前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇航天技術的發展現狀范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
【關鍵詞】航空發動機燃油系統控制系統研究進展
隨著我國航空航天的不斷進步,航空發動機技術的發展也不斷的提高,燃油和控制系統由原來的簡單系統發展到現在的復雜技術,由原來的液壓機械操作發展到現在由全權限數字電子控制(FADEC)進行操作。原有的軍用航空發動機中燃油和控制系統的特點是多變幾何控制能力,而現在的FADEC技術將發動機的故障診斷和監視系統歸入到發動機的控制系統中。在航空航天發展速度較快的今天,防喘控制也受到航天專家的重視。因此,本文將對航空發動機燃油和控制系統的發展進行闡釋,為我國的航空航天發展提供理論依據。
1我國現階段航空發動機的發展現狀
1.1燃油控制系統的發展現狀
燃油控制系統是航空發動機的核心控制系統,其主要性能直接影響整個發動機的控制系統,而燃油泵是燃油系統的重要組成部分。燃油泵包括燃油增壓泵和主燃油泵,目前全球各國研制的軍用航空發動機中的燃油增壓泵是采用離心式獨立轉動模式,其增壓能力可達到0.4-0.8 MPa;而主燃油泵一般采用的是齒輪泵,主要是由于齒輪泵的體積較小、流量較大。還有一種比較合理的選擇是采用高壓柱塞泵,它既可以作為主燃油泵還可以作為噴口油泵,據調查顯示,該泵使用情況較為普遍,在英國生產的發動機中就采用了高壓柱塞泵作為主燃油泵,最大的出口壓力可達21 MPa,最大的流量也可達每小時10000kg,而近期俄羅斯也研發出了高壓燃油柱塞泵。而通過大量的實驗和應用顯示,在泵油系統中還是應該采用離心泵作為發動機的主燃油泵,其主要特點是制造結構簡單、質地較輕、燃油溫升較少,且質量達到了要求。離心泵在設計上較為簡單,其控制操作也極為方便,但在小流量的啟動過程中其性能較低,因此需要再單獨配置一個啟動泵,這樣將發動機的轉數和流量變為可調控的模式。
1.2噴管控制系統的發展現狀
發動機的噴管控制系統在航空發動機中也占有舉足輕重的位置,對于發動機尾噴管的介質,我國目前采用液壓油、燃油和滑油,但由于滑油和液壓油的性較好,可導致噴管油源泵在工作時壓力達到最高。在發動機中使用液壓油系統則可以無需設立獨立的油源系統,但在這樣共同使用液壓油源時,可對飛機的動態操作系統產生不利的影響,還會導致飛機的液壓系統遭到污染。有調查顯示,英國曾采用發動機尾噴管的獨立滑油系統,雖然對噴管的控制得到了靈敏的提升,但在油源系統中增加了油箱和油泵等裝置,使得控制系統的結構更為復雜。目前在我國的軍用發動機中,使用較多的噴管控制系統是以燃油為介質,與此同時,在噴管油源泵的選擇上多以高壓柱塞泵為主。該泵的最大出口壓力可達23 MPa,最大流量可達每小時3600L。
1.3FADEC技術系統的發展現狀
FADEC技術是新研發的全權限數字電子控制系統,其主要包括傳感器、執行結構、微處理機以及數據的通訊。數據傳感器的使用數量在不斷的增加,致使軍用發動機電纜的質量也有進步,在發動機的燃油和控制系統中,傳感器的質量占有不可或缺的位置。我國對傳感器的研發方向是制造出光纖和智能的傳感器,這將是迎合光纖通信的最大亮點。與此同時,微電子技術也給FADEC的發展提供了電子硬件,隨著電子技術的蓬勃發展,微處理機也越來越受到航空專家的關注。在發動機的數據通訊過程中,通過高速的光纖數據把發動機的智能傳感器和執行機構有效的連接起來,取代了原有的點到點式的串行通訊方式,這樣提高了數據傳輸系統的安全性。在發動機未來的研發過程中,要注重防喘控制等相結合的應用,要做到同監視系統、飛控系統以及火控系統共同結合。FADEC技術可以實施較復雜的控制計劃,用自適應控制系統進行對發動機的綜合控制。
1.4防喘系統的發展現狀
