拥有送人上火星的长远计划。

在诸多计划中，英国伦敦帝国学院的科学家设计的让航天员登陆火星的概念使命较有代表性。该计划打算让3名航天员乘坐一个小型的两阶宇宙飞船前往火星。这艘飞船将旋转生成人造重力，并利用一个挡热板保护自己不受太阳耀斑干扰。宇航员在登陆使命完成后将搭载一艘事先送到火星表面的飞行器重返火星轨道。该飞行器将利用火星表面下的冰作燃料。

美国人证明了火星上有液态水的存在，为登陆火星降低了技术难度。不过从整体上看，完成这套庞大的系统工程仍需时日。

因此，有科学家在社交媒体上留言说，美国航空航天局放出火星有水的“噱头”，只是为了引起人们对火星的极大关注。这可以说是美国航天局精挑细选的时间点，因为该机构全力支持的大片《火星救援》即将上映。美国航天局亲自为“火星热”造势，不但会成为电影的票房保证，也会让火星的橘色传奇继续下去。

靠3D打印机移民太空

很多人认为发现液态水存在的证据，让人类火星移民的可能性大增，虽然美国宇航局局长格伦斯菲尔德对此无法给出具体时间，只是说还要“很多很多年”，但这并没有削弱人们进入太空的兴趣。

2015年8月刚刚就任欧洲航天局局长的德国人约翰-迪特里希.沃尔纳就有一个既雄心勃勃，又富于冒险精神的计划：在月球背面建设一个月球村。

沃尔纳表示：“月球村不只是意味着建几座房屋、一座教堂和一个办公楼，它还需要来自世界各地合作伙伴的贡献，其中包括机器人和宇航员的太空任务，还有提供支持的通信卫星”。他表示，返回月球进行科学研究以及利用月球这个落脚点进一步探索太阳系，是因为这样做有诸多好处：“月球背面之所以很吸引人，是因为在那里，我们能用望远镜观测到很远的宇宙，在月球上我们能够开展月球科学研究，而为此开展国际合作将有特殊的意义。”

当然，比起欧洲的“月球村”来，美国的火星基地计划看上去规模更宏大。美国航空航天局正在研究使用一个巨大的 3D 打印机制造火星基地。而这个基地一旦落成，可以容纳较多人进入，从而构建小型社会群落。比起目前空间站逼仄的环境下寥寥几个宇航员，这才是人类太空移民的真正开端。

寻找外星人：一个坏主意？

火星是太阳系中各方面“条件”最接近地球的一个行星，无论从星球形态、自转时间、公转速度、地轴角度等方面，都与地球接近。因此，长期以来，人类对“火星生命”一直存有想象。

由于火星上的液态水里含有盐分，就目前看来，即使火星上存在生命也可能只是小小的微生物。美国航空航天局官员格伦斯菲尔德坦言：“如果我是火星上的微生物，我可能不会生活在（这些水流）附近，我可能会生活在更南或更北一点，生活在火星地表之下深处，那些地方有更多的淡水冰川。我们猜测有这样的地方存在，我们确实也有一些证据。”

一些小小的微生物还难以满足太空迷们寻找地外生物的胃口，因为在不少人看来，只有找到和人类相似的文明，才能证明我们在宇宙中并不孤独。因此，过去很长一段时间里，人类一直试图与外星生命取得联系，并将载有人类图像和地球星际位置图的探测船发射到太空中。人类也向太空发射无线电波，希望电波能被外星文明接收，进而和人类取得联系。

但是物理学泰斗、剑桥大学教授史蒂芬・霍金教授认为，与积极尝试接触外星生命正好相反，人类应该做的反而是尽其一切所能避免与外星生命接触。因为外星生命不一定是对人类友善的，很可能外星生命与人类接触的唯一目的是掠夺地球资源。

