導語：如何才能寫好一篇航天工程論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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英文名稱：Journal of North China Institute of Aerospace Engineering

主管單位：河北省教育廳

主辦單位：北華航天工業學院

出版周期：雙月刊

出版地址：河北省廊坊市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1009-2145

國內刊號：13-1276/G4

郵發代號：

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1989

期刊收錄：

核心期刊：

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聯系方式

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一般一個版面2500字以內。論文字數不同，需要的版面數量不同。不同期刊收費都是不一樣的。沒有一個統一的標準。有很多因素決定每個人花的錢都不一樣。比如正刊和增刊的價格天壤之別。

《彈箭技術》兵工彈箭情報刊物。以刊登國外彈箭專業技術論文為主，報道國外彈箭技術發展動態，溝通國內外專業發展信息，為彈箭專業的科研、生產、教學、使用等部門提供情報，并開展學術交流。《彈箭技術》獲中文核心期刊(1992)。院士論壇、裝備管理與裝備指揮、軍事航天理論與應用、航天工程與裝備試驗、電子信息裝備與信息工程、基礎理論與方法、成果與專著

都是按照所占的版面和字數收費的。一般一級核心刊物正常價格都便宜，但對論文質量要求較高，越是正規的刊物價格反而越低，二級核心刊物3500字左右有的就將近1000元，而增刊只需300元，版面費這個沒有常規，各地有各地的政策、價格，但總之，要投正刊，一般都需要1000元左右，還得根據您論文的字數和質量，質量勉強的，價格就高。省級刊物價格也不低，都在800-900元左右，算起來還是核心期刊劃算。

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Technology, Department of Electrical and

Computer Engineering, USA

Missile Guidance and

Control Systems

2004, 675 pp.

Hardcover EUR 259.00

ISBN 0-387-00726-1

G. M.塞奧里斯 著

雖然導彈制導和控制系統的出現源自軍事目的，但是這項技術已經應用于很多領域，比如機器人、工業過程控制和全球定位系統（GPS, Global Positioning System）。本書詳細的闡述了這項技術的最新幕后，戰略和戰術導彈及其對給定目標的制導、控制和采取的策略。

本書論述了關于制導飛行的數學，涵蓋了如下幾個論題：導彈的空氣動力學、導彈的數學模型、武器發射、全球衛星定位系統（GPS）、地形輪廓匹配（TERCOM, Terrain Contour Matching）、巡航導彈的力學化方程、以及彈道導彈制導。

全書共分7章：第1章回顧了過去和現在的制導導彈系統，以及現代武器的演化；第2章討論了導彈通用運動方程，其中包括通用坐標系、剛體運動方程、D'Alembert定理、以及拉格朗日旋轉坐標系；第3章闡述了空氣動力學和系數，空氣動力學的力和動量的處理，以及導彈尋找目標和制導自動化等問題；第4章處理了各種戰略制導的各個重要技術問題，包括自動制導、命令制導、比例導航和擴充比例導航；第5章討論武器發射系統和技術；第6章主要闡述戰術導彈，包括經典雙體問題和Lambert理論、隱式和顯式制導、大氣重入、以及彈道導彈的攔截；第7章關注巡航導彈理論和設計，主要討論了巡航導彈導航的概念、地形匹配制導的概念、以及全球定位系統。每一章末尾都標明進一步閱讀和學習的論文和書籍。除此之外，本書的幾個附錄也為讀者提供了很必要的信息：附錄A.幾個基本參數；附錄B.技術詞匯表；附錄C.同義詞索引表；附錄D.標準大氣；附錄E.導彈的分類及定義；附錄F.過去和現在的導彈系統。

本書的讀者必須熟悉微積分、常微分方程和一些現代控制論的知識，書中提供了很多實際的例子，使得概念更加易于理解。本書適合航空航天工程學生，以及從事航天制導技術和控制技術研究的工程師閱讀。

丁丹，碩士生

(中國科學院計算技術研究所)

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我國2006年的航天白皮書中所列近期主要任務之一是：載人航天實現航天員出艙活動，進行航天器交會對接試驗；開展具有一定應用規模的短期有人照料、長期在軌自主飛行的空間實驗室的研制，開展載人航天工程的后續工作。

必須逾越的一步

“神舟七號”的上天，已經實現了我國首次航天員出艙活動，突破了艙外航天服，以及出艙活動相關的一系列關鍵技術。2011年預計將發射的“天宮一號”，及隨之相繼上天的神舟八、九、十號飛船，就是實現這一主要任務的重要組成部分。其中的核心就是突破航天器在軌的交會、對接技術。它是構筑太空實驗室、規模更大的太空站，以至進一步實現載人登月、登火星等一系列未來工程所必須逾越的一步。

構筑具有一定規模的太空設施，如歐美等16國正在軌道上聯合組建的“國際空間站”，其總重量超過400噸，至今尚沒有能一次將它送上太空的大推力火箭；它的總面積差不多一個半足球場大，試想，一發運載火箭的頭部要包容如此大小的載荷，將如何加以組裝、運輸、豎到發射塔架旁發射上天?合理、可行的辦法是將其一部分一部分地發射上去，在運行軌道上組裝成整體。這就要通過交會、對接來操作實施。所以它是進一步推進航天事業必須克服的技術關鍵。

難點簡述

交會對接，就是使兩個分別發射的飛行器在運行軌道上會合，最終聯結成為一個飛行器。一般是先將目標飛行器發射入軌，精確測定運行軌道，當其飛經待發飛行器發射場上空時，擇機發射，使后者與前者運行在相同的軌道上，即相同的高度、速度和軌道傾角，而且兩者相距控制在幾千米至十幾千米的范圍內。然后，依靠飛行器本身的機動能力使兩者逐漸接近、聯結成一體。由此可見，這比攔截、擊中飛行器的過程更為復雜，要求也更高。

近地軌道飛行器的運行速度，差不多是子彈剛出槍口時速度的8倍，要使如此高速的兩個物體在幾百千米的高空會合、同步飛行，必要的前提是運載火箭的控制精度和飛行器軌道精確測量技術已經過關。而交會、同步飛行則是最終實現對接的前提條件。要使兩個高速飛行器的對接口能安全、準確地聯結在一起，還需要解決穩定而精確的姿態控制技術、可靠可控的機動技術，以及精確定位、瞄準的對接裝備。對接過程中，定位、控制不當，致使擦碰或聯結后留有扭曲力矩等，都會產生嚴重后果。

歷史回顧

據報道，前蘇聯于1962年8月12日首次試驗了“東方3號”和“東方4號”飛船的太空交會，1963年6月16日再次用“東方5號”和“東方6號”進行交會。兩船相距達5千米，都沒有實現對接。美國最早在1965年12月15日用“雙子座6A”飛船，與“雙子座7號”飛船實現會合，并靠機動飛行，使兩者相距縮小至30厘米，也未實現對接，因為當時飛船未備對接功能。

1966年3月16日，美國用“雙子座8號”飛船，與無人的“阿吉納8號”目標飛行器實現了首次太空交會并對接。前蘇聯則在1967年10月30日用“宇宙186號”和“宇宙188號”飛行器實現了自動對接。1978年1月，前蘇聯用“聯盟26號”和“聯盟27號”與“禮炮6號”太空站構成了3體相連的太空飛行平臺。

初期，對接過程中曾用雷達來測量定位，現在是用激光加上視頻等來捕獲定位。人和自動設備結合則更有效，這是“1＋1大于2”。當代成熟的技術，可使兩船接近的速度控制在每秒鐘約5厘米左右；捕獲定位的精度可達2－3毫米。若像國際空間站、航天飛機那樣裝有計算機和人為可控的機械臂，則也可用其實現抓獲對接。