防喘系統在軍用航空發動機中的主要作用是防止飛機飛行或發射武器時發動機出現喘振和熄火。美國和俄羅斯等國家在軍用發動機上都使用了防喘和消喘的控制系統,同樣的在我國的軍用航空發動機中也應用了數字化的防喘控制系統,并取得了較大的研究進展。我國軍用發動機中防喘控制系統的設計理念是采用有靜壓傳感器的喘振信號器和高響應壓力傳感器,其設計可以利用數字濾波準確的判斷出喘振的征候。不同類型的發動機其采用的防喘控制系統也是不盡相同的。在發動機的研發過程中,進口溫度在90-100℃之內方可保證發動機工作的穩定性,若超過140℃時,發動機會出現瞬間的喘振現象,但發動機自身的防喘控制系統會將其回復到原始的穩定狀態。
1.5監視系統的發展現狀
在我國軍用發動機中均配置了不同模式的監視控制系統,根據飛機功能的不同配置不同模式的監視控制系統,有的配置專用的監視系統,有的同飛行記錄系統相兼容。我國研制的軍用發動機中的監視控制系統,為了監視發動機在使用過程中關鍵參數的變化情況,監視系統可記錄發動機的工作時間、工作溫度、渦輪葉片的使用壽命系數以及高壓轉子的主、次循環等參數。監視系統在正常工作時,有兩個機構在執行著相應的職責,一個機構執行控制系統,另一個機構執行狀態監視系統,當監控系統出現故障時,就由狀態監視系統進行對發動機的控制,在控制系統出現故障的時間里對飛行的數據和存儲的監視參數進行記錄,以便對監視故障的診斷提供幫助。
2我國未來燃油和控制系統的發展趨勢
2.1供油系統的加強
我國研發的軍用發動機主要是以燃油和控制系統為主導地位,采用新型的燃油泵控制系統同科學的電子硬件相結合,共同提高FADEC系統的工作性能。運用科學的控制系統和合理的控制算法可提高發動機的控制指令,不僅可以提高控制系統的使用壽命,同時還可以降低研發控制系統的成本。而降低供油系統的成本也成為學者的研究目標,研究表明當燃油的溫升在20-30℃之間時,供油系統的質量便可減輕一半,這就大大的提高了供油系統的使用壽命。為了降低燃油系統對污染的增加,我國研制的軍用發動機多采用離心式油泵,進而取代原有的齒輪泵和柱塞泵。但離心泵在工作過程中有弊端,即在小流量時效率較低,便會造成燃油溫度的升高,因此,專家研發得出通過調節泵的工作轉速來調節燃油泵的供油量。目前我國軍用的航空發動機的燃油系統是應用電子技術進行控制,這就需要應用高集成度和耐高溫的電子元件和器件,獨立的燃油泵轉動裝置便成了發動機自我監視和診斷的保證。
2.2先進技術和科技的應用
我國軍用發動機的燃油和控制系統中,應用了先進的技術和科技,采用耐高溫的半導體元件可耐高溫350℃、應用最先進的高溫光電技術測量裝置、采用砷化鎵材質作為集成電路、高速處理器可達每秒一億次以及高性能的復合材料。在軍用航空發動機控制系統的設計上運用先進的分析和檢測軟件。在發動機研制過程中,應加強計算機輔助的設計理念,在燃油附件中利用先進技術進行改造,從發動機的工裝設計、產品設計、工藝設計以及編程等發面共同發展,提高發動機的質量,節省研制時間。要利用先進的技術積極展開對控制系統和綜合控制系統的研發工作,加強對FADEC技術的研發,利用智能傳感器、數字執行機構、數據通訊、網絡技術等進行發動機的研發。
3結語
在我國航空航天行業迅速發展的今天,軍用航空發動機燃油和控制系統的研究取得了較大的進步。隨著我國科研人員的不斷研究,中國航空發動機的燃油和控制系統也達到了較高的水平。為能研制出更高質量的航空發動機燃油和控制系統,研究人員應繼續加大對FADEC系統的研發工作,增加試驗的準確性和應用性,要注重軟件系統的編程,結合實踐中發動機的型號進行研究,加快FADEC系統的研發。本文通過闡釋燃油控制系統、噴管控制系統、FADEC技術系統、防喘系統以及監視系統的發展現狀,進而提出了我國要加強供油系統,同時采用先進技術和科技來提高我國未來燃油和控制系統的蓬勃發展。為我國軍用航空發動機的研制提供理論依據,與此同時,也為我國的航空航天發展指明了方向。
參考文獻:
[1]張紹基.航空發動機燃油與控制系統的研究與展望[J].航空發動機,2003,03:1-5+10.