第8篇：航空航天的认识范文

一、航空工业产业发展战略的探讨

冷战结束后，世界各国都对其军事战略作出了调整，军工企业进入了规模空前的调整改革时期，航空工业首当其冲地受到较大冲击。但是王睿等人③通过对美国和欧洲大型航空企业的年度报告进行研究发现，这些企业在全球经济步履维艰的时候依然运作良好。究其原因，是因为它们采用了适宜的产业发展战略，包括通过并购重组提升企业实力、强调核心业务的发展、使用高新技术、加强军民两用技术的开发、重视企业文化的培养、拓展国际市场，等等。就美国民机产业的发展战略而言，黄强等人④认为美国民用航空产业成功发展的经验包括5个方面:民机与军机共同发展战略、市场经济条件下政府引导的产业整合战略、战略性贸易战略、技术领先战略和国际合作战略。而欧洲民机产业由最初的无足轻重发展到今天可以与美国民机产业相抗衡的格局，除了与欧洲各国政府的大力扶持、战略贸易政策和技术领先战略密不可分之外，另一个最重要的原因就是欧洲各国的协作式发展⑤。通过各个国家的优势互补，实现发展民机产业所需资源的有效配置，使得欧洲的民机产业取得了巨大的成功。

我国大型客机制造业在经历了一系列的挫折与失败之后，2002年，在国务院有关部委的大力支持下，代表我国民用航空工业新起点的ARJ21新型涡扇支线飞机项目正式立项。同年11月6日，在第三届珠海国际航展的新闻会上，国防科工委了《中国民用飞机的发展》的报告，提出中国将按照国际适航标准，研制具有自主知识产权的新型涡扇支线客机。2006年2月，国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，确定研制大型飞机是中国未来15年内重点实施的16个重大专项之一。2008年5月，具体承担研发和制造大型飞机这一重要使命的中国商用飞机有限责任公司在上海挂牌成立。在此背景下，众多学者也开始对这一课题进行了研究。徐康宁⑥认为，我国民用大飞机市场是一种买方约束条件很强的市场，大飞机项目成功的关键在于产业化，重组现有的航空运输市场和航空企业，是大飞机产业化成功的必备的市场条件，发展大飞机的同时，也要发挥比较优势，加快支线飞机生产，以分散风险;钱思佳⑦利用波特的产业竞争力分析框架，在理论总结和实证研究的基础上，构建我国大飞机产业发展机理模型，分析研究了影响产业发展的四大关键因素，即政府职能、产业组织、企业行为和自主创新;张辉⑧根据战略管理逻辑，运用SWOT分析方法分析了民机产业发展面临的机遇与威胁，优势与劣势，并据此确定了民机产业发展应采用的战略，即集聚目标、自主创新、整合联盟、成本领先，从而获得竞争上的优势;丁倩倩⑨从集群创新的角度来研究我国大飞机的发展，提出了加强制度建设、完善基础设施建设、注重开发人力资源、加大政府扶持等政策建议。另外，随着航空制造业生产全球化和分工专业化的趋势愈加明显，我国在努力实现大型客机自主研制的同时，也应借鉴国际经验，注重加强国际合作。这一方面的研究文献有:KeithHay-ward⑩以制造空中客车系列客机为例，分析了制造客机的各成员国对空中客车公司的资金支持及其经验教训，并认为空中客车公司的发展过程是一个各成员国合作的过程，同时也是一个与各个供应商进行密切合作的过程，因此空客公司更应该扩大与供应商的合作范围;ThomasRoehl、JFrederickTruitt瑏瑡认为航空制造业是具有极强规模性的产业，发展航空制造业仅依靠国内市场是不够的，要注重国际市场，寻求与国外的客机制造商合作;JorgeNiose、MajlindaZhegu瑏瑢在对蒙特利尔、西雅图、图卢兹、多伦多地区航空产业群分析的基础上，得出航空产业不仅是地方性的产业，更是全球性的产业，因此客机制造商更需要在全球范围寻找供应商的结论;EmilioEsposito瑏瑣认为航空工业公司不仅需要应对高技术壁垒，还要应对日益增加的金融和市场壁垒，相应地进行航空工业的合作与产业整合显得尤为重要，同时他还认为将航空制造合作范围由地区升级到全球，走一条向战略联盟和国际化的道路势在必行。

