中、美、英航空航天人才本科培养体系比较与思考——以北京航空航天大学、麻省理工大学及帝国理工大学为例

航空航天工程的水平体现一个国家的科学技术水平,也是国家综合国力的体现。为促进航空航天事业发展,航空航天的人才培养显得尤为重要。北京航空航天大学、美国麻省理工大学和英国帝国理工大学高质量的航空航天学科本科教育得益于构建一套系统的航空航天人才培养体系,包含培养目标、专业教育能力要求、课程体系和教学模式等。通过中、美、英三国航空航天学科的人才培养模式对比分析,为我国航空航天人才培养模式的完善和创新提供一定的启示。

结合空天技术前沿的“高等工程热力学”教学方法探索

“高等工程热力学”是工程热物理及热能工程专业研究生的必修课之一。在航空航天类院校开展“高等工程热力学”课程教学,对高等工程热力学基础理论和专业知识进行系统讲授的同时,需要紧密结合航空航天技术发展前沿,培养学生的学习兴趣,增强其学习动力和主动性。通过对“高等工程热力学”课程教学现状进行分析,指出了目前存在的“重知识,轻能力”的问题。针对上述问题,从教学方法、教学实践方面给出了结合航空航天技术发展前沿的“高等工程热力学”课程教学改革实施方案,并对某教学实例进行细致分析,切实提升教学质量。

多模块可展机构运动学分析及驱动设计

由于可折展机构在空间任务中的展开需要,其运动学分析和驱动设计至关重要。根据空间多模块可展开机构中单个模块的周向周期性及多模块连接的非完全周期性特点,首先基于复数法和机构单元的拆分思想进行了单个模块的运动学建模,同时进行了满足曲面拟合条件的多模块展开机构的几何建模,并进行了多模块可展开机构的运动学分析,得到多模块联动过程中运动部件的位置与模块间偏角的关系曲线,随着滑块位移的增大,外层模块与内层模块的偏角增大,最大值为1.22°。基于可展开机构的运动学分析,得到不同驱动方式下滑块和铰链在机构展开过程中的受力变化曲线,进行展开机构的驱动分析及低质量和高可靠性的驱动设计,为展开机构的顺利展开提供保障。

超球SVM与证据理论在故障诊断中的应用

针对使用多传感器信息融合技术进行故障诊断时,故障模式较多、基本概率赋值难以确定的问题,提出一种基于超球支持向量机与D-S证据理论相结合的故障诊断方法。该方法使用超球支持向量机针对每一个传感器的故障空间训练分类模型,根据类内隶属度与类-类相似度得到各故障类别的基本概率赋值,利用D-S证据理论进行证据融合,基于信任函数进行故障决策。试验结果表明该方法提高了故障识别能力,有一定实践意义。

液体火箭发动机可靠性增长分析模型研究

液体火箭发动机可靠性要求高 ,试验费用昂贵 ,有必要采用可靠性增长分析技术指导可靠性增长决策 ,以减少试验费用、降低研制风险。结合液体火箭发动机小子样及可靠性增长的阶段性特点 ,提出采用基于信息折合的Bayes指数可靠性增长分析模型 ,综合利用产品全程试验信息 ,评估可靠性增长水平。在评估液体火箭发动机可靠性增长水平的基础上 ,结合改进的跟踪、增长与预测 (MTGP)模型跟踪和预测可靠性水平 ,提供可靠性增长决策。研究表明 ,本文提出的方法可以科学分析液体火箭发动机的可靠性增长 ,指导可靠性增长决策 ,对于小子样。

飞行员头部几何参数变化及其工效学意义分析

目的探讨飞行员头部参数及头型随年代发展等因素的变化程度与趋势。方法对 80名飞行员进行头水平围等 1 0项头部参数的测量与分析 ,并与 70年代的数据进行比较。结果与 70年代相比 ,1 0项参数值中的 8项有非常显著性差异 (P <0 .0 1 ) ;头型为圆颅型这一总体特征未改变 ,但趋于更圆 ,且各种头型的分布略有变化 ;全国不同地区之间以及飞行学员与飞行教员之间 ,1 0项头部参数均无显著性差异 (P >0 .0 5)。结论进行头部防护装具设计时 ,应充分考虑飞行员的头部参数较 70年代已有变化且头型总体特征未变但趋于更圆这一情况 ;不同地区的飞行员以及飞行学员与飞行教员的头部防护装具型号无需加以区别 ;应开展飞行员头部参数模型的建立工作 ;统一严格控制招飞条件对提高飞行防护装具的适体性有重要意义。

“互联网+”时代航空航天制造专业教学方法的探讨

我国航空航天的发展和"互联网+"时代的到来给高校航空航天制造专业教学带来了挑战和机遇。文章剖析了新形势下航空航天制造专业课程教学特点,分析了"互联网+"时代对"教与学"从理念、习惯、工具等多方面的影响,总结了当前航空航天制造专业教学面临的挑战和机遇。以"飞行器复合材料构件制造技术"专业课程为例,提出了基于受体知识架构和认知规律的教学大纲优化方案,建立科研、生产、教学一体的实时信息网罗模式,建设针对航空航天典型零部件的案例教学框架,开发基于"互联网+"的"线上+线下"的教学模式,并建立多层次教学考核体系。最终建立以学生为本、彰显航空制造特色的具有良性自更新能力的教学生态系统。

