我国航天技术的发展
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篇1:俄航天纳米技术发展现状分析论文
俄航天纳米技术发展现状分析论文
一、俄航天纳米技术领域的主导机构
根据2 0 0 7 年8 月2 日俄政府批准的“~发展俄联邦纳米工业基础设施”联邦专项计划的附件1第4项以及附件5第7项,俄联邦航天局确定俄航天纳米技术研究领域的主导机构为联邦国企“凯尔迪什研究中心”,同时该中心也是“用于航天技术设备的功能性纳米材料”方面的领头机构,以及“航天系统动力和供电”领域的纳米技术应用中心;而该应用中心作为俄政府选定的全俄十几家纳米工业“集体利用中心”之一,负有在相关联邦专项计划的实施范围内,为俄航天纳米工业领域的研制任务方以及其它行业的研制机构提供利用研究和技术设备的职能。纳米技术应用中心拥有优秀的专家人才,技术配备力量在俄罗斯处于领先地位,其主要研究领域包括:纳米合成材料、碳纳米管、纳米结构、涂覆面、航天动力以及度量衡计量等。
纳米技术应用中心于底成为凯尔迪什研究中心的独立分支机构,并得到联邦专项计划范围内的财政专项拨款,用于建设包括新建大楼、购置和开展高水平研究所需的现代化设备装置的基础设施。该中心拥有多套专业化仪器装置:纳米粉末制造装置、超声波分散剂量拌器、蒸发烘干机、熔模铸造模型装置CAM-L252TB、用于制品的烧结和热处理加工(可达2800℃)的综合装置、热模压装置、脉冲等离子烧结装置FCT-HPD 25等,具有通用性,能够实现金属、氧化物、碳化物、氰化物、混合物等各种材料的合成。其中的纳米粉末制造装置,能合成具有分散度和化学组成为10~80nm粒子的无机纳米粉末,可实现用粉末技术获取纳米陶瓷和纳米合成产品。这些装置既可用来进行科研试验设计工作,也可用于小批量工业生产。
二、俄航天领域“纳米主干线”项目
,俄罗斯发布了“为制造导弹航天设备的高可靠性和高质量的先进产品、研究建立纳米技术研制应用方面的科技储备”项目(简称“纳米主干线”)的竞标书。“纳米主干线”项目是为发展俄联邦2030年前航天能力而制定科研课题和提案的综合研究工作。合同的初始价格为5.833亿卢布,完成期限从国家合同的签订日的20底到底。凯尔迪什研究中心纳米技术部赢得了“纳米主干线”项目的竞标。为实施“ 纳米主干线” 项目, 凯尔迪什研究中心组织了30多个合作承包机构,其中航天领域的机构主要有复合材料公司、量子科研生产公司、进步火箭航天中心、动力机械制造科研生产公司、能源火箭航天公司等,此外,还包括一批俄罗斯科学院相关专业研究所和高校的研究机构,如俄罗斯科学院约非物理技术研究所、俄罗斯莫斯科国立航空航天大学、俄罗斯国立鲍曼科技大学。
三、发展现状
目前,虽未见俄航天纳米技术领域公开的专门研究项目或计划,但是从俄罗斯历年举行的国家级展览、论坛和科技大会以及俄罗斯公开发表的学术报告文集、汇编等出版物上,可以看到俄航天领域纳米技术的主要研究方向以及取得的部分成果。
11月,凯尔迪什研究中心在莫斯科召开第一届“全俄用于航天设备的功能性纳米材料”大会。由凯尔迪什研究中心、研究纳米技术的俄高等院校与俄科学院的相关科研院所、俄航天领域的科研企业与机构、俄罗斯纳米国家集团和俄国防工业综合体其它行业的相关企业与机构的专家学者参会。会议就“纳米合成材料”、“提高航天器效能的纳米材料”、“纳米材料的电磁特性”和“研究纳米材料先进的方法和工艺技术”等专题进行了学术成果交流汇报,并确定了今后在火箭航天领域纳米技术的主要发展方向——航天器小型化、提高制造航天装备材料的强度、通过应用耐高温和侵蚀性介质的纳米涂层降低工作的故障率、提高火箭发动机的可靠性、生产高效的光学元器件等。