二、航空工业产业布局的分析

产业布局又称产业分布、产业配置，是指一个国家或地区产业各部门、各环节在地域上的动态组合分布，是国民经济各部门发展运动规律的具体表现。合理的产业布局，有助于促进区域分工，发挥地区资源的比较优势和绝对优势，提高资源的综合利用效率。产业布局应遵循全局和局部、集中和分散相结合等原则瑏瑤。合理有效的产业布局对于航空产业的持续健康发展具有举足轻重的作用。以美国西雅图航空城为例，该城市以飞机装配基地为龙头，构建了完整的航空制造产业链。西雅图长期以来以一种产业———航空产业而闻名，2005年，仅航空业就业人数就占了西雅图主要都市区制造业就业人数的40．6%。李艳华、陈萍瑏瑥通过对西雅图航空产业发展的考察，发现其7个业务部门中有5个都位于西雅图地区，包括波音商用飞机部，提供售后服务和安全、训练服务的波音公共服务集团，为空中旅行者、航空公司、飞机操作人员开发高速、宽频数据通信技术的波音联通公司，开发安全的、全球通用的空中交通管制系统的波音空中交通管制部，为客户提供全面的融资支持的波音资产公司。这样，西雅图以飞机装配基地为龙头，构筑了完整的航空制造产业链。长久以来，我国航空工业一直存在着布局分散的特点。企业数量多，规模偏小，分布在全国各地，尚未形成集群力量。目前我国从事飞机整机研制生产的单位有20个，其中中航一集团有11个，分布在西安、上海、沈阳、成都、贵州安顺等地，其中从事民用飞机设计的有第一飞机设计研究院，从事民用飞机生产的有西安飞机工业公司、上海飞机制造厂;中航二集团有9个单位，分布在哈尔滨、南昌、汉中、景德镇、常州、石家庄、荆门等地，其中，从事民机设计、生产的有哈尔滨飞机工业集团、洪都航空工业集团、陕西飞机工业集团、石家庄飞机工业公司。我国从事发动机整机研制生产的单位有12个，其中中航一集团有8个单位，分布在沈阳、成都、西安、上海、四川江油、贵州安顺等地;中航二集团有4个单位，分布在哈尔滨、湖南株州、江苏常州等地。这种布局存在结构性矛盾，在很大程度上制约了航空产业的快速发展，影响了航空产业竞争力的形成，这也是中国民机产业发展的体制性问题所在。目前学者们对客机产业布局研究得不多，已有研究成果也主要是一些描述性分析。例如，严海宁、谢奉军瑏瑦通过对我国航空工业企业和航空工业园区域布局现状的分析，认为造成我国航空工业区域过于零散的原因主要包括历史因素、企业因素、地方因素和外资因素四点。李金辉瑏瑧根据国内各省市航空产业规划方案及发展现状对中国航空产业发展背后的四大利益主体，即地方政府、中央政府、国内外航空工业巨头、国内外航空运输企业进行了博弈分析。张捷、张卓瑏瑨从航空制造业的产业发展特点出发，基于供应链协同理论，提出了新时期适合江苏省航空制造业的空间优化方案及产业配套创新模式。

三、航空工业产业竞争力的比较

产业竞争力，亦称产业国际竞争力，指某国或某一地区的某个特定产业相对于他国或地区同一产业在生产效率、满足市场需求、持续获利等方面所体现的竞争能力。尽管国内外针对产业竞争力方面的研究文献较多，然而由于客机制造业是国家的战略产业，对于客机制造商的产业竞争力的部分研究成果没有公开，可收集到的相关研究文献很少，能够检索到的文献主要包括以下两个方面的研究。