【關鍵詞】電子信息工程技術;發展;應用
1.電子信息工程的發展現狀
隨著科技的進步,電子信息工程技術的應用范圍已越來越廣,因其便捷的功能也越來越受到人們的重視,對人們生活的影響也更加大。但是電子信息工程技術在應用過程中,出現了許多問題,而這些問題的出現在一定程度上不利于電子信息工程技術各功能更好地發揮。從我國目前電學信息工程技術實際情況來看,我國處于發展階段,其在挖掘核心技術潛力上有極大的發展空間。但目前我國電子信息工程的核心技術在應用能力上有限,因此需借鑒發達國家先進的科學成果,這就對我國電子信息工程技術的發展形成了限制。此外,缺乏相關電子信息工程技術的專業人才,影響了我國電子信息工程技術的創新和發展。而政府在電子信息工程技術上的投入力度不夠,導致我國此方面技術發展緩慢,極大的限制了電子信息工程技術發展和應用范圍的擴大。
2.電子信息工程技術的應用
2.1農業方面的應用
將電子信息工程技術應用于農業中,讓農業機械朝著智能化、科技化、網絡化方向發展。在復雜型的農業機械中,通常都裝置了一些與計算機終端相連的規范型電子控制單元,很大程度上提高了農業技術的監測和調控,使其操作更為便捷。如圖1所示,該圖為農業大田遠程監測系統,此系統運用電子信息工程技術進行監測金額控制。在電子信息工程技術的基礎上進行設計,能更為快速的判斷出外界環境,同時可按照人所設定的步驟有序進行操作,不僅節省了物力,還節省了人力。我國農業占比很大,在農業中應用電子信息工程技術有效促進我國農業的發展,提高效率,于我國社會經濟的整體發展而言有著重大的意義。
2.2軍事方面的應用
同時也促進了軍事電子產品的智能化、輕量化,下戰爭技術上,光電子技術以其高性能、高集成度等優勢,廣泛應用與跟蹤、偵查、識別、預警等方面,有效促進了我國軍事水平的提高。我國的光電子技術憑借其高性能優勢,在偵察和預警方面,都大大促進了我國在軍事上水平的提升。
2.3在航空航天方面的應用
在航空航天方面,電子信息工程技術在其研發和設計、管理等方面都有設計。在衛星導航系統和導彈航向控制方面,電子信息技術的應用非常多。通過借助該項技術,我國的航空航天技術很多在世界都是處于領先地位的。
2.4在工程領域的應用
在很多工程建設中,對工程造價的管理非常關鍵,而應用電子信息工程技術就能夠大大提高工作效率,還能節省大量的人力和物力投入。所謂工程造價管理,就是基于工程建設,監理一種數據庫系統,開發一些軟件實現對工程造價的動態管理。這種管理非常有利于提高工程管理的質量,從而使工程造價管理順利進行。
3.電子信息工程技術發展應用途徑
在信息技術時代,信息產業飛速發展,電子信息工程技術的快速發展也能促進經濟更好更快地發展,其對于推進和諧繁榮的社會發展環境非常重要。因此,為了使我國的先進產業技術水平處于全球領先地位,有必要加強電子信息工程技術的研發,頒布國家相應的國家政策,通過政策導向,來引入資金和技術人才進入電子信息產業。
3.1大力營造良好的創造發展環境,培育創新型技術人才
在電子信息工程技術產業中,只有加強技術創新,才能真正提升國家產業技術實力。從而激發技術人才的創造能力和主動性。因此,二十一世紀,為了改善我國目前的電子信息工程技術的現狀,一定要重視創新型技術人才的培育。堅持“以人為本”,增強科研資金費用,打造更加完善的技術儲備體系,為技術創新提供發展的前提和基礎。
3.2鼓勵產品及服務創新,培養電子信息經濟持續增長
目前,在國內外電子信息市場競爭白熱化的過程中,為了更好地分析市場,對技術進行改革和創新,從而實現核心技術的突破,做好技術人才儲備是非常關鍵的,這也是實現可持續發展的重要前提和基礎。在電子信息產業中,除了跟設備制造企業加強合作之外,還要加強自主知識產權的保護,對于技術創新的企業給予足夠的費用支持。另外,我國政府要對國有電子信息產品的進行合理地控制,給國內電子信息產業足夠的發展余地。使電子信息產業走向市場,讓各個企業有一種危機意識,從而激發他們更加積極主動地投入到技術創新中去。
4.小結
隨著時代的發展,電子信息工程技術將逐步融入我們的生活和工作中,為我們提供更加智能化的新科技產品。這也會給傳統產業帶來產業升級的機遇。隨著我國在電子信息工程領域技術逐步實現突破,電子信息工程產業的前景將會越來越光明。
參考文獻
[1]郝文江,武捷.三網融合中的安全風險及防范技術研究[J].信息網絡安全,2012(01):5-9.
