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引言
航空航天代表了科技和工业发展的最前沿，是促进国家科技发展、满足经济建设、增强国防安全和加快社会进步的重要力量。加强航空航天类高校教育，培养一批具有高素质、创新能力的航空航天类专业人才是服务我国战略发展的必然需求。航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础，培养适应国际竞争的航空航天类本科人才，是我国航空航天科技发展的关键。当前，以美、俄为代表的航空航天大国都建设了自己特色的航空航天专业院系，开展了多年的教学实践，具有丰富的经验。论文旨在通过材料的梳理，了解国外航空航天专业人才培养模式，对国际一流大学航空航天类专业设置、课程安排、学生培养特点等方面进行研究，从中总结经验，为国内航空航天类专业教学教改提供参考。
一、国外著名航空航天院系
（一）美国著名航空航天院系
美国是世界上航空航天类研究最发达、人才培养最成功的国家，其人才培养主要依赖其国内的大学。比较有代表性的有麻省理工学院和斯坦福大学。
麻省理工学院航空航天类教学与科研由航空航天系负责，下设三个部门，分别是信息部、航空系统部、飞行器技术部。信息部分主要研究航天系统有关的信息获取、处理、传输技术，如卫星通信、高空侦察、空中通信、集成防御系统等，负责教授导航、制导、控制、通信、网络、实时软硬件系统等课程。航空系统部门主要研究航空航天高复杂性系统的设计、制造、操作方法，教授最优化方法、故障诊断、系统容错等课程，建有人机实验室、空间系统实验室、国际空运中心、操控台研究中心、复杂系统研究实验室等。飞行器技术部门负责计算方法、流体力学、推进技术、材料科学、结构技术等的研究和教学，建有宇航计算设计实验室、空气涡轮实验室、宇航微小结构协会、空间推进实验室、先进材料和结构技术实验室等。
斯坦福大学航空航天系隶属于工学院，承担航空专业的教学科研任务。该系的研究领域包括空气弹性变形及流体仿真、飞行器设计与控制、应用航空动力学、空气声学计算、流体动力学计算、动态系统计算、机器人控制、复杂材料与结构、湍流模拟、推进、高超声速流体、导航、控制系统辨识与优化、卫星工程、湍流与燃烧等。
（二）俄罗斯著名航空航天院系
俄罗斯也是航空航天强国，开设航空航天专业的主要学院有莫斯科国立航空学院、西伯利亚国立航空航天大学。莫斯科国立航空学院建于1930年，拥有12个学院，56个系，128个实验室，3个设计局，几个计算机中心，一个实验工厂，一套运动航空训练设施，一个莫斯科附近的飞机场，两个科研机构（应用力学和电气力学，低温研究）。该学院通常以数字编号代替学院名称，从一院到十二院分别为航空工程院、发动机院、控制系统院、信息与电力院、无线电电子学院、经济与管理院、航空航天院、机器人与智能系统院、应用数学和物理院、应用力学院、人文科学院、预科院。西伯利亚国立航空航天大学拥有空间研究及高技术学院和航天技术学院，设置了飞机制造系、航空发动机与能源装备系、飞行器管理系统系、航空导弹技术系、飞行器无线电技术系统系。
（三）欧洲著名航空航天院系
英国帝国理工学院在其工学院设置了航空系，主要负责飞机设计制造方面的研究与人才培养，包括航空动力学与航空结构学两个研究方向。航空动力学方向包含流体基础、航空飞行器设计、控制、生物医学、环境与工业关系等方面的研究。航空结构学方向包括计算力学、冲击与损伤、复合材料等方面的研究。
法国国家高等航天航空学院已经有90多年的历史，它位于欧洲航天业发展的中心地带，致力于培养顶尖的技术工程师，在研制协和式客机的工程师当中，有许多就是从法国高等航天航空学院毕业的。学院下设5个系和一个研究中心，分别是空气动力学、能源、推进系、结构与材料力学系、光电子与信号系、语言文化艺术系、航空宇航中心。
二、国外著名航空航天院系专业设置与课程体系
（一）学位与专业设置
国外著名航空航天院系多数是本科四年，研究生二年，英国有本科3年，研究生1年。俄罗斯不同，如莫斯科国立航空学院预科1年、本科4年、硕士2年、博士3年。在学位设置上，各个院校有所不同，归纳起来，主要有工学学士、航空航天工程学士、航空工学学士、航空航天工学学士、航空工程理科硕士、航空航天工程学士、航空与宇航工程学士、航空学理科硕士、航空与航天学理科硕士、机械与航天工程理科硕士。
（二）国外著名航空航天院系课程体系
麻省理工学院（MIT）航空与航天专业是美国同领域中最有名的专业，其人才培养理念和课程设置世界闻名。MIT航空与航天系设有两个本科专业方向：航空与航天科学工程专业和航空与航天信息科学工程专业，两个方向的课程设置都建立在航空航天基础（核心）课程上，下面分别以A和B代指这两个专业。课程主要包括全校统一要求课程和系课程构成。全校统一要求课程包括基础科学课程（6门）、人文、艺术、社会科学课程（8门）、科学与技术限选课程（2门）、实验课程（1门）;系课程包括系核心必修课程、专业课程、试验与进展课程，其中系核心必修课程包括一体化工程I、II、III、IV，计算机和工程问题求解引论，自动控制原理、动力学、随机系统分析、微分方程;专业课程中专业A包括空气动力学、结构力学、推进系统引论、航天工程中的计算方法，专业B包括航天系统的评估与控制、数字系统实验室介绍、实时系统与软件、交互系统工程、人为因素工程、自主决策原理;试验与进展课程包括飞行器工程、空间系统工程、试验项目I、试验项目II、飞行器进展、空间系统进展I、空间系统进展II。