1．从定性角度进行研究穆荣平瑏瑩从竞争实力、竞争潜力、竞争环境三个方面系统分析了中国航空航天器制造业的国际竞争力，认为尽管我国已初步形成了航空航天工业体系，但其总体竞争实力不强，当前急需制定国家航空航天总体发展战略和相应的产业技术政策，以提高航空工业的国际竞争力。随后，一些学者在此基础上对我国航空工业的国际竞争力进行了深入研究。例如，秦臻、倪艳瑐瑠使用显示性比较优势指数、市场占有率指数、进出口价格比、劳动生产率、利润指标等分析了中国航空航天器制造业的国际竞争力。皮成功、江可申瑐瑡采用国际市场占有率、贸易竞争力指数、显示性比较优势指数以及航空工业企业营业收入与利润等指标分析了中国航空工业的国际竞争力，并同国外同类产品进行横向比较。据此指出我国航空工业的国际竞争力现状及与国外发达国家存在的差距，并提出增强我国航空工业国际竞争力的对策。曹鑫瑐瑢利用显示性比较优势指数、劳动生产率和主要航空企业财务指标，通过与世界主要航空大国的比较分析来研究中国航空工业的国际竞争力，明确其在国际航空市场中的市场地位，并指出提升中国航空工业国际竞争力的相关路径。

2．从定量角度进行研究崔世娟瑐瑣针对中国航空制造业6个典型整机生产企业，即西飞、哈飞、成飞、沈飞、洪都、贵航，运用企业竞争力评价指标和DEA分析方法对其竞争力进行比较分析，研究表明:西飞在这6家企业中相对竞争力最强，成飞第二，而沈飞最弱;6家企业在资源利用和规模效益方面没有得到更好的回报，中国飞机制造业应改进管理机制，提高企业内部资源的利用效率。丁勇、刘婷婷瑐瑤以我国21个省(市)的航空制造业为决策单元，选取R＆D经费投入、R＆D人员投入作为投入指标，以新产品收入作为产出指标，应用数据包络分析(DEA)方法研究了天津航空制造业的创新效率。结果表明，天津航空制造业处于规模递增阶段，存在规模效率过低、产出亏空和R＆D人员投入冗余等问题。秦臻、秦永和瑐瑥利用协整检验和因果检验对中国航空航天器制造业国际竞争力进行了分析并指出我国航空业国际竞争力的特点及存在的问题。汪本强、江可申瑐瑦选取1999～2003年中国航空工业产业经营业绩指标，通过测算其集中度，并对其产业规模、经营业绩进行回归与相关分析，发现:中国航空工业产业集中度与其经济绩效并无显著的相关关系，而产业规模是影响产业绩效的重要因素。随后他们又利用产业集中度H指数和CR4指标对中国航空工业上市公司2001～2005年的产业集中水平进行了测度，然后通过因子分析并结合考虑时间因素的方法，动态评价了上市公司绩效状况，在此基础上回归分析了产业集中度与公司绩效的相关关系。研究结果表明，在研究时限内，航空工业上市公司产业集中度呈现低水平稳定态势，并且产业集中度与公司绩效之间存在显著负相关关系，这为我们进一步做好上市公司改制重组，提高公司经营绩效，走规模化发展道路提供了决策参考瑐瑧。刘敏瑐瑨借鉴国内外的竞争力评价指标体系，从资源转化能力的角度评价了我国航空航天器制造业的投入产出效益，并根据有效结构假说进一步分析了影响我国航空航天器制造业绩效的深层次原因，研究结果表明，与发达国家相比，我国航空工业的小规模、低行业集中度严重限制了该产业和相关产业的发展。