[2]李國林.電子信息工程現代化技術探討[J].硅谷,2012(40.
[3]郎為民,楊德鵬,李虎生.無線傳感器網絡云連接緊急行為檢測技術研究[J].信息網絡安全,2012(06):3-5.
[4]夏長林,陳見輝.研究電子信息工程現代化技術的發展[J].山東工業技術,2015,21:114-115.
[5]劉延風.我國電子信息工程發展現狀及保障措施探討[J].產業與科技論壇,2009(4).
[6]楊媛媛.計算機軟件開發語言研究[J].科技風,2011,2(23):117-119.
[7]秦毅,李丹.嵌入式系統在生產生活中的應用[J].遼寧師專學報(自然科學版),2011,3(1):35-37.
[8]胡玲,田溪江.計算機技術在實際生活中的應用[J].讀寫算:教育教學研究,2011,5(35):145-147.
[9]夏志競.計算機遠程網絡通訊技術的應用[J].電腦知識與技術,2011,12(23):16-18.
關鍵詞:高新技術產品進出口;貿易依存度;TCI系數;MI指數
高新技術有兩種定義方法,一種從定量角度出發,以R&D占銷售收入的比、科技人員比重、產品的技術復雜程度、使用年限在3年以內的資本份額(即新資本率)等作為指標;另一種則以行業劃分為準,凡是在這些產業運用的技術就為高新技術。我國采用了后一種定義方法,在參照了美國的先進技術產品出口目錄和進口目錄后,我國根據技術水平和應該優先支持的程度,把高新技術劃分為高、中、低三檔,包括46個大項,1421種產品,涉及電子信息、現代交通、航空航天、先進制造、生物醫藥和醫療器械、新材料、新能源與節能、環境保護、地球空間與海洋、核應用技術、農業共11個領域。
一、我國高新技術產品整體貿易現狀
(一)我國高新技術產品進出口發展歷程
1999年全國技術創新大會的召開,標志著我國高新技術產業的發展進入了一個高速發展的階段,高新技術產品進、出口總額從376億和247億美元發展到2008年的4156.1億和3418.2億美元,高新技術產品貿易的狀況也得到了極大的改善,到2004年便扭轉之前的逆差狀態,到2008年,貿易順差達737.9億美元。
仿照世界銀行的方法,我們用工業增加值代替GDP,用對外貿易依存度測度我國高新技術產品對國際市場的依存度和開放度。這是條典型的拋物線,2004年以前,我國高新技術對外開放的程度一直保持上升的勢頭,1998年的貿易依存度才21.08%,2004年時便達到49.34%,這和2001年我國加入WTO、開放國內市場的國情是相符合的;近幾年來對外開放程度卻趨于保守,而且大有繼續下降的趨勢。
(二)我國高新技術產業國際競爭潛力評價
我們用Michaely指數(MI指數)作為衡量我國高新技術產業國際競爭比較優勢/劣勢的指標值,這可以用高新技術產品出口在社會總出口中比重與高新技術產品進口占社會總進口比重的差額計算得出。MI指數在-1-1之間,指數大于0時,表示我國高新技術產品在國際貿易中具有比較優勢,可以在未來轉化成現實的國際競爭力,MI指數為負數時,表示我國高新技術產品處于比較劣勢。
我國高新技術產品進出口貿易概況,如圖1所示。
我國MI指數處于上升趨勢,說明隨著我國經濟的發展,要素數量的變化帶來了貿易格局的進一步改善,和發達國家的趨同性明顯;但MI指數始終小于0,就目前來講,我國高新技術產品在國際貿易中仍不具有比較優勢。
(三)我國高新技術產業國際競爭實力評價
國際競爭實力關系到國際貿易中產業的發展前景、創匯能力,和一個國家先天性資源稟賦賦予的比較優勢不同,競爭實力是市場主體在經濟活動中通過后天性的培育才能擁有,因此也備受各國普遍關注。貿易特化系數(TCI)是衡量國際競爭實力的一個重要指標,它表示一國出口與進口的差額在整個進出口總額中的比重,貿易特化系數在-1-1之間,數值越大,表示出口額越大于進口額。
1997-2008年這12年中,我國貿易特化系數上呈上升趨勢,高新技術產品競爭能力不斷得到增強。2004年以前,我國TCI指數一直為負,卻越來越小,雖然中間也有過短暫的波動(如1999年);1997-2003年,貿易特化系數的變動范圍在-0.21至-0.10之間,國際競爭力很弱,之后雖有一定增強,但仍比較低,最高為0.10,最低才0.01。我國高新技術產品貿易特化系數與MI指數,如圖2所示:
(四)我國高新技術產品進出口貿易方式分析
從貿易方式上看,我國高新技術產品貿易方式比較單調,出口主要以來料、進料加工貿易為主,一般貿易方式的比重比較小,如圖3所示。以2006年為例,以進料加工貿易方式的出口額達2458.2億美元,占當年高新技術產品出口份額的87.3%。這說明我國高新技術產品大部分只是為其他國家代工的結果,在國際分工中處于末端地位,附加值比較低。
二、我國高新技術產品貿易結構特征分析
(一)我國高新技術產品進出口產業結構分布
通信、計算機、電子順差很大,出口比重接近90%,從國際市場上看,這三個領域呈萎縮趨勢,而極具發展前途的高新技術如生命科學和生物技術的出口比重卻很低;計算機集成制造技術和航空航天技術的貿易特化系數都超過-0.5,電子技術也接近這個臨界點,光電、生物、材料貿易特化系數也很低,在國際競爭中處于極端不利的地位;計算機與通信技術、生命科學技術的貿易特化系數為正,計算機與通信技術達到0.59,國際競爭力很強;電子技術、計算機集成制造技術、航空航天技術貿易特化系數都達到或接近-0.5,競爭力很弱。高新技術產品進出口按技術領域分布(2008),如表1所示。
(二)我國高新技術產品進出口主體分布
把我國進行高新技術產品出口貿易的主體分為國有企業、中外合作企業、中外合資企業、外商獨資企業和其他,考察各出口貿易主體進出口中的地位。外資企業高新技術產品出口在我國高新技術產品出口中占了絕對優勢,占據了我國高新技術產品出口比重的80%以上,外資企業的高技術產品出口額為2478.6億美元,占出口總額的比重88.1%,而內資企業卻僅僅為335.9億美元,不足外資企業高技術產品出口額的14%。這其中中外合作企業、中外合資企業的比重都呈下降趨勢,外商獨資企業的比重越來越大。
(三)我國高新技術產品進出口地區分布
從進口地區分布情況看,我國高新技術進口主要來自臺灣地區(17.1%),韓國(15.3%)和日本(13.6%),占據半壁江山,美、日、歐是我國高新技術產品進口的主要市場,如計算機集成制造技術,我國73.4%的進口來自與這三個地區,而航空航天技術僅歐美就占了其中的90.9%;出口方面,歐美市場達我國出口市場份額的42.4%,是我國主要的出口市場。因此,保持周邊的穩定環境,保持同西方國家良好的政經關系,切實關系到我國高新技術產品進出口市場的良性發展。
三、政策建議
(一)加快產業結構的調整,改變國際分工中的地位
改變經濟增長方式,提升產業結構,需要政府制定歧視性的稅收政策和匯率政策,改變國內要素、商品的價格制定方法,加速資本折舊,用市場手段引導資源的配置;某些行業,國家可以給予政府購買、流動性貸款和出口信貸方面等資金融通方面的支持。
(二)關注市場需求,培育新型國際營銷理念
在國際競爭中運用市場力量,制定適合我國國情的商戰戰略,加快科技成果轉化為現實的科技產品的速度,減少產品從開發到送達消費者手中的時間和交易費用;另外,還應重視市場調研與預測,創新營銷手段,在許可證交易、特許經營等傳統技術貿易手段外予以創新。
(三)加大科研投入,保護知識產權
扭轉我國國內企業在高新技術產品出口主體中的地位,最根本的是要增強國內先進技術的自主研發能力,需要我國對知識產權和人才重視起來,制定保護他們財產產權、知識產權的制度,尤其是對知識收益權的保護;調整外匯管理、居留制度和出入境管理,制定鼓勵國內外科技專家、技術人員、企業家和金融家在我國研究、創業。
(四)加快國內制度建設,改善融資環境
高新技術產品開發之初,往往行業標準比較模糊,得不到相應的政策支持,競爭力又比較弱,市場前景不清晰,所需的資金也很難從銀行獲得。因此,應加強對高新技術行業的管理,確定標準,推動相關的法律法規建設,創立風險投資基金,促進創業投資機構建立規范的風險約束機制與產權激勵機制。
參考文獻:
1、宋立剛.中國貿易改革:政策與進程[M].經濟科學出版社,1997.
2、王國鋒.我國高技術產業發展現狀、問題及其發展思路[J].中國科技論壇,2005(5).
3、楊良初.當前我國高新技術產業稅收政策的現狀及問題[J].經濟研究參考,2005(5).