（三）学时学分要求
1.学分组成。课程学分组成考虑教学环节，如MIT飞行动力学课程，总学分12分，构成包括课堂3分、实验1分、预习和复习8分。另外还有无学分课程，课程必修但无学分，如普林斯顿没有学分制、强调上课门数，斯坦福大学基础课程要求5门航空航天基础课程，专业课程4选3。英国大学一般不设立学分制，所有学生都按部就班完成规定课程的学习。
2.学分要求。美国大部分学校有明确的毕业学分数要求。如MIT航空航天工程系根据培养计划设课程学分，又分成4类，分别是核心课（core）108、专业领域课（professio-
nal area）48、实验和综合应用（experiment and Capstone）30、非限制性选修课（unrestrictived elective）48，总学分大于234学分。但是在学分数量并不统一，差异很悬殊，如密歇根128学分、MIT大于234学分、宾州州立132学分。航空航天专业必修课比例很高，有的高达90%以上，如斯坦福、佐治亚理工、普渡。另外还有只要求课程而不要求学分的，如普林斯顿毕业要求共36门课。
3.学时要求。有些大学要求学时达到一定数量，如悉尼大学本科至少192学时，研究生核心课程和选修课程，至少144学时。斯坦福大学研究生基础课程设置门数要求，其他按学时要求，数学（6个学时）、技术选修（12学时）、人文社科类选修（45学时）。
三、国外著名航空航天院系专业培养特色
归纳起来，国外著名航空航天院系在专业培养上具有如下特色。一是国外著名大学航空航天专业设置宽、窄各有特色。美英等专业设置以宽口径、大类培养为主，基本不针对特定航空航天器划分专业，学生专业方向只是体现在个别课程的选择上。俄罗斯、乌克兰等的专业划分细而精，如莫斯科国立航空学院几乎整个大学的院系专业就代表了航空航天器的各个不同部分，专业面向具体而明确。二是国外著名大学航空航天专业课程体系具有少而精且多样化特色。美英等课程每学期课程数量相对较少，但课业工作量不少。学生毕业所需学时学分也不少。美英等航空航天专业的课程必修多、选修少，完全学分制的作用并不明显，反映了航空航天专业的特殊性。课程学习课内外并重，还有较多实践环节、交流讨论、项目设计等。课程的环节丰富多样（如剑桥）。教授授课。三是注重通识教育与专业教育的结合。在通识教育上，在课程设置中有重视科技写作、科研道德规范、表达与交流、团队协作、人文素质培养和工程师就业指导。在专业教育上，强化多样化实践环节、注重专题课程和生产实习。四是注重综合素质和个性化培养。例如南安普敦大学设置有工程管理与相关法律的必修与选修课程，让学生学习在工程实践中如何领导团队、进行项目管理与风险评估、做出决策以及熟悉与之相关的法律知识。还会从工业部门请来客座教师来协助授课，并安排有相应的实践环节。针对个性化培养需求，在课程设置上具有较大的选择基数。
四、总结
航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础，是航空航天类研究生人才的后备军。论文主要对国际一流大学航空航天类专业学位与专业设置、课程体系、学时学分要求点等方面进行了梳理，总结了人才培养特色，为国内航空航天类专业建设和教学教改提供参考。
参考文献：
[1]田正雨，李桦.麻省理工学院航空航天类本科生课程体系分析[J].高等教育研究学报，2010（1）.
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索道停车系统根据故障对索道安全影响程度级别，将停车分为正常停车、工作停车、紧急停车。制动液压系统的功能主要有工作制动和紧急制动两种。在工作停车和紧急停车时，工作制动闸和紧急制动闸作出相应动作，通过外力对索道进行制动。
下面就白云山索道制动液压系统的工作原理、控制回路进行分析：
图1 白云山索道制动液压系统原理图
一、主要液压元件功能介绍：
（一）压力过滤器（件2）：当液压油中杂质含量达到一定程度，过滤器进出口两端压力差达到设定压差，产生电信号报警。简单说，压力过滤器起到保持系统中液压油清洁度的作用。
（二）球阀（件3）：实际上就是一种截止阀，用来控制液压油路的开通或堵截。
（三）电磁换向阀（件5）：以电磁铁为动力，借助液压油、弹簧来改变液压油流动方向的液压元件。从原理图中可以看到，白云山索道常用的是两位三通电磁球阀。原理图中的冲洗阀（件23/24）一般都是处于断电状态。只有当进行闸清洗测试和更换液压油时才导通。
（四）节流阀（件6）：普通节流阀的出油口的通流截面积比进油口小，通过改变液阻来控制通过阀的液压油流量。
（五）压力表（件10）：显示系统中压力的元件，单位为bar。
（六）单向阀（件11）：普通单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过，而反向液流截止的方向阀。
（七）溢流阀（件7）：溢流阀的主要作用是保护液压系统或系统中的某些部件（如齿轮泵）不会过载。白云山索道采用的是直动式溢流阀。
（八）齿轮泵（件14/15/16）：是液压系统中广泛采用的一种液压泵，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能，它一般做成定量泵。
（九）压力继电器（件20）：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件。在制动液压系统中，压力继电器用于控制系统压力，根据系统中的压力变化来启动或停止电机，以保证打开制动闸的压力保持在所设置的范围内。