衍生的需求

太空站構建時須用交會對接技術，建成后維持正常運行也離不開交會對接。如用無人飛船定期輸送燃料、食物及保證航天員正常生活、工作的各類必需品；用載人飛船分批接送航天員等。載人登月，登火星、登陸小行星等活動，穩妥的方案是有人登陸的同時，還有人留守在繞軌飛行器內，以便于登陸艙起飛后與軌道艙交會對按，再一起返回地球。昂貴的應用衛星，常由于機動調軌、調姿的燃料耗盡或部件小故障而影響使用壽命，利用交會對接技術，可對其進行補給或修理，航天飛機甚至把哈勃太空望遠鏡“抓”回地面進行維修。靜止軌道只能容納360顆衛星同時工作，現在已經沒有多余的星位分配給各國了，也可用交會對接技術對其補給而延長壽命，或把失效的衛星推向“墳墓”軌道而空出位子來。在未來的反衛星等太空對抗中，交會對接技術無疑更會大有用武之地。

我國的目標

業已宣布，我國將在2011年上半年先把約8噸重的、具有多個對接口的無人飛船“天宮一號”發射入軌，作為目標飛船，下半年發射“神舟八號”與它交會并對接。之后再相繼發射“神舟”九號、十號載人飛船與它交會、對接。這意味著我國將在已有成果的基礎上，用較短的時間，一鼓作氣地突破交會、對接和連接成多體太空飛行平臺等關鍵技術。

目標飛船本身就具備進行太空科學與應用試驗條件，與多艘“神舟”飛船對接后，實際上已構成我國第一個初具規模的太空實驗室。在“神舟”一號至七號飛船上，已經開展了對地觀測、空間環境、空間天文、微重力流體物理、材料科學、生命科學等觀測和實驗。在各領域有效載荷研制，實驗方法，數據存儲、傳送、處理和理論分析方面打下了基礎。相比之下，由于空間實驗室運行時間較長，飛船資源(指能以提供給有效載荷的重量、容積、電力、測控信道、數據存儲預處理、星內環境保障等能力)及航天員主要精力都可更多地滿足科學任務的需要，這將對科學目標的確定、為有效載荷的設計研制創造更為有利的條件，航天員的飛行任務中也可更多地包含有人照料的科學實驗。此外，還可在上面開展更先進的自循環生保系統、環保系統等的試驗。

我國新型大推力運載火箭研制的順利推進，海南新發射場的投入使用和新一批男、女航天員的選拔培訓，為我國從空間實驗室向構建更大規模太空站的過渡提供了保汪。長時間運行和資源相對充足的太空站，可為眾多的科學和應用領域，提供艙內和艙外，有人照料和無人照料，微重力和超重，對天和對地等各類實驗平臺，為太空學的發展開辟更為廣闊的前景。當然為面對和適應新的目標任務，對新老航天員也提出了新的更高要求。例如，航天員不僅要熟練新型飛船的操作控制，適應長時間、多任務的太空飛行，還須對新的科學和技術實驗有一定的了解，在太空按預定計劃進行照料，或通過船地信道，根據地面要求進行實時操作控制。

太空科技不是孤立的，它的發展必將帶動一系列科技以及經濟的發展，同時也將增強開展雙邊和多邊平等互利的國際合作的實力。

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STS是一門研究科學、技術與社會相互關系及其互動規律的多學科、多領域的綜合性新興學科。早在1938 年，美國學者默頓就在《17世紀英國的科學、技術與社會》一書中就第一次提出了“科學、技術與社會”這個概念，并提出了著名的默頓命題之一：經濟、軍事和技術問題是17世紀英格蘭科學革命的重要原因。同樣默頓指出：歸根結底，十七世紀是現代科技及其各技術分支還只是處在開始的時期，雖然默頓命題針對的是十七世紀的英格蘭，但默頓命題突出了科學技術對社會的重要影響并強調要對它們之間的互惠關系進行研究。近年來，全球的科學技術與社會研究更是獲得了非常顯著的進展，許多重要的專業期刊都不同程度地編發了科學技術與社會的文章，并對相關的一些學術活動做了重要的編述和整理，在這些學術論文和學術活動中對STS研究的重點和熱點問題都有涉及和討論。

隨著科學技術的飛速發展，有關科學技術與社會的研究也進入了新階段。國內外對科學技術與社會（STS）的研究現狀有一個更清楚的了解，相關的學術論文也有很多，主要包括兩個方面：

1 國際有關STS的現狀研究

2010年4S學會（ Society for Social Studies of Science，科學的社會研究學會）年會在日本東京召開，這次會議內容表現出了更多的學術比較性，許多學者開始反思歐美的STS研究傳統，主張建立多文化視角中的STS研究。開始關注各種各樣的全球問題，其中探究全球問題解決中的科技與公共政策的論文數量為最多，表現出了區域化、復雜化、多元化、經驗化和現實化等特征。

相關的學術論文還有馬會端，陳凡的《科學技術與社會發展：國際STS研究的多元化走向――第24屆國際科學技術與社會會議述評》等。《科學技術與社會發展：國際STS研究的多元化走向――第24屆國際科學技術與社會會議述評》這篇文章主要表現了STS的多元化研究趨勢，在既定的大會主題下，學者們分別對埃呂爾技術社會思想，技術與能源環境政策等問題進行了討論。同時，也涉及STS教育、技術民主化、科學技術的社會建構、技術倫理、技術創新等諸多層面的問題。既從技術哲學的角度，又從科學技術與社會的角度，對當前人類社會發展面臨的問題及未來的發展趨勢，進行了廣泛交流。

2 中國有關STS的現狀研究

自從STS在中國誕生以來，國內的學者一直都從學派述評和思想評介兩個方面進行研究，可以說，我國STS學者較為全面的了解了國際STS研究的主要研究方法和理論，初步構建起了STS研究的理論圖景。目前，STS既要堅持“形而上”的理論研究，又要拓展實踐研究領域，使其在現在的學術潮流中保持旺盛的生命力。如東北大學的陳昌曙教授、中國社會科學院的殷登祥教授、東北大學的陳凡教授等對“STS的基本理論問題”、“ STS與中國國情”和“技術的社會化”等問題的探討并取得主要的成果。相關的學術論文有陳凡，陳佳的《論技術的社會化與STS的中國化》（2013年2月，自然辯證法研究）；金俊岐的《關注產業：STS研究的新視野》（2012年1月，河南師范大學學報）；田鵬穎的《科學技術與社會（STS）――人類把我現代世界的一種基本方式》（2012年6月，科學技術哲學研究）等。

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這位出生于浙江的中國小伙曾是杭州市中考狀元，高二時寫出的論文《寒武碰撞性大陸起源與生命進化的研究》讓教授們幾乎無人能第一時間讀懂，后被保送北京大學元培學院，大學期間27篇。2011年，直接進入牛津大學攻讀航天工程物理博士學位。2012年，被英國皇家天文學會吸收為會士。

比起頭頂的熱鬧光環，張維加從事的研究稍顯冷清。當別人問起他為何要選擇這樣一個冷門專業時，他的回答只有兩個字：興趣。提到專業，他繼續說道：我有個好朋友，清華計算機專業，水平非常高，如果他繼續從事計算機，很可能成為第二個比爾·蓋茨。但由于父母的壓力，去當了公務員，很可惜。不要以為當公務員、進銀行才有前途，各行各業，你都會發現大師。

然而，理智的選擇并沒有帶來一帆風順的道路。由于基礎科學方面的研究在短期內很難看到影響，當時國內甚至沒有人看得起他，或者說沒有人看得懂他。進入北大后，他建立了自己的課題組，探究他在初中時就迷惑的一個問題：一次實驗時觀測到整個地球有個奇怪的加速度。為了搞清楚緣由，他領導課題組花了4年的時間進行反復的實驗驗證。

研究毫無進展的時候，同學們開玩笑，“說不定最后發現是因為我們儀器壞了呢。”直到后來出現一個關鍵性的轉折點：專攻理論物理的同學發現，其變化的經驗公式和現代天文學中的哈勃拖曳效應相同，大家恍然大悟，興奮不已。

這一研究成果被刊登在《科學通報》上，哈佛大學的Willie Soo教授評論說，這解決了“弱陽吊詭”給天文界帶來的困擾，也就是解釋了為什么遠古太陽比現在虛弱很多，輻射更小，但遠古地球卻依然有海洋，而沒有冷到結冰。后來，這位教授在郵件中稱：“在21年有余的工作經歷中，張維加是我見過的最具獨創精神的年輕科學家。”

