为您找到与资源利用与植物保护技术进展相关的共200个结果:
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广州市珠江三角洲地区建城最早的历史(教学案例,试卷,课件,教案)名城,也是岭南的首府。自古以来就是广东经济和文化最发达的城市。经过两千多年的历史(教学案例,试卷,课件,教案)长河,留下了不少传统的商业街区。这街区不仅有浓郁的商业氛围,而且积聚了浓厚的文化底蕴。
例如北京路,地处广州市中心,交通十分便利,是广州城建之始的所在地,也是有史以来广州最繁华的商业黄金宝地。还汇聚了6个有千年以上历史(教学案例,试卷,课件,教案)的文物古迹。它们是北京路千年古道遗址、千年古楼遗址、南越国御苑遗址、西汉水闸遗址、秦代造船工场遗址和千年古寺大佛寺。我们要充分利用这得天独厚的旅游资源,经广州文物考古研究所发掘、考证后,把历史(教学案例,试卷,课件,教案)古迹开发出来,这样可以吸引大量的游人参观游览。同时,我们要发挥传统商业街区优势,在北京 路建立大量商店,满足游人的需要。
还有被称为“西关商廊”的广州上下九商业步行街,也是一条具有特色的老街,但毕竟是旧城旧商圈。我们必须将其改造升级,充分挖掘本地的历史(教学案例,试卷,课件,教案)文化资源的内涵,走文化差异化竞争的路线。不要盲目去模范、克隆其它地区或国家,让其独特的岭南文化、浓郁的西关民俗文化和远近闻名的饮食化融入上下九的商业中。政府必须修复骑楼,并且还原一些具有传统商贸文化特色的“老字号”商铺,如锦纶会馆修复整饰后只针对一些纺织行业进行招商,通过经营文化来繁荣商业。
旅行社可以在北京路、上下九这样的传统的商业街区中设立旅游购物点,一来可以宣传广州的传统文化,二来可以促进消费,为广州的经济带来腾飞。
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【摘 要】英语要做到有效教学,就要很好的利用有效的学习资源,教学中要引导学生寻找和利用有效的学习资源,提高教学的有效性。
【关键词】英语教学 有效性 学习资源
新课程英语教学中要组织学生发现、寻找、搜索和利用学习资源,充分利用有效教学资源去提高教学的有效性。
新课程改革要求教师要做有心人,注意引导学生开发课外的学习资源。例如在“What’s the weather like today?”的教学中,教师可以利用图片引出有关天气的生词 sunny,windy,cloudy,这其中 sun, wind, cloud都是已经学过的单词,教师可以设问“Can you make a rule out of these three words?”启发学生进行观察、分析、从而由学生自己总结出--y是形容词后缀,并结合这个规律进行思考,学习snowy, showery, misty 等生词。这样的教学能帮助学生化不知为知,使有限的词汇知识化为无限的生成单词的能力。教师应该引导组织学生搜集、利用学习资源,有意识的把学生的阅读积累和相关的生活经验结合起来作为重要的课程资源。
在学习七年级牛津版英语教材第三单元关于节日的话题时,教师要求学生自由的讨论关于圣诞节的词汇,他们主动的查字典,相互帮助解决难题。这样的活动使教师的课堂教学不单单是对学生进行知识的传授,更为重要的是培养学生的能力,让学生在老师的指导下学会学习。小组中进行合作探究,互问互答,老师适时的点拨,及时进行个别辅导,教师主动参与到各个小组的讨论。这样的活动形式,在不经意中展示了新的理念带给学生的乐趣,使英语课堂不再是枯燥无趣的言语操练。
积极的心理氛围是有效教学资源,教学中就要营造有效教学资源。教学中要采用适当的方式,给学生以心理上的安全和精神上的鼓舞,使学生的思维更加活跃,探索热情更加高涨。特别是初一的学生,刚进入中学阶段,有着爱说爱闹的孩子气,他们无所顾忌、敢想敢说、好动,求新求异的愿望强烈。在课堂教学中要特别注意利用上课的前十分钟创造出一个良好的课堂气氛(Warming up)。比如唱一些英语歌曲,开展如“Let me guess.”或“Follow me.” 等有趣的复习知识型的游戏,活跃课前气氛,增强英语课堂的趣味性,引发学生的求知欲。
在学习七年级牛津版英语教材第三单元关于节日的话题时,课本内容是万圣节,多媒体上首先跳出了会说话的一个大南瓜灯笼,切开了眼睛、嘴巴、鼻子的可爱图片。学生对课文内容充满了好奇的欲望,都不由自主的表达自己的想法。本课中又给学生拓展了圣诞节的一些知识。学生对圣诞节多多少少都有所了解,尤其是他们都喜欢的圣诞歌曲,如Jingle Bells、We wish you a Merry Christmas等。在引导学生谈论对圣诞节的认识前,通过动画的圣诞老人的图片,手里拿着铃铛,自然而然地把优美的歌声引进来,音乐是想象的翅膀,电脑多媒体营造的画面是想象的天空,学生的脸上充满了愉悦的表情,有的学生情不自禁地哼唱歌曲。通过以上的铺垫,学生自然地进入学习状态,小组讨论激烈,学生主动查找并掌握好多关于圣诞节的词汇,例如Christmas card、Christmas carol、Christmas Eve、Santa Claus、sleigh bells、reindeer、Chimney、Christmas dinner等。学生用英语表达的欲望被激发,课堂教学内容丰富多彩,教师要用自己的爱心与学生一起营造了一个平等、尊重、信任的教学氛围。
问题是教学活动的核心,没有问题的存在,教学就无法进行,什么样的问题,就决定什么样的思考;思考决定行为。问题要能引发学生的质疑、发现,让学生在质疑、探究、发现中获得知识和经验。如在“What’s the weather like today?”话题教学中,教师利用图片呈现三组词(sun-sunny, wind-windy, cloud-cloudy)后,设问“Can you make a rule out of these three words?”引发学生进行观察分析,寻找规律。学生自己发现了构词规律后,教师可以在呈现新的词汇snowy, foggy, showery, misty,问“Can you guess the Chinese meanings of these words?”促使学生运用自己总结到的构词规律来学习新的单词,体现了“授人以渔”的教学理念。
英语学习中,教师的工作重在传授方法和指明路径,使学生了解知识的整体性,学会学习,学会创造。教师有意识地、切合学生实际地给予学生指导,那么他们就会知道从哪里最快和最准确地找到并掌握自己所需要的知识。
[1] 林松涛. 英语教学“四原则”[J]. 辅导员, 2011(Z3).
[2] 任柯霖. 浅析网络教学资源在英语主动性学习中的作用[J]. 科教新报, 2011(31).
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现代远程教育为所有求学者提供了平等的学习机会,使接受高等教育不再是少数人享有的权利,而是个体生存的基本条件;教育资源、教育对象、教育时空的广泛性,为大众的终身学习提供了可能性。以下是读文网小编今天为大家精心准备的农大远程教育相关论文:农村远程教育资源利用。内容仅供参考,欢迎阅读!
农村远程教育资源利用全文如下:
【摘 要】 农村远程教育推进了农村教育工作的发展,极大拉近了城乡之间教育差距。远程教育为我们提供了优质的教育资源,丰富的教育资源极大地开阔了师生的知识面,在很大程度上优化了教学结构。但是,如何更好地提高远程教育资源的利用呢?我认为远程教育资源的应用是基础,管理是关键,目的是更好地为提高教育教学质量服务。
【关键词】农村远程教育 管理 应用
**县是全国的贫困县,基础教育薄弱,农村教育更是停留在“三一”模式,即“一本教材、一支粉笔、一块黑板”的陈旧教育模式下,落后的教学装备严重地制约着教育质量的提高,影响了学生的全面发展。近几年,随着国家贫困地区义务教育工程项目、中欧项目,国家农村中小学现代远程教育项目,临夏州乡镇中心小学计算机教室建设等项目的实施,使我校的教育教学信息化进程取得了显著成效。
2003年甘肃省“二期”义教工程项目中,县上为我校配发了远程教育设备,同时,上级业务部门还对计算机管理人员进行了多次培训。管理人员每周对远教资源进行下载、整理、刻录。这对教师获取优质教学资源,改进教学方法,提高教学质量,无疑是一件好事。任课教师可以根据自己的需要从管理人员下载、刻录的光盘中选择自己需要的资源,直接由它来上课,播放给孩子们。教师利用远教资源给学生上课,这不但提高了学生们的学习兴趣,适应了新课改的需求,也改变了平日传统的老师讲、学生听、一支粉笔、一根教鞭、一块黑板打天下的传统教学模式。远程教育资源的应用大大促进了我校教育教学的发展。在项目实施以及远程教育资源管理应用的过程中本人感受很多,下面浅谈几点不成熟的体会。
各级政府高度重视农村教育工作。实施农村中小学现代远程教育工程是适应全面建设小康社会的需要,是基础教育现代化的需要,是实施“科教兴国”战略,统筹城乡发展,统筹区域发展,统筹经济与社会发展的重要举措。
有了农村远程教育,教师足不出户就能接受到先进的教育理念、教育方法,既解决了农村教育资金短缺的问题,又对教师实施了全员培训。远程教育工程的实施,也叩开了教师对信息技术知识学习的理念之门。农村远程教育为教师提供优质的教育资源。远程教育资源中心提供了各学科同步教学课例、课件资源,教师通过下载可直接“拿来用”,解决了农村教师制作课件的难题。中央电教馆资源库提供了大量的文本、音频、视频和课堂实录等媒体素材,特别是为教师制作PPT课件提供了一个简捷的平台,减少了教师制作课件的劳动强度。
现代远程教育资源应用到课堂,抽象变具体、乏味化生动,师生视野开阔了,课堂气氛活跃了,激情与自信调动起来了。课堂上只要教师适时、适度、科学地应用资源(课件),就能引导学生主动学习,充分体现以学生为主、自主探究、创新知识的新理念。山里的娃娃有的从未走出过大山,对那些优美的风景不能很好地体会,只有靠读书,看书上的图片来感知风景的优美。现在利用远教资源后,只要靠教师轻轻按动鼠标,那风景迷人的桂林山水画就呈现在学生们眼前了。听着美妙的音乐,看着这神奇而又美丽的风景画,学生们就已经领会这桂林的山水有多美丽了,再读课文就如同身临其境了。学生议论纷纷:这堂语文课真带劲,桂林山水果真美丽无比,我一定要好好学习,长大了去桂林领一下这么美的风景;“山间绿树红花,江上竹筏小舟,让你感觉像是走进了连绵不断的画卷,真是‘舟行碧波上,人在画中游’”;如果没有老师演示的课件,还真体会不到。
如何让远程教育设备及资源真正为教育教学发挥作用呢?我认为应从以下几个方面入手:
1、 准时接收教育资源。
教育部电教馆资源中心已经建成了总容量达148GB的教学资源库;中国教育电视台每天安排11个半小时的空中课堂电视节目和教育部网站信息广播节目;甘肃加华现代远程教育卫星专用频道也即将正式开通,免费向农村中小学提供教育类的资源。尽管如此,适合农村中小学远程教育的教育教学的资源仍显不足,所以,要进一步加快资源建设,要整合社会各方面的力量来开发。由于卫星传输的特殊性,远程教育资源的传送有特定的时间,因此在接受的过程,要按时接收资源,这样才不至于遗漏信息,同时还必须及时更新,按时刻录,以保证教育信息的同步性。
2、分类存储,利于管理。
接收到的资源我们将把它们分类别存储,以便于广大教师、学生能在较短时间内查看到所需资源。我校是按照年级、科别、单元分类保存的,这种保存方法有利于管理员管理以及任课教师方便查询和应用。例如,当我们接受到小学资源《忆江南》时,我们就将它刻盘保存到小学四年级语文课第一单元第一课,分课件资源和视频资源保存。再如在接受到歌曲《音乐小屋》时,将它刻盘保存在二年级上册音乐第七课中。教师在上课时就能轻而易举找到上课所需的资源。孩子们一边唱歌,一边和着优美的旋律、动人的节奏做着轻松的游戏,这种体验音乐、表现音乐的活动激发了孩子们美好的情怀和热爱集体、关心他人的美好感情。
如何才能使远程教育资源发挥其最大的作用呢?我认为,关键的是要把远程教育资源充分应用起来,以促进农村教育的发展。评价农村中小学现代远程教育工程成败与否,最重要的指标就是它的应用效益。
1、教师是资源应用的关键。
教学改革的关键不仅在技术上,还应该在理念上。农村学校的教师信息闭塞,我们应该把远程教育作为手段,强化师资的培训工作。让教师学习先进的教育方法,掌握先进的教育理论,了解先进的教育手段。教师都应掌握基本的信息技术,学会电脑的基本操作,掌握PPT的简单制作方法。有了这些知识、技术做基础,应用远程教育进课堂才会得心应手,才会取得实效。我校为此制定了专门的校本培训计划,专门组织教师集体学习计算机知识,校本培训的实施已经取得了很好的效果。我校50多岁的老教师,从参加工作开始教学到现在,30多年里从未接触过计算机,经过学校的几次校本培训后,现在不仅能打打字、玩玩游戏,而且还能根据自己学生的特点制作出一些简单适用的课件。再把这些课件应用到教学中,不仅活跃了课堂气氛,而且极大调动学生的积极性,改变以往的老的教学模式,使教学达到了意想不到的效果。老教师感慨地说:上了一辈子的课,没想到到了快退休的年龄,才知道用计算机上课竟是这样生动,这样的轻松。公务员之家
2、学生是资源应用的主体,应用应面向学生。
新的教学方法强调尊重学生的主体地位,培养学生的主体意识和激发学生自主精神。在教与学统一活动的过程中,学生是主体,是学习过程的参加者和探究者。远教资源的应用离开了学生只能说是“纸上谈兵”,任何教学资源都应该以学生为主体,必须要适应学生的发展需求。让学生主动获取、整理,创造性地加工信息,鼓励学生进行小组合作探究性学习,共同提高。教师通过创设情景、组织、引领、指导等手段,借助多媒体技术优势培养学生的收集、处理信息的能力。
小学低年级学生,因刚进学校和年龄小的原因,他们的学习注意力易分散,稳定性差,特别是对于一些枯燥的数字、抽象的事物,接受起来感到吃力、乏味。作为教师的我们,为了让每一节课的授课效果最好和帮助他们完成学习任务,我们要根据小学低年级学生的特点,应用多媒体教学手段使抽象的知识具体形象化。如在教学“0的认识”这一节时,我是这样设计的,先让学生看一段小猴子吃苹果的动画课件,问学生;在图中你看到了什么?学生自由回答。再提问:
(1)盘子中有两个桃子我们用几来表示?