（十）蓄能器（件21）：是利用力的平衡原理，使液压油的体积发生变化，从而达到贮存和释放液压能的一种装置。它的作用主要有：（1）、在一定的压力下贮存液体；（2）、对系统的泄漏进行补偿，稳定压力；（3）、吸收液压冲击。
（十一）手动泵（件22）：是手动打开工作制动闸和紧急制动闸的装置
二、制动液压系统控制回路分析：
（一）、自动控制回路
电机带动液压泵，为系统提供压力，压力值可从压力表10/3中读出。蓄能器的作用是对系统进行保压并且避免压力冲击。限压为160bar的溢流阀（件18）用来保护齿轮泵，避免过载，限压为180bar（件7）的溢流阀用来限制系统的最高压力。
压力继电器控制油泵电机的开机和停机，当系统压力降到压力继电器设定的下限值时，电机启动加压；当加压到其设定的上限值时，停机保压。
正常工作时，球阀3/1关闭，两个手动泵旁的截止阀关闭，电磁换向阀5/1、5/2、5/3通电，三个阀的左工位进入工况，压力油通过换向阀5/2，球阀3/2进入到紧急制动闸油缸，油缸客服蝶形弹簧压力将紧急制动闸打开，紧急制动闸油缸的压力可由压力表10/1读出；与此同时，压力油通过换向阀5/3，工作制动机械闭锁阀进入到工作制动闸油缸，油缸客服弹簧压力将工作制动闸打开，此时，由于冲洗阀23/24没有通电油缸通往油箱的油路被截止，油缸的工作压力可从压力表10/2中读出。
当系统触发停车回路时，索道停车电路动作，索道主电机减速，经过大约12秒的时间由电气制动自动减速，当达到最低速度时，电磁换向阀5/3断电，其右工位进入工况，工作制动闸油缸卸压，回油通过电磁换向阀5/3直接回到油箱，工作制动闸关闭，索道完全停车。
当系统触发工作停车回路时，索道主电机断电，电磁换向阀5/3断电，其右工位进入工况，工作制动闸油缸卸压，回油通过电磁换向阀5/3直接回到油箱，工作制动闸关闭，索道停车。
当系统触发紧急停车回路时，索道主电机断电，电磁换向阀5/1、5/2断电，其右工位进入工况，紧急制动闸油缸卸压，回油通过电磁换向阀5/1、5/2返回到油箱，紧急制动闸关闭。同时，电磁换向阀5/3断电，其右工位进入工况，工作制动闸油缸卸压，回油通过电磁换向阀5/3直接回到油箱，工作制动闸关闭。在时间上，工作制动闸关闭后，紧急制动闸才关闭。
（二）、手动控制回路
在制动系统中，紧急制动闸和工作制动闸分别有各自的手动泵。当打开紧急闸时，关闭手动泵22/1旁的截止阀和球阀3/2，断开紧急闸油缸与电磁换向阀5/2之间的油路，摇动手柄就可向紧急闸系统加压，直到达到额定压力将工作闸松开，此时的工作压力可以在压力表10/1中读出。当要打开工作制动闸时，关闭手动泵22/2旁的截止阀，开启工作制动机械闭锁阀（手柄顺时针转90度），摇动手柄就可向工作闸系统加压，直到达到额定压力将工作闸打开。此时，冲洗阀23/24没有通电，工作闸油缸通往油箱的油路被截止，工作闸工作压力可以在压力表10/2中读出。要使紧急闸和工作闸关闭，只需松开各自手动泵旁的截止阀即可。
以上就是对白云山索道制动液压系统元件功能、工作原理及控制回路的分析，只有熟悉各元件的功能，理解系统工作原理，掌握自动、手动控制回路的操作，才能正确发挥制动液压系统的功能，保障索道安全运营！
参考文献：
[1] 李永堂,俞新陆,栗克念.用组合建模理论研究液压锤液压系统动态特性[A]. 中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C]. 1995
[2] 骆建彬,钟约先,林亨.二通插装阀在水压机液压控制系统中的应用[A]. 中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C]. 1995
[3] 王梅玲.热卷箱液压系统的优化[A]. 2012年全国轧钢生产技术会论文集（上）[C]. 2012
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可展机构具有承载力大但收拢时所占空间小，收放灵活和运输方便等优点。随着全球工业化的快速发展，机械基本上取代了传统的手工的发展，尤其在重工业领域，可展机构为人类生活生产提供了不可忽视的便利性[1]。但可展机构在机械原理、机械设计等传统文献中并没有具体分类研究，而且开发空间巨大。所以针对该类机构的系统性研究亟待加强。
1 可展机构的特点
（1）结构紧凑、尺寸小巧，且设备收缩后体积小。这是可展机构最大的优点，也使得其作业所要求的占用空间小。在地下水位较高的地区工作时对机坑的处理会十分简单。它能够在任何已有设备上直接使用，而无需修改设备结构和机坑深度[2]。
（2）载荷能力大、稳定性好。相对于其他机构来讲，大部分可展机构的承载能力偏大。由于其稳定的结构，可展机构在额定承载能力和伸展长度下，具有很好的稳定性。
（3）定位精准。大部分可展机构在运行过程能确保在行程的任意一点精确定位，并锁定高度，不像液压设备会因温度的变化或泄漏产生位置变化。
（4）运行平稳、噪音较低。由于其连续成型原理，无垂直方向爬行，使得机构运转平稳安静，除驱动装置的运行噪音，大部分可展器本身的工作噪音很低。
（5）效率高。大部分可展设备的总传动效率较高，通常可达到 80%以上。
（6）构造简单，使用方便。可展机构的结构精巧而简洁，所以可展器本身的安装工作简易而快捷，一块伸缩机构通常在很短的时间即可安装使用。