4、李建科,周云波.我國高新技術產業發展的現狀與政策措施[J].天津科技,2005(3).
5、范柏乃.發展高技術產業貿易政策實證研究[J].國際貿易問題,2000(8).
6、張平.論我國政府在風險資本投入中的作用[J].經濟體制改革,2003(5).
關鍵詞:光纖陀螺技術;角速度;傳感器;光學元件;調節器 文獻標識碼:A
中圖分類號:TN249 文章編號:1009-2374(2016)17-0052-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.17.024
1 光纖陀螺的優點
和以往的光纖陀螺相比,光纖陀螺儀構成的部件較少,而且沒有可以發生相對運動的原件,故沒有磨損發生。再加上光纖陀螺體積較小,重量非常輕,能夠感知微小的差別,其分辨率非常高,可以長時間進行穩定的工作,能夠承受環境的變化而保持穩定運行。光纖陀螺的主要組成原件有傳感器、寬帶光源以及調節器等。根據光纖陀螺的精度不同,可以將其分為不同的種類,根據工作所需的精度不同,應用的光纖陀螺也不同。比如在商業中往往應用較低精度的光纖陀螺儀,而在軍事和航空航天領域一般使用精度較高的光纖陀螺儀。
2 光纖陀螺技術的發展現狀
現階段光纖陀螺技術受到各個領域的普遍關注。按照組成光纖陀螺儀元器的不同,逐漸形成了集成型與全光纖型兩種光纖陀螺儀。其中集成型的光纖陀螺儀穩定性較高,其把內部主要的光學元件例如調節器等都安裝到同一塊電子芯片上,這樣一來可以在工業流水線上進行大規模的生產,因此造價比較便宜。和集成型光纖陀螺儀不同的是,全光纖型把幾乎全部的光學元件都安裝到同一條光纖上,幾乎陀螺儀全部都使用光纖材料。現階段,全光纖型的光纖陀螺技術已經非常成熟,造價也相對低廉,但是以現有的技術條件很難突破精密度的瓶頸,因此全光型光纖陀螺儀在商業中應用較多。在國家國防以及經濟發展的過程中,光纖陀螺儀扮演著十分重要的角色,因此世界各國對光纖陀螺儀的研發非常重視,但也各有側重點。以歐美國家和日本為例,歐美在應用于軍事以及航空航天領域的中高精度光纖陀螺儀上取得了較高的水平,而日本研究的中心在于應用在商業上低精度光纖陀螺儀。我國光纖陀螺儀技術及應用取得了豐碩的成果:精度不斷提高,達到了精密級,還提高了慣導系統對溫度、力學、磁場等環境的適應性,實現了較高的長期穩定性;解決了光電子器件、關鍵工藝設備等基礎技術問題,并實現了國產化;滿足了衛星、飛船、空間飛行器、新一代運載火箭等型號的需求,應用推廣到了海陸空天領域,不僅如此,相關技術還推廣到民用領域。光纖電流傳感器技術和產品成果顯著。在未來的一段時間分辨率較高而且穩定性高的數字輸出光纖陀螺儀將會成為各個國家重點研究的對象。
3 光纖陀螺技術的應用
早在20世紀50年代,我國已經將陀螺儀應用于航天技術上,東方紅一號的發射就是典型的例子,除此之外還有兩彈一星中的導彈,其試射成功同樣離不開陀螺儀。目前光纖陀螺逐步走進人們的生活中,用于各種商業用途,例如在環保和建筑領域,就發揮了其出色的
性能。
3.1 在空間中的應用
首先是在飛船中的應用,現階段大部分飛船等空間應用都會使用精度較高的光纖陀螺儀,GPS系統與光纖陀螺儀結合起來能夠對飛船進行導航和定姿,還可以備份航天資料;其次是在飛機中的應用,采用光纖陀螺儀為主要的慣性元件的飛機能夠保證飛機的穩定飛行。光纖陀螺儀可以控制戰斗機的武器系統,保證直升機空中打擊的精確。現階段美國精度為0.2°~5°每小時的光纖陀螺儀已經運用到飛機飛行的姿態控制中。例如PU210的光纖陀螺儀在Hark直升機以及PVT-17、M-6、KE-47、運輸機等中廣泛應用;最后是在火箭中的應用,火箭發射的過程中,光纖陀螺儀可以進行火箭升空的發射跟蹤以及距離的確定。