的確如此，當我們沉浸在“神九”載人飛船的成功時，張維加卻清醒地知道，我們的差距仍在。一次他做完關于中國探月的報告后，一位美國同事對他說，月球是我們美國人的，理由是美國人最早登上了月球，并把美國國旗留在了那里。對于這種挑釁式的宣言，張維加回答得謙虛而幽默：“不遠的將來我們也會扔一面國旗上去的。”他明白，由于技術所限，我們的飛船還只能繞月飛行，離載人登月還有一段距離，國旗只能在繞月飛行的時候“扔”下去。

但盡管如此，他仍是對月球探索的未來充滿了希望。“我們發現月球的南極有大量的水冰，也許在幾十年內就可以在那里電解水，電解之后就有氧氣了，再帶些植物的種子去，就可以在月球的南極創造一個適合人類生存的基地了！”他興奮地叩響桌子，“今天地球有多繁華，20年以后月球上就有多繁華。”

事實上，最近他在做一項浪漫而務實的課題：繪制“月球地圖”。包括已經完成的月球地下溫度的三維分布圖和正在繪制的月球全球礦物大概分布圖，這些都是為未來人類登月做準備的，“在地球上開車需要谷歌地圖，在月球上開月球車我們就需要一份月球地圖。”他笑著說。

很難有人相信這些成績都是出自于一位年僅23歲的男生之手。在家鄉，他是神童一樣的人物，而作為教子有方的典范，他的母親也屢屢被邀請到各個學校去交流“育兒經”。實際上，張維加只是一個普通人家的孩子，母親是中學老師，父親是電腦工程師。母親說他沒上過幼兒園，小學、初中也沒有擇過校，就在鎮上的普通公辦學校就讀，學校里也有由尖子生組成的“實驗班”，母親說：“我們是普通人，讀普通班就行了。”從小到大，張維加沒有上過興趣班、補習班，家里也從不催他做作業。但寬松并不意味著不聞不問。父親從小就給孩子講歷史故事。張維加愛作詩，用毛筆在家里的墻上寫詩，父母也任他寫。父親說：“孩子是自由的小鳥，你不給他空間怎么行？”高中開學不到一個月，張維加就找到校長，問有些課自己已經學過了能不能不上，在評估后學校讓他的部分課程免試。此外，也沒有動員他參加任何競賽。

聊起在國內時的學習生活，張維加說，現在回想起來，很感謝家庭、學校給他提供的自由空間。他說，思想是需要一個空間的，“就像一株野草，如果植于野外，自然茁壯成長，如果置于盆內，或許就衰敗了。有了興趣，才有自控能力。”

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“神舟”邀游太空行――載人航天

探索太空是人類長久的夢想，這個夢想在美國、俄羅斯完成之后，也由中國人完成了。

1999年11月20日6時30分，“神舟一號”飛船在酒泉衛星發射基地順利升空，經過21小時的飛行后順利返回地面。這枚載人航天工程的“先鋒官”，竟是由地面試驗用的電性能測試飛船臨時改裝而成。將初樣產品直接當成正樣產品使用，在中國航天史上史無前例。

2001年1月10日凌晨，“神舟二號”飛船發射成功。飛船在軌飛行近7天后返回地面。“神舟二號”是第一艘正樣無人飛船，技術狀態與載人飛船基本一致。它的發射完全是按照載人飛船的環境和條件進行的，凡是與航天員生命保障有關的設備，基本上都采用了真實件。

2002年3月25日，“神舟三號”飛船發射升空，于4月1日返回地面。“神舟三號”飛船搭載了人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備以及形體假人，能夠定量模擬航天員呼吸和血液循環等重要生理活動參數。

2002年12月，“神舟四號”在經受了零下29攝氏度低溫的考驗后，于30日0時30分成功發射，突破了我國低溫發射的歷史紀錄。

2003年10月15日，我國第一艘載人飛船“神舟五號”成功發射。中國首位航天員楊利偉成為浩瀚太空的第一位中國訪客。神舟五號21小時23分鐘的太空行程，標志著中國已成為世界上繼俄羅斯和美國之后第3個能夠獨立開展載人航天活動的國家。

2005年10月12日，我國第2艘載人飛船“神舟六號”成功發射，航天員費俊龍、聶海勝被順利送上太空。17日凌晨，在經過115小時32分鐘的太空飛行后，飛船返回艙順利著陸。“神舟六號”進行了我國載人航天工程的首次多人多天飛行試驗，完成了我國真正意義上有人參與的空間科學實驗。

2008年9月25日，我國第3艘載人飛船“神舟七號”成功發射，3名航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬順利升空。27日，翟志剛身著我國研制的“飛天”艙外航天服，在身著俄羅斯“海鷹”艙外航天服的劉伯明的輔助下，進行了19分35秒的出艙活動。中國成為世界上第3個掌握空間出艙活動技術的國家。

“嫦娥”欲飛廣寒宮――深空探測

月亮曾被人類的神話渲染得無比神秘和美麗。美國科學家登月之后證明這只是一個荒蕪的地方，當然也沒有廣寒宮。為了驗證這一切，中國人也要探索月球。

首次載人航天成功后，探月工程成為中國在航天技術發展過程中的又一個里程碑。載人航天距地球飛行的軌道是200～300千米，應用衛星所達到的軌道高度是3萬到4萬千米，而月球探測所需要的距離近40萬千米，這將促進中國航天技術水平的提升，也將深化中國對宇宙空間的認識。中國的探月計劃分為“繞”、“落”、“回”三個階段實施。2007年10月24日18時5分，我國在西昌衛星發射中心用三號甲運載火箭將“嫦娥一號”衛星成功送入太空。

“嫦娥一號”是我國自主研制的第一顆月球探測衛星，它的發射成功，標志著我國實施繞月探測工程邁出重要一步。11月5日，“嫦娥一號”成功“牽手”月球，成為中國第一顆月球衛星：11月7日，“嫦娥一號”以準確進入200千米使命軌道為標志，完成中國歷史上最遠的“太空”；11月26日，“嫦娥一號”傳回的“第一幅月圖”完美亮相，中國首次月球探測工程圓滿成功……“嫦娥一號”月球探測工程的成功，開啟了中國人走向深空探索宇宙奧秘的時代，標志著我國已經進入世界具有深空探測能力的國家行列。同時，探月工程也必將帶動信息、材料、能源、微機電、遙感科學等其他新技術的提高，對于促進中國社會經濟的發展具有重要意義。

眾星拱月參北斗――人造衛星

天上的星星參北斗，人造衛星也不例外。而且中國的幾十顆人造衛星更是在探索星空，為民服務。

1970年4月24日，中國第一顆人造地球衛星“東方紅”1號在酒泉發射成功，中國成為世界上第5個發射衛星的國家。1975年11月26日，中國首顆返回式衛星發射成功，3天后順利返回，中國成為世界上第3個掌握衛星返回技術的國家。1981年9月20日，中國用一枚火箭發射3顆衛星獲得成功，成為世界上第4個掌握一箭多星發射技術的國家。1984年4月8日，“東方紅二號”地球靜止軌道通信衛星發射并定點成功，中國成為世界上第5個能自行研制發射地球靜止軌道通信衛星的國家。1988年9月7日和1990年9月3日，兩顆“風云一號”太陽同步軌道氣象衛星先后發射成功。1997年6月10日第1顆“風云二號”靜止軌道氣象衛星發射成功，我國成為世界上第3個同時擁有極軌道和靜止軌道氣象衛星的國家。1999年10月14日，中國第1顆“資源一號”衛星發射成功，我國成為世界上第4個擁有地球資源衛星的國家。2000年10月31日第1顆“北斗一號”導航衛星發射成功，至今已成功發射6顆導航衛星，建成了“北斗一號”區域導航系統，成為世界上第3個擁有自主衛星導航系統的國家。至今，我國自行研制和發射了80多顆人造地球衛星。我國研制的14種“”系列運載火箭基本上滿足了發射不同軌道、不同用途衛星的要求。迄今，“”系列運載火箭117次騰空，將我國自行研制的80多個空間飛行器(包括7艘飛船和1個月球探測器)送入預定軌道，成功發射了29顆外國制造的衛星。我國獨立研制成了返回式遙感衛星系列、“東方紅”通信廣播衛星系列、“風云”氣象衛星系列、“實踐”科學探測與技術試驗衛星系列、“資源”地球資源衛星系列、“海洋”衛星系列和“北斗”導航定位衛星系列。各類衛星被廣泛應用于社會、經濟、科技、文化教育和國防建設等領域，在推動國防現代化建設和國民經濟建設上發揮了至關重要的作用。