（7）通用性高。可展机构对使用环境没有太高要求，使其经常在太空、海洋等复杂环境下工作，并依然保持其稳定性。
2 可展机构的结构类型
2.1 剪叉式可展机构
剪叉式可展机构具有结构简易、承载量大、操控性好的特点，因此在各种环境下的装卸、现代物流、高空营救与作业中得到了广泛的应用[3]。剪叉式可展机构是一种传递力的结构，并且对力起导向作用。如图1，拐臂3、8分别与横梁焊接橐桓稣体，剪叉机构最高和最低处的剪叉臂分别与上、下板铰接，内剪叉臂10与滑轮7铰接，滑轮7可以在滑道11上滑动，内、外剪叉臂之间通过销轴5连接，可以绕其相对转动。气缸伸缩，柱塞拐臂8与气缸相对转动，从而使内、外剪叉臂绕销轴旋转，使滑轮在滑道中滑动，进而改变内、外剪叉臂夹角，从而实现机架的伸展与收缩，完成对机构上物体快速升降。是一种生活中常见而简易的可展机构，应用范围广，对驱动机构要求不高。但因其停止位置不够准确，精度较低的缺点，也使得其很难在高精度要求的环境下工作。
2.2 薄壁管式可展机构
薄壁管可展机构是一种原始的可展机构，它结构简单，展开运动是依靠薄壁发生弹性变形，展开所需的时间短。19世纪60年代，加拿大就研发了STEM。它是利用弧形薄钢尺本身能自卷曲的特性，完成机构的收拢和展开。在此基础上BI-STEM是由单个STEM发展而来的[4][5]。它是将一个薄片被重叠放在另一个完全一样薄片内部。改良后两个薄片形成的机构比一个STEM的钢片窄，提升了机构的机械性能，弯曲刚度和抗扭刚度。其收拢后超小的体积，简单的构造，使得薄壁管伸展机构在未来充满了开发空间。
2.3 铰接杆式可展机构
铰接杆式可展机构作为一种线性展开机构，展开后为格柱状，在太空十分常见，通常由几种长度不同、内带驱动弹簧的杆件和铰接头组成，展开状态下具有比其他可展机构更高的刚度，能够完成大跨度的伸展。这种伸展的原始驱动力为扭簧的弹性势能，在直流电机的驱动下，通过螺纹千斤顶驱动。铰接杆式可展机构具有精度高、展开刚度高以及展开效率高等优点。其铰接杆的纵梁较短，并非贯穿整个桁架，且纵梁和横向支架均为刚性。关节上的驱动弹簧提供了展开时的驱动力[6][7]。
2.4 充气可展开机构
充气式可展机构常用于大型次结构体的展开，如太阳翼、天线反射器、气闸舱等。1996年美国取得了膨胀展开天线空间展开试验的成功，并将该技术应用于展开式结构、展开式天线（如图4）和太阳电池阵等方面。近年来，各国专家针对空间充气展开结构进行了充分研究，因为它质量小、热稳定性高、收缩效率高、可靠性高、结构的复杂程度低，可应用的领域多。不同于其他可展机构活动机构过于复杂，所以有可能在不同环境不同领域下代替其他可展机构[8]，是未来可展机构的重要研究方向。
3 可展机构在不同领域的应用
3.1 航空航天
当今大型可展结构已成为航天科技的重要研究课题之一。无论是卫星上的可展天线、航天器上的气闸舱，可展机构在航天航空领域的身影无处不在。航空航天领域已有的可展结构主要有直线可展机构和螺旋式可展机构两种。其中更多的体现在卫星上的天线系统。卫星上的天线伸展机构是卫星反射器和卫星星体的连接部分。对卫星的天线反射器起到固定支撑的作用。在人造卫星开始环绕地球运转后，天线伸展臂会带动天线环形桁架一起展开，是确定天线环形桁架工作位置正确的重要因素，保障了卫星信号的正常接收与发射。天线伸展臂能否及时、准确的伸展到位直接影响了整个卫星发射任务的成功与否。同时，对于卫星整个物理结构来讲，可展机构在展开状态下，它的结构参数对整个天线系统的动力学特性具有很大影响[9]。所以，可展机构在航天领域的研究是非常有价值的。
3.2 日常生活
可展机构在生活中的应用主要体现在舞台的升降。1988年，具有加拿大专利技术的板带自组螺旋可展器于美国加利福尼亚州的退伍军人纪念中心首次进行使用。它是将一盘水平螺旋板片拉开，如图5。然后连续插入一种垂直螺旋片，就组合成一个由两种螺旋片连续自锁的垂直螺旋管柱。水平螺旋板片的上下表面设有特制凹槽，能够保证垂直螺旋板片轻松地啮合并精准的定位。这一组长螺旋组合结构在垂直方向能承受很大载荷，并将载荷连续增大和降低[10][11]。且运行平稳工作噪音小，所以能够很好地完成舞台升降的任务。除了舞台升降机构，学校等公众场合经常使用的电动伸缩门，其实也是一种典型的剪叉式可展机构，由很多的铰接杆重复铰接构成，通过改变杆与杆之间的夹角，完成整个伸缩门的开合。它超大的伸展行程成了它最大优点，简单驱动方式和低廉的成本，也是它普及的重要原因。
3.3 机器人领域
如图6所示是一种应用于清理炮弹发射后炮筒内的残留的尘土、油垢和渣土等问题而发明的一种旋转可展机器人机构[12]。它是基于空间可展机构运动特征分析，将一个旋转的底盘和一个空间可展机构结合在一起，形成一个具有旋转伸展功能的机构，代替士兵完成武器内部的保养任务。具体结构如图6所示[13]。解决了炮筒内部的可能存在问题，节省战场上的宝贵时间，体现可展机构在机器人领域应用的重要地位。
4 结束语
可展机构具有展_后面积大、收拢时占用空间小且便于收放和运输等特点。在航天航空、日常生活，机器人等领域应用广泛。因此这种机构的机械设计和运动分析研究得到国内研究机构的普遍重视。而对于不同可展机构的开发与应用，还需要更多针对性的研究与探索。
参考文献
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[10]刘永光，甘立刚.伸缩可控的杆状空间伸展机构研究[J].机械工程师，2007.