(2)小猴子吃掉一个后,盘子中又有几个桃子?用几来表示?
(3)现在小猴子把盘中的桃子都吃完了,盘子中没有桃子了我们就用什么来表示呢?
通过学生的回答从而让学生知道0和1、2一样也是一个数,没有就用0来表示。同时教师再引导学生看课件尺子图,让学生通过观察尺子上的数,认识到0在尺子的最左端,它表示数的起点。这样使学生在轻松愉快中认识了0。
总之,现代远程教育设备的配备,改善了我校教育教学的新面貌,也适应了新课改的需求。它不仅圆了山区孩子的计算机梦,也对提高教师教学水平起到了极其重要的作用。我们确信,只要我们应用和管理好现代远程教育设备及其资源,它必将在在以后的教育教学中焕发出它的光彩。
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资源管理有六种。人力资源管理,基础设施管理,工作环境管理,财务资源管理,供方和合作伙伴管理,知识信息与技术资源的管理。以下是读文网小编为大家精心准备的安全技术管理相关毕业论文:引黄灌区水资源管理制度。内容仅供参考,欢迎阅读!
引黄灌区水资源管理制度全文如下:
水资源优化配置要求使有限的水资源得到合理、充分的利用,为全灌区农业、二三产业、生活、生产、生态5个方面提供可靠的水源,以获得最大的综合效益,即满足经济效益、社会效益、生态环境效益等多种效益目标,不是单纯地追求某一方面的效益最好[4],这些目标之间存在相互关联、相互制约以及相互竞争的问题[5].在基于最严格水资源管理制度的条件下,刘艳飞[6]提出要从水资源生态经济系统整体的角度研究水资源的合理配置,坚持供需双向协调.梁士奎等[7]提出以人水和谐为目标,在合理确定“三条红线”控制指标的基础上,研究不同水资源分配方案下的人水和谐程度.笔者结合灌区实际情况,提出在制定灌区水资源合理分配方案时,应当依照以下6项原则进行水资源优化配置.
1)用水总量控制.灌区地表水资源和地下水资源的可开采量应低于其阈值,不同水源供给各用水户的总水量不应多于可供水资源量.
2)用水效率控制.农业作物灌溉定额、工业增加值用水定额以及其他生产、生活、生态用水定额都应小于设计用水定额.
3)用水顺序控制.首先考虑保证城乡居民用水,其次考虑二三产业用水,然后考虑农业用水、生态建设用水、生产养殖用水.同一用水对象的不同用水部门也应该考虑用水的轻重缓急,应从人民生活和社会经济需要着手:生活用水应保证城乡居民最低的用水需求;二三产业用水应优先满足重要工业(电力、通讯、交通等部门)用水,其次考虑用水效益高的行业、企业用水[8];农业用水应优先满足重要经济作物和粮食作物用水,同时还要考虑空间(灌区上下游、左右岸)关系等;生态用水方面应优先用于城镇绿化、环境卫生.
4)用水水质控制.不同水质的水源供给不同的用水对象时,尽量保证优水优用、低质低用的原则.
5)根据限制纳污控制红线,控制污染物入河总量不超过其纳污能力[9],污染物排放浓度不能大于其允许排放的最高浓度,将有限的水资源数量和纳污能力在区域间和用水部门间进行合理调配.6)生态环境用水量不得低于保护生态系统需要的最低用水量,包括改善水质,维护河湖平衡,美化居民的居住环境.
2.1水资源优化配置模型的建立
基于上述灌区水资源合理分配方案原则,建立多目标多水源合理分配的模型。
2.2目标方程的建立
根据多目标多水源模型建立目标方程。y1为农业需水量;y2为生态需水量(包括水系景观和环卫绿化2部分);y3为生活需水量(包括农村生活和城镇生活);y4为二三产业需水量;y5为牲畜养殖需水量;x1为黄河水供水量;x2为地表水供水量;x3为浅层地下水供水量;x4为中深层地下水供水量;x5为南水北调水供水量;a1、a2、b1、b2、c1、c2、c3、c4、d、e1、e2分别为不同水源应用于不同目标的水量值,单位统一为亿m3.
2.3结果及分析
在规划年(2020年)水资源供需平衡的基础上,结合多目标多水源方程,采用线性规划和计算机软件(MATLAB)[10]相结合的办法合理分配灌区的水资源.经计算,大功引黄灌区不同水源优化配置结果。结合大功引黄灌区社会经济、水资源开发利用现状与规划、水利工程建设等诸多方面的实际情况,基于最严格水资源管理制度下的水资源优化配置综合分析结果如下:
1)灌区生活、生产、二三产业和城市生态需水量均呈缓慢上升趋势,农业用水量有所下降.供水区引黄供水呈上升趋势,地下水开采量减少,考虑适当增加南水北调水来缓解非农业用水.
2)灌区以农业用水为主,综合效益不高,不利于灌区综合发展.为更好地实现水资源优化的配置,应加大推行农业灌溉节水技术和灌区高效运行管理模式的保障措施,提高灌溉水保证率,将节约的水资源用于城镇及工业区发展、灌区生态发展中.
3)在实际供水期间,应考虑充分使用引黄水量指标,适当增加引黄水量用于农业灌溉和生态用水,这样可以缓解灌区水资源的紧缺状况,并可有效遏制地下水超采的趋势,回补地下水;同时改善灌区河道的水质状况和生态环境,增加环境的湿度,减少地表湿度的光辐射,将对净化空气、调节区域小气候起到非常重要的作用.另外,在地下水埋深较浅、有可能引发盐碱化的地区则先利用地下水,如沿黄地区或引黄灌区;因黄河持续大量侧渗或大水漫灌而导致地下水位偏高,有可能引起土壤盐碱化,一般在每年8、9月份,地下水位达到最高,应优先开发利用地下水资源,减少引黄水量的使用,将引黄水供给下游缺水区.在不影响河道水环境条件下,可将地表水,用于农业生产和水系景观建设.南水北调水水质较高,用水成本也较高,可用于城镇生活和对水质要求较高的工业.
4)灌区上下游统筹管理的问题.由于分散管理使得上下游用水出现上游用水充足、下游无水可用的现象.为了充分发挥工程效益,建议施行统筹管理、统一调度,推广实行自上而下的配水计划制定方式,配水计划具体到各取水口,按时段划分流量、水量.对整个灌区的水源工程、灌区建设、灌区扩建更新改造、灌区水资源调度等进行统筹安排.
5)水资源实时监测与调控.采用高科技远程自动化监测、检测仪器,通过对灌区水资源使用信息的实时监测、反馈,由计算机软件系统作出适宜的实时水资源优化配置和调度方案,使得灌区管理更加科学化、智能化.
6)灌区要建立最严格水资源管理制度和水资源优化配置相结合的用水管理制度,推进以用水总量、用水定额控制管理为重点的节水防污、生态保护、有偿使用、监管并重的水资源管理制度.
对大功引黄灌区水资源优化配置的研究,涉及社会经济、生态环境、水文气象、水利工程建设等诸多方面,虽然取得了一些成果,但由于收集的资料不全,时间和经验不足,研究不够全面和深入,故对问题的探究做了适当简化.鉴于水资源优化配置是一个不断优化、不断完善的过程,需在以下几个方面做进一步的深入研究:
1)按照水质进行水资源配置的原则还需进一步完善.
2)缺乏对灌区水资源生态环境效益有效的评价方法和定量的计算分析.
3)随着科学技术的发展,灌区内二三产业对中水的利用将会加大.
4)随着经济社会的不断发展,对水资源的需求量和可供应量是不容易被确定的,要结合风险分析对这些量值进行预测。
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虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:利用虚拟现实技术构建动画素材开发环境的研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
利用虚拟现实技术构建动画素材开发环境的研究全文如下:
摘要:多媒体技术与虚拟现实技术是当今计算机发展的必然趋势,如果将两者结合起来应用于教学领域会是一种有益的尝试。本文主要介绍了利用虚拟现实技术制作一个动画开发环境的思想和方法,目的是解决制作网络教学软件时动画开发依赖动画工具比较复杂以及传输速度较慢的问题.这个开发环境适用于非计算机专业的教师使用。
关键字:多媒体技术 虚拟现实(VRML) 动态链接库 计算机辅助教育
多媒体技术是当今计算机发展的必然趋势。它集计算机技术、音像技术和通讯技术为一体,具有良好的集成性。它使信息不仅作用于人的视觉,而且也作用于人的听觉,从而扩大了人对信息的摄入量,使得人机关系更加亲近。
虚拟现实技术(简称VRML)是一种具有真实感的高级人机界面,人们能够通过多种感官渠道与它进行实时交互。这种技术的应用前景是非常广泛的,在医疗、制造业、娱乐和教育等方面的应用也具有很大潜力。可以想象,如果你能够进入到具有沉浸感的,并且有多种感官反馈的虚拟境界中学习知识,无疑将使你的学习更为有效。
那么如何来构造这种虚拟现实的境界呢?VRML就是最佳的选择。什么是VRML,VRML是Virtual Reality Modeling Language(虚拟现实造型语言)的缩写。使用VRML,你能设计自己的三维虚拟空间、用你想象的任何东西来填充虚拟的世界。这些仅仅受限于你的想象力。VRML最让人兴奋的特点,是能够使你创建动态的世界和感觉丰富的虚拟环境;动画空间里的物体,使它们运动;在你的空间里播放声音和影象;允许使用者和你的空间进行交互;使用脚本来控制,改进你的空间。
不仅如此,由于VRML文件仅仅是一些数学表达式来描述交互式的3D世界,并且也不需要传输大量的图像文件,接受端在获得这些表达式之后,将自行进行计算、加工、作色等处理,然后即显示成3D图像。因此,它在网上传送的信息量将大为减少,这样就解决了网络传输速度的瓶颈问题。这样就能够使你在Internet上创建动态的世界和感觉丰富的虚拟环境。
综上所述可以看到,如果能够将虚拟现实语言(即VRML模型)应用于计算机辅助教学软件的开发中将会是我们在教学方法上一次有益的尝试,但是对非计算机人员来说学习该语言的学习是非常困难的,我们制作这个动画开发环境就是想让教学软件的开发主体-----任课教师使用方便,只需填入参数便可生成需要的动画了。
1.1 面临的四个问题
通过研究分析,发现摆在我们面前的问题主要有四个:
(1) 如果想使一个VRML模型适应不同的用户需求,该模型就必须是按用户要求动态生成的。如根据用户输入的长、宽、高生成相应的长方体模型。采用什么办法?
(2) 在模型数量越来越多的情况下,必须具备一种管理模型的机制,能有效的组织和管理众多的模型。是利用数据库还是别的什么技术?
(3) 为了保持该系统的稳定健康的发展,必须能及时给系统补充新的模型,并对以往开发的旧模型进行及时更新。那么网络是不是我们最好的答案?
(4) 对于按用户要求动态生成的VRML模型,必须提供一种方法将其应用于教学软件开发环境中,如VB、Authorware等。这种方法是什么?