会议在用于航天装备的碳-聚合纳米复合材料方面,交流了碳纳米管的结构和其主要的力学、热物理、电学特性及其获取和使用方法,以及工作在极端条件下的航天器对材料和涂层的基本要求;介绍了目前对复合材料特性已取得的研究成果。凯尔迪什中心纳米技术部门展出了曾在莫斯科举办的第二届国际纳米技术大会上获奖的活动成果——利用等离子集束工艺喷涂的热防护涂层和耐磨涂层。这种工艺方法能够制造可广泛应用的多层纳米结构植入涂层。例如,应用在发动机燃烧室侧壁的热防护涂层中,能够提高火箭发动机推力(放弃以锆氧化层在燃烧室作为腔壁冷却幕的方法),或者提高100~200kg的入轨有效载荷质量,由此能节约1500~3000万卢布的发射费用。凯尔迪什研究中心还展示了用纳米技术复合材料(碳-碳、碳-陶瓷)制成的非冷却喷管,用在液体火箭发动机上能够将比冲提高3%~5%,将有效载荷入轨成本降低15%~20%;并介绍了使用导热能力非常低或者非常高的材料可以实现具有特殊性能的纳米复合材料的技术应用。在纳米粉末及其在特殊陶瓷中的应用问题方面,与会专家着重介绍了用溶胶凝胶体(凝胶技术)方法获取新的纳米材料所取得的成就,以及通过使用纳米陶瓷提高现代火箭发动机的性能。俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理和材料学研究所的专家们,在理论计算的基础上研制出了提高耐裂化性的多层纳米涂层制造工艺,并介绍了使用多层涂层技术的热防护涂层能够预防火箭部件或者飞机发动机裂化的效果。
6月莫斯科举行了“全俄青年科技创造成果展”,月和月莫斯科举办了第三届和第四届“国际纳米技术论坛”(RUSNANOTECH),俄罗斯举办了“航空航天创新大会”,俄航天领域举行了数次纳米研究专题汇报和成果交流会。从以上活动的研究成果汇编中可以看出,目前俄罗斯航天纳米技术研究的主要方向为:材料特性研究、功能性研究、制造方法和技术研究。而且,俄罗斯航天在纳米技术领域的研究深入、应用广泛、成果丰硕。历次研究专题汇报和成果交流会研究汇编的部分目录按大致三个方向分类列出:
⑴复合纳米材料和结构(材料特性研究)碳纳米材料的特性和应用、功能性覆层和结构纳米复合材料、含纳米微粒的新型复合结构材料——碳纳米管、用于高温陶瓷纤维复合材料——纳米结构的多层界面、纳米粉末及其在特殊陶瓷工艺上的应用、多组分不锈钢薄膜的其它功能特性(温度稳定性和耐热性)、纳米结构薄膜和涂层在航天设备上的先进新功能、碳纳米管的清洁和排除特性、纳米铝氧化过程的调动、纳米结构的合金、纳米结构的多层界面、具有形状记忆功能的纳米结构TiNi-TiCu合金系统、光敏纳米复合材料、基于镓的弥散-硬化纳米复合材料焊料、作为有前景的航天器材料的碳聚合纳米合成物、纳米粉末及其在特殊陶瓷工艺中的应用。
⑵提高航天器效能的`纳米材料(功能性研究)基于碳纳米管的感应控制设备、纳米结构在热核反应堆中的问题、防热防腐蚀和可调节航天器结构件表面温度的涂层、用于降低有效载荷结构件入轨质量的轻质高强度材料、用于航天器的碳纳米管、在高温加热器上应用纳米材料、作为航天设备先进材料的碳聚合纳米复合材料、航天应用的功能涂覆层和结构纳米复合材料、液体燃料发动机燃烧室侧壁纳米材料与燃料燃烧产物相互作用的物理化学过程、纳米铝氧化过程的调用、新型先进功能性纳米结构薄膜和敷层及其机械和摩擦性能的获取和考核、用等离子喷雾粉末喷涂热防护纳米结构涂层的方法、纳米技术在航天员生命保障系统的未来应用。
⑶制造纳米材料的先进方法和工艺技术(制造方法和技术研究)为航天设备获取纳米材料的激光技术、利用激光技术制造基于复合纳米材料的复杂形状航天设备零件、获取纳米材料的气动力学和等离子技术方法以及研究其激光特性;薄膜厚度和其光学常数的光学测量方法、中等能量的散射光谱测量法运用在纳米电子和闪烁镜中的超细薄结构分析;纳米粉末的获取和航天应用、等离子纳米粉末冶金的物理化学和工艺技术;用高温分解的气相沉淀法在硅基片表面上合成碳纳米管、为获取各种形状的碳纳米管应用磁控管喷涂方法、碳纳米系统合成的单相法、垂直定向的纳米管的制造方法、带有纳米管的探测传感器获取技术。
四、航天领域纳米技术应用前景
作为航天发展优先方向之一的纳米技术,其应用前景极其广泛,包括:工程材料(轻质结构、耐损伤材料、涂层、防热材料、热控材料);能量产生和贮存(能量产生、存贮、发送);推进系统(纳米推进剂、空间推进);电子器件和传感器(传感器、激励器、其它电子器件);宇航员生命保障系统等。
篇2:我国的航天演讲稿怎么写
大家好!