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20世纪中叶，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射升空，人类迈出了太空征程的第一步，此后美国“阿波罗号”、中国神舟五号等各国载人飞船、地球卫星以及深空探测器相继发射升空。浩瀚宇宙里总有一幅壮锦吸引人类不停地去探索。受人类航天事业发展所鼓舞，从最初对航天懵懵懂懂的爱好，到成为深度探索通向太空道路的研究员，靠着探寻宇宙空间奥妙执着的热爱和坚持，高扬的太空探索人生之路就这样展开。
高扬，1997年7月毕业于北京航空航天大学自动控制系，获学士学位；2000年7月获中国科学院中国遥感卫星地面站（现为中国科学院对地观测与数字地球科学中心）硕士学位。千禧之年，怀抱着对世界航天知识强烈的求知欲，年轻的高扬随着国内涌起的留跨出了国门，在美国密苏里大学机械与宇航工程系全额奖学金的资助下攻读博士学位，并在毕业后留校1年从事博士后研究。在国外深造的五年（2000-2005）时间里，他有机会广泛而深入地接触国际前沿航天技术知识，为之后回国继续从事相关领域研究奠定了基础。
2005年，高扬踏上了回国征程，成为中国科学院光电研究院/中国科学院空间科学与应用总体部（挂靠光电研究院）副研究员。2006年起，他在中国科学院研究生院（现为中国科学院大学）兼职授课。2011年，高扬受聘为中国科学院空间应用工程与技术中心（原中国科学院空间科学与应用总体部）研究员，同年起被聘为宇航动力学国家重点实验室兼职研究员、中国载人航天工程应用系统主任设计师。肩负着科研、工程与教学的多重任务，高扬开启了他太空探索的另一段崭新征程。
科研路：电推进飞船寻找“行走太空”最佳轨道
回国后，高扬踏上了独立自主的科研路。他承担了国家自然科学基金、中国科学院国防创新基金、中国科学院知识创新工程、国家“863”计划、载人航天工程资助的若干科研项目，开展的研究工作包括深空轨道优化设计、电推进卫星平台的导航、制导与控制、航天器精密定轨、卫星编队轨道控制、空间新型推进方式以及基于光电载荷的轨道姿态确定等。他的系列研究成果发表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力学学报等航天飞行动力学领域国内外核心期刊上，他也因此获得2008年度首届中国科学院卢嘉锡青年人才奖，入选中国科学院青年创新促进会，并在2009年首届、2011年第三届全国深空轨道设计竞赛中获得冠军。
高扬的研究工作是从连续小推力空间最佳飞行轨道的探索开始的，该问题至今仍是极具挑战的课题，而这又与电推进（或称等离子推进）技术的发展与应用密切相关。电推进与目前传统的化学推进不同，它利用电能将推进工质电离形成等离子体，并产生电磁场加速等离子体使其高速喷射从而获得推力。电推进的效率高出化学推进一个量级，相比之下可以节省大量推进工质，成为各航天大国21世纪重点发展的航天技术。早在2001年，高扬在美国深造期间就曾系统地开展了连续小推力轨道优化和电推进任务设计的研究工作。2005年高扬回国时，我国在电推进技术应用方面的研究与美国还有较大差距，还没有电推进航天器的发展计划。作为刚毕业不久的博士，高扬一度难以获得科研基金支持。但他始终认为，电推进代表了先进的可以长期连续推进的工作方式，随着电推进技术本身的不断发展以及空间电源技术的突破，尤其是大功率太阳能与核能电源甚至有望成为太阳系载人飞行推进技术的唯一选择。正是这种观点一直激励着他坚持这方面研究。高扬说：“实际上，钱学森先生早在1963年出版《星际航行概论》一书中就预言电推进能够承载更多有效载荷，并指出电推进产生的连续低推力轨道的计算比大推力轨道要复杂。”为了纪念钱学森先生诞辰一百周年，他受《力学学报》编辑部的邀请，攥写了综述论文《电火箭星际航行：技术进展、轨道设计与综合优化》（发表在2011年第43卷第6期），旨在较为全面地介绍电推进技术应用于星际航行的基本内容与实现途径以及应用于载人深空飞行的设想。
电推进技术应用的核心问题之一是空间轨道优化设计。为了推动我国空间轨道设计的研究工作，高扬与中国力学学会以及国内同行一起为全国空间轨道设计竞赛（2012年前为深空轨道设计竞赛）付出了诸多努力。该竞赛旨在寻找空间飞行全局最优方案，而且可以非常有效地检验各种优化方法的合理性与实用性。2009年第一届全国空间轨道设计竞赛由清华大学主办并负责命题，之后每届竞赛由上届竞赛获得冠军的团队命题。截至今年，在已举办的四次竞赛中，高扬带领的团队获得两届冠军，因此他也成为了2010年第二届、2012年第四届全国空间轨道设计竞赛命题的主要技术负责人。他说：“希望通过竞赛不断提升我国空间轨道设计能力，也希望我国这方面的研究工作在国际上可以逐渐摸索出自己的研究思路，并逐步获得原始创新的研究成果。”