1.2 四个模块的确立
基于上一小节的分析,我们将该开发环境的设计分解为四个模块进行处理:
※VML(VRML Models Library) 构建机制的设计与实现
※VRML代码引擎的设计与实现
※VML网站建设
※利用VB或Authorware开发基于VRML的课件
首先使用者利用VML将用户提出的要求(VRML节点的参数)传给 VRML代码引擎,由引擎生成相应的VRML代码,再通过VML将生成的代码返回给使用者。然后使用者将得到的VRML代码应用于其教学软件开发环境中。同时,使用者还可以不断的通过VML网站对VRML引擎进行丰富和更新。
2.1根据用户提出的要求动态生成VRML模型
对于这个问题,有三点是值得注意的:
(1) 用户提出的要求应该是合理的要求,或者说是符合客观规律的要求
因为显然如果用户要求系统为他生成一个上底面半径为3,下底面半径为4,高为5的圆柱体,系统恐怕永远也办不到。因为现实中,圆柱体上下底面半径相同。这就要求我们必须为用户提供一个预定义好的输入界面。例如对于圆柱体,系统只提供底面半径和高两个输入接口。
(2) 动态生成参数输入接口
在研究VRML时,我们发现VRML本身只是一种描述三维虚拟空间的文件。而实际的三维模型的绘制工作由相应的VRML浏览器完成。因而,我们考虑是否可以给出一个参数接口描述文件,由系统读入、分析,然后动态生成参数输入接口。通过对VRML的初步学习,我们发现一个VRML模型需要的参数大体分为三种:数字、文本、布尔值。针对这三种参数我们给出了如下的参数描述定义:
数字 :N,Caption,MinValue,MaxValue,InitValue
文本 :T,Caption,InitText
布尔值:B,Caption,TrueText,FalseText,InitValue
其中各定义的意义如下表:
有了参数描述文件,我们又编制了相应的解释描述文件并生成接口的程序。
(3) 对于生成的VRML模型,用户是想将其独立应用,还是组合到其他模型中去。 对于这两种使用方式,最终的VRML代码是有一些区别的。因此,必须提供对于该问题的选项以保证生成的代码具有针对性。在我们的系统中具体的实现方法是如果用户想将生成的模型组合到其他模型中去,他只需要将生成的代码拷贝到剪贴板,然后再复制到他所在的VRML编辑环境中去。如果他是用于另一种目的,则系统将生成的代码自动进行包装并保存到用户指定的 .wrl文件中去。
2.2 组织与管理大量的VRML模型
随着模型(代码引擎)的不断开发,其数量也会越来越多。在这种情况下,就要求我们设计出一种能有效地组织和管理众多的模型的机制。我们首先想到用数据库来管理。但经分析发现,如果数据库能根据用户的要求返回模型,那这种模型必然是在数据库中已经存在的静态模型。如果考虑到用户的各种要求,这个数据库必然会无限膨胀以致失去其数据库管理所具有的任何优点。通过分析决定借鉴当前应用软件(例如3D MAX)比较流行的管理机制——插件。这种机制就是将一类模型组织为一个插件(即为VRML代码引擎)放到系统下。每次启动系统,系统会自动将其目录下的所有插件装载到系统中来扩充自己的功能。可以想象采用了这种机制,肯定会极大地提高系统的扩展性与开放性。我们受到Windows编程中的“回调函数”思想的启发:一般操作系统都是由系统提供函数,由程序来调用,而回调函数则是由程序提供函数,由系统调用,方向刚好相反。
这样,我们的插件(VRML代码引擎)也被设计成能够提供一些标准的例程(回调函数)来供系统来调用。其与系统协作的机理如下图( 图1 ):
这些例程包括:
getLibName 返回该插件所代表节点库的名称
getNodeNameList 返回该插件所提供的模型列表
getArgs 返回当前选中模型的参数描述定义
checkArgs 核对用户的输入是否正确
processArgs 利用代码引擎生成VRML代码
根据以上机理,我们编制了系统“诺德发动机(Node Engine)”;而插件则是制作成DLL(动态链接库)形式。之所以采用DLL这种形式,是因为我们可以利用DLL的输出例程及其动态调用机制模拟回调函数。 鉴于Delphi 4 集成开发环境是真正的面向应用程序设计全过程的可视化应用程序开发环境,其提供的大量实用工具可以使开发人员很容易地实现和完成复杂的功能。因此我们选择Delphi 4作为我们的系统及插件的开发工具。
最后我们通过实例验证了上述机制的可行性及实用性。另外补充一点:由于插件开发采用了DLL方式,所以只要其提供了符合规则的例程,至于使用什么开发工具开发则是无关紧要的。因此说,为了在极大程度上得到第三方开发人员提供的支持,该系统在开放性上做出了有效的努力。
只有不断变化、更新的事物才最具有生命力。由于我们的系统采用了插件机制,因此对于模型的更新与补充是相当方便的。只需将新的插件替换老的插件即可。问题是新的插件从何而来。最好的途径当然是利用Internet。这就要求我们首先要建立一个VML网站,其次在系统中提供一个连到网站上的接口。对于后者,实现的方法非常简单,只需在系统中提供一个连到VML网站的快捷按钮即可。
VML网站的建设有两点是很重要的。第一应使访问者感受到该网站与其他网站的区别,即应体现出VRML的存在。第二对于众多的插件,应分门别类加以管理,也就要合理安排超级链接。在网站的实现中,我们用Java编制了动态菜单来实现对插件有效的管理。
至于如何体现VRML的存在,我们在网站首页用VRML编写一个简单的三维场景。但是VRML是用VRML浏览器播放的,在IE中,三维场景与网页其他部分会被VRML浏览器分隔开,不利于整体效果。为了解决这个问题,我们对VRML浏览器进行研究发现其描绘三维场景时使用了Microsoft公司的DirectX技术。在DirectX中有一个组件DirectAnimation是专门用来配合DHTML(动态HTML)制作网页二维和三维动画的。
因此我们便直接使用该组件构造用来模拟VRML的三维场景(如 图 2)。对于如何在网站上组织管理插件,我们用现今非常流行的Java语言编制了动态菜单来管理。之所以称之为动态菜单,是因为菜单的所有菜单项均是根据一个外部描述文件来动态生成。生成的菜单(如图3)。
有了动态菜单的管理机制,当网站中插件有了变化时,维护人员便可以在最短时间内,最有效的对连接插件的超级链接进行维护。
该课题是在认知心理学理论,教学设计原理的指导下,在多媒体技术、VRML语言、网络共享交互技术的基础上开发出来的。本软件的目的就是为了简化VRML模型制作过程,以便广大教师,特别是非计算机专业的教师应用模型开发课件。教育是一个永恒的话题,也是一门永无止境的科学,在众多教育工作者的共同努力下,它必将会绽放出更为璀璨绚丽的光芒。
参考文献:
1. [美]Andrea L.Ames VRML 资源手册 电子工业出版社
2. [美]Richard C.Leinecker Visual J++ 宝典 电子工业出版社
3. 詹里 Delphi 4.0 新起点 机械工业出版社
4. 李元泰 Windows 程序设计实现 电子工业出版社
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航天动力学是研究航天器和运载器在飞行中所受的力及其在力作用下的运动的学科,又称星际航行动力学。航天动力学研究的运动包括航天器的质心运动,称轨道运动;航天器相对于自身质心的运动和各部分的相对运动,称姿态运动;以及与航天器发射、航天器轨道机动飞行有关的火箭运动。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于航天动力学环境的最新进展与技术展望相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
动力学环境问题是飞行器设计中的基础与关键,国内外航天器在发射与飞行中振动、冲击造成的故障占据了相当大的比例,轻者影响精度和飞行稳定性,重者会造成失败。随着航天技术的发展,我国航天动力学取得了前所未有的成绩。同时由于信息、材料、微机械等技术的进步,飞行器也呈现出新的特点,动力学问题也出现了新的发展方向。
1.1 动力学环境预示技术进展
动力学环境预示是航天飞行器设计的基础。近年来,航天动力学在环境预示方法上有所突破,开始摆脱对国外标准的依赖,并逐步走上工程实测数据持续修正的道路。一方面覆盖高频、中频、低频的全频域混合建模预示技术得到快速应用,为研制初期的动力学条件提供输入;同时采用型号研制累积的大量实测数据不断修正,某些产品形成了比较精确的动力学模型,制定了有别于国外与国军标的振动、冲击条件,并据此探索了多种经验外推、混合建模、非平稳数据处理等技术。
1.1.1 有限元-统计能量混合建模技术
飞行器在发射、飞行中受到振动、冲击和噪声影响,早期飞行器问题主要集中在低频部分,一般采用有限元方法就能解决。随着飞行器的发展,轻质、柔性、次级结构、设备内部结构等作用凸现,中高频问题凸现,所以近年来对FE-SEA 混合方法的研究很多。主要针对航天器等复杂系统的特点,以飞行器典型结构为主,利用板梁组合结构开展数值仿真,并细分子系统连接关系,使复杂连接随机子系统间能量传输关系具有了完整表达式。同时提出了损耗因子修正、推力修正、设备传递特性修正三级修正方法。完成了诸如卫星天线、太阳帆板、整星结构、运载器、导弹仪器舱、超声速飞行器等基础激励和混响声场动响应,并与试验数据进行了对比。中频段预示与实测结果之间吻合较好,甚至部分精度已经达到±3 dB,但存在某些整体模态被遗漏、响应结果应用到复杂系统局部细分不够等问题,模型还需进一步完善。
1.1.2 振动冲击实测数据统计条件与外推技术
由于工程结构的复杂性,确定动力学环境的方法除混合建模外,还大量采用实测数据或相似产品外推等统计归纳与理论结合的方式,并取得了良好的效果。对气动激励载荷一般采用压力脉动计算或测量值施加到飞行器表面,也采用计算气动声学CAA 的方法。该方法弥补了传统CFD 宽频声波不同波长传播不能准确刻画的缺点,与CFD 紧密关联成为今后的重要方向,但在比例模型试验方面,需要对气动声学的相似律加以详细研究。
振动冲击环境外推法是在参考型号有直接测量结果、新型号与参考型号的动力载荷自谱相似、测量位置结构近似的前提下,按照激励源缩比、结构表面质量密度缩比、飞行器直径缩比等三个基本缩比原则对新型号振动响应自谱量级进行外推的一种方法,弥补了有限元和统计能量缺点,简单实用,适用新型号研制,应用相当广泛。我国积累了大量数据,逐步形成了诸如根据设备固有频率特性确定半正弦冲击和能量谱点火冲击条件的制定方法,根据飞行数据确定振动环境条件并据此给出了马赫数从低到高的外推公式等经验公式和标准。由于数据积累系统性不够,基础数据挖掘不到位,与产品结构、性能等参数关联度不高,应用水平与国外相比还有较大差距。
1.1.3 非高斯、非平稳振动数据处理技术
飞行器在运输中因路面质量会诱发结构碰撞,飞行中因推力脉动、姿态变化等会产生非平稳振动,实测数据分析表明,其具有明显的超高斯分布特征。试验与仿真表明,超高斯分布振动会大大降低结构的疲劳寿命,采用宽带信号作为激励进行疲劳仿真分析,随峭度的增大疲劳损伤积累加快,疲劳寿命缩短。目前振动数据处理及振动试验条件均按照高斯分布进行,忽略了功率谱密度相同但时域数据分布不同对结构影响的差异,在某些特定的情况下应予以重视。
1.2 航天动力学环境预示发展方向
航天动力学环境主要方向是解决高速飞行器气动热带来的热结构动力学问题;动力学环境如何准确定位到设备甚至功能单元一级;如何建立起地面试验结果与飞行状态下的响应之间的关系等问题。
1.2.1 高速飞行器热结构动力学环境分析预示技术
高速飞行器是世界各国发展的重点,特别是长期在大气层飞行情况下与以往发动机置后不同,采用的是吸气式冲压发动机,具有飞行器结构推进一体化特点以及影响控制系统设计的气动/推进/弹性耦合效应。因此,外部气流与进气道流场同时作用于结构,有严酷的振动、噪声环境;另一方面,因气动加热、发动机高温影响,结构特性随温度变化呈现时变特征,动力学环境具有全频域以及与高温耦合的特点。因此,气动激励源作用机理、吸气式飞行器内外流激励振动环境预示与控制、流-固-温耦合物理场分析、热振声多物理场分析、热气动饲服弹性分析、复杂系统时变动力学特性分析、温度对复杂结构振动固有频率影响机理、热虚拟试验等技术成为目前研究的热点。
目前在冲压发动机激励源预示技术方面取得了一定突破,在多物理场、特性分析、热饲服弹性分析等方面采用数值模拟、有限元分析与风洞试验、热模态试验等相结合的方法取得了较大进步,但对内外流场致振机理等尚不清楚,热结构试验与计算结果之间还存在很多不解之处。
1.2.2 基于设备功能的动力学环境预示技术
动力学环境预示的目标是使飞行器设计达到轻量和良好的特性。目前的预示方法采用输入—结构传递—响应分析方法,属于正向分析,只有结构确定后才能进行。尽管对结构优化、完善设计提供了帮助,但对结构系统设计难以发挥根本性改变。其次,有限元、统计能量方法也存在不够细化、不能预示到设备和功能单元局部的缺点,只能给出全系统级或者舱段级的环境,即动力学环境预示与目标设备/单元功能、结构设计合理性以及环境适应性评价之间的桥梁没有建立起来。因此,近年来提出了基于设备功能的反向分析方法,即逆问题。基本思路就是根据飞行器设备的功能指标敏感性要求,把功能指标分解到设备安装部位和敏感物理量上,甚至对结构某些重要位置提出控制指标要求,这样会缩短设计周期,并一次性形成设计结果优化。