生命天書揭秘密――破譯基因圖譜

人類既遙望星空，也需要探索自己生命的本質和奧秘。為此，中國參與了人類最重要的探索自身的科學研究，破譯自身的生命密碼，即人類基因組計劃。

人類基因組計劃是要揭開組成人體10萬個基因的30億個堿基對的秘密。該計劃先后有美、英、日、德、法及中國等6個國家、16個實驗室及1100名生物科學家、計算機專家和技術人員參加。1999年7月我國在國際人類基因組注冊，承擔了國際人類基因組大規模測序任務的1％，即3號染色體短臂上3000

萬個堿基對的測序任務。

2002年中國科學家又承擔了人類基因組單體型圖計劃10％的任務，即構建3號、21號染色體和8號染色體短臂的單體型圖。同時，中國還提供一半的亞裔樣品。這個計劃主要是破解人類基因組序列中的單個堿基差異，了解其在人群中的分布與規律，為發現與疾病相關的基因及其多態位點提供重要依據。

2007年10月11日，由深圳華廈基因研究院、生物信息系統國家工程研究中心及中國科學院北京基因研究所共同繪制的第一個完整中國人基因組圖譜(又稱“炎黃一號”)宣布完成。這也是第一個亞洲人全基因序列圖譜，是用新一代測序技術獨立完成的100％中國人基因組圖譜。從族群的差異來說，由于完成的中國人的基因組是漢族人的基因組，因而意味著能把這一成果覆蓋到中國92％的漢族人口。至少讓擁有相同遺傳特點的同一族群的人在未來可享有藥物治療和保健的基礎。

人類基因組研究至少在疾病治療方面提供了堅實的基礎。未來，對于單基因病，如亨廷頓舞蹈病、遺傳性結腸癌和乳腺癌等，可采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的思路進行診斷和治療。對于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經精神類疾病(如老年性癡呆、精神分裂癥等)、自身免疫性疾病等多基因疾病則可通過多基因的調控來診斷治療。

修補生命不是夢――干細胞和再生醫學研究

生命不只是出生和成長，還有死亡和受傷。對于生命的損傷以及并未達到人類正常壽命的死亡，是可以通過生物醫學技術來彌補的，干細胞和再生醫學就是這樣一種典型技術，中國人正在這個領域突飛猛進。

干細胞研究和再生醫學是生物醫學的前沿陣地之一，中國在這一領域有很多成果已經接近世界先進水平。目前國際干細胞研究形成了4大熱點，即胚胎干細胞建系及定向誘導成組織細胞的分子機制；成體干細胞橫向分化的條件：各種組織成體干細胞庫的建立以及臨床治療試驗等。

中國研究人員已經能體外克隆出人骨、血液、神經和皮膚等組織，并已經著手克隆血管、食道和膀胱等器官。例如，我國已研發了第一個具有自主知識產權并己獲得國家藥品監督管理局批準的規范的自體骨髓間充質干細胞(MSCs)產品，在修復心肌、再生血管、改善心功能上明顯優于骨髓單個核細胞。同時，我國也建立了人類胚胎干細胞體外誘導分化為中腦多巴胺能神經元和脊髓運動神經元的方法，以及建立誘導人胚胎干細胞分化為肝細胞的方法，為治療帕金森氏病、細胞移植和肝病替代治療提供了基礎。同時，我國研究人員從骨髓中分離出間充質干細胞進行肌腱體外培養，形成有正常功能的肌腱細胞。將這些肌腱細胞植入后腿膝蓋部肌腱斷裂的小白鼠，能幫助小白鼠恢復正常的活動能力。

我國研究人員還利用干細胞在一只身長不足5厘米，體重不過20克的裸鼠背上培育出了1厘米長管狀的兔子尿道。我國研究人員還從大鼠的軟骨中提取間充質干細胞，經體外培養擴增后，可以形成心肌細胞，植入發生心肌梗塞的大鼠心臟中，顯著改善了心臟功能。

這些成果意味著，不久以后，可以利用干細胞克隆生成的器官和組織治療癌癥、心血管疾病、糖尿病、肝臟疾病、帕金森氏病、泌尿系統疾病、老年性癡呆等疾病。

水稻“天書”已破譯――水稻基因測序

水稻是人類的重要食糧，世界上有一半的人靠水稻為生，人類在感謝它的同時，更愿意從分子深處了解它的奧秘，于是中國人參與了破譯水稻基因組。

2005年8月出版的英國《自然》雜志刊登了一張水稻全基因組序列完成圖，其覆蓋率和精確度均遠遠高于此前發表的草圖。這是目前己完成的最精確、最完整的測序工作之一，是繼人類基因組計劃之后，科學家完成的又一項重要測序工作。我國科學家(包括臺灣地區的科學家)對國際水稻基因組計劃的貢獻率達20％，寫下了絢爛的“中國卷”。國際水稻基因組測序計劃始于1998年，由日本、美國、中國等10個國家和地區參加。此次繪制完成的水稻基因組全圖不僅定位了水稻中的3.75萬個基因，而且率先在動植物中完成了對著絲粒的測序。除已經完成測序的水稻1、4、10號染色體外，其余染色體的測序分別由日本(5條)、美國(2條)、中國臺灣(1條)、法國(1條)完成，印度、韓國、巴西等參與了部分染色體測序工作。

2002年底，科學家們初步繪制完成了水稻基因組草圖。中國科學院上海生命科學研究院國家基因研究中心參與了這項國際大型研究工作。在草圖的繪制中，中國科學家圓滿完成了水稻4號染色體的精細序列測定和分析工作。在接下來的全圖繪制中，中方科學家承擔并完成了水稻秈、粳兩個亞種間全基因組序列的比較及水稻基因組著絲粒序列的分析工作。另外，中方科學家還填補了水稻4號染色體序列的4個物理空缺和近300個序列空缺，使得4號染色體仍然是測序最完整的染色體之一。水稻是迄今第一個被測序的農作物，共有12條染色體，其中蘊藏著高產優質、美味色香以及與抗病抗蟲、抗逆等性狀相關的遺傳信息。解析水稻基因組序列，是改進水稻品質、提高水稻產量的前提和基礎。

糧棉生產創奇跡――超級稻和轉基因棉

曾有人懷疑：誰來養活中國人。這個問題由一位叫袁隆平的中國科學家作出了回答：靠中國人，首先是靠超級水稻。

中國是世界上首個成功培育出超級雜交水稻的國家，這一切都要歸功于這位叫袁隆平的人。雜交稻研究是公認的世界難題，袁隆平的研究相繼獲得了“二九南1號”、“三系雜交稻”、“兩系法雜交水稻”、“超級雜交稻”的成果。2008年10月，超級雜交稻在示范區躍上畝產900千克大關。從“三系法”到“兩系法”再到“超級稻”，從畝產400千克到600千克再到900千克，我國農業創造了世界糧食生產的奇跡――以7％的耕地養活了占世界22％的人口。目前，中國的雜交水稻已走出國門，為解決全球特別是發展中國家的缺糧問題發揮作用。至今，已有東南亞、南亞、南美、非洲等40多個國家和地區研究或引種，種植面積達150萬公頃，增產效益十分顯著，被世界譽為“中國第五大發明”。

中國人能自己解決吃的問題，同樣也能自己解決穿的問題，這首先體現在轉基因抗蟲棉方面。所謂轉基因抗蟲棉，就是通過生物技術，把一種細菌的遺傳物質(DNA)片段轉移到棉花里，讓棉花具有一定的抗蟲性狀。我國是世界產棉和消費大國。20世紀90年代前期，大面積的棉鈴蟲災害使得我國一些棉區的棉花畝產降幅達80％。就在棉鈴蟲肆虐之際，一家跨國公司憑借其領先世界的生物技術，研制出了轉基因抗蟲棉，并一舉占有我國95％的抗蟲棉市場份