高扬说：“对于空间轨道（特别是连续小推力轨道）优化设计问题的研究让我更为深刻地理解了多方面知识，比如最优控制理论、常微分方程数值解法、动力系统理论、非线性规划、同伦延拓、动态规划、微分几何、组合优化等概念。这些知识的积累也让我逐步具备了触类旁通的能力，并将研究内容逐步拓展到电推进航天器导航、制导与控制、航天器轨道确定技术、洛仑兹力编队飞行等。”然而，他也坦言：“从2005年回国一路走到现在并非一帆风顺，遇到过很多挫折，也曾屡败屡战，但幸运的是一直没有放弃，所以现在逐渐开始领悟到通往太空‘罗马城’的条条大路”。
未来路：奔向太空罗马城
对于下一步的计划和安排，高扬表示首先要脚踏实地做好目前正在承担的本职工作。与此同时，“我希望在空间轨道研究领域继续工作，包括系统地建立空间脉冲或连续推力转移轨道优化设计的通用方法体系，并应用于深空飞行轨道、人造地球卫星轨道、卫星相对运动控制等具体问题中去。同时，我希望有机会参与我国电推进深空探测的科研项目。”
篇5
前不久，美国国家科学基金会的《科学与工程指标2016》显示，中国已成为仅次于美国的世界第二科技研发大国，在研发投入、科技论文产出、高技术制造增加值等重要指标方面已居世界第二位。
据有关部门统计，2015年我国研发经费投入总量为1.4万亿元，占GDP比重2.1%。在公布的《“十三五”国家科技创新规划》，研究与试验发展经费投入强度达到2.5%。科研力量和经费的不断投入，加快了中国工业和制造体系的建立和完善，加快了中国制造迈向中国智造的步伐。
目前，中国是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家，拥有39个工业大类，191个中类，525个小类，已经形成了一个举世无双、行业齐全的工业体系。这些日益完备的工业体系为中国智能制造和发展打下了坚实的基础。
2015年以来，工信部连续两年组织实施智能制造专项行动。在专项行动中，共确定109个示范项目，覆盖63个行业，分布在27个省、自治区、直辖市。初步形成了石化行业智能工程、航空专业网络制造和重大技术装备远程服务和存储可服务可发展模式，还带动一批关键装备和软件产品的突破。
当前，“智能制造”一词已成许多企业家口中最热的词汇。不久前，一项对中国企业的情况调查显示，85%的企业未来一年内有意引入工业机器人、数字化智能机床、数控系统、3D打印机等智能制造设备，22%的企业未来一年向智能制造设备的投入占总预算的20%以上。
还有，国内许多知名企业也积极联合向中国智造迈进，如浪潮集团联合中国航天科技集团、大连船舶重工集团等20多家机构，成立中国智能制造信息化推进联盟，以航空航天、船舶、高端装备制造等国家核心行业为中心，打造协同创新平台与成果产业化应用推广联合体，围绕智能制造产业链的新需求合力攻关，打造智能制造生态圈。
在山东，青岛海信集团每年投入2亿―3亿元打造“智能工厂”，到今年年底将达到上千台机器人的使用规模。在生产场地没有增加和工人数量减少的情况下，电视机产量由2011年的800万台增长到去年的1110万台，增长了39%。
因此，人们相信中国智造业的产品智能、设备智能、生产过程智能，将是继零售业、信息传播产业等领域发生颠覆性改造以后的下一个，智能制造是中国工业经济阵营里的新技能。
国外智造业战略的提出和发展
当前，智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势，世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。如日本早在1989年提出智能制造系统，美国在1992年执行新技术政策，大力支持包括信息技术、新的制造工艺和智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目，选择了39项核心技术，其中信息技术、分子生物学和先进制造技术均突出了智能制造技术的地位。
目前，智能制造装备跨国企业主要集中在美国、德国及日本工业化发达国家。以智能控制系统为例，全球前50家企业排行榜中74%为美、德、日企业，入榜企业最多的是美国和德国，各有13家，其次是日本有11家企业，其后相对居多的国家是英国和瑞士，其中，排名前10位企业中有半数是美国企业。
近年来，美国为了重塑制造业的全球竞争优势，启动了制造业振兴计划，加快发展技术密集型先进制造业，实现再工业化。并研发智能制造系统集成等关键要素技术进行系统支持。
奥巴马政府也重点提出了再工业化战略，目的是优化本国投资环境，吸引本国制造业回归和外国直接投资。从2010―2014年，美国制造业以年均3.46%的速度增长，高于同期GDP增长率，制造业就业人数从1200多万上升到1300多万，年均增长2.05%，制造业成为美国经济复苏的重要引擎。
2013年，美国GE公司宣布将在今后几年投入15亿美元开发工业互联网，并同年《工业互联网@工作》报告，直接与美国政府的战略举措相呼应。在GE公司的未来构想中，工业互联网将通过智能机床、先进分析方法以及人的连接，深度融合数字世界与机器世界，深刻改变全球工业。
还有德国政府，根据本国工业形势发展需要积极和弗劳恩霍夫研究所、各州政府合作，投资数控机床、制造和工程自动化行业应用制造研究，巩固其制造业领先地位。
篇6