“三、二、一,点火!”一声令下,神舟十四号运载火箭婉如像一条巨龙,承载着中国人民的梦想,从世界的东方冉冉升起,飞向神秘而深邃的宇宙。这一刻,这三位航天英雄的名字,已经永远记在了我的心里。
当我们为这次飞行的成功欢呼、激动、庆祝的时候,谁能想到他们在成功的路上流了多少汗水?他们每天都要在失重状态下刻苦训练,还要在很多常人无法想象的环境中接受考验...但他们并不抱太大期望,每次培训的结果都挺好的。他们知道自己肩负着伟大的使命和每一个中国人赋予他们的厚望。除此之外,我们还要感谢那些在工作岗位上日夜奋战,为这次飞行的圆满成功做出无私贡献的科学家们。如果不通宵工作,不吃饭不睡觉,那谁来设计火箭,研究它的性能?更别说发射火箭了。其实某种程度上,你们也是太空英雄!是的,你把荣誉给了别人,把辛苦留给了自己。是的,你们永远默默无闻,但你们为我们祖国的航天事业贡献了你们的大英雄!
这些人和三名宇航员是我们中华民族应该感到自豪的一群人。正是因为他们发扬了团结和坚韧不拔的精神。正是因为中国有这样的一群人,中国才会大踏步前进,国家的事业才会像火箭一样腾飞,祖国才会更加繁荣昌盛。他们是更多我们学习的榜样!因为这些,他们的名字不仅会在我心中,更会深深的铭记在每一个中国人的心中!
篇3:我国重载电力机车车体设计及技术发展
我国重载电力机车车体设计及技术发展
结合我国现有的重载直流传动机车及交流传动机车的`运行情况,介绍了我国重载机车车体的技术现状及主要特点,根据重载机车的技术特点,着重阐述了重载机车车体设计,并提出了重载机车车体的技术发展方向.
作 者:金希红 JIN Xi-hong 作者单位:南车株洲电力机车有限公司,湖南,株洲,41 刊 名:电力机车与城轨车辆 英文刊名:ELECTRIC LOCOMOTIVES & MASS TRANSIT VEHICLES 年,卷(期): 32(1) 分类号:U260.32 关键词:重载电力机车 车体 技术现状 设计 技术发展篇4:我国废气污染物防治技术发展概述
我国废气污染物防治技术发展概述
本文介绍了目前我国的'废气污染物种类及防治技术装备水平;分析了国内废气污染物防治技术的发展情况.
作 者:中国环境保护产业协会废气净化委员会 Committee for Waste Gas Purification, CAEPI 作者单位:中国环境保护产业协会废气净化委员会,北京,100037 刊 名:中国环保产业 英文刊名:CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 年,卷(期): “”(12) 分类号:X701 关键词:废气污染物 防治技术 治理设备篇5:我国风力发电现状及其技术发展论文
能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主,它不仅资源有限,而且造成了严重的大气污染。因此,对可再生能源的开发利用,特别是对风能的开发利用,已受到世界各国的高度重视。风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源,大力发展风电这一清洁能源已成为世界各国的战略选择。我国风能储量很大、分布面广,开发利用潜力巨大。近年来我国风电产业及技术水平发展迅猛,但同时也暴露出一些问题。总结我国风电现状及其技术发展,对进一步推动风电产业及技术的健康可持续发展具有重要的参考价值。
篇6:我国风力发电现状及其技术发展论文
2月,我国国家立法机关通过了《可再生能源法》,明确指出风能、太阳能、水能、生物质能及海洋能等为可再生能源,确立了可再生能源开发利用在能源发展中的优先地位。12月,我国政府向世界承诺到单位国内生产总值二氧化碳排放比20下降40%~45%,把应对气和变化纳入经济社会发展规划,大力发展包括风电在内的可再生能源与核能,争取到20非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台,风电产业迅猛发展,有望成为我国国民经济增长的一个新亮点。
我国自上世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始,经过二十几年的发展,我国的风电市场已经获得了长足的发展。到20底,我国风电总装机容量达到2601万kW,位居世界第二,年新增装机容量1300万kW,占世界新增装机容量的36%,居世界首位[1,2]。可以看出,我国风电产业正步入一个跨越式发展的阶段,预计我国累计装机容量有望突破4000万kW。
从技术发展上来说,我国风电企业经过“引进技术—消化吸收—自主创新”的三步策略也日益发展壮大。随着国内5WM容量等级风电产品的相继下线,以及国内兆瓦级机组在风电市场的普及,标志我国已具备兆瓦级风机的自主研发能力。同时,我国风电装备制造业的产业集中度进一步提高,国产机组的`国内市场份额逐年提高。目前我国风电机组整机制造业和关键零部件配套企业已能已能基本满足国内风电发展需求,但是像变流器、主轴轴承等一些技术要求较高的部件仍需大量进口。因此,我国风电装备制造业必须增强技术上的自主创新,加强风电核心技术攻关,尤其是加强风电关键设备和技术的攻关。