額。發展國產轉基因抗蟲棉勢在必行。我國從1991年開始進行棉花抗蟲基因的構建工作，1992年，中國農科院生物技術所采用基因工程技術，成功研制出單價抗蟲基因，使中國成為世界上第二個擁有抗蟲基因自主知識產權的國家。繼而，他們又先后培育成功既抗棉鈴蟲又抗蚜蟲的雙抗棉花新品種。采用基因工程和傳統雜交技術相結合的方法，我國科學家首次在國際上選育成功高產量、高純度、高效率、大規模、低成本、能夠直接應用的轉雙價抗蟲基因的三系雜交抗蟲棉sGKz8，整體技術水平居國際領先。如今，我國轉基因抗蟲棉品種在產量、抗性等方面已明顯優于美國抗蟲棉品種，不僅奪回了70％的市場份額，而且走向了國際市場。

獲取資源新途徑――動物克隆與轉基因技術

人類為了向動植物獲取更多的資源，發明了克隆和轉基因技術。中國人在這個領域也走到了世界的前列。

克隆(Clone)源于希臘文Klon，原意為用樹木的枝條增殖，現指人工誘導下的無性繁殖，即從一個細胞得到兩個以上的細胞、細胞群或生物體，由一個親本系列產生的DNA系列的技術，稱之為克隆技術。將一個細胞分裂繁殖一大群細胞，叫一個克隆。1903年開始，克隆技術被引入園藝學，隨后逐漸應用到植物學、動物學和醫學方面，現已通過無性繁殖方式產生后代，如克隆青蛙、克隆鼠、克隆兔、克隆猴、克隆豬、克隆牛，乃至用體細胞克隆山羊、綿羊。這一尖端生物技術還能挽救瀕危動植物，所以克隆技術成為20世紀重大的科技成果之一。

從20世紀80年代起，我國就開展了大量的動物胚胎細胞克隆研究工作。1984年3月9日，我國青年學者旭日干與日本學者合作，培育出世界上第一胎“試管山羊”，1989年，“試管綿羊”被成功培育。1989年8月15日，我國又成功培育出首胎“試管牛”。“試管綿羊”和“試管牛”的成功培育，使我國成為繼美國、日本、法國之后在世界上擁有此項技術的為數不多的國家之一。山東萊陽農學院的克隆牛在國際上首次使用了玻璃化超快速冷凍保存技術；中國農業大學成功地克隆了我國第一頭體細胞克隆豬；西北農林科技大學培育了世界首例成年體細胞克隆山羊。動物體細胞克隆大大加速高產牲畜、優質種畜的迅速擴繁。2002年，中國首批本土克隆牛誕生，使中國繼日本、新西蘭和美國之后，成為第四個克隆牛研究成功的國家，創造了克隆胚胎移植受胎率、妊娠出生率、繁殖成活率和群體規模四項世界第一，成為中國生物工程技術發展史上的一個里程碑。

在克隆的同時可以引進一些外源性基因稱為轉基因。我國在轉基因動物研究方面也取得了可喜的成就，如轉基因魚等已處于國際領先地位，轉基因奶牛的研究也可望在近期內有突破性進展。一種生長耗料低、肉質好、抗病力強的轉基因豬，已由湖北省農科院畜牧所培育成功，其基因導入總效率為2.1％，比國外高出一倍多，超過國際先進水平。2003年10月13日，世界上第一頭轉人巖藻糖轉移酶基因的體細胞克隆牛“巖娃”在其出生地山東省梁山縣通過專家鑒定。“巖娃”同時創造了在同一頭牛中轉有3種(人巖藻糖轉移酶基因、綠色熒光蛋白基因和新霉素抗性基因)不同外源性基因的世界先例。

生命進化有新說――澄江動物群研究

人類和生命來自哪里?中國科學家對此作出了某些回答，這就是寒武紀生命大爆發的研究成果。

寒武紀距今5.4億～5.1億年，在短短的500萬～1000萬年時間內，大量生物門類迅速涌現，現今30多個門類那時就涌現出20個。寒武紀生命大爆發一直讓包括達爾文在內的科學家們困惑不解。在人們普遍認同達爾文進化論的今天，全面揭示并合理解釋寒武紀生物大爆發的真實原因、探索眾多動物門類起源的難題，是古生物學和進化生物學的重要前沿科學領域。自1984年我國學者在云南澄江發現“澄江動物群”以來，深入研究寒武紀生命大爆發成為可能，而我國科學家更憑借得天獨厚的化石資源優勢，取得了突出成就：采集標本10萬余件，并對各門類化石進行了化石生物學、功能解剖學、演化生物學、古生態學、古地理學、埋藏學等多學科綜合研究；發現并研究了包括脊椎、真節肢、螯肢和甲殼等動物的起源；發現并論證了已知最古老、最原始的脊椎動物昆明魚和海口魚，將脊椎動物早期歷史往前推進了約5千萬年；證實了現生動物門和亞門以及復雜生態體系起源于早寒武紀：提出“廣義進化論”，對寒武紀生命大爆發的激發因素進行了綜合分析……一系列的相關成果使得我國科學家在早期生命演化與“寒武紀大爆發”研究領域取得國際領先地位。其中“澄江動物群與寒武紀大爆發”研究項目榮獲國家自然科學獎一等獎。

全球前10有“曙光”――超級計算機

除了吃穿住等人類的基本需求外，信息攝取和處理也成為人類進步和經濟發展的巨大標志，中國人研發的超級計算機已進入世界前10名的行列。

2008年8月，由中國科學院計算技術研究所、曙光信息產業有限公司自主研發制造的百萬億次超級計算機“曙光5000”研制成功。“曙光5000”高性能計算機是國家863計劃高性能計算機及其核心軟件重大專項支持的研究項目，是面向網絡的高性能計算機，同時也是面向信息服務的超級服務器，可以提供多目標的系統服務。“曙光5000”系統峰值運算速度達到每秒230萬億次浮點運算，Linpack(高性能計算領域最出名和使用最廣泛的基準測試)運算速度超過每秒160萬億次浮點運算，是目前國內速度最快的商用高性能計算機系統，其運算速度全球排名前10。除了超強計算能力，它還擁有全自主、超高密度、超高性價比、超低功耗以及超廣泛應用等特點。這標志著中國成為繼美國之后第二個能制造和應用超百萬億次商用高性能計算機的國家，也表明我國生產、應用、維護高性能計算機的能力達到世界先進水平。從突破發達國家的技術限制與封鎖，到躋身世界高性能計算機平臺供應商，再到成功地轉型商用……中國高性能計算機的發展已經走過了17年的歷程。曙光通過他們的信念、通過他們的智慧，讓這一切慢慢地成為了自己手中的現實和別人眼中的奇跡。

自主研發中國“芯”――龍芯高級芯片

高性能的計算機是信息技術的核心，而芯片又是計算機的核心。中國的龍芯正是這樣一種高級芯片。

龍芯(英語：Loongson)是我國第一款自主開發的高性能通用CPU芯片，由中國科學院計算機技術研究所于2002年研制成功。龍芯的特殊性在于它是通用CPU，而不是一般的ASIC芯

片。通用CPU是信息產業的基礎部件，是武器裝備的核心器件。通用CPU可廣泛應用在國防安全、計算機、工業控制、信息家電、汽車電子、航空航天等領域。可以說，通用CPU對于信息產業，就像鋼鐵對于工業，具有基礎的支撐作用。發展自主知識產權的微處理器，建立自主可控的信息產業是國家的需要、時代的需要，是產業發展的需要。自從2001年初正式開始龍芯處理器的設計以來，龍芯已經走過了8年的歷史。龍芯的發展經歷技術積累、產業突破、產業積累以及形成體系4個發展階段。在這8年中。我國從無到有地掌握了高性能處理器的核心技術及其質量設計技術，目前最新設計的龍芯系列處理器已經達到了世界先進水平(最近流行的四核龍芯3號處理器采用65nm工藝，主頻IGHz，晶體管數目達到4，25億個)。8年來，龍芯系列芯片將我國高性能通用CPU與國際先進水平的距離縮短了15年。龍芯的每一個動作，都成為整個計算機產業關注的焦點。