“十二五”期间，拱墅区教育信息化的现状总的来说是发展快、势头好、亮点多。特别国家教育信息化试点项目的建设与实施，大大推动了我区教育信息化进程。不仅从硬件基础建设、软件开发应用、数字校园特色建设均突飞猛进，教育信息化已成为拱墅教育发展的重要助推器。
一、拱墅区教育信息化的推进策略
拱墅区教育信息化推进策略：区域推进、分步实施、全面融合，引领教育信息化发展；学校并举、和而不同、多元发展，创新教育信息化特色，共同构建拱墅教育信息化新高地。
二、区域推进，引领教育信息化发展
1.规划优先，力争教育信息化发展高定位
2011年4月全区教育工作会议上，区委区政府出台《关于加快推进区域教育现代化的实施意见》，《意见》将“教育信息化提升工程”确定为我区教育现代化工程之一。
同年，出台《拱墅区校园建设及教育信息化“十二五”发展规划》，并首次把“教育信息化发展规划”作为我区教育改革与发展“十二五”规划的子规划，明确了今后5年每年投入不少于1000万元及教育信息化的总体目标任务、推进步骤。
2012年6月，我区召开近几年来首次专题性的“拱墅区教育信息化工作会议”，并颁发《关于进一步加强全区教育信息化建设的实施意见》。《意见》将每年信息化投入提升为每年不少于2000万元，并要求学校将生均公用经费的10%用于维护和运作、培训等，还对学校信息技术的地位、网管队伍建设、论文评审工作等内容作了明确要求。
2.硬件到位，确保教育信息化建设同起点
（1）升级终端设备。“十二五”伊始，我区加快了教育终端升级。2011年开始，先后投入1400多万为全区所有的班级配备了电子白板或多媒体触摸一体机；完成教师第二轮手提电脑的更新配备，投入1200多万为全区2500多名的一线教师更新了笔记本电脑。
（2）夯实基础装备。全区中小学计算机教室拥有率、学校校园网覆盖率、教师笔记本配备率、班级多媒体配备率均达到100%，全区有效生机比达3.45∶1，名列杭州市前列，为实施教育信息化提供了有力的基础保证。
（3）构建万兆主干城域网
数字校园建设示范校建立万兆骨干千兆到桌面的基础链路；所有中小学以万兆光纤接入校园，为网络阅卷、视频点播、视频会议、教育资源等大流量应用提供安全、稳定、可靠的网络链路。2011年，全区教育无线覆盖项目（一期）全面实施，为一对一数字终端教学、物联网、移动办公等教学应用提供无线上网服务。
（4）构建区域数据服务中心
2012年完成机房虚拟化建设，实现所有物理服务器的虚拟化，虚拟服务器达88台，成为杭州教育系统最先进的数据中心之一，为全区中小学的各项应用提供硬件保障。
3.平台搭建，培育教育信息化发展软环境
（1）专家引领，培育专业团队
在行政层面，以区政府名义成立了区教育信息化工作领导小组，由虞文娟副区长担任领导小组组长；由教育局张云雷局长挂帅成立了拱墅区教育信息化指导小组；为配合国家教育信息化试点项目，成立了以副局长挂帅的拱墅区教育信息化实施小组，统领全区的教育信息化试点和推广工作。
在技术层面上，成立由省市技术中心、高校、兄弟（县）区等专家组成的专家组，省教育技术中心施建国主任担任组长，为全区教育信息化工作提供组织保障和智力支持。还成立了由教育局局长担任会长的拱墅区教育学会现代教育技术专业委员会，个人会员70多名，团体会员12个，构成我区教育信息化发展的重要力量。为加强技术应用，成立了拱墅区现代教育技术研究小组，包含16名成员，构成一支具有较高技术水平的专业技术团队。为加强拱墅区教育技术中心的技术力量，我区聘请了专业团队中6位老师为教育技术兼职研究员，每周定点时间参与区教育技术中心的工作。
（2）分层培训，提升技术应用能力
培训是推进教育信息化重要手段，我区实施多层培训机制，全面提升技术应用能力。一是提升信息化领导力的培训。2012年3月，区教育局召开党委中心理论组学习（扩大）会，邀请局班子成员、机关副科级以上干部及各中小学校级干部和学校现代教育技术负责人参加，邀请省市专家专题培训现代教育技术，并实地参观了源清中学的信息化建设，进一步深化了对教育信息化工作的理解和认识。二是面向校级领导干部的信息化培训。我区通过教育信息化工作会议、干部大会等形式，对校级干部进行教育技术的提高培训。2012年6月全区教育技术工作会议上，邀请浙江省教育技术中心主任施建国作专家报告。2013年8月暑期干部大会，邀请教育部教育信息化试点协调推进组组长韩俊为全区的校级领导干部作讲座。三是教育信息化负责人及网管员的培训，每年安排5-8次，邀请省市区教育技术专家开展信息化应用、技术、整合、融合的讲座、案例剖析、经验交流。四是启动全体教师教育技术应用能力培训，三年内全体教师通过网络培训、校本培训、区域培训参与教育技术能力的培训。
（3）软件应用，构建区域信息化公共服务应用
拱墅区开展教育信息化三大基础平台建设：数据基础平台、统一身份认证平台、拱墅区教育门户网站，为拱墅区开展区域教育信息化应用提供数据基础保障；2014年，我区基础数据库与浙江省师训管理平台数据库进行对接，统一管理学校、教师、学生等基础数据，实现统一数据交换、基础数据服务、统一身份认证等功能。保证各校之间基础数据的统一性、权威性，为全区开展大规模的网络学习、在线交流、在线管理提供了数据支持。
