现代高级工程创新实践人才培养的探索与实践——北京航空航天大学大型飞机高级人才培训班五年办学经验总结

2011年11月15日,北京航空航天大学(简称北航)大飞机班迎来它的五岁生日。五年来,大飞机班在学校和中国商用飞机有限责任公司(简称中国商飞)领导的大力支持下,在研究生创新人才培养方面进行了大胆的探索与实践。五年的实践表明:大飞机班所坚持的高等工程教育理念。

为明天的探索奠基——北京航空航天大学材料力学精品课建设

介绍了北京航空航天大学材料力学教学的历史传承,国家级精品课建设的体会与成果．

航空航天发展新阶段创新型人才培养模式改革与实践

面对航空航天技术发展和产业界对创新型高素质人才培养的迫切需求,该文以“共研一架飞机”为牵引,充分发挥“北京一号”第一代航空领军人才精神,重点针对航空航天发展新阶段创新型人才培养所面临的三大问题,依托飞行器综合化数字实验平台,采用课程群联合教学、团队毕设等实践形式,打通“课程—专业—学院—学校”四个壁垒,深化科教融合、产教结合,构建跨课程/跨学院/跨学科/跨专业的联合人才培养体系,推动形成航空航天发展新阶段的创新人才培养模式,为国家培养具备“六位一体”的新一代空天创新型人才。

航空航天CFD物理模型和计算方法的述评与挑战

CFD(computational fluid dynamics)在航空航天中的应用发展迅速、成效斐然,成为飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。但另一方面,CFD在物理模型和计算方法等核心理论上的进步却显得步履蹒跚。为此,本文聚焦CFD在航空航天中的应用,从湍流模型、转捩模型、通量求解方法以及高阶格式等CFD关键问题评述其发展现状及面临的挑战。在湍流模型中,重点论述了常用的线性涡黏性模型的现状和特性,尤其是其不足,对比分析了更复杂的雷诺应力模型。在转捩模型中,主要包括低雷诺数湍流模型、间歇因子转捩模型和层流动能转捩模型等,重点介绍了各类模型的发展历程、构造方式和适用范围。在通量求解方法中,重点关注迎风通量格式,论述其在解决激波异常、overheating、全速域模拟、多维流动等问题方面的发展现状。在高阶格式中,主要关注WENO和DG等格式,论述其在计算精度、时间求解、激波捕捉、计算效率等性能方面的现状和问题。最后针对上述方向给出了简要总结和未来发展的建议等。

三维编织复合材料研究现状及在航空航天中应用

阐述了三维编织复合材料技术近期的研究现状及其在航空航天领域的应用情况。首先,介绍了三维编织复合材料成型工艺及其力学性能;其次,对近年来三维编织复合材料几何分析模型及其力学分析方法进行了综述;最后,论述了三维编织复合材料应用中所面对的问题,并讨论了三维编织材料优势及其对结构性能可能的改善与应用领域扩展。

航空航天仿真试验假人研制

介绍了国内航空仿真试验假人的功能要求和研制状况,将研制工作分为人体参数测量、机械结构、信号采集与处理和可靠性验证4个部分进行.重点阐述了仿真试验假人的骨架、关节和皮肤肌肉的材料选择及结构设计特点.传感测试能力可输出记录64路生理信号,整体性能接近美国军用假人ADAM的水平,为高危的载人航空航天装备动态性能试验测试提供了有效工具.

航空航天结构有限单元法教学探析

有限单元法在航空航天领域中应用极其广泛.航空航天专业有限单元法课程应针对其课程特点而开设,重构课程体系,注重理论联系实际,将教学重心从以往的理论教学转变为应用教学.文中还给出了在航空航天结构有限单元法教学中应涉及的几个实例.