不盡能源滾滾來――“人造太陽”研制

人類能不能制造一個裝置像太陽那樣為人類提供源源不斷的能源?回答是可能的，中國科學家已經獲得初步成功。

“人造太陽”是指基于可控熱核聚變反應堆，使其像太陽那樣產生巨大的能量，安全可靠而又一勞永逸地解決人類能源之需。這一計劃的正式名稱是國際熱核聚變實驗堆項目(ITER)，其意義不亞于國際空間站計劃和人類基因組計劃。中國與美、歐、俄、日、韓、印7方共同參與，并承擔10％的任務，從而使該計劃成為迄今為止我國參與的最昂貴也最具挑戰性的大科學工程國際合作項目。我國自主設計、自主建設的人造太陽――EAST熱核聚變裝置也于2006年9月首次成功放電，成為世界上第一個建成并真正運行的“實驗型先進超導托卡馬克”裝置。托卡馬克是“磁線圈圓環室”的俄文縮寫，這是一個由封閉磁場組成的“容器”，用來約束電離子的等離子體。為了達到核聚變所要求的條件，托卡馬克已經變為一個高度復雜的裝置，要有超大電流、超強磁場、超高溫、超低溫等極限環境，對工藝和材料也提出了極高的要求。EAST裝置有真正意義的全超導和非圓截面特性，更有利于科學家探索等離子體穩態先進運行模式，其工程建設和物理研究將為ITER的建設提供--直接經驗和基礎。未來的穩態運行的熱核聚變反應堆用于商業運行后，所產生的能量夠人類用數億年乃至數十億年。

上天入水有幫手――機器人技術

讓機器人為人類干活再也不是夢想而是現實，中國人現在也圓了這個夢。

我國現有機器人數目與全球相比僅占很小的比例，然而在某些領域已經取得了世界公認的成績。例如，2006年5月9日，中國科學院自動化研究所在中國科技館新館奠基典禮上展出了兩款仿人機器人，至今許多人還對能微笑、哭泣、憤怒、作思考狀的“童童”和能按照要求立刻畫出熊貓、小狗、老鼠以及當場為任何人畫肖像的“貝奇”記憶猶新。除了仿人領域，機器人還能在探知神秘海底世界方面發揮舉足輕重的作用。1986年863計劃實施之前，我國研制的水下機器人都是有纜遙控水下機器人，工作深度僅為300米。1997年6月中國第一套6000米水下機器人試驗成功，標志著在無纜水下機器人研制方面中國已經達到了國際先進水平。我國目前已自主研制出7000米水下機器人，期待能夠在海底探測方面做出更大的貢獻。在我國第24次南極科考中，有了兩位特殊的隊員――具有自主知識產權的“低空飛行機器人”和“冰雪面移動機器人”，其中低空飛行機器人在150米的高空成功進行了兩次15分鐘25千米的低空穩定飛行，冰雪面移動機器人成功地進行了機動能力、環境適應能力、防水能力的試驗和模擬冰川移動測量等科考任務，它們在南極惡劣的自然和氣候條件下能大顯身手，這標志著中國極地科考機器人的研究及應用進入了一個新的階段。

納米描繪新世界――納米技術研究

納米是10億分之一米，相當于4倍原子大小，比單個細菌的長度還要小。這種微觀的尺度正在改變著世界。

篇8

“活到老，學習到老，前進到老”是錢學森對科學、對真理孜孜以求的精神境界。錢學森博學多識，從應用力學到工程控制論，從工程控制論又走到系統工程、系統科學、大成智慧學，直至現代科學技術體系及其中的各個學科，幾乎都有自己的學術見解和論述。他一生的科學思想最為顯著的特點是“系統思想”，而其“系統思想的形成和發展”的明顯時間線索，在《錢學森文集》得到充分體現。他在耄耋之年，將以控制為中心的航天工程演繹為多學科、多專業的復雜巨系統，從現代科學技術推及哲學，不僅有學科的深度，更有跨學科的高度和廣度。盡管現代科學技術發展很快，門類紛繁，但錢學森卻用他的系統觀點給我們理出了清晰的科學技術結構圖。這張圖鑲嵌在《錢學森文集》的封面上（本是親手繪制的，此處是重新排過的），既是對6卷內容的高度概括，又是理論精華的總結。

20世紀80年代，錢學森借用北大老哲學家熊十力的觀點，把智慧分為“性智”、“量智”。他說：“人的智慧有兩大部分：量智和性智。缺一不成智慧！此為‘大成智慧學’。”他認為，“量智”是側重對事物從微觀到宏觀、從局部到整體、從量變到質變的發展過程去探索其本質和規律的學問；“性智”是側重對事物從宏觀到微觀，從整體的、形象的感受上，從事物的“質”上入手去探索其本質和規律的學問。數學科學、自然科學、系統科學、軍事科學等十大科學技術部門的知識是“性智”、“量智”的結合，主要表現為“量智”；而文藝創作、文藝理論、美學以及各種文藝實踐活動，也是性智與量智的結合，但主要表現為“性智”。“有豐富的知識是必要的。但也要說清楚，不是有了知識就自然而然地有智慧了。這里有一個運用知識的問題。中國從前就笑話那些‘老學究’，說明有知識不會用，也不能達到智慧。”“大成智慧學教我們總攬全局，洞察關系，所以促使我們突破障礙，從而做到大跨度的觸類旁通，完成創新。”錢學森如是說。

科學理論的價值不僅在于能解釋一大堆凌亂無序、錯綜復雜的現象，更貴于它能預言現象。錢學森具有廣闊的未來視野，他以前瞻者的視角站在現代科學技術之巔，從大至宏觀、宇觀，小至微觀、渺觀分析認識物質世界，闡述了現代科學技術的特點，構建出一個現代科學技術體系，奏響了巔峰上的交響樂。他的科學思想和理論不僅在過去幾十年的社會發展中得到了證實，而且也將對我國當下和將來的發展依然有重要的指導作用。

音樂是一種能夠表現人類內心最深處的本性的藝術。當我們把導彈、火箭、航空等與錢學森聯系在一起的時候，經常忽略了與這位科學大師如影隨形相伴的音樂、繪畫、攝影、文學等藝術世界。錢學森特別喜歡貝多芬創作的樂曲，尤其喜歡貝多芬震撼人心的命運交響曲、英雄交響曲和第九交響曲。這些藝術作品里所包含的詩情畫意和對人生的深刻的理解，帶給錢學森勇氣和力量，豐富了他對世界的認識，使他學會了藝術的廣闊思維方法。在《錢學森文集》中錢學森不僅暢談了導彈、火箭、航空等尖端科技，還帶領我們進入了哲學、思維、文學、美學、音樂、園林、建筑等學科領域。有人說，理性和感性相結合，才是全部意義上的哲學。錢學森的科學思想具有濃厚的人文精神，人文思想中又體現出自然科學家嚴謹務實的態度，他以理性的智慧和感性的浪漫在科學世界和藝術世界中自由遨游，得出了科學思想家和人文科學家獨到精辟的見解，同時取得了卓著的成就和真正的快樂。因此，他呼吁：“讓科學與藝術聯姻吧，那將會創造奇跡！”

美國著名原子物理學家韋斯科夫（V.Weisskopf）認為，盡管從科學上可以成功地了解大自然的一切領域，但是僅僅這一點還遠遠不足以歷盡人類經驗的每個方面。叔本華說：大思想家真是鳳毛麟角，千萬人里未必能擇出一個大思想家來，他們是人類的燈塔；如果沒有他們，人類就要流落在茫茫無際的大海里。錢學森的思想理論已超出自然科學技術范圍，馳騁在自然科學和社會科學相結合的廣闊領域。他的科學思想、創新思想、民主思想、人文思想，不僅在中國，而且在世界，不僅在當代，而且在未來，都將產生深刻的影響。