目前对该方法的研究取得了初步成果。其基本过程是:首先对飞行器不同位置、相同位置不同功能设备的动力学环境敏感量进行分析,在位移、速度、加速度等18 个物理量中筛选,并分解到安装结构位置甚至到结构传递路径,作为显性指标用于约束结构设计和评估,结构完成后再进行预示,对结构目标点预示结果指标进行转化,与分解指标进行对比评估。这样,利用不同设备功能敏感的动力学环境特征量的不同,将预示结果与结构设计约束之间建立起直接联系,是未来飞行器结构设计的发展方向。该方法已初步用于惯性器件、光学导航、舵系统的动力学环境预示分析中,初步确定了功能设备敏感指标体系,并给出了指标转化方法,形成了一套较完整的思路。
1.2.3 飞行器动力学环境天地一致性问题研究
分析并模拟产品结构所在位置动力学环境的有效性是结构响应预测的关键之一。飞行器结构复杂,且具有多源输入特征,飞行中边界、气动附加刚度、载荷、噪声等影响因素很多,产品分析与地面试验的状态、模型等一致性难以得到保证,传统方法对飞行复杂环境的准确预示比较困难。同时,因振动冲击遥测通道数量有限,难以统计归纳以描述飞行器各部位状况。热试车、发动机试验、火箭撬、功能试验等仅验证了飞行状态中的一个特定状态,但地面试验数量很大。
天地一致性正是综合利用地面试验、分析和飞行遥测数据,根据地面试验系统与飞行状态下结构响应之间存在的映射关系,采用基于映射关系的动力学环境预示技术,对未知部位进行预测。目前,在多个飞行器设计中得到了初步应用。主要采用地面模态试验、地面试验测量数据建立模型,消除地面边界条件影响,运用支持向量回归机构建立两者之间的映射关系模型。通过大量地面试验与遥测数据作为训练样本,得到了回归模型曲线,并在典型结构上得到了试验验证,实现了由遥测点到其他结构点的预测。应用还存在不少缺点,一是遥测点数量有限,映射模型精度较低;二是遥测飞行环境较好,遥测数据样本量不够完备,边界条件模型精度不高,需要结合仿真分析完成。
1.2.4 动力学环境虚拟试验技术
虚拟试验是随航空航天等技术发展和任务增加及大量数据积累而产生的,其意义在于:一方面产品模型包含了不同激励下的响应信息,可分析方向性结果,降低人工判断遗漏,减少实物试验数量,降低成本;另一方面,实物试验前对试验设计方案进行快速评估,确定其合理性和可行性以及安全、质量、经济性。同时对于超出试验能力范围或其他限制的,或难度大、成本高以及无法准确模拟极限载荷工况情况的,更适合采用虚拟试验技术对其进行考核验证。
虚拟试验建模过程侧重于大量试验数据积累和不断修正的结果上,因此需要一个循序渐进不断完善的过程。国外起步较早,美国已形成基于虚拟试验验证技术的公共支撑框架TENA,以及以JMETC 为代表的大型综合试验验证系统,并在F-22、宙斯盾等武器系统中得到应用。国内取得了一些阶段性的应用成果,军工产品虚拟试验领域已形成自主知识产权的通用支撑技术框架VITA。主要困难在于数据积累及其规范性较差,比较简单的结构和单一因素的虚拟试验方法已取得良好进展,而复杂结构多物理场耦合环境方面还存在很大距离。
2.1 大型复杂结构模态试验技术
模态试验技术发展较成熟,在单点与多点正弦激振的基础上发展了多点随机激振和综合模态试验技术,目前已广泛用于航天等领域结构动态设计、振动控制和故障诊断中。我国航天器、运载器和发射装置等大型系统均开展结构模态分析、模态试验,研制过程中要进行结构部组件、全系统、飞行器/发射箱(筒)/发射架(车)/平台联合模态试验,以确定结构系统特性对发射精度、飞行稳定性和设备环境适应性的影响。大型复杂结构模态试验方法主要有宽带随机激振法、纯模态法、锤击法、步进正弦法、工作模态法等。模态参数辨识方法常用的有频域直接拟合法、时域多参考点复指数法LSCE 算法、工作模态polymax 算法等。大型模态试验技术发展有高温环境下的热模态试验技术、三维/多体等非梁模型识别与应用、时变结构模态参数识别方法。
在航天产品中往往存在多体、集中质量、间隙、弱连接、柔性结构等结构非线性以及刚度、质量、阻尼等参数非线性,相应技术尚不成熟,目前多用于飞行器操纵面模态试验。方法主要有测量静刚度法、测量动刚度法、消除间隙和摩擦的橡皮绳加载法以及改变激振力的纯模态试验方法。测量静刚度法是测量结构在不同静力载荷下的刚度。测量动刚度法则是给结构施加可变的正弦激励载荷,在考虑刚度引起的非线性同时引入了阻尼引起的非线性。橡皮绳加载法则是用弹性力消除结构间隙和摩擦,然后测量结构线性化后的模态参数。改变激振力的纯模态试验方法跟线性结构纯模态法类似,通过改变激振力的频率和大小、得到不同激振力下的结构模态参数[15—16]。
2.2 微机械模态试验技术
新型飞行器大量采用惯导对准、地形匹配、光学制导等技术,相应的印制电路板、辅助结构、机构、支架、内部结构的动力学特性直接影响飞行稳定性和设备精度。由于此类结构质量轻、刚度小、结构复杂,传统模态试验方法带来的附加刚度和质量与被测结构相当,精度难以保证,因此采用声激励和光测替代传统激振杆或锤击法等接触式激励和加速度传感器测量方法,可以弥补相应不足。重音喇叭发出的声能足以激发出小质量结构件的模态,但要解决声源与现有设备的阻抗匹配、相位匹配等问题。目前国内有采用低频高密度体积声源集成的非接触激励,加速度测量采用激光测振仪,消除了附加刚度和质量的影响。通过对比试验,两种激励方式得出的频率、振型结果一致,声激励试验结果与典型算例结果更吻合,精度更高。
2.3 多输入多输出振动试验技术
目前比较流行的振动试验做法是用多个振动台模拟飞行器运输、发射与飞行动力学环境,以模拟多激振源,并提高激振力分布均匀性或提高推力以及柔性结构的试验效果,并在军事、航空、电子等领域广泛应用,美军标和国内标准均有相关内容。同时国外SD,DP,IMV,LMS 等公司拥有多台振动控制仪商用产品。
国内在20 世纪90 年代就开始了这方面的研究,在细长体双振动台试验、设备级三轴振动试验方面应用比较成熟,并形成了相关行业和国军标等标准。南航、亿恒等单位多台控制技术也逐步成熟并形成了商用产品。目前中国航空综合技术研究所等正在建设大型多振动台试验系统,但大型产品结构多样,特性各异,而多输入多输出控制方法依赖于产品结构传递特性,所以通过实测数据统计归纳而形成试验条件,包括控制矩阵对角元素设定在内的多振动台控制还需要深入研究。此外还有利用多个压电元件来模拟实际环境的分布式振动试验技术。制定合理的多台多轴的振动试验条件,针对具体试验件研究激励方案以及多轴振动与热环境耦合试验方法等问题是以后研究的重点方向。
2.4 离心复合试验技术
飞行器在机动转弯等动作会产生过载,同时有温度、振动、冲击等共同作用的复合环境。对于特定产品结构,离心复合环境会影响到产品的精度和功能。离心复合试验在国内外发展比较迅速,美国的UCDavis 大型振动离心机系统包含了水平单向、垂直/水平双向振动、试验摄像观测系统、电阻层析成像系统等,是目前振动离心机的最高水平。
目前国内的离心复合试验技术通常是以离心机为主体,在机臂上安装温度箱、振动台来实现的。这种方法存在的技术难题是离心力作用下振动台动圈会发生偏转,须设计纠偏系统,同时必须考虑对振动台固有特性的影响。目前国内多为小型振动离心机,并在航天、水利水电以及核工业得到应用,但振动台推力偏小限制了试验系统的广泛应用。中物院等单位对离心复合试验系统进行了深入研究,并根据需求提出了模拟飞行过程的高动态离心试验、STS 环境模拟等试验模拟技术。
由于高超声速飞行器速度高,动力学特性与以往有很大不同,尤其以高温耦合影响为重。在热结构动力学建模分析的基础上,根据考核目的应尽量减少耦合因素,突出主要矛盾,可以分别进行两两或多耦合因素试验验证。
3.1 热结构时变模态试验技术
由于气动加热效应等影响,高速飞行器结构受到温度梯度影响,相应的材料物性参数、结构刚度、热应力等随飞行时间变化,飞行器动力学特性随时间变化并影响到飞行控制。高温影响机理复杂,对简单结构而言,以材料弹性模量下降为主,符合结构固有频率下降规律;对复杂结构,热应力导致刚度分布变化,结构特性难以预测,各阶固有频率并不完全符合随温度升高而降低的直观规律。
结构热模态试验是获取热结构动力学特性的主要方法,但由于地面试验受到的影响因素更多,热边界影响以及结构边界受热影响的刚度变化复杂,也是国内外研究的前沿与热点,成为集控制、信号处理和结构动力学的一个交叉学科,借助线性系统和信号处理等领域的研究成果发展出一些有效的时变模态参数辨识算法。国外如NASA 早期研究成果表明,温度对结构模态参数的影响明显,但振型基本不变,均为基于傅里叶变换的模态参数辨识算法,仅是温度稳定环境结论。国内基于高超声速飞行器发展,提出了基于递推子空间方法的时变模态参数辨识算法,可以通过状态空间联系到结构的振动微分方程,找到彼此的契合点,这种方法也是参数化的模型,识别精度更高。工程中一般分两步完成,先获取不同温度稳定环境下的模态参数,以此为基础再获取结构模态参数随着温度变化的详细变化。
3.2 热振动/噪声试验
与热耦合的动力学试验用于验证不同温度、湿度分布下结构的传热特性,温度分布以及振动、噪声、疲劳特性。由于影响因素多、技术难度大,到20 世纪90年代才开始逐步完成工程实现。飞行器昂贵且材料存在不可逆因素,一般按热振动、热噪声、热疲劳等两两组合进行试验,从飞行器经历的环境剖面及飞行器局部分析,提炼需解决的主要矛盾,分析、设计多组试验,进行相对简化的环境因素组合模拟和覆盖性考核与评估。目前具有热噪声试验设备和试验能力的国家有德国、俄罗斯、美国等,根据考核的主要目的进行部件、舱段、整机试验。国内航天、航空等试验机构均建成了较大规模的热试验设施,具有系统级1300 ℃以下热振动、热强度、热疲劳、热模态试验能力,部件级650 ℃以下热噪声试验能力。热噪声试验主要针对薄蒙皮、TPS结构等对热、噪声联合作用敏感的结构。
3.3 热结构动力学参数非接触式测量技术
由于高温的影响,传统的应变、振动、压力测量手段受到限制,因此,近年来出现了适宜高温环境下测量的新技术。
非接触式振动测量技术主要是应用多普勒原理、激光干涉原理的测振方法,因其非接触、无附加质量、动态范围大和精度高,所以在热模态、热振动等试验中广泛应用。由于其存在安装对准、激光反射效果、热蒸腾效应问题,影响了振动测量精度。
非接触式热应变测量方法有基于数字图像处理的方法和数字图像相关方法等。此外还有电子散斑干涉法、云纹干涉法等方法。这些方法测量灵敏度非常高,并具有测量结果直观可视的优点。
高动态应变测量技术主要采用光纤Bragg 光栅动态应变传感器,其特点是信号频率高、信噪比高。瞬态应变测试在实用的信号解调方面还存在响应速度方面的瓶颈问题,尚需做大量工作。
压力脉动测量技术包括有以下几种:传感器外加冷却护套,但存在局部冷区大热梯度和声歪曲;光纤传声器,在727 ℃以下有良好频响特性;等离子传声器,可用于高温、高速、高焓值气流中的噪声、热流等多参数的同步测试;将高温下的噪声用波导管导出测量,已在发动机内部噪声测试等任务中得到应用。
飞行器地面阶段运输、执勤环境复杂,存在平台、工作/人工诱发与气候组合环境影响,其振动冲击响应不但有其特殊性,而且有时比飞行环境更为严酷。
飞行器-发射装置-平台等构成的系统动力学问题主要体现在以下方面。
1)载荷激励存在平台多样性,发射状态下风载荷激励,车辆运输中道路障碍等情况下的颠簸冲击、刹车冲击、振动,舰船平台受海浪冲击、炮击、爆炸冲击传递到产品的振动冲击响应等[24]。
2)连接结构存在诸如多联装刚弹转换、适配器、运输中的减震器阵列等特殊情况,以及车辆发射装置起竖折叠状态下的多体结构,存在结构非线性,在温度变化等情况下动力学特性会发生相应的改变。
3)发射装置、地面设备往往尺度较大,存在_效应,在温度、阳光、风载荷、平台诱发等叠加或综合作用下,产生局部变形等,即存在局部微环境问题,长期作用下产生疲劳或应力腐蚀。
4.1 飞行器-发射装置动力学响应分析
地面阶段主要表现为运输中的冲击、振动,舰载爆炸冲击、风载荷等情况。近年来国内外利用NASTRAN 等软件开展了大量研究,特别是对水下爆炸冲击响应进行了深入分析,采用大质量法、动态设计分析等方法,综合考虑了分布质量惯性力、结构传播效应等因素,给出了发射装置的变形和应力,并得出大长细比产品对冲击敏感、横向响应较大、沿长度方向响应差异较大等结论。
由于系统构成复杂,很难得到精确的振动应力,只能采取实测数据。通过大量实测数据统计分析,得到了直接用于工程的成果,火箭在运输车上的振动应力为正态分布或威布尔分布,对组合系统力学特性影响很大。通过比较公路、铁路、海上、飞机运输振动特点,公路的振动量级最大,且主要以低频振动为主。通过实测数据也发现,在大外载荷作用下,如在路况很差、风浪很大的情况下,由于连接结构、接触面、安装固定面的存在,可能会激发出多平台固有频率以外的高频冲击振动,并具有超高斯分布特征。
4.2 飞行器-发射装置-平台系统动力学特性研究