为避免学校重复建设，提高部分应用的使用效率，提出“公共应用区里建，特色应用学校建”的建设模式，统一规划各类应用，对于全区有普遍性、统一性的应用平台由区级统一建设。推进教育公共应用服务，为教育教学提供便捷的服务和支撑。我区推出基于以自主知识管理为目标，构建区域公共资源库，实现“区本”教育资源的应用和交流。推出基于管理与阅读的电子图书馆和纸质图书馆管理平台，面向全体师生实现共同阅读、交流、展示；推出全区统一的无线网络服务，使我区教师在区内任一学校通过自己的账号享受上网服务。
4.项目试点，打开教育信息化发展快通道
2012年11月，我区成为全国首批教育信息化区域试点单位，承担“拱墅区教师网络工作室（学习空间）”平台开发与建设，经过一年多来的开发与建设，2014年1月正式上线使用，目前有近百个工作室和3000多个教师空间，开展了上百次的网络研修活动。“拱墅区教师网络工作室（学习空间）”平台在教师人人通网络学习空间的基础上，把教师工作室与人人通网络学习空间相整合，形成具有拱墅特色的全区教师空间的研修模式。它以学习空间为核心，拓展到教师个体、学科、发展群、跨界团队等各类工作室的形式，以网络课程和资源中心为支撑，以激励评价机制、交流协作机制为两翼，构成了整个系统空间平台。工作室分为个体工作室和团队工作室。个体工作室是特级教师、名教师、草根教师的专业发展工作室。团队工作室则是以学科教研、学校发展群、主题、特色品牌等命名的工作室。
形成研修过程可视化、交流方式多元化、资源架构迁移化、研修资源集约化、个体研修智能化、空间互动一体化的亮点特色。构建了教师网络工作室（学习空间）研修的四种模式，基于个体学习的教师研修模式，基于团队共进的教师研修模式、基于资源建设的教师研修模式、基于课程建设的教师研修模式，帮助教师开展研修活动，引领教师专业发展，从而提高课堂教学水平，提高广大教师运用现代教育技术的能力和水平，推动教育教学模式创新。
5.课题引领，挖掘教育信息化的深内涵
使用科研手段，进一步提升教育信息化建设的内涵。2011年我区把信息化建设工作列为重点工程后，提出《高水平小学培育背景下区域推进数字校园建设的实践与研究》的课题研究，此课题2012年在中央电教馆立项，进一步理清思路，以课题为引领，将工作重心从基础硬件建设向应用普及、队伍建设转移，努力打造全区教育信息化新亮点。
2012年，我区成为首批国家教育信息化试点单位，承担“以特级教师工作室和学习空间推动教育教学模式创新”的试点项目建设，我们成立了课题组来开展此项试点工作。
与此同时，我区数字校园示范建设校纷纷行动起来，把数字校园建设与教育科研有效地结合起来，2013年我区学校有5项教育技术课题在中央电教馆立项，有效地推进了学校信息化进程。课题引领正成为我区推进教育信息化工作的重要手段和方式。2014年6月，我区又向中央电教馆申报了7项信息技术课题。
6.绩效推动，引导教育信息化应用新方向
通过绩效评估手段，有效的引领我区教育信息化建设和应用的方向。从2011年开始，我区每年调整和制定《拱墅区教育信息化绩效评估标准》，内容包括“学校管理、资源建设、应用推广、应用效益”四大块，引领和指导全区教育信息化工作，将教育信息化绩效评估结果纳入全区的学校年度目标考核中。绩效评估中应用推广、应用绩效占比60%。开展区域推进项目的教育技术能力比武，如为推进电子白板应用，我区开展电子白板应用技术考核（分现场考核和集中考核）、电子白板微课评比。
三、学校并举，落实创新教育信息化
2011年我区制定了《拱墅区数字校园建设实施方案》，对全区数字校园建设进行了具体部署。2011年，启动卖鱼桥小学等3所数字校园试点工作。2012年新增8所数字校园示范建设校，2014年又新增5所数字校园示范建设校，到目前为止超过57%的公办中小学成为数字校园示范建设校。
学校在区域推进数字校园建设的大环境下，积极参与区域应用的建设，开展数字校园建设，提高教师信息化素养和应用水平，同时在区域推进的高水平环境下，有更多的时间、教育资源、人力资源开展学校特色化应用研究。
1.学校成为区域信息化应用落地的执行者
学校在区域统一规划部署网络环境规划下建设学校的基础应用环境，积极推进区域公共服务的培训、应用、落实。结合全区教育信息化硬件建设，构建学校的网络信息化环境；结合区域公共应用服务推广，开展提高教育教学管理水平和效率；结合国家教育信息化项目的实施，切实推进学校的教学应用研究、积累丰富区域教育资源，共同构建区域性信息化应用大环境。
2.学校成为校园信息化融合应用的创造者
数字校园不应“千校一面”，每个学校需要在自己的办学特色、教学特色，形成自己的特色应用、特色品牌。应用区域平台大大降低了学校建设通用平台的精力和时间，更好的分析学校的特色应用需求，开发和应用本校的信息化特色应用。积极鼓励学校在文化品牌建设的基础上实施数字校园建设，提出数字校园建设既要与教育教学管理深度融合，又要有自己的亮点特色。经过学校的实践与探索，在教育教学管理、文化品牌特色、课堂教学实践等应用形成了一批特色鲜明的数字校园亮点。