航空航天结构中有限元方法理论与实践的教学衔接

在航空航天结构分析中,有限元方法应用极其广泛。本文针对航空航天背景专业,提出有限元方法课程教学应紧密围绕强化理论基础、突出工程实践、重在人才素质、面向科技创新的改革思路,结合作者多年从事航空航天有限元教学的经验,给出了在航空航天结构有限元方法教学中应涉及的几个实例。

航空航天结构中有限元方法教学与实践研究

有限元方法在航空航天结构的分析中应用极其广泛。本文面向航空航天专业,结合作者在航空航天有限元教学的实践经验,提出基础知识与实践并重的教学方式,实现课本知识与实践相互促进、相互推动,努力使学生在掌握课本知识的同时,不断开拓自己的视野,让学生真正做到从自我出发,主动去接受、学习知识,更好的掌握有限元法,为以后的学习、工作打下良好的基础。

航空航天结构拓扑优化方法的教学与实践研究

近年来,拓扑优化方法在航空航天结构的分析中的应用越来越广泛。面向航空航天专业,结合在飞行器结构强度设计基础等相关研究生课程教学的实践经验,提出理论知识与实践并重的教学方式,使得理论与实践相互促进、相互推动,努力使学生在掌握课程基础理论知识的同时,不断开阔视野,触类旁通,举一反三,让学生真正掌握拓扑优化法,为今后的学习、工作打下良好的基础。

国家自然科学基金新增代码“航空航天力学”内涵及重要研究领域

随着航空航天的发展,空天融合、高超声速飞行对力学提出了新的挑战和基础科学问题,为加强力学面向国家重大需求开展目标导向的基础研究,在国家自然科学基金力学学科“十四五”发展规划战略研究专家组的建议下,国家自然科学基金委员会在数学物理科学部力学学科新增了“航空航天力学”一级申请代码。本文简要介绍了“航空航天力学”申请代码设置的背景和过程,着重对资助内涵与范畴以及重要的研究领域进行阐述,希望帮助相关领域科研人员了解航空航天力学代码设置情况以及需要关注的研究领域和方向,以便根据航空航天力学下设二级代码和研究方向,及时更新自然科学基金信息系统中个人研究领域并进行项目申请。

基于体验式的“三位一体”高校公共安全教育体系——以北京航空航天大学为例

高等教育作为公民步入社会前的最后一环,需要为国民的公共安全教育"守好门""把好关"。北京航空航天大学针对目前高校公共安全教育存在的不足,结合当代大学生思想特点和个体需求,将体验式学习理论引入高校公共安全教育,构建了基于体验式的"网络互动教学平台""安全教育体验馆"和"公共安全教育课程""三位一体"的公共安全教育体系。实践证明"三位一体"高校公共安全教育体系在实际教学中收到良好效果。

能力培养模式下的模块化教学——航空工程大型通用软件与应用课程改革与建设

随着数字化技术在航空领域的广泛应用,熟练使用各种大型通用软件已成为大学毕业生的必备素质。航空工程大型通用软件与应用课程通过采用模块化教学方式,结合工程实践,在理论教学的基础上注重思维方法与技能的训练,并通过采用任务驱动式的考核方式,锻炼了学生分析问题和解决实际问题的能力,提升了学生的综合素质。

航空工程创新型实验实践教学体系探索与实践

国内航空科学技术教育,由于历史原因、资源匮乏,造成教学实验实践条件简陋,普遍存在教学内容重课堂教学轻实践环节、教学过程重知识传授轻创新培养、人才培养重理论知识轻动手深入研究能力的培养、学生普遍缺乏针对工程问题的思考能力等诸多问题,与国内航空领域各研究机构和生产部门对人才需求强调专业性、工程性和综合性的现状形成明显矛盾。因此,加强实验实践教学、开展创新型实验实践教学体系的探索与实践,更好地发挥实验实践教学的知识综合性、学科交叉性和集成创造性,对创新型人才培养至关重要。我们探索和实践了一套由专业基础实验平台、专业综合实验平台和集成创新实践平台组成的航空工程创新实验实践教学体系,用于航空工程专业本科大一到大四的实验实践主要培养环节,经过近十年的实践,效果显著,普遍受到学生和用人单位的好评。