在衛星飛行的過程中,姿態控制是重中之重,只有這樣衛星才能確保準確無誤的飛行和穩定的完成工作。將光纖陀螺儀配合GPS使用,可應用于衛星定姿系統,因為光纖陀螺儀的構建簡單,體積較小,對環境變化的耐受力較強,功耗非常低,因此可以大幅度提升衛星的工作載荷。現階段越來越多的衛星都會應用光纖陀螺儀作為姿態控制系統。精度較高的慣導系統光纖陀螺儀一般偏差是0.0005°~0.005°每小時之間,其標度因子的偏差在2~6PPm之間。美國的NK396型光纖陀螺儀已用于Discover、Night、The harks、Might start、Cost、Mses-C等衛星當中。法國的MUC、NC以及TC等多個系列光纖陀螺儀都廣泛地應用于信號衛星中。
3.2 在航海中的應用
目前商用或者是軍用的各功能艦船已經普遍使用光纖陀螺儀。以日本的某光纖陀螺儀公司為例,其將偏差只有0.0026°每小時的光前陀螺儀應用到航海羅盤中。美國的CNC公司已經將型號為DNT-600的光纖陀螺儀應用到軍用船舶的雷達中去。除此之外,光纖陀螺儀在潛艇中也有著廣泛應用,能夠精確地確定潛艇的位置。
3.3 在軍事中的應用
導彈一直以來就是空中的利器,其最大優勢就在于機動性和靈活性。現在的導彈只要知道目標在哪里,導彈就可以不受任何干擾地實現精確打擊,這就是慣性制導。在西方發達國家,光纖陀螺儀在軍事上得到廣泛應用,在軍事上運用的事例有美國的“戰斧”式導彈。更重要的是,光纖陀螺儀生產周期短、易于制造,我國的中程反導和反衛星就已經用了光纖陀螺技術。
3.4 在工程中的應用
精度不高的光纖陀螺儀可以在工程中發揮出色的性能。例如在地下工程的維護過程中,確定損壞電纜或者是管道的位置是一大難題,但是利用光纖陀螺儀可以非常簡單快捷準確地找到故障源,方便相關工作人員及時更換、排除故障。除此之外,光纖陀螺儀還可以用于油氣探索以及地形測量中。可借助光纖陀螺儀承有較強環境耐受力的特性,將其應用于鉆井設備中,還可將光纖陀螺儀應用于隧道挖掘中,指引挖掘機器的方向,保證工程質量。在光纖陀螺儀普遍應用于大壩的檢測中,根據其角速度的變化數據,可以準確判斷大壩的形態。以下是光纖陀螺儀在某水電站應用的實例。圖1為2015某水電站測得的板撓度數據。
由表1中不難看出得出,光纖陀螺儀2015年面板撓度整體呈一個增加的趨勢,但是增加的幅度不是太大,各點面板相對撓度年增加量在10mm以內,絕對撓度年增加量在20mm以內。2015年兩個峰值變化不大,第一峰值在離壩底管口的138m處,也就是247m處,第二個峰值位于離大壩底管的327m處,也就是368m的地方。因為兩個峰值撓度相對都大,所以要保持持續的關注。
除上述內容之外,光纖陀螺儀還可以配合其他機械設備應用于建筑以及環保等行業,能夠出色地完成
任務。
4 結語
現階段,光纖陀螺儀在航空航天、軍事以及工程等各個領域得到了廣泛的應用,目前全球每年生產光纖陀螺儀的數量也突破了十萬大關,隨著科學水平的迅速發展,生產光纖陀螺儀的工藝也在不斷地改善,其造價成本也不斷下降,相信在未來的一段時間內光纖陀螺儀將會逐步占據陀螺儀市場的主導地位。
參考文獻
[1] 金杰,王玉琴.光纖陀螺研究綜述[J].光纖與電纜及其應用技術,2013,(6).
[2] 陳塞崎,袁冬莉,閆建國,賈偉,周健.光纖陀螺綜述[J].光纖與電纜及其應用技術,2014,(6).
[3] 王威.基于DSP、FPGA閉環光纖陀螺儀的研究與實現[D].哈爾濱工程大學,2013.
[4] 薛強.光纖陀螺實驗儀的研制[D].哈爾濱工業大學,2014.
[5] 牟瓊.光纖陀螺的研究現狀與發展趨勢[J].半導體光電,2014,(2).