四、其他相关研究

关于航空工业产业发展的研究，学者们也进行了大量的探讨，研究成果主要有以下几方面。

1．从集群角度对航空产业的发展进行研究赵海山瑐瑩从航空产业与集群的内在创新特征出发，探讨了航空产业与集群式发展模式相耦合的内在属性及其治理逻辑，进而对航空产业集群的治理主体、边界、结构、机制和模式等问题进行了系统剖析。郭莹瑑瑠从网络的角度对陕西航空产业集群的发展过程及其现状进行了积极的探索，运用社会网络分析方法进行了一系列网络特征的定量分析，并从创新的角度构建集群指标体系，对陕西航空产业集群发展的影响因素及影响程度大小进行描述性统计分析和主成分分析，得出定量衡量集群发展水平的得分等式，进而在此基础上提出了一系列相应的发展策略。王兆凯瑑瑡借鉴生态系统的概念，构建了航天产业生态系统。他在此基础上借鉴生态位理论，定义了航天产业生态位，认为航天产业生态位是指航天产业所占据的自然资源和社会资源及其在社会经济发展中所占据的地位和所发挥的功能的总和。并将航天产业集群生态位与物种生态位进行了对比，认为航天产业集群生态位主体能动性强，不仅可以通过遗传获得，更可以通过自身的学习、竞争等手段改变;生态位不稳定，处于不断的变化之中。李艳华、刘杰瑑瑢基于产业互动和根植性角度，提出了培育和发展天津航空产业集群的思路。李微微、曹允春瑑瑣则从嵌入性和根植性角度，以构建天津航空城为题，分析论证了滨海新区航空产业集群发展思路和各阶段重点发展的领域。

2．从航空租赁产业的角度来研究航空产业的发展模式安宁娟等人瑑瑤首先结合设备管理理论与现阶段设备租赁管理的现状，定义了针对大型企业的4种租赁模式:融资租赁、经营租赁、内部租赁以及转包生产，并且提出对这四种租赁模式进行选择的两个规则以及规则的适用情况。最后以某航空制造企业为背景，开发了基于Web的设备资源信息系统，同时利用数据库对4种模式的选择进行了应用。谷焕民、韩立岩瑑瑥认为航空租赁业的发展可以促进经济增长和金融发展，满足民航运输业跨越式发展的融资要求，并且有利于改善民用航空制造业的市场环境。孙蔚等人瑑瑦认为航空租赁公司是我国航空制造业飞机购销环节中的重要一环，需以市场化运作的方式，形成“飞机制造公司航空租赁公司航空公司”的系统化流程，从而促进整个中国航空业的健康、全面发展。

第9篇：航空航天的认识范文

对于有些人来说，由一台“没有灵魂的机器”来完成手术，是一件十分可怕的事情。目前，在外科领域，很多医院选用机器人作为辅助医疗设备的形式参与手术，而对整台手术的掌控则完全由医生负责。

手术过程中，机器人一方面可以减轻医生的负担，另一方面可以更好地完成手术。比如，机器人可以借助三维成像技术，使用一条小型机械臂，即可精准而且完全无抖动地用一枚探针，在一个可能只有几毫米大小的脑瘤上完成取样。机器人所能达到的精度，已经超过最好的外科医生。医生需要做的，只是设定机器人的工作流程，并且在整个手术过程中，医生可以随时叫停。

经过一段时间的使用后，机器人系统赢得了越来越多的认可。特别是在心脏外科手术中，机器人可以发挥出更大的潜能，因为借助图像处理技术，手术器械和内窥镜可以在心脏跳动的情况下，全自动地探入追踪，查看内部情况。借助于这套辅助设备，医生就可以像对着一颗没有跳动的心脏一样进行手术了。在跳动着的心脏上直接进行手术，在各大医院里将会越来越常见。

脑外科和骨科专家们都坚信，在未来几年时间里，他们已经不再需要亲自用电钻和锯子来处理骨骼，特别是颅骨了。他们可以借助一种单臂机械手，用激光进行十分精准的超薄切割。由于伤口往往只有不到1毫米宽，手术之后的组织恢复会变得更加容易。

大显身手的“达芬奇”