国际化学院的课程体验调查分析

北京航空航天大学中法工程师学院通过中外合作的办学模式以实现国际化人才的培养,其重要途径之一就是通过对课程体系进行的改革,而人才培养的质量很大程度上也取决于所授课程的质量。运用一种在国际上普遍采用的课程质量调查方法——大学生课程体验调查,结合国际化学院的特殊背景修订问卷,对北航中法工程师学院与普通学院的学生进行课程体验的调查。调查发现,北航中法工程师学院学生对课程的满意程度高于普通学院学生,特别在良好教学与资源获取方面明显好于普通学院学生,但在课程收获和学业负担方面仍需改进。

可展开柔性薄膜聚束镜的成形与聚光实验研究

基于二次侧地线和抛物反射面的几何特点,给出了近似的二次测地线法,通过对裁剪线上的离散点进行多项式拟合,得到空间膜片的平面展开边界,进行了裁剪步长和膜片投影角度对裁剪误差的影响分析,可知步长对其精度影响不大,膜片的投影角度对精度影响较大,当其为10°时,面积误差仅为0.27%。为了避免平面外的集中力使薄膜产生大变形,利用梁单元进行膜结构等效,进行了反射面的变形分析,得到一定载荷下的结构变形。并进行了反射面的加载试验,验证了等效方法的正确性。基于薄膜的裁剪分析和力学分析进行了薄膜反射面的聚光实验,聚光效果较好,其分析方法为大尺寸反射面的设计奠定了基础。

以智慧和混合为标志的“新工科”专业课程在线教学实践

疫情之下的在线教学要求给高校航空航天制造专业教学带来了挑战和机遇。文章剖析了特殊形势下航空航天制造专业课程教学特点,分析了在线教学环境对“教与学”从理念、习惯、工具等多方面的影响,总结了教学模式选择的原因。列举了强化学习动机的导论课、依托智慧教学工具的知识点自学、工程连线、辩论赛、词汇竞猜、课程答辩等教学措施,详述了具体实施方式和效果,最终总结在线教学实践的反思与心得。

近红外光谱无创血糖检测

糖尿病患者减少由糖尿病引起的并发症的重要手段是自我监测,目前主要的检测方法是有创或微创的,给患者不可避免的带来痛苦和不便。本文对利用近红外光谱技术进行无创血糖检测研究进行了综述,分析了其优缺点,总结了目前研究原理,并结合我们的研究提出了一些看法。

航空宇航推进专业教学体系改革与实践

为了满足在综合性大学开设航空航天专业培养具有工程经验的创新型人才任务,对上海交通大学航空航天学院航空宇航推进本科专业核心课程体系进行了教学改革探索。在"三位一体"教学理念指导下,提出了航空宇航推进专业本科课程改革思路,改革了教学体系,并经过优质教材编制、课程实验、课程实训、项目设计大作业、课堂专题讲座和课堂教学组织共六个环节的教学改革,贯穿于推进专业课程的全部教学实践过程,促使学生进行主动性学习,锻炼了学生的思维力、生成力和表达力,人才能力培养的效果显著,航空宇航推进本科专业课程的教学改革与实践取得了良好的成绩。

面向航空航天领域的工业CFD软件研发设计

工业CFD(computational fluid dynamics)软件属于计算机辅助工程(computer-aidedengineering,CAE)软件的一种,在航空航天等领域有着广泛的应用.其开发过程强烈依赖于流体力学、数学、计算机以及其他领域学科知识模型,涉及大量理论推导、模型构建、算法优化、验证与确认等专业性、基础性科学研究,导致软件系统构成复杂,研发难度巨大.通过引入软件工程的方法和实践,能够对软件开发进行更有效的组织与管理,达到缩短开发周期、提升软件质量的目的.分析了工业CFD软件的特点和发展趋势,提出了适合于工业CFD软件的增量与迭代结合的开发模型.自主研发了面向CFD仿真软件的自动化持续集成平台.从软件交互、封装与效率、功能扩展性及高性能集群环境部署等方面给出了工业CFD软件的设计建议.针对性建立了适用于科学计算软件的验证与确认方法.最后给出了一款国产自主CFD软件示范性案例,以期为相关研究者和实践者提供参考.

理工科高校文科研究生创新能力影响因素研究——基于北京航空航天大学的调研分析

理工科高校文科研究生创新能力培养既具有创新人才培养的一般性特点,同时也有其独特性。以北京航空航天大学为例,采用主成分分析法,对理工科高校文科研究生创新能力影响因素进行实证分析。研究发现,科研参与度、国际化等因素是影响文科研究生创新能力培养的主要因素,因而培养理工科高校文科研究生创新能力需要高度重视实施激励政策、设置更具吸引力的跨专业课程、加大国际化投入力度以及提供良好的学术与学习环境。

面向三航特色和专业认证的电子类基础课程教学改革与实践

为适应南京航空航天大学"三航"特色和"双一流"建设需求,满足工程教育专业认证的要求,电子技术中心对面向自动化学院所承担的电子类基础课程进行教学改革和实践。首先制订了教学改革的指导方案,然后依据指导方案进行了具体的改革实践。教学改革与实践取得了一定的成果,有力地支撑了我校"三航"特色建设和专业认证工作。

工程学科如何面向智能化转型升级——以麻省理工学院航空航天学科为例

面向智能化转型升级是我国工程学科服务高等教育强国建设和世界创新高地建设的重要举措。麻省理工学院航空航天学科以技术赋能、学科主导为理念,通过学科平台建设、学科合作网络、学科专业布局和课程体系结构实现学科发展与智能化趋势的融合,推动学科可持续发展,满足未来人类社会对航空航天领域技术和教育的需求。麻省理工学院航空航天学科面向智能化发展的经验,从学科与新技术的组合、与新需求的结合、与多学科的整合三方面,为我国工程学科转型升级,深化新工科建设,培养新时代卓越工程师提供了有价值的思考。