篇7:我国风力发电现状及其技术发展论文
风力发电技术是涉及空气动力学、自动控制、机械传动、电机学、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。目前在风能发电领域,研究难点和热点主要集中在风电机组大型化、风力发电机组的先进控制策略和优化技术等方面。
2.1风力发电机组机型及容量的发展
现代风力发电技术面临的挑战及发展趋势主要在于如何进一步提高效率、提高可靠性和降低成本。作为提高风能利用率和发电效率的有效途径,风力发电机单机容量不断向大型化发展。从20世纪80年代中期的55kW容量等级的风电机组投入商业化运行开始,至1990年达到250kW,突破1MW,即达到2MW。进入21世纪,兆瓦级风力机逐渐成为国际风电市场上的主流产品。德国Repower即研制出第一台5MW风电机,Enercon开发出第二代直驱式6WM风电机,预计单机容量将突破15MW[1,3]。从世界范围来看,1.5MW-2MW的机型占世界机组容量的比例,已从的63.7%飞速上升到80.4%;而在我国,年风电场新安装的兆瓦级风电机组占当年新装机容量的21.5%,而2009年比例已经上升到86.86%[4]。这表明容量风电机组已经成为我国风电市场上的主流产品。
2.2风力发电机组控制技术的发展
控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键技术[5,6],这是因为:
1)自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性,这样风力机所获得的风能也是随机和不可控的。
2)为使风能利用率更高,大型风力发电机组的叶片直径大约在60m~100m之间,因此风轮具有较大的转动惯量。
3)自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用。
4)风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣,在海岛和边远的地区甚至海上,人们希望分散不均的风力发电机组能够无人值班运行和远程监控。这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。
因此,众多学者都致力于深入研究风力发电的控制技术和控制系统,这些研究工作对于风力发电机组优化运行有极其重要的意义。计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域,并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展,控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展,甚至向智能型控制发展。
定桨距型风力机指桨叶与轮毂的连接是固定的,即桨距角固定不变,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变。失速型是当风速高于额定风速,利用桨叶翼型本身所具有的失速特性,即气流的攻角增大到失速条件,使桨叶的表面产生涡流,将发电机的功率输出限制在一定范围内。失速调节型的优点是简单可靠,当风速变化引起输出功率变化时,只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不做任何控制,使控制系统大为简化。其缺点是叶片重量大,桨叶、轮毂、塔架等部件受力较大,机组的整体效率较低,也使得这些关键部件更容易疲劳磨损。
变速恒频风力发电机组是近年来发展起来的一种新型风力发电系统,其转速不受发电机输出功率的限制,而其输出电压的频率、幅值和相位也不受转子转速的影响。与恒速风电机组相比,它的优越性在于:低风速时能够跟踪风速变化,在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能;高风速时利用风轮转速的变化调节风力机桨距角,在保证风电机组安全稳定运行的同时,使输出功率更加平稳。变速恒频风力发电机组通过励磁控制和变桨距调节来实现最佳运行状态。变桨距是根据风速和发电机转速来调整叶片桨距角,从而控制发电机输出功率,由传动齿轮箱、伺服电机和驱动控制单元组成。随着风电控制技术的发展,当输出功率小于额定功率状态时,变桨距风力发电机组采用OptitiP技术,即根据风速的大小,调整发电机转差率,使其尽量运行在最佳叶尖速比,以得到理想的输出功率。变桨距风力发电机组的优点是:输出功率平稳,在额定点具有较高的风能利用系数,具有更好的起动性能与制动性能,能够确保高风速段的额定功率。