现在，微创手术已经非常成熟，这也逐渐成为外科机器人需要从事的主要项目之一。不久以前，外科医生一直还在使用两根细长的器械，一边看着屏幕上的实时影像，一边将这两根器械通过一个细小的刺入口（套管针）引入病人体内。在这个过程中，医生要让器械的一端朝着他所期望的方向缓慢探入。由于器械和套管针产生的摩擦力，外加过长的操纵手柄，医生很难真实感受到来自内部组织的机械阻力。

在这个问题上，美国航空航天局的科学家开发了名为“达芬奇”的机器人系统。该机器人系统在2000年获得美国食品及药品管理局的许可，如今全球已有2 000多台投入到临床应用中。使用“达芬奇”机器人系统时，外科医生会看到一幅经过放大的高分辨率立体图，实时显示病人身体内部的情况，他的双手则控制着两根可以弯曲的器械，这两根器械分别连接着独立的机械臂。外科医生双手的抖动会被过滤掉，双手的动作会转化为机械臂的动作，由此可以大大提高手术的精度。还有第三条机械臂专门用来控制拍摄立体图像的内窥镜，自动实现图像跟踪。

泌尿科和妇科医生都发现，“达芬奇”做手术精度很高，可以大大降低在小骨盆区域做手术的并发症几率，因为小骨盆区域不仅空间狭小，还有尿道和大量敏感的神经束通过。目前，在美国急性前列腺手术中，大约85%是用该机器人系统完成的。而在全球范围内，“达芬奇”机器人系统每周完成约1万例手术。

谁来超越“达芬奇”？

有了这样一个成功的开始，人们就会有更多的想象：机器人系统是否可以承担更重要的医疗任务，如组织缝合，以及在髋关节手术中，为病人铣出球型的凹洞，可以用来装下人工股骨。不过在几年前，德国医生使用“达芬奇”系统进行的一次手术，曾引发很多争议。由于系统的体积过于庞大，相较于传统的手术方法而言，这个机器人会使手术区域周围的肌肉组织也受到一定的损害。此外，系统只配备了很少的传感器及导航装置，所以它在铣髋臼时，有时会将侧面的骨壁也铣穿。有报道称，比起传统的手术方式，机器人做手术引发并发症的几率降低了近一半，但在遭到大量的公众批评和质疑后，很多医院最终选择放弃使用这种机器人。

尽管有各种各样的抨击，但作为手术助手的机器人依然得到越来越广泛的使用。德国航空航天中心开发的系统被认为是唯一能替代“达芬奇”的机器人系统。相对后者而言，航空航天中心开发的系统更小，不仅可以固定在天花板上，还可以固定在手术台上。该机械手臂具有相对较轻的结构，自身重量为14千克，可以在100瓦电力的驱动下运动。不仅可以防止自有的几条机械臂之间发生碰撞，也可以防止机械臂和医务人员发生碰撞。系统还在可以双向弯曲的器械上整合了力量感应器，可以把感应到的阻力，通过手柄上的力反馈设备传递给外科医生。

德国航空航天中心开发的机械手拥有4个手指，已经可以做出种类繁多的姿势了。在传统的机械手模块里，一般会有超过13个驱动器，这使得整个机械手显得相对庞大和笨重。相比而言，细长的双手做起来更加容易。因为人的双手就是一个活生生的例子，人是通过肌腱来驱动肌肉，从而使手开始运动。与之对应，我们可以将驱动装置安装在机械手的前臂里，通过钢丝滑轮，把来自驱动器的驱动力传递给机械手指。基于这个理念，科学家开发了一种调节柔韧度的机械手臂复合系统，它在大小、动力学特征、抓握力方面，与人手达到了前所未有的相似度。它完全模仿人手，在每一个关节上都安装了两部可以互相作用的驱动器。通过整合其中的弹簧组件，这个机械臂还可以存储一定的能量，例如它可以用看上去十分自然的方式抛出一个球。另外，该系统不但可以将医生示范的动作复制下来，还可以把这些复制下来的动作嵌入其他手术流程中。

未来还需不断进步