国内外知名大学航空领域学科设置比较分析

本文以北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学为代表,并与某些国外知名大学航空领域学科的专业设置等现状,进行了比较和分析,探讨了国内外大学的差距,为我国航空领域学科的发展提供参考和启示。

空间站高温材料科学实验系统热控设计及验证

中国空间站高温材料科学实验系统(HTMSES)是中国新一代的可长期在轨运行的综合型多功能空间材料实验装置,其组成复杂、布局紧凑、实验温度高、部组件散热困难,使热控设计难度较大。基于液冷主动控温、辐射间接控温、结构热控一体化协同优化设计等多种思路对热控组件进行设计,有效解决热控难题。利用有限元分析软件计算科学实验系统热设计的温度结果;然后开展加热实验对热设计方案进行验证。数据显示HTMSES在提供材料制备所需要的最严苛实验工况(1200℃)情况下,各关键部件处于友好的温度范围内,其中电机最高温度为42.2℃,编码器最高温度为40.6℃,丝杠最高温度为62.4℃,滑块最高温度为59.6℃,导轨最高温度为57.3℃,科学实验系统皮肤可触及部位最高温度为31.6℃,各温度结果均满足热控指标要求,表明设计方案合理可行,为同类型设备热设计提供了一种设计思路和参考依据。

几种航空铝材动态力学性能实验

利用分离式Hopkinson压杆实验设备测定了4种航空铝合金材料的动态力学性能,根据材料的应力应变曲线特性,选择Cowper-Symonds模型来拟合4种材料的动态本构.在此基础上从实验结果中分析和比较了这4种铝合金在动态冲击下的破坏形式和动态力学特性.实验结果表明LF6R和LF21M具有良好的塑性,而LY12CZ和LC4CS具有一定的脆性;随着4种材料屈服应力的提高,材料切线模量也增加,二者呈线性关系;实验的4种航空铝材中LC4CS应变率敏感程度最小,LF6R敏感程度最大,LF21M,LY12CZ和LC4CS的应变率因子曲线形状相同.

航空不安全事件人为因素分析R-S-TER模型的构建与应用研究

借鉴传统人为因素分析Reason模型和SHEL模型,结合TER模型的特点构建航空不安全事件人为因素分析的R-S-TER模型。分别采用Dijkstra算法和坐标轴方法应用R-S-TER模型对单个和多个航空不安全事件进行研究,找出各个不安全事件的主要事故链。运用C语言程序计算出了预防航空不安全事件的最优方案。应用R-S-TER模型可以有效地达到预防航空不安全人为因素的目的。

航空工效中情境觉知的研究

随着航空设备自动化 /智能化水平的不断提高 ,现代飞机座舱中动态信息越来越多 ,而飞行员的主要作用已由操作控制向监视转移 ,即人的体力负荷下降、心理负荷增加的现象变得更加突出。鉴于此 ,有关飞行员情境觉知研究已成了目前航空工效研究领域中比较活跃的一个方向 ,笔者通过对情境觉知的发展历史、概念定义、影响因素、定性模型分析 ,并结合前人的研究成果建立了一个新的情境觉知定义和相应的情境觉知多级触发定性分析模型 ,初步揭示了高级飞行员和飞行学员之间的情境认知差别 ,并为进一步建立定量的情境觉知多级触发分析模型 (包括不同情境下飞行员的感觉、理解、预测等阶段的临界值 )打下了基础。

新兴的人机与环境工程技术科学

围绕人 机 环境系统、飞行器环境控制和生命保障系统、环境模拟技术、空气调节技术 4个方面 ,对国内外人机与环境工程科学研究进展情况作了综述 ;着重介绍了人 机 环境系统的计算机仿真、ECS制冷系统、航天器的生命保障系统、地面、空中及空间环境模拟技术、空气调节技术的最新发展方向和需要进一步研究的问题等 。