2.3风力发电机组控制策略的发展
风能是一种能量密度低、稳定性较差的能源,由于风速、风向的随机性变化,导致风力机叶片攻角不断变化,使叶尖速比偏离最佳值,风力机的空气动力效率及输入到传动链的功率发生变化,影响了风电系统的发电效率并引起转矩传动链的振荡,会对电能质量及接入的电网产生影响,对于小电网甚至会影响其稳定性。风力发电机组通常采用柔性部件,这有助于减小内部的机械应力,但同时也会使风电系统的动态特性复杂化,且转矩传动模块会有很大振荡。目前,对风力发电机的控制策略研究根据控制器类型可分为两大类:基于数学模型的传统控制方法和现代控制方法。传统控制采用线性控制方法,通过调节发电机电磁转矩或桨叶节距角,使叶尖速比保持最优值,从而实现风能的最大捕获。对于快速变化的风速,其调节相对滞后。同时基于某工作点的线性化模型的方法,对于工作范围较宽、随机扰动大、不确定因素多、非线性严重的风电系统并不适用。
现代控制方法主要包括变结构控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等[7,8]。变结构控制因具有快速响应、对系统参数变化不敏感、设计简单和易于实现等优点而在风电系统中得到广泛应用。鲁棒控制具有处理多变量问题的能力,对于具有建模误差、参数不准确和干扰位置系统的控制问题,在强稳定性的鲁棒控制中可得到直接解决。模糊控制是一种典型的智能控制方法,其最大的特点是将专家的知识和经验表示为语言规则用于控制,不依赖于被控制对象的精确的数学模型,能够克服非线性因素的影响,对被调节对象有较强的鲁棒性。由于风力发电机的精确数学模型难以建立,模糊控制非常适合于风力发电机组的控制,越来越受到风电研究人员的重视。人工神经网络是以工程技术手段来模拟人脑神经元网络的结构与特征的系统。利用神经元可以构成各种不同的拓扑结构的神经网络,它是生物神经网络的一种模拟和近似。利用神经网络的学习特性,可用于风力机的低风速的节距控制。
3存在的问题及展望
尽管近年来我国风电产业得到了迅猛的发展,但同时也暴露出众多的问题。
首先,我国尚未完全掌握风电机组的核心设计及制造技术。在设计技术方面,我国不仅每年需支付大量的专利、生产许可及技术咨询费用,在一些具有自主研发能力的风电企业中,其设计所需的应用软件、数据库和源代码都需要从国外购买。在风机制造方面,风机控制系统、逆变系统需要大量进口,同时,一些核心零部件如轴承、叶片和齿轮箱等与国外同类产品相比其质量、寿命及可靠性尚有很大差距。其次,我国风电发展规划与电网规划不相协调,上网容量远小于装机容量。风电发展侧重于资源规划,风电场的建设往往没有考虑当地电网的消纳能力,从而造成装机容量大,并网发电少的现状。2009年新增装机容量中1/3未能上网,送电难已经成为制约风电发展的瓶颈。最后,我国风电的技术标准和规范不健全,包括风机制造、检测、调试、关键零部件生产及电场入网等相关标准亟需建立和完善。因此,展望我国未来的风电产业发展,必须加强自主创新掌握核心技术;必须加大电网建设力度,合理规范风电开发;必须加大政策扶持力度,建立健全完善统一的风电标准规范体系。
参考文献:
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篇8:浅析社会评价对我国技术发展的影响
浅析社会评价对我国技术发展的影响
在技术发展过程中社会评价发挥着重要的作用,它通过肯定性评价或否定性评价来对技术的发展加以积极的推动或消极的`抵制.当前我国对技术的社会评价具有自己的特点,需要具体问题具体分析,由此通过准确的社会评价来促进我国技术的现代化.
作 者:王刚 作者单位:沈阳师范大学,政治经济系,辽宁,沈阳,110034 刊 名:沈阳师范大学学报(社会科学版) 英文刊名:JOURNAL OF SHENYANG NORMAL UNIVERSITY(SOCIAL SCIENCE EDITION) 年,卷(期): 27(1) 分类号:B029 关键词:社会评价 技术发展 影响篇9:我国汽车行业节能环保技术发展现状及展望
我国汽车行业节能环保技术发展现状及展望
摘要:本文阐述了中国汽车工业的发展现状,并介绍了汽车关键的节能技术和新能源技术,指出了环保型汽车是未来汽车的发展趋势.作 者:朱剑宝 作者单位:福建交通职业技术学院汽车运用与工程机械系,福建,福州,350007 期 刊:机电技术 Journal:MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY 年,卷(期):2010, 33(1) 分类号:X734.201 关键词:汽车 节能 环保 发展【我国航天技术的发展】相关文章:
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