地面阶段存在连接状态差别大、边界不确定性大、导致的结构非线性变化等影响,诸如运输状态下的弹性(减震器阵列等)边界、动态载荷下边界力变化、待机发射状态边界、车/舰发射过程中的适配器滑动状态变化、机载发射、不同温度/湿度/风载荷影响、水下发射影响等。仅部分情况一阶固有频率计算较为准确[28],且不同测试方法(敲击法、路障冲击工作模态等)模态频率差别较大。目前产品研制过程中均要完成水下模态、发射箱/架/飞行器、车辆/发射箱/飞行器、飞机/发射架/飞行器等稳定状态的特性试验,除研究飞行器在平台的性能变化外,还可以获取飞行器对平台系统的影响,如是否会与机翼、发射箱等发生共振,以及如何改进结构,降低系统各部位的动态应力。
4.3 气候-工况/平台诱发载荷组合环境下动力学特性研究
飞行器在地面阶段尽管温度比较温和,但平台诱发、气候环境的复合及累积效应突出。舰船平台上,除经历摇摆、冲击和振动外,还有阳光照射的光化学和温升效应。大型产品大尺寸效应产生的累积变形和应力不容忽视,与盐雾、潮湿等形成气候-力学复合环境,加剧了结构的破坏。地面车辆平台经历颠簸、刹车等过载和冲击以及气候环境影响。平台上大型复杂结构系统内部可能会存在着大量高于设计或整体平均设计条件的局部微环境,如大型结构中的减震器阵列在外力诱发下的不均匀分布会导致某个减震器失效并导致连锁反应整体损坏,固发中的装药界面应力等,影响飞行器寿命。
系统的损坏最终可以归结为某个部位、构件、器件的故障,因此,目前的解决方法主要是把地面阶段飞行器与平台作为一个多体、柔性、非线性系统分析,确定关键薄弱环节,并根据局部结构的工况载荷应力和微气候环境等效成典型试验构件,附加少量整机级试验,评估其适应性和寿命。此外,为防止偶发事件和系统复杂性难以判断的破坏问题,普遍采用自动记录设备,可以长期监测关键部位环境数据,并与设计基线比较,预判出相应的问题。
基于上述分析,目前在该方面的发展方向主要有:气候作用下的_装备动力学分析及疲劳寿命研究;气候环境下复杂结构力学特性分析技术;飞行器-发射装置-平台系统微环境分析;健康管理与诊断技术等。
飞行器动力学环境问题会随着工程需求不断出现新的变化,但解决方法不外乎分析与试验两种方法。通过工程实践,分析预示、试验与产品功能密切相关,型号结构、功能、材料、器件的变化,会带来分析与试验方法的变化。
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企业人力资源管理企业管理的一个重要组成部分,概括地说,它是为了实现企业战略管理目标,通过一整套科学有效的方法,对企业全体人员进行的管理。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:高新技术企业人力资源管理创新与开发探讨相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:随着经济日益全球化和市场竞争的加剧,人力资源在企业管理中起着越来越重要的作用,人力资源的管理是企业成功的关键因素所在。企业也日益深刻地认识到加强人力资源管理的重要性。加强高新技术企业人力资源管理是企业活力之源泉,是提高国家综合竞争力的体现,是实现可持续发展战略的必由之路。
关键词:高新技术企业;人力资源管理;管理模式;智力资源;生产分配;综合竞争力
人力资源是企业管理系统中重要组成部分,也是企业在日益激烈的社会竞争中能够生存和发展的根本。现代企业在人力资源管理方面的主要职能有四个部分,即:招聘、录用、调配、提升不同岗位工作人员的工作和活动;时常进行考核能够衡量员工的平时表现和所取得的业绩,并做出正确的评价;建立奖励竞争制度;不断的组织学习。因此,高科技企业的人力资源的开发与不断创新是加强企业管理,确保企业有不断的智力支持,是提高高科技企业综合竞争力的重中之重,是企业强大的关键所在。
随着社会的飞速发展,人力资源管理对高科技企业的发展越来越重要。现在,制约我国高科技企业发展的主要因素和滞留不前的正是企业的人力资源问题,因此,不断地开发人力资源管理方式,探索出一个符合我国当前国情的高科技企业人力资源管理模式是很有必要的。
2.1 高科技技术企业的概念
高科技技术企业在研究方面投入比较高,科学研究人员比重较大,生产规模比较小,民营产业发展快,对其他领域渗透能力强、联系比较密切的企业。当前人们认定的高新技术中民营企业所占的比例较多,并相对集中在计算机、电子信息,电子通讯设备、新材料的研发,生物医药工程等领域,信息所占的比重越来越大。
2.2 高新技术企业的发展特点
2.2.1 高新技术企业是发展在各种资源的快速流动、结合。效率是高新技术产业的生命。只有当各种资源要素不断进行优化,不断快速组合,才能够使高科技技术成为高效益的产品。
2.2.2 高科技技术企业发展的重要要素是智力资源的支持而不是固定产值。要发挥智力资源的创造性,就需要科学的制度安排和有效的管理机制,保证高科技人才拥有一个健康舒适的工作、生活和文化环境。
2.2.3 高科技技术企业的竞争力在于加强技术的研发和不断的进行创新,加强科学产值投入,不断鼓励员工是高科技企业发展的依靠。
2.2.4 高新技术企业发展的生态环境是产业群体。高科技技术企业的发展与大企业不同,它们的资源规模小、运作资源能力小,创新能力对高新产业的发展具有至关重要的作用。
3.1 存在的问题
3.1.1 对员工重使用、轻开发。有些企业为了追求短期内的高利润,大量削减员工的组织学习费用,对员工只重视使用,培养学习次数较少。但在高科技技术领域中知识更新速度惊人,科学技术人员的知识技能只有通过不断的学习,不断的实践,然后在学习再实践才能跟够得上科学的发展和时代进步的步伐。
3.1.2 企业部门安排不合理。多数企业不重视人力资源管理,导致企业无法适应高科技技术发展的要求,人力资源管理部门在行使相关职能时会出现停滞不前。同时,各部门无法将部门战略与人力资源战略结合起来,受职权限制,人力资源管理部门与其他部门缺乏更为深入的交流,人事部门的工作会停留在底层,造成考核体系不完善、激励机制不健全、计划不完整的问题,高科技企业只注重效益的表层,对人力资源管理重要性的认识不够等。
3.1.3 员工之间重竞争、轻合作。高科技技术企业在产品研发、市场扩大等方面缺乏团队合作精神,从而影响整体质量,这就需要企业重视人员的重新组合及搭配。21世纪需要的不仅仅是竞争力,而是各种资源的综合力,特别是企业在对新产品的研发以及技术的创新力和创造性。现代化信息设备的设计和制造,企业的人力资源管理方面能够正确的组合人才,不断发挥技术人才的集体智慧,提高工作的质量和效率。
3.2 导致上述问题出现的原因
人力资源管理的观念落后于人力资源管理的方式,企业管理者缺乏科学有效的管理方式,一直强调提高企业的效率和对员工的使用,忽视其培养:对于员工的任用缺乏科学的选择方法,以至于导致人才的流失。
目前处于一个智力资源与生产分配使用为主的经济时代,人力资源管理对企业的发展有着相当重要的作用。在当前的企业竞争中,人才成为企业中的生命力所在,只有合理有效的管理体制才能够使企业更有发展潜力,使才能够使的企业不断地走向强大。
高新技术企业人力资源管理要走创新之路就要:
4.1 建立积极有效的人力资源管理模式
合理有效运用人力资源的开发与管理,必须不断学习新知识,为解决各方面的问题做好准备。实行积极的人力资源管理战略,在企业层次上的资源管理需要人力资源部门积极参与,重视人力资源的规划与人力资源的开发,正确处理好发展与生产的关系。
4.2 完善业绩考核,建立激励制度
对业绩进行考核,能够提高团队的整体效绩和提高企业的服务管理水平,在提高服务管理的基础上必须建立相关激励制度,他们不仅需要更好的薪金,不断进行优质的培训教育,不断进行知识的更新,而且他们还注重精神上的满足。因此,在企业中民主比薪金更加重要。
据有关权威部门统计,我国企业家能胜任的高级管理人员及应对开发市场能力和素质排名是倒数的。这样的管理者队伍是不能够领导我国的高科技企业在国际市场的竞争中占据重要位置的。
高科技企业的高层管理者是企业的主心骨和灵魂,高层领导者能力的高低决定着企业成败的关键。对高层领导者的开发管理和对员工的开发管理。对高新技术企业人力资源开发就要做到:树立“以人为本”的管理理念;其次,采用科学有效的技术测评方法,评估综合素质,培养和挖掘其潜能;引进新型的竞争方式,考核其绩效,优胜劣汰;按照市场的价值和企业的经营状况确定其应当享受的工薪报酬。做好企业高层管理人员的开发管理工作应当成为企业人力资源开发管理的重点,也是企业走向强盛,立于不败之地的希望所在。必须深刻认识人力资源开发管理同传统人事管理的区别和联系;必须牢固地树立“以人为本”的管理思想,充分认识人力资源在生产中的地位和作用,充分认识人力资源开发与管理在企业管理中的地位和作用,通过不断地阅读和比较相关的著作,认识到了人力资源管理是企业能够保持健康平稳发展的关键所在。
综上所述,人力资源管理已经成为了当今高科技企业能够取得健康、快速发展的关键所在,企业应该认识到资源管理在时代的发展潮流中,在日益激烈的竞争中的重要性,必须重视人力资源的管理创新和开发,以促使高科技企业的快速有效的发展,促进社会的不断进步。
【高新技术企业人力资源管理创新与开发】相关
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当今时代,人们已经越来越离不开影视媒体,“读图时代”已然成为时代潮流。影视已成为人们生活和工作的重要组成部分,从另一方面来讲,也成为高中生课余时间学习的重要资源。以下是读文网小编为大家精心准备的:高中语文教学中影视资源的利用探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在教学信息化程度逐步加深的今天,各种多媒体技术均得到了充分的利用,作为高中教学中重要的基础课程――语文教学也不例外。在这些多媒体技术的运用下,影音图文资料被灵活地运用到具体的教学实践中,这不仅极大地填充了传统语文教学中的不足,同样,在激发学生积极性的前提下有效地提高了高中语文教学质量。为了更好地利用这些资源,相关的教学工作者必须调整好教学思路,为语文教学的有序开展做好全面的安排及设计。
1.提高语文教学质量的有效途径
对于语文教学而言,教学资源越丰富,学生就可以接触到更多的信息,这种知识量的积攒可以为学生口语能力、写作能力的提升提供较大的帮助。与传统的教学素材相比,影视资源更加直观、形象,在这种动态影视频的欣赏下,学生的参与积极性会出现较大的转变。在信息化的社会背景下,学生可以通过移动设备进行影视资源的观看与收集,这对于语文教学的有序开展非常有利,教师可以在教学大纲的引导下进行影视资源的删选,通过公共平台进行共享,以此来达到其教学的目的。同时,基于部分古典文学自身存在的难度较大,通过影视资源的观看下可以减少教学中的难度,提升学生的审美能力及思维能力。
2.影视资源自身具有较大的优势
影视资源是集美术、服装、音乐、历史等为一体的艺术表现形式,通过不同人物的诠释可以帮助人们了解不同时代背景下的人文风貌。受中国传统阶级观念的影响,部分文学作品在词语的组织及语句的选用上较为严谨,与现代人简洁、直接的表达方式有较大的区别,在影视资源的欣赏,学生可以身临其境,直观的了解到主人翁所处的环境及内心情感的变化,这对于文章主旨的了解及人物角色的分析都非常有利。学生可以在这些影视作品中学会些许为人处世的技巧,重视个人语言组织能力的提升。就高中语文教学中《雨巷》的分析来讲,其字面上表达出的是一位孤独的雨中行者,他盼望遇到一位丁香一般的姑娘,但是,通过相关影视作品的鉴赏我们可以发现,其潜在想表达的是革命黑暗时期诗人渴望光明与希望,我们有理由相信通过内在感情线索的牵引,学生能够对文学作品有更加深层次的了解,逐步提升自身的写作水平。
1.阅读教学中影视资源的利用
语文教学的主线是通过教材中文章的阅读及分析来开展的。因此,学生需要对文章有一个整体性的了解,然后在此基础上进行文章大意的分析及结构的划分,了解作者的写作风格及写作的技巧。但是,受社会环境限制,各时期的文学作品风格各异,相关影视资源的欣赏可以很好的弥补教材的缺陷,通过教学氛围的营造及音乐的渲染,可以有效地提升学生对于文学作品的阅读水平。
文言文是高中语文教学中的重要组成部分,它呈现了我国古代文人骚客较高的文学水平,与其他文学表现形式有较大的差别,无论是用词还是结构上,其独具一格,寓意深远,因而学生在理解及分析上存在较大的难度。如司马迁的《鸿门宴》中是这样描绘樊哙不惧生死,于危急中与沛公共同进退,“交戟之卫士欲止不内,樊哙侧其盾以撞,卫士仆地,哙遂入,披帷西向立,�_目视项王,头发上指,目眦尽裂……”学生可以通过字面无法准确的了解到樊哙此时的形象特征,而影视资料的观看可以帮助学生了解在特定的背景下樊哙的心理动向及鸿门宴氛围的紧张。这对于加深学生对鸿门宴的映像及角色分析非常有利。同样,在现代文学的分析及讲解中,其优势也不容小觑,如鲁迅先生笔下的祥林嫂、孔乙己都极具代表性,因而在这类角色的分析及文章的讲解中可以灵活地运用现有的影视资源。
2.写作教学中影视资源的利用
写作是语文教学中的重要内容,它需要学生具备较强的语文功底及充足的写作素材,对多种文学结构有一个全面的认知,这样才能将多种写作技巧融合起来,创作出优美的文学作品。
较为常见的文体类型有说明文、应用文、记叙文等,这要学生具备良好的观察习惯,通过生活素材的积累为语文写作提供支持。教师可以通过对部分表述较为清晰、意境优美影视资源的灵活运用给学生写作提供灵感。如央视播出的纪录片《走遍中国》《动物世界》《百家讲坛》等都可以起到借鉴作用,这些纪录片中的配音,镜头的捕捉都可以让学生感受到文学艺术的魅力,从中了解到自身不知道的世界。同时,也可通过对经典影视作品片段的观看了解影视作品传递出的讯息,这些对于学生写作能力的提升非常有利。