人，人類，人類文明之旅，按其本質都是歷史的，隔斷這種歷史的繼承性，我們就會倒退到洪荒原始時代。《錢學森文集》像一幅現代科學技術知識的“清明上河圖”，以長卷的形式，以深入淺出的筆法，將科學技術、文藝理論和哲學思想等認識世界和改造世界的學問呈現給我們，啟示我們更深刻地認識現實各種復雜的事物，包括認識我們自己、人和人的精神等本質和規律。同時，科學的觀點、科學的精神和科學的道德還可以塑造我們的思想、情操，培養我們高尚的品德和美好的心靈，以至影響我們的行為，實現人與自然的和諧發展，讓世界更美好、人類更幸福，如同貝多芬在《歡樂頌》中表達的理想：“人類同享幸福與歡樂，在這美麗的大地上”。

錢學森，用奔涌的智慧照亮一段歷史，以卓越的靈魂感動一個民族。他出類拔萃的品格，讓他挑得起歷史的千斤重擔，放得下個人的利害得失。貧弱的祖國、復興的大志、國重于家的寬廣胸懷賦予他恢弘的未來視野、沖天的豪情斗志，讓他成為“大家中的大家”。《錢學森文集》以史學家的智慧，文學家的才情，數學家的縝密，邏輯修辭的嚴謹，描述深刻的自然科學、社會科學、系統科學、思維科學、軍事科學、地理科學、建筑科學、人體科學、行為科學、文藝理論等，鴻論深入淺出卻切中事機，學貫中西又文采斐然。它是迄今為止收錄錢學森中文文稿最為系統、全面的個人文集，能夠全面系統地反映錢學森一生豐富多彩的科學思想和令人崇敬的科學精神；是胸懷祖國的赤子的思想史、博學多才科學家的學術人生、著眼未來前瞻者的智慧結晶，更是研究者、學習者攀登高峰的進步階梯。

這是一部啟迪智慧、凈化心靈的巨著；這是一筆不能用金錢衡量的財富，藏之于室，開卷有益。

作者簡介：

邢海鷹，國防工業出版社總編輯。

邢海鷹同志始終倡導并積極推進以原創內容為主體的學術著作出版。擔任責任編輯的圖書曾獲得中國出版政府獎圖書獎提名獎1次，中國人民圖書獎2次、圖書獎提名獎2次，省部級圖書獎5次，入選“三個一百”原創圖書出版工程2次；發表了《用系統工程思想指導圖書質量建設》等一系列學術論文。

孫慧波，國防工業出版社副總編輯。

篇9

[關鍵詞]變形鋁合金 熔鑄工藝 工藝分析

中圖分類號：TG27 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）29-0022-01

引言

鋁加工業的發展使鋁材的應用更加廣泛，尤其是在目前的航空航天工業、軌道交通業、乘用車輛制造業、軍工材料及民用產品的開發行業中，鋁材應用的市場被開拓發展成為了十分廣闊的大市場，因此就對鋁材的質量也提出了更高更嚴的要求。而鋁材的熔鑄是鋁材生產的第一道工序，其目的主要是是為鋁材軋制、鍛造、擠壓生產提供優質錠坯。錠坯的冶金質量的高低，是在后續的工序中再難以進行更改的。因此，控制好錠坯的生產與質量是發揮鋁材的潛力的重要前提。要以先進的工藝技術和最低的成本獲得高性能、高質量的鋁合金鑄錠使之滿足后續工序及最終成品的需要是現代化鋁材應用所追求的。

一、變形鋁合金熔鑄

鋁熔鑄是利用電解鋁液、返回廢料、中間合金為主要入爐原料，經熔化、保溫、精煉、鑄造成錠，鑄錠經鋸切、銑面處理成壓延車間需要的合格扁錠，或者鑄軋/連鑄連軋成板帶坯。其主要的工藝過程為熔煉、熔體處理、鑄造。鋁熔鑄的這三個主要工序過程是緊密銜接、相互制約、密切配合才能完成熔鑄過程。在此過程中，如何發揮設備壽命期內的能力，提高生產力，節能降耗，降低生產成本越來越受到鋁加工行業的關注。

二、變形鋁合金熔煉

熔煉過程為了使熔體內部成分、溫度均勻，需要采用適當的攪拌技術，建議采用電磁攪拌。電磁攪拌的主要優點是：減少爐內各部位熔體的溫度差；熔體成分均勻；由于提高了熱的傳輸，能耗下降；爐渣下降。

鋁熔體處理一般指對熔體進行合金化、凈化與細化。合金化的目的是為了提高強度，此外，還應該考慮改善加工性、抗蝕性、耐磨性、硬度、液態金屬的流動性、表面性能以及其他特殊性能等。凈化處理或精煉是采取措施使鋁熔體中不希望存在的氣體與固體物質降到所允許的范圍以內，以確保材料的性能符合標準或某些特殊要求。鋁熔體的凈化處理主要是將氫及氧化鋁降到所要求的水平或更低一些。為了獲得鑄錠均勻細小的最佳晶粒組織，主要途徑有控制凝固時的溫度制度，細化處理。

三、變形鋁合金鑄造

鋁合金鑄造是將經檢驗合格的鋁熔體澆注到帶有水冷卻設施的結晶器中，使熔體在重力場或外力場的作用下充型、冷卻、凝固成鋁錠坯的工藝過程。變形鋁合金鑄造主要有半連續鑄造、鑄軋、連鑄連軋三種鑄造工藝。半連續鑄造屬于靜模鑄造，鑄軋和連鑄連軋屬于動模鑄造。對于變形鋁合金鑄造來說，作者認為動模鑄造是發展的方向，它可以實現液體金屬一次加工成材，達到節能、降耗、提高生產效率的目的。動模鑄造可分為四類：其一是輥間鑄造，液體金屬從供流嘴流到一對相向轉動的軋輥之間冷凝成形并被壓延成板材，典型的輥間鑄造是連續鑄軋技術；其二是輪間鑄造，用帶定型槽溝的環形輪和鋼帶組成結晶器，金屬液進入結晶腔內，隨鑄輪同步運行，在鑄輪與鋼帶分離處，熔體凝結成坯并以與鑄輪周邊相同的線速度拉出錠坯；其三是帶間鑄造，結晶器由兩條相互平行的履帶式類型的鋼板模或鋼帶組成；其四是無接觸鑄造，氣化層鑄造以及電磁鑄造屬此類的鑄造方式。對于變形鋁合金板帶的成型，選用鑄軋和連鑄連軋的優勢明顯。

（一）半連續鑄造坯錠

目前應用最多的是直接水冷立式半連續鑄造機，它可以生產各種鋁合金牌號和規格的扁錠以及實心和空心圓鑄錠。鑄造過程中鋁液重量基本壓在引錠座上，對結晶器壁的側壓力較小、凝殼與結晶器壁之間的摩擦阻力較小，且比較均勻。牽引力穩定可保持鑄造速度穩定，鑄錠的冷卻均勻且容易控制。其中尤以液壓鑄造機的應用最為普遍，特別是內導式鑄造機的優點更為明顯。

（二）鑄軋

鋁熔體從凈化處理裝置流出后，進入可以控制液面高度的前箱內。通過前箱底側的橫澆道流入由保溫材料制成的供料嘴中，液體金屬靠靜壓力由供料嘴直接進入一對相反方向旋轉的鑄軋輥中間。鑄軋輥使液體金屬快速結晶。隨著鑄軋輥的轉動，鋁熔體的熱量不斷通過凝固殼被鑄軋輥帶走，結晶前沿溫度持續下降，結晶面不斷向熔體內部推進，當上下兩個結晶層增厚并相遇時，即完成鑄造過程而進入軋制區，經軋制變形成為鑄軋帶坯。鋁帶坯連續鑄軋技術代替了通常鑄錠熱軋工藝生產帶坯所需的鑄造、鋸切、銑面、加熱、熱軋等全部工序。