【關鍵詞】機械制造技術;發展現狀;未來趨勢
機械制造技術的是對機械產品的設計、制造、銷售、使用、維修和回收的整個過程進行研究的學科。制造技術是最廣泛被應用在各類機電產品的的主要加工技術。隨著計算機科學、機器人技術、氣動與液壓技術、傳感器技術、PLC控制等技術的發展,特別是近20年來,數控技術得到廣泛的應用,制造技術有了很多的新特點,從學科角度觀察,制造技術已經成為一種綜合技術。
一、我國機械制造技術的現狀
(1)制造技術的創新能力不強。在軌道交通、航天技術、煉油等技術都是以自主創新為主,但是與發達國家的技術水平還是有所差距;在通訊、發電設備、軍用飛機、及鋼鐵等技術引進中國之后,中國自主開發,現在創新能力有明顯的提高;轎車、大型乙烯成套設備、計算機系統軟件等處于引進技術消化吸收過程,尚未掌握核心技術與系統設計;半導體和集成電路專用設備、光纖制造設備、大型飛機、及大型醫療設備等主要依賴購買國外產品。(2)制造技術基礎薄弱。設計技術、工藝流程、基礎材料、基礎機械零部件、電子元器件、儀器儀表、基礎制造裝備及標準體系等發展滯后,阻礙了制造業的發展。(3)制造技術的創新體系為形成。大多數企業的技術研發能力薄弱,尚未成為技術能力創新的主體;缺乏精干、相對穩定的科研力量從事產業共性技術的開發與研究;科技中介服務體系沒有充分發揮作用。以上的簡單闡述當然不能全面反映中國制造技術的缺點,但是隨著時代的發展,科技日新月異的變化,中國會跟緊時代的腳步,把握時代的脈搏,會邁入工業發達國家的行列。
二、未來機械制造技術發展方向
現在是制造技術發展的最新階段,它是在原有的制造基礎上發展起來,既繼承了傳統技術的有限元素,又不斷地吸收高科技成果,并且把它深入到產品生產加工的過程。隨著電子、激光、航空等工業的快速發展,對機械的精度要求也就隨之提高。制造技術發展主要體現在兩個方面:第一,機械制造自動化的高度發展,以敏捷制造和CIMS等為代表;第二是精密工程技術的發展,以超精密加工的前沿、納米技術、細微加工為代表,微型電子技術與微型機器人技術會快速發展。綜上所述,在未來機械制造技術發展可能有以下幾種方向:(1)精密制造技術。機密制造技術包含超精密加工技術和精密加工兩種,他們的主要方法是用精密切削和精密磨削等精細的制造技術,使產品的精度更高,達到納米級。在所有精密制造技術中,納米技術是世界目前最為先進的制造技術,他會是21世界制造技術發展的基礎。同時,微型制造機械是機械技術與電子技術的結合,并在納米技術的基礎上發展的產物,會成為21世紀技術的核心。(2)特種制造技術的高速發展。隨著社會的發展,需要很多特殊條件下工作的設備,需要特殊的材料,例如金剛石、硅鍺合金、硬質合金、淬火鋼等材料。同時也會有很多難以加工的零件,如小縫、深孔、窄縫、彎孔、型孔等。因此很多零件甚至用常規方法難以加工,因此需要一種特殊的加工方法來加工。特種加工去除材料的原理完全不同于常規的方法,它是直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學能和電化學能,有些時候也結合機械能對工件進行加工。(3)信息化與網絡化。隨著信息化時代的到來,機械制造系統也會朝著信息化的方向發展,網絡通訊的發展給企業帶來了革命性的改革。產品設計、原料選擇、生產制造、開拓市場及產品銷售都可以跨國進行。同時還可以加快信息交流,使企業間加快了競爭與發展。不久將來,信息產業會成為全球主導產業之一。(4)自動化與智能化。人類早已擺脫繁重的體力勞動,但是人類的要求并不能得到滿足,未來的發展方向是人類擺脫數字的運算、分析,以便于能夠去從事更高的勞動,節省更多的人力。智能化使柔性化得到更好的發展,它能夠使生產系統具有完善的判斷和適應能力。智能生產將會成為一種模式,集自動化,柔性化、智能化及集成化為一體的高技術含量水平的制造系統,在生產制造的各個環節中,記住計算機來模擬人的大腦進行思考,達到構思、分析、判斷、推理和決定的目的,來取代部分人腦的工作。(5)綠色無污染。現在綠色環保的口號在社會得到很大的認可,那么機械制造行業也要做到綠色環保無污染,從生產材料、加工設備、產品銷售,以后產品回收做到綠色、無公害。這樣才能符合時展的主題。
綜上所述,我國現在正處于經濟發展的關鍵階段,機械制造行業比較薄弱同時又是我國的核心產業,必須要跟上世界制造技術的潮流,自主創新,艱苦奮斗,才能夠縮小與歐美發達國家的差距,達到不敗之地。
參 考 文 獻