3.口语教学中影视资源的利用
在观看影视作品后,语文教师可以选出一些学生进行课堂模仿与练习,通过这种课堂表演来提高学生的口语交际能力与学习兴趣。课堂表演要设定好具体时间,在这一时段内,几个学生各自进行表演,然后进行对比分析,做出一个大致的评价,从而让学生产生竞争心理,进一步提高口头表达能力。同时,还可让学生根据自身的特点和优势对影视作品进行续写或改编,然后将续写或改编部分表演出来。这样的语言表达方式,能使学生心情放松,从而轻松地学习。
总而言之,影视资源正逐步成为语文教学中非常重要的一部分。作为语文教师,为了适应语文教育改革的新需求、新特点,开发和利用影视资源也已经成为一个必然走向。把优秀的影视资源引入语文教学之中,把影片和我们的教育教学工作完美地结合在一起,使它成为语文教学的重要资源,能让高中生在轻松、自在、愉悦的氛围中提高学习能力。
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推进剂又称推进药,有规律地燃烧释放出能量,产生气体,推送火箭和导弹的火药。一些火箭设计的推进剂来自非化学能源或甚至是来自外部的能源。例如水火箭使用压缩气体,一般是空气,迫使水从火箭喷出。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:烃类推进剂航天动力技术进展与展望未来的探析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:为研究烃类推进剂航天动力技术在中国的后续发展和未来应用方向,对比分析煤油、甲烷和丙烷等典型烃类推进剂的物理化学性质和应用特性,简要介绍烃类推进剂航天动力在一次性运载火箭、可重复使用运载器、高性能上面级推进、无毒空间推进和吸气式推进领域的发展动态及应用状况。当前国内外航天动力系统的发展和应用情况表明,以液氧煤油发动机和液氧甲烷发动机为代表的烃类推进剂航天动力将引领未来高性能低成本航天推进系统的发展趋势,依照中国液氧/烃火箭发动机的研制进展和技术水平,以其为核心的新型动力体系在中国未来的天地往返、载人登月和深空探测等多任务适应性方面具有良好应用前景。
【关键词】: 液体火箭发动机 航天推进 液氧煤油 烃类 推进剂
2011年12月发布的《2011年中国的航天》白皮书明确指出,中国将加强航天运输系统建设,发展新一代运载火箭和运载火箭上面级,开展重型运载火箭专项论证和关键技术预先研究,从而不断提升进入空间的能力。2012 - 2016年,中国航天将实现“长征五号”、“长征六号”和“长征七号”运载火箭首飞,其中液氧/烃火箭发动机在我国新一代无毒、无污染运载火箭的芯级、助推级和上面级动力系统中占据重要地位。此外,大推力液氧/烃火箭发动机也是我国未来载人登月、深空探测用重型运载火箭的核心动力之一,以液氧/烃火箭发动机为主动力的航天推进体系己初现曙光。
目前,煤油等烃类燃料广泛应用于涡扇、涡喷、涡轴和冲压发动机等航空领域。与此同时,高性能、低成本、无毒和安全可靠的特点也使烃类推进剂在航天推进领域得到了广泛关注和应用,如美国的宇宙神-5 ( Atlas-J)、德尔塔-2 ( Delta-2)、猎鹰- 9 ( Falcon-9)、安塔瑞斯(Antares)和俄罗斯的联盟号(Soyuz)、安加拉(Angara)系列运载火箭的芯级和助推级动力都采用了液氧/烃推进剂组合。
为理清烃类推进剂航天动力技术在中国的后续发展和未来应用方向,本文分析了典型烃类推进剂的物理化学性质和应用特性,回顾了烃类航天动力在一次性运载火箭、可重复使用运载器、上面级、空间推进和吸气式推进领域的技术进展和应用现状,并对以液氧煤油火箭发动机为代表的烃类航天动力在中国的未来应用进行了展望。
推进剂特性是决定发动机和运载器性能的关键因素之一。推进剂组合(尤其是燃料)的选择不仅要权衡推进剂性能、经济因素、物理化学性质、点火及燃烧特性等与发动机自身相关因素,还需要综合考虑推进剂对运载器有效载荷、结构质量以及使用维护费用的影响。
液体火箭发动机常用的烃类燃料主要有乙醇(酒精)、丙烷、煤油和甲烷等,典型烃类燃料的物理化学性质,液氧/烃推进剂组合的理论真空比冲 (为便于对比,同时给出了液氢的物理化学性质和理论比冲)。与液氢相比,烃类燃料的缺点是比冲和再生冷却能力相对较低,并且容易积碳和结焦。另一方面,液氧/烃推进剂组合具有来源广泛、成本低廉、组合密度高、比冲性能高、无毒环保和耐储存性好等诸多优势。
乙醇易挥发,易与空气形成爆炸性混合物,使用安全性较差。液氧/乙醇组合在比冲和密度上都不具有明显优势,在主火箭发动机上的研究自20世纪60年代就己停止。
液氧/过冷丙烷在20世纪90年代曾一度被认为是一种很有前途的液氧/烃推进剂组合,但丙烷密度高于空气,爆炸容积百分数相对较低,作为液体火箭发动机燃料大规模应用存在较大危险,且没有明显的性能和技术优势,目前多应用于小型航天器的微推进系统中。
火箭煤油是一种典型的包含有不同烃类成分的火箭发动机燃料,密度高且使用安全性最好,但再生冷却能力相对较低,其结焦极限温度最低,在富燃燃烧时也存在积碳问题。鉴于此,苏联和中国在液氧煤油发动机中使用极低含硫量的煤油、冷却通道内人为设置粗糙度、控制推进剂初始温度、燃烧室设置内冷却环带并在内壁喷涂高温隔热涂层,从而突破了由煤油冷却性能和结焦所带来的燃烧室压力限制,采用富氧预燃室避开了积碳问题,进而实现了高压富氧补燃循环模式,将高比冲和高组合密度的优势进一步突显了出来。
采用高能合成煤油(Syntin煤油)是提高火箭发动机性能的有效措施。Syntin煤油的化学分子式为C1016,具有张力环结构和四种同分异构体。与火箭煤油相比,Syntin煤油的冰点较低,满足空间低温工作要求;相同条件下的动力黏度小,流动性能更优;相同温度下的密度和饱和蒸汽压稍高;传热性能与火箭煤油相当,安全性可控;材料相容性好,存储性能稳定,但张力环结构和热稳定性限制其作为冷却剂时温度必须低于394℃。
在同等的约束和设计条件下,液氧煤油发动机的理论真空比冲比液氧甲烷发动机低约100 m/s,但密度比冲却高出16.4%,维护使用也更方便。此外,液氧/Syntin煤油的理论真空比冲比液氧/火箭煤油相应值高出80~150 m/s,典型的如RD 58S火箭发动机的真空比冲高达3541 m/s,液氧/高能合成煤油应用于上面级发动机时更具发展潜力。
由于高压富氧补燃循环和燃气发生器循环模式均适用于液氧/煤油推进剂,故液氧煤油发动机可以作为一次性运载火箭和可重复使用运载器的芯级、助推器以及无毒上面级的主动力。迄今为止,苏联/俄罗斯和美国己成功研制了多种具有重要历史意义的液氧煤油发动机,典型的有土星-5运载火箭的F-1燃气发生器循环发动机、N-1运载火箭的NK - 33补燃循环发动机以及天顶/能源号火箭的RD-170补燃循环发动机,其中地面推力7295 kN的RD-170高压补燃循环发动机在一定程度上成为液氧煤油火箭发动机技术水平的标杆。
液氧/液态甲烷(或液化天然气)推进剂组合是近三十年来的研究热点之一。甲烷是单碳原子的低密度碳氢化合物,兼具氢和煤油的部分优点。液态甲烷属于低温推进剂,优点是比热高、豁度小、结焦极限温度高,基本无结焦和积碳问题,是目前仅次于液氢的再生冷却剂或膨胀循环冷却剂。液态甲烷的缺点在于密度较小、饱和蒸汽压高,致使密度比冲偏小且燃料泵的抗汽蚀性能不易保证。液态甲烷经过再生冷却后己接近气态,液氧/甲烷组织气液喷雾燃烧时燃烧效率高、燃烧稳定性好,燃气发生器效率也以甲烷最高。因此,富燃补燃循环、膨胀循环以及燃气发生器循环模式都将适用于液氧/甲烷推进剂组合。
液氧甲烷发动机的密度比冲偏低,其综合性能也略低于高性能的补燃循环液氧煤油发动机,液氧甲烷发动机作为芯级或助推级毫无优势。作为高空发动机,由于其性能远低于液氢液氧发动机,因而也不能替代后者,迄今为止还没有液氧甲烷发动机型号得到实际应用和飞行试验验证。另一方面,液态/甲烷组合在烃类燃料中比冲最高,重复使用时无需清洗,液氧甲烷可重复使用火箭发动机被认为是比较有发展和应用前景的可重复使用运载器动力。由于液氧和液态甲烷的沸点分别为-183℃和-162℃,均接近空间温度,便于空间长期贮存,贮箱间无需特殊的绝热结构,故液氧甲烷发动机也可作为未来高性能的无毒通用型上面级发动机或空间飞行器动力系统的主要发展方向之一。
除上述的乙醇、丙烷、煤油和甲烷之外,高张力四环庚烷(Quadricyclane,分子式C7H8)也是一种备选烃类推进剂。四环庚烷在常温下的密度为0.982g /cm³,高于火箭煤油和Syntin煤油。但四环庚烷含有张力环,且闪点较低,故热稳定性较差,作主动冷却剂时存在一定的结焦和积碳,其潜在应用是取代偏二甲肼形成毒性相对较小的四氧化二氮/四环庚烷自燃推进剂组合。
综上,液氧/烃类是液体火箭发动机推进剂组合的主力,以液氧煤油发动机和液氧甲烷发动机为代表的液氧/烃动力有望成为航天运输系统的主要发展目标。对于一次性使用火箭发动机,由于工作时间短暂,应在综合考虑研制难度、生产成本的前提下追求高比冲性能,富氧补燃循环液氧煤油发动机和富燃补燃循环液氧甲烷发动机的比冲高、气液喷雾燃烧稳定性好,结构尺寸、涡轮泵功率及推力室冷却套压力适中,具有一定优势。对于可重复使用发动机,需要多次和长时间工作,低室压的富燃补燃循环液氧甲烷发动机、低室压的富氧补燃循环液氧煤油发动机以及系统压力较低的燃气发生器循环液氧甲烷发动机则更为适宜。
进入21世纪以来,美国、俄罗斯、欧洲等国家和地区竞相开发太空和临近空间等战略高地,重新调整了航天发展战略,加大了对天地往返、深空探测和临近空间开发的支持力度,烃类推进剂航天动力及运载器将在其中扮演重要角色。
2. 1液氧/烃发动机在一次性运载火箭中的应用
液氧/煤油推进剂组合在俄罗斯和美国的运载火箭的芯级和助推级动力中得到了广泛应用。
2.1.1俄罗斯
苏联/俄罗斯的液体火箭发动机技术在世界范围内首屈一指,液氧煤油火箭发动机在苏联/俄罗斯著名的联盟号、N-1、能源号和天顶号运载火箭的芯级、助推器以及质子号运载火箭上面级动力中是绝对主力。
苏联在20世纪50年代研制了RD-107 /108液氧煤油发动机,并将其应用于联盟号火箭,目前仍然承担着为国际空间站运送人和物的发射任务。苏联在载人登月竞赛中研制的N-1火箭的动力全部为补燃循环液氧煤油发动机,第一级为30台NK -33发动机,第二级为8台NK-43发动机,第三级为4台NK - 39发动机,附属于L-3登月系统的第四、第五级动力分别为1台NK-31和1台RD- 58M发动机。能源号重型火箭的助推级为四台RD-170高压补燃液氧煤油发动机,天顶号运载火箭第一级采用4台RD-171发动机,第二级采用RD-120发动机。 1995年,俄罗斯开始研制安加拉(Angara)系列火箭,第一级和助推器的核心是单推力室的RD-191发动机,部分构型的第二级采用补燃循环液氧煤油发动机RD-0124 Ao 2009年,俄罗斯曾决定研制新的俄罗斯主要运载火箭Rus -M,芯级和助推器均计划采用双推力室的RD -180液氧煤油补燃发动机,RD-180发动机由一台涡轮泵供应两台推力室,燃烧室最大压力超过25.7 MPa,海平面推力3829 kN,推力调节范围47%~100% 0 2013年12月,俄罗斯成功发射了新的轻型Soyuz-2. 1 V运载火箭,第一级使用单推力室的NK-33发动机,第二级采用RD -0124发动机,后续计划由RD-193发动机(RD-191改进)来接替NK-33发动机。
俄罗斯在研发新型运载火箭的同时,也将液氧煤油火箭发动机产品和技术出口至其它国家和地区。RD-180和NK - 33发动机出口至美国,安加拉火箭的通用型火箭模块(URM)和RD-191发动机应用于韩国罗老号(Naro)火箭,韩国也计划在KSLV - 2运载火箭的第一级和第二级采用75吨级燃气发生器循环液氧煤油火箭发动机。
2. 1. 2美国
在载人航天和载人登月竞赛期间,美国研发了诸如H-1,F-1和RS-27等多种燃气发生器循环液氧煤油火箭发动机。近年来,为大幅降低航天发射成本并提高运载器的可靠性,美国提出了多项航天发展规划,部分己取得实质性进展。
1)改进型一次性运载火箭及其液氧/烃发动机
2009~ 2013年美国航天发射任务的统计,美国后续大型空间载荷将主要由改进型一次性运载火箭(EELV)计划下的宇宙神-5和德尔塔-4运载火箭负责发射。宇宙神-5的第一级采用RD一180高压补燃循环液氧煤油发动机,可靠性高且价格相对低廉,商业发射领域的订单更多,己然成为美国后续航天发射的主力。由于RD-180发动机的地面推力较大,因此未来的宇宙神-5系列火箭将逐渐演变为单级构型,即以最少的级数和级间分离获得最高的可靠性。
2)商业轨道运输服务计划及其液氧/烃发动机
目前获得美国商业轨道运输服务(CommercialOrbital Transportation Services COTS)计划合同是空间探索技术公司(SpaceX)的猎鹰-9 ( Falcon-9)火箭和轨道科学公司(Orbital Sciences CorporationOSC)的金牛座-2 ( Taurus-2)/安塔瑞斯(Antares)火箭。