（三）連鑄連軋

連鑄連軋工藝是一種工藝設備緊湊，在連續鑄造機后面緊接著配置熱連軋軋機組的緊湊生產線，是從液體到板帶材一次性完成的連續生產線。顯然，連鑄連軋不同于連續鑄軋，后者是在旋轉的鑄軋輥中，鋁熔體同時完成凝固及軋制變形兩個過程。但是兩種方法的共同點均是將熔煉、鑄造、軋制集中在一條生產線，從而實現從鋁液到鋁板帶坯連續性生產，比常規的間斷式生產流程少了多道工序。

在連鑄連軋工藝中，鋁熔體通過鑄造前箱及鑄嘴進入運動的雙鋼帶水冷模腔。前箱安放在鑄機的進口處，進入前箱鋁液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器來控制，控制信號大小由鑄造速度傳感器反饋。鑄嘴上開有小孔，在小孔中通入低壓惰性氣體等，均勻地分布在鋼帶和鋁液之間，起到鋁液和鋼帶間的熱傳遞，使進入鋼帶口的鋁液凝固均勻，不會使鋼帶間產生急速的熱脹冷縮，引起鋼帶變形，影響鋁板帶表面的平整度。在鋼帶的下部安裝有釹-鐵-硼強磁體支撐輥，產生的強磁力對鋼帶有極強的吸引力，使鋼帶限制在鑄機規定的范圍內運動，鑄造出來的鑄坯截面是矩形的。

結語

綜上所述，在變形鋁合金板帶材生產的工藝選擇上，連鑄連軋具有相當明顯的優勢，對于鋁熔鑄的工藝配置應該是針對企業對產品定位方面的考慮，單就產能及基本投資而言，從產品產能的靈活性以及生產產品的多樣性考慮，首選的應該是普通熱軋工藝流程。但是對于剛剛起步或初涉獵鋁加工的企業來說，選擇成熟的鑄軋工藝也不失為一種少投入、快見效、迅速回收成本、產能雖小不會被套牢的工藝。

參考文獻

[1] 刁莉萍，梁巖.鋁合金熔鑄配料工序的工作原則和依據[J].輕合金加工技術，2006，03：11-14.

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[3] 謝曉會，冀中年，李素娟.變形鋁合金熔鑄工藝綜合分析[J].輕合金加工技術，2013，08：22-25+50.

篇10

[論文摘 要] 本文從三個方面論述了熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。 

 

引言 

在現代工業生產中，金屬零件的制造是一個重要的環節，具有舉足輕重的作用，因此提高金屬零件的制造水平成為一項不可缺少的工作。而在金屬零件的制造過程中，熱處理工作又是提高其制造水平的重要措施。在設計工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機械性能。而不合理的熱處理條件，不僅不會提高材料的機械性能，反而會破壞材料原有的性能。因此，設計人員應根據金屬材料成分，準確分析金屬材料與熱處理工藝的關系，制訂合理的熱處理的工藝，合理安排工藝流程，才能得到理想的效果，提高金屬零件的制造水平。 

在現代工業生產中，廣泛使用的金屬有鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎳、鉻、錳等。但用得更多的是它們的合金。金屬和合金的內部結構包含兩個方面：其一是金屬原子之間的結合方式；其二是原子在空間的排列方式。金屬的性能和原子在空間的排列配置情況有密切的關系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現差異。 

為了得到更好的金屬性能，滿足制造和使用要求，我們將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來改變其性能，這就是金屬材料熱處理過程。 

不同的熱處理條件會產生不同的材料性能改變效果，下面從3個方面來說明熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。 

一、提高金屬材料的切削性能和加工精度 

在各類鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品金屬材料的切削過程中，由于被加工材料、切削刀具和切削條件的不同，金屬的變形程度也不同，從而產生不同程度的光潔度。各種材料的最佳切削性能都對應有一定的硬度范圍和金相組織。為了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合適的組織狀態，這就要用到預先熱處理。 

通過預先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過程產生的材料缺陷，并為以后切削加工及熱處理準備良好的組織狀態，從而保證材料的切削性能、加工精度和減少變形。 

舉例1：齒坯材料在切削加工中，當齒坯硬度偏低時會產生粘刀現象，在前傾面上形成積屑瘤，使被加工零件的表面光潔度降低。而對齒坯材料進行正火＋不完全淬火處理，切屑容易碎裂，形成粘刀的傾向性減少。并隨著齒坯硬度的提高，切屑從帶狀向擠裂狀過渡，從而減少了粘刀現象，提高了切削性能。 

舉例2：鋁合金在加工過程中，通常都是先經強化處理（固溶處理＋時效；時效），這樣可以得到晶粒細小、均勻的組織，比鑄態或壓力加工狀態的切削性能好，不僅改善了切削性能，而且同時提高了機械加工精度。 

二、提高金屬材料的斷裂韌性 

金屬材料的斷裂韌性指含有裂紋的材料在外力作用下抵抗裂紋擴展的性能。提高金屬斷裂韌性的關鍵是要減少金屬晶體中位錯，使金屬材料中的位錯密度下降，從而提高金屬強度，而減少金屬晶體中位錯的一種重要方法，就是細晶強化，其原理是通過細化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯滑移從而提高材料強韌性。而金屬組織的細晶強化的過程實際上就是金屬熱處理。 

在金屬熱處理過程中，當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，在一定的應力和變形溫度的條件下，材料在變形過程中積累到足夠高的局部位錯密度級別，會在變形最劇烈的區域產生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒，這個過程稱為再結晶。再結晶晶核的形成與長大都需要原子的擴散，因此必須將變形金屬加熱到一定溫度之上，足以激活原子，使其能進行遷移時，再結晶過程才能進行。 

那么，對于不同的金屬材料，我們就可以通過控制不同的熱處理的溫度，來提高金屬材料的斷裂韌性。 

舉例：在sy鋼坯料上線切割適當的小圓柱，機加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在cleeble-1500型熱模擬試驗機上以5×10-1的變形速率保溫30s壓縮變形50％，然后在空氣中冷至室溫，再進行680℃×6hac(空冷)的退火處理，再將壓縮后的試樣沿軸向線切割剖開，研磨拋光后用化學物質顯示晶粒形貌。實驗現象為：在700℃時，扁平的晶粒開始逐漸向等軸晶粒的形狀變化。800℃變形的晶粒中等軸晶粒已經有少量出現，但仍然以變形拉長的晶粒為主。在900℃變形開始，晶粒突然變得細小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達到ybl2級。在900℃以上．晶粒開始長大。因此，對此種鋼來說，900℃左右溫度進行熱處理，可以提高其斷裂韌性。 

三、減少金屬材料的應力腐蝕開裂 

金屬材料在拉伸應力和特定腐蝕環境共同作用下發生的脆性斷裂破壞稱為應力腐蝕開裂。大部分引起應力腐蝕開裂的應力是由殘余拉應力引起的。殘余應力是金屬在焊接過程中產生的。金屬在加熱時，以及加熱后冷卻處理時，改變了材料內部的組織和性能，同時伴隨產生了金屬熱應力和相變應力。金屬材料在加熱和冷卻過程中，表層和心部的加熱及冷卻速度(或時間)不一致，由于溫差導致材料體積膨脹和收縮不均而產生應力，即熱應力。在熱應力的作用下，由于冷卻時金屬表層溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應力：另一方面材料在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時，因比容的增大會伴隨材料體積的膨脹，材料各部位先后相變，造成體積長大不一致而產生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力，心部受壓應力，恰好與拉應力相反。金屬熱處理的熱應力和相變應力疊加的結果就是材料中的殘余應力，正是其存在造成了應力腐蝕開裂。 

舉例：金屬熱處理中，通過控制淬火冷卻速度，可以顯著地控制淬火裂紋，為了達到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內的冷卻速度，并使之超過材料的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應力而論，這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值，故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。 

3、結論 

金屬材料的熱處理在機械零件制造中占有十分重要的地位，在金屬材料加工的整個工藝流程中，如果將切削加工工藝與熱處理工藝進行密切配合，將有效地提高金屬零件的制造水平。 

參 考 文 獻 

[1] 雷聲，齒輪熱處理變形的控制.機械工程師.2008年5期.