原始的猎鹰-9火箭第一级采用了9台灰背焦-1 C ( Merlin-1C)燃气发生器循环液氧煤油火箭发动机,第二级采用一台高空型灰背焦发动机。SpaceX公司为改进型猎鹰-9火箭研制的Merlin-1D发动机的海平面和真空推力分别为654 kN和716 kN,海平面和真空比冲分别为2765 m / s和3050 m/s,改写了当前燃气发生器循环液氧煤油发动机比冲性能的最高水平。安塔瑞斯的第一级采用2台美国航空喷气(Aerojet )公司的AJ - 26发动机,其原型即为NK -33液氧煤油发动机,其真空推重比高达136. 66 。
3)新型重型火箭论证中的液氧/烃发动机
美国国家航空航天局(NASA)在航天发射系统( Space Launch System } SLS)重型运载火箭方案论证过程中对比了固体助推和大推力液氧煤油助推方案的优劣,前者有航天飞机技术做基础,后者性能高、易维护、零基础设计上更有成本优势,但需要重新研发液氧煤油发动机并新建相关基础设施。后续SLS火箭的助推级Block II还将根据性能需求、运营成本和发射频率在两者之间进行选择,改进后的推力约800吨的F-1B液氧煤油发动机就是有力竞争者之一。
2. 2液氧/烃发动机在可重复使用运载器中的应用
可重复使用运载器是降低发射成本和应对高密度发射的有效途径,可重复使用飞行器及其动力技术己成为国外商业航天发射研发的重点,国外公司正在为未来商业航天发射开发真正意义上能够重复使用的液体火箭发动机。
2008年3月,XCOR公司宣布研制一种火箭助推的两座太空船“山猫”( Lynx),将主要用于私人太空游。助推火箭拟采用循环往复活塞泵增压的液氧煤油发动机XR-SI418,其推力为11. 12~12. 9 kN利用煤油对推力室进行再生冷却。由于采用了三循环往复活塞泵,XR –SI418要比采用传统涡轮泵的火箭发动机更为简单、成本也更低廉,发动机的相关试验己于2008年12月启动,XCOR公司也在考虑将液氧/甲烷作为其推进剂。
Garvey Spacecraft公司与加利福利亚大学正在联合开发可重复使用纳米卫星运载器(ReusableNanosat Launch Vehicles RNLV),力求能够将10 kg有效载荷送入250 km的极地轨道。RNLV第一、二级均采用挤压式液氧稠化丙稀发动机,推力分别为29. 65 kN和1. 9 kN,燃烧室压力约为2 MPa和1 MPa,推力室冷却方式采用烧蚀冷却和辐射冷却,从而避开了丙稀再生冷却时的结焦问题。
2007年3月,美国空军选定安德鲁斯太空公司( Andrews space)协助其完成“完全可重复使用进入太空技术计划”( Fully-reusable Access to SpaceTechnologies ,FAST),最终目标是开发一种可完全重复使用的天地往返飞行器。推进系统计划采用两台SpaceX公司Merlin-1或挑战太空公司(Challengespace)的Chase-10液氧煤油发动机。
SpaceX公司的猎鹰-9和猎鹰重型火箭在设计之初就考虑了运载器及其Merlin-1液氧煤油火箭发动机的部分或完全可重复使用。目前,SpaceX公司正在尝试利用“蚌锰”(Grasshopper)亚轨道可重复使用飞行器以实现猎鹰-9火箭第一级的可重复使用。2012年9月至2013年10月,第一代蚌锰飞行器己成功进行了8次垂直起降飞行试验,在第8次试验中利用火箭发动机反推力控制创造了744 m垂直降落的新纪录。
2. 3烃类推进剂在上面级/空间推进领域中的应用
苏联/俄罗斯为载人登月计划和商业发射任务研制了高性能的液氧煤油上面级发动机。以联盟号系列火箭为例,上面级有四推力室的燃气发生器循环RD-0110发动机、四推力室的补燃循环RD -0124发动机、单推力室的补燃循环RD-0154发动机和RD-161 /161P发动机,而N-1火箭的BlockD和质子号火箭的上面级则是RD -58/58M/58S系列发动机。除早期的RD-0110发动机和过氧化氢煤油发动机RD-161 P之外,上述其它上面级发动机的真空比冲均在3500-3600 m/s量级。
鉴于液氧/甲烷推进剂的特点和优势,俄罗斯自20世纪90年代起在己有的液氧煤油和液氢液氧发动机基础上探索性地研制了RD-183 / 185 / 190液氧甲烷(液化天然气)上面级发动机,计划用于“人力车”运载火箭的第二级和第三级,但至今未得到飞行验证。2000年前后,美国普惠公司开展了膨胀循环液氧甲烷发动机作为低成本上面级动力的方案论证工作。围绕美国重返月球计划,普惠公司就牵牛星月球着陆器下降级发动机采用液氧甲烷膨胀循环开展了参数估算,提出了发动机的具体方案NASA将RS -18发动机改造为月球着陆器上升级的挤压式液氧甲烷发动机,并开展了高空模拟试车和低温推进剂在月球表面的长期贮存模拟试验研究;NASA进行了月球着陆器液氧甲烷反作用控制系统的试验研究;猎户座飞船服务舱的主推进和姿控装置拟采用挤压式液氧甲烷发动机,反作用控制系统拟采用气氧甲烷发动机。
近年来,高浓度过氧化氢/煤油推进剂组合在空间推进系统中的应用受到了关注,目的是替代现有的四氧化二氮/阱类推进剂组合。过氧化氢/煤油具有两种工作模式,过氧化氢分解产生高温氧气和过热水蒸汽,可作为单组元空间推进剂使用,而将其作为氧化剂与煤油或其它烃类燃料构成双组元推进剂时可获得更高的推力和比冲。俄罗斯的RD - 161 P发动机的真空比冲3129 m/s,可用于轨道机动和载人航天飞行的生命保障系统,执行空间推进任务时具有一定优势。美国Aerojet公司的过氧化氢煤油JP - 8火箭发动机也己成功应用于X-37A空天飞机,还曾计划应用于美国空军的空间机动飞行器(SMV)和NASA的X-37B空天飞机。 近十年来,氧化亚氮混合燃料(Nitrous OxideFuel Blend NOFB)在空间推进领域的应用前景备受关注。 NOFB多以氧化亚氮与乙烷、乙烯或乙炔等烃类燃料的混合物形式贮存,因此也称为混合单组元推进剂。当加热或催化分解NOFB时,氧化亚氮释热分解成富氧燃气,随之与燃料发生化学反应。与同为单组元推进剂的阱相比,NOFB的真空比冲高达3200 m / s以上,无毒低成本,耐存贮温度范围宽,材料相容性好,并可实现再生冷却、自增压及深度节流。NASA原计划于2013年在国际空间站开展400 N量级NOFBX发动机的空间性能测试,但至今未能实现。
除上述液氧/煤油、液氧/甲烷以及过氧化氢/煤油这类复杂的化学火箭发动机之外,烃类推进剂还可作为小型航天器微推进系统的冷气源,目前己得到实际应用的液化气推进剂是丁烷和丙烷。英国萨里卫星技术有限公司(Surrey Satellite TechnologyLtd ,SSTL)的首颗纳卫星SNAP - 1就采用了以丁烷为推进剂的冷气推进系统,该推进系统是目前世界上最小的推进系统,总质量仅450 g,推进剂丁烷质量32.6 g。1974年,英国的Miranda ( X - 4)技术试验卫星首次采用了液态丙烷的液化气推进技术,推力器推力为46 mN,比冲可达530·920 m / s,从而将整个微推进系统比冲提高到了440~679 m / s。
2. 4烃类燃料在冲压和组合发动机中的应用
对于飞行马赫数Ma 10以下的双模态冲压发动机和火箭基组合循环发动机,宜采用高密度的吸热型碳氢燃料。该类燃料既可通过自身的物理热沉吸热,又可以通过化学裂解吸收飞行器高温部位产生的热量,进而得到燃烧性能良好的小分子裂解产物,组织燃烧后为飞行器提供动力。
美国空军研究实验室与国防高级研究计划局联合研制的X -S1A飞行器的推进装置为一台JP - 7碳氢燃料的SJY61系列超燃冲压发动机。2010年5月26日,X -S1A验证机首飞过程中发动机密封失效,飞行器未加速至飞行马赫数6以上。在2013年5月的第四次飞行试验中,X -S1A飞行器超燃冲压发动机在18.3 km高度持续工作210 s,最大飞行马赫数Ma 5 . 1。 烃类燃料在吸气式组合循环发动机技术探索中同样占据重要地位。2010年,美国空军委托Astrox公司就两级入轨飞行器的不同构型进行了对比分析。研究结果表明,全系统结构尺寸和质量最优飞行器的第一级应当为可重复使用液氧煤油发动机,第二级则为液氧甲烷火箭基组合循环(Rocket BasedCombined Cycle}RBCC)发动机,这也为烃类燃料在美国组合发动机的应用指明了方向。
3. 1液氧煤油火箭发动机技术进展
20世纪80年代后期,我国提出了发展液氧煤油火箭发动机的设想,随后便开展了高压补燃循环(分级燃烧循环)液氧煤油发动机关键技术攻关。目前,作为我国新一代运载火箭芯级和助推级主动力的YF-100液氧煤油发动机己研制成功,作为上面级主动力的18吨液氧煤油火箭发动机研制告捷,新一代运载火箭即将陆续迎来首飞。
作为我国新一代运载火箭无毒、无污染、高性能和高可靠性的核心动力装置,YF-100发动机是一种单推力室的高压补燃循环液氧煤油发动机,海平面推力约1200 kN,燃烧室压力约18 MPa,海平面比冲约2942 m / s。与俄罗斯先进的RD-170 / 180 /191液氧煤油发动机相比,YF-100发动机的比冲基本与之相当,但推力量级偏小。
我国120吨和18吨级液氧煤油火箭发动机均采用先进的高压富氧补燃动力循环模式,经过多年的探索和积累,例如富氧燃气的高压补燃技术,贮箱压头自身起动及化学点火技术,大范围推力和混合比调节技术,高压、大流量富氧预燃室技术,高压推力室的再生冷却技术,高性能、燃烧稳定性好的气/液喷注器技术,富氧燃气驱动、大流量、全进气、低压比和高效率涡轮技术,高扬程、高效率液氧泵和燃料泵等一系列关键技术得以突破,标志着我国己成为继俄罗斯之后第二个完全掌握高压补燃循环液氧煤油火箭发动机核心技术的国家。
3. 2液氧甲烷火箭发动机研究进展
我国于20世纪80年代开展了液氧甲烷发动机的预先研究工作,进行了液态甲烷的电传热试验和推力室点火试验,对比分析了甲烷和煤油、丙烷的燃烧稳定性、积碳、结焦以及冷却性能,并将绿色四氧化二氮和偏二甲阱常规发动机直接改为液氧甲烷发动机后进行了热试车,结果表明液氧/甲烷是一种很有发展前景的推进剂组合。
进入21世纪,我国启动了液氧甲烷发动机关键技术研究,提出了推力600 kN量级的燃气发生器循环液氧甲烷发动机方案,采用富燃燃气发生器、双涡轮并联甲烷/液氧涡轮泵,液态甲烷再生冷却推力室。2013年,600 kN级液氧甲烷发动机全系统试车取得成功,液氧甲烷喷注器缩尺试验研究、燃气发生器点火方案研究、燃气发生器低混合比液/液喷雾燃烧研究、涡轮泵适应性研究、液态甲烷与材料相容性试验研究取得了实质进展。
4烃类航天动力在中国的发展展望
世界各国航天运输系统大多采取重型和大型与中型/小型运载火箭相结合、载人航天与商业发射相互兼容的发展思路,大推力液氧煤油助推加液氧煤油或液氢液氧芯级成为典型的火箭构型,涉及的火箭发动机类型少、数量少且推力大是未来主流运载火箭的典型构型特征和发展趋势。
在我国新一代的长征五号、六号和七号(CZ -5 /6 /7 )运载火箭中,CZ - 5低地球轨道(Low EarthOrbit LEO)运载能力可覆盖10~25吨,地球同步转移轨道(Geostationary Transfer Orbit } GTO)运载能力为6-14吨。与Atlas-5 , Delta-4和Ariane-5等运载能力相当的大型运载火箭相比[X33-34] CZ -5火箭涉及三种型号发动机,构型相对复杂,总体尺寸规模较大,GTO运载能力14吨的CZ-SE火箭的发动机数量更是多达12台。此外,中型运载火箭CZ-7也同样存在上述问题。显然,我国新一代运载火箭的芯级和助推级发动机推力量级偏小,既不利于火箭构型优化,也无法满足后续载人登月和深空探测等重大航天活动百吨级LEO运载能力的发射需求。
大推力液氧煤油发动机是我国未来重型运载火箭的核心动力,其衍生发动机也是未来CZ-5等火箭结构和运载能力优化的方向之一。我国重型运载火箭大推力液氧/烃发动机的推力需求范围为4000~7000 kN,其商业应用范围较窄。考虑到大推力发动机的使用成本、技术继承性、技术带动性以及运载项目对动力技术的牵引,宜在现有1200 kN级YF-100发动机基础上研制推力5000 kN量级的双推力室液氧煤油发动机,该发动机应采用高压富氧补燃循环、分级起动和泵后摇摆技术,且必须具备推力和混合比大范围调节的能力。
虽然5000 kN级双推力室液氧煤油发动机有YF-100火箭发动机作为技术储备,但依然需要突破诸如大推力液体火箭发动机分级起动技术、高温高压富氧燃气摇摆软管技术、高效稳定燃烧技术、高室压大热流推力室冷却技术、高效的大功率涡轮泵技术、高精度大范围流量调节技术、密封和轴承技术、低温高压动密封技术以及大推力发动机的制造和试验等多项关键技术。为降低研制难度并实现液氧煤油发动机谱系化,应首先研制2400 kN级的单推力室液氧煤油发动机,以此优化CZ-5火箭构型,减少发动机数量并提高可靠性,然后结合推力室和涡轮泵两个技术验证平台最终研制成功5000 kN级双推力室液氧煤油火箭发动机。 高压补燃液氧煤油火箭发动机在我国载人和商业航天推进领域必将大有作为。120吨和18吨级液氧煤油火箭发动机在可重复使用和可靠性方面还存在提升空间,必须对其进行类似于YF-20系列或RD-107系列发动机的持续改进,不断提升可靠性并加大商业化应用验证,才能满足未来大/中型运载火箭载人航天和商业发射需求。
液氧/烃高性能上面级发动机、空间轨道转移发动机、登月下降级和上升级发动机是进一步提升我国载人航天技术水平和空间探测能力的动力保障。作为中小型运载火箭上面级动力和空间探测轨道转移动力的优选方案之一,空间可贮存的高性能补燃循环液氧煤油发动机还有待研究和发展,以RD -0154和RD -585发动机的系统方案和性能指标为基准,利用我国现有技术储备来研制该类火箭发动机是完全可行的。此外,空间可贮存的液氧甲烷、液氧煤油以及NOFB发动机应当作为载人登月下降级和上升级动力而开展研究和研制。
鉴于美国和苏联/俄罗斯在载人登月和深空探测计划中的经验和教训,登月下降级主发动机必须具备深度节流变推力、多次起动和推力室摇摆能力,为此NOFB发动机可采用挤压式供应系统,液氧/甲烷可考虑采用膨胀循环,而液氧/煤油则考虑采用泵压式供应系统、针栓式喷注器、可变面积流量调节阀、喷注压降和混合比分别调节方案、推力室的内外高效冷却方案。登月上升级主发动机的推力可固定,但必须具备多次起动能力和摇摆能力,推力室冷却方案也需要重点考虑。
烃类推进剂发动机是低成本进入空间和天地往返的现实需求,可重复使用的液氧甲烷和液氧煤油火箭发动机以及火箭基组合循环发动机技术应当得到应有的重视。对于液氧甲烷发动机,在燃气发生器循环、富燃补燃循环(部分/全部甲烷再生冷却)、富氧补燃循环、全流量补燃循环以及膨胀循环等循环模式中,不同推力量级和飞行任务的发动机采用何种动力循环模式是最先需要研究解决的问题。对于火箭基组合循环发动机,需要专门开展吸热型碳氢燃料配方优化及性能提升、碳氢燃料传热特性、碳氢燃料裂解和结焦特性及控制技术、碳氢燃料高温高压物性测量等基础研究。
液氧/烃是未来高性能低成本航天运输系统推进剂组合的发展趋势,以高性能液氧煤油火箭发动机为核心的航天液体动力体系在航天推进多任务适应性方面具有良好的应用前景。
为构建并完善符合我国国情的航天动力体系,建议加快5000 kN级大推力液氧煤油发动机的型号研制,积极开展液氧高能合成煤油上面级发动机的方案论证和型号研制,提升空间探测用液氧甲烷、液氧煤油、过氧化氢煤油、NOFB单组元推进剂发动机的研制能力,提高适用于可重复使用运载器的液氧甲烷发动机和液氧煤油发动机的研制水平,增强微推进器的丙烷和丁烷推进系统的研究和应用能力,加强烃类燃料吸气式组合动力的认知水平和研制能力,力争实现航天液体推进技术的推进剂无毒化、循环方式多样化和推力系列化。
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目前,充分利用病虫和森林生态环境的辩证关系以预防为主的生态营林技术正在不断发展,这种方法利于林木的健康生长,能够达到因地制宜地运用生物及化学等系统措施防止环境污染的目的。还能通过把病虫控制在不成灾的范围内达到保护环境和促进林木速生丰产的目的。以下是读文网小编为大家精心准备的:利用营林技术控制病虫灾害相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:据统计,我国每年遭受森林病虫灾害的林地面积超过上亿亩。林木病虫害问题已经成为制约林业产业化道路的不利因素。近年来通过采取综合措施,使得我国森林病虫害防治工作已经取得初步成效,但是还存在很多问题亟待解决。本文主要分析了如何利用营林技术控制林木中的病虫灾害问题,并就营林技术的实施进行了比较详细的介绍。
关键词:营林技术;病虫害; 防治工作;
森林病虫灾害被称之为“不冒烟”的森林火灾,是威胁森林资源安全的重要灾害。因此加强对森林病虫害的研究和防治是关系到今后农林业生产能否持续发展的大事。长期以来,对病虫害的控制多依赖于化学药剂,产生了较大的负反馈效应,造成反复暴发危害的恶性循环。因此,运用营林技术措施已经成为控制森林病虫害的关键。
营林使用技术应从林业生态的整体性出发,利用生物多样性原理,针对不同生态区林业生产水平和特点,生物群落和病虫草鼠害的种群结构差异,建立了以优化作物种类、调整品种布局、轮作换茬、种养结合、水肥管理、高茬收割、草膜覆盖、深坑栽植等生态调控措施为核心,以有效压低虫口密度、降低菌源基数、抑制杂草生长,降低病虫草鼠变异频率、稳定病虫草鼠种群结构为目标,制定了相关技术规程,辅以生物、物理、化学等防治措施,使林木增产效果显著。利用生态调控方法,发挥生态系统和林木自身控害作用,实现了林业有害生物生态调控技术应用的新突破。森林病虫害与森林植物之间有着复杂的相互关系,只有在全面了解它们的相互关系及其相互作用和动态变化规律的基础上,才能遵循自然规律采取科学的调控措施,预防森林病虫害的发生危害。
1)临时育苗地的选择条件:①靠近造林地,交通方便;②平地或缓坡地;③土壤深厚、肥沃、疏松、湿润;④水源排灌方便。
2)林木育苗的主要工艺程序:①深翻整地;②土壤消毒,杀虫灭菌、施基肥;③开沟平整、作床;④种子消毒、灭菌、催芽;⑤播种覆土、覆盖;⑥中耕除草、抗旱抗涝;⑦合理追肥;⑧间苗、定株;⑨防治病虫害;⑩苗木分级出圃。
3)人工造林主要技术措施包括:①适地适树;②合理整地;③良种壮苗;④抚育管护。
4)立地条件的主要因素有:气候条件、土壤条件以及地形条件。
5)适地适树的主要途径有:选树适地、选地适树、改树适地以及改地适树。
6)造林密度确定原则包括:①经营目的;②树种特性;③立地条件;④造林技术;⑤经济条件。
7)混交林的优点如下:①能改善立地条件,发挥各种防护效益;②能充分利用营林地的营养空间;③能提高林产品的产量和质量;④能增强各种抗灾能力;⑤能提高造林成效。
8)混交树种的方法通常有:株间混交、行间混交、带状混交和块状混交等。
9)造林主要工序:①规划设计;②造林施工:林地清理、整地(打穴、撩壕、开梯)、施基肥;③造林(植苗、播种、分殖);④抚育(刀抚、穴抚、锄抚);⑤补植;⑥防治病虫害;⑦防治人、畜损坏。
防治方法主要应采取对其他有益生物和环境影响小的各种自然控制措施为主。近年来,由于造林绿化工程建设的实施,杨树速生林在全国开始大面积营造,同时杨树蛀干害虫黄斑星天牛在不断蔓延,严重威胁着农田林网安全。采取更新树种、多树种科学配置的营林技术进行预防和控制,是既经济又科学的办法。
2.1 杨树栽培技术
1)栽植杨树的技术要求
根据黑杨派杨树的生物学特性,杨树造林时要推行科学栽植法,即大塘1m见方,大苗苗高3.5m以上,大株行距,大水浇足,深栽8cm。
2)栽植杨树的技术要领
杨树植苗造林的技术要领可用“三埋两踩一提苗”来概括,具体说是:先埋1/5深(20cm)表土,然后将苗放入,再埋土至2/3深(70cm左右),踩紧实,最后埋土至地面,再次踩紧实,接着将苗往上提提,以利根系舒展,浇足水。
3)栽植杨树的技术环节
栽植杨树防止苗木失水是保证成活的关键,要尽一切可能在起苗及运苗过程中防止苗木失水。苗木运到造林地后,最好在水中把苗干下部浸泡2-3天使之充分吸水后再取出造林。在轻质土壤和地下水位较深的地段栽植大苗时,应适当深栽,可使原根茎深入土中50cm-70cm或更深。但在粘重土壤上或夏季地下水位过高处造林时不宜深栽。另外,在栽植时,应将太长的侧根截短,以防栽时窝根影响生长,将伤、断根及机械损伤严重的根系清除,以免引发腐烂而感染病害。
2.2 树立营造混交林理念,科学合理配置树种
应尽快改变目前营造大面积人工纯林的做法,营造适宜本区环境条件的多树种混交林,积极选育抗逆性树种,采取合理的栽植方式,建立多种结构的人工林群落。从生物的多样性,森林病虫害的自然控制及林分平衡结构的角度出发,实现林业有害生物可持续控制的目标,就要坚持“预防为主,科学防治,依法治理,促进健康”的方针,大力提倡多树种科学配置营造混交林,使林分结构趋于合理和稳定,从而减轻病虫害对生态系统造成的破坏,从根本上实现由重防治到轻预防的战略性转变。
2.3 多树种配置的营林模式
采取多树种配置模式因地制宜进行人为自然控制。在进行造林设计时,要综合考虑树种选择搭配,采取行间混交和株间混交方式。对未发生病虫害的地区要采取杨树大林带、果树小网格复合经济型模式,调整林网结构。按照“适地适树,因地制宜,合理配置”的原则,科学合理配置树种。
2.4 多树种配置的方法
1)成片防护林带
成片防护林带包括护岸林、护路林、防风固沙林,一般在岸路两侧各栽植6行以上的树木,沿渠沿路左右以意杨为主,第二排采取株间混交,以意杨为主的林带,主栽树种意杨与诱饵树种二白杨株间以7:3混交。
2)干级林带
干级林带包括干沟、干渠、主干路是主要起道路绿化、防护功能的大林网,一般沟渠路两侧各配2 行以上树木,选择天牛免疫树种刺槐、国槐、白蜡、樟子松、云杉、刺柏或抗性树种意杨、柳、榆等,适当配置诱饵树种二白杨,进行株间或行间混交,比例为7:2:1。
3) 支级林带
支级林带包括斗渠、毛渠、田间边,一般在渠两侧各配置两行树木,选择意杨、白蜡抗性树种,可配置刺槐、二白杨,也可栽植免疫树种白蜡,采取株间混交。在未发生天牛疫情的地区应大力提倡杨树大林带、果树小网格复合经济型农田林网模式。大网格选择意杨与二白杨,配置比例是7:3,采取行间混交;小网格选择红枣、仁用杏、山楂等经济林树种。
综上所述,运用科学的营林技术进行森林病虫综合防治应以预防为主,以营林技术为主要基础,把病虫控制在不成灾害的范围内,以达到保护环境和促进林木生产的目的。实践证明,营林技术在生产中的应用,有效地减少了化学农药在病虫害防治中的使用,有利于生态环境保护,为林业安全生产和持续发展提供了重要保障。
[1]夏康民,汤端生.浅析林业造林方法[J].黑龙江科技信息,2009,27.
[2]钟淼.营林生产中的问题及建议[J].国土绿化,2008,09.
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旅游资源开发是旅游业发展的前提和基础。旅游资源开发不仅是对各种旅游资源和旅游服务设施的开发,还带动了旅游地相关产业的开发,从而导致土地利用模式、方向、类型发生变化,对土地利用结构、动态度、效益、管理以及城市规划和产业布局都产生重大的影响。 以下是读文网小编为大家精心准备的:关于须弥山石窟旅游资源开发利用的几点思考相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要: 文物作为一种特殊的人文资源,是人类在长期的社会活动中创造出来的物质文明和精神文明的承载物,是历史遗留下来的反映当时社会发展水平的实物代表,具有不可再生性,文章以须弥山石窟旅游资源为例,对如何合理地开发和利用文物资源提出几点思考。
Abstract: Heritage as special human resources is the carrier of material civilization and spiritual civilization created by human being in long-term social activities, and is the object representative reflecting the physical representative of the level of social development in history, has a non-renewable nature. Taking Xumi Mountain grottoes tourism resources, the article puts forward some reflections on how to reasonably develop and utilize the heritage resources.
关键词: 石窟;旅游;资源;开发利用
Key words: grotto;tourism;resources;development and utilization
须弥山石窟位于宁夏回族自治区固原市北的黄铎堡乡寺口子河北岸的山峰上,距固原市55公里。古称石门水北,据科学考证距今已有一千五百多年的历史。它保存有北魏、南北魏、北周、隋唐各朝开凿的石像三百五十余尊,这些佛像造型逼真、形态迥异,是不同历史时期中原文明和北方游牧文明的历史折射和缩影,是中国乃至世界文化发展史上的一大人文奇葩,被誉为中国八大石窟之一。被国务院批复为国家重点文物保护单位。
面对国内旅游业的异军突起,须弥山石窟以其悠久的历史吸引了众多游客,仅2007年就接待6万人次,经济收入达30多万元。而云冈石窟等旅游景点每年创收近千万元。与之相比,作为国家重点文物保护单位的须弥山石窟,其低水平的发展势态显而易见。究其原因,主要体现在以下几个方面:
1.1 文化挖掘困难 据史料记载,固原历来为兵家必争之地,属军事重镇。石门水自古为南北通往西域各国的丝绸孔道之一,唐王朝时为彻底解除吐蕃对长安的威胁,曾在原州(今固原)陪设石门、驿藏、木峡、制胜、六盘、石峡、六关以守陇道,古称七关。石门关为七关之首,在军事上具有重要的地位。正因为如此,战乱频繁,战火也殃及须弥山,使原有的史料记载和飞檐雕榭的建筑付之于熊熊战火,保存下来的寥寥无几。须弥山从建山至今已有一千五百年的历史,但要了解详细的情况或挖掘须弥山涤层文化底蕴却是困难重重,这无疑给须弥山的开发和利用带来了诸多不便。
1.2 保护困难 须弥山文化的精髓是雕刻在山崖上的150多窟石像,由于自然环境、历史原因和人为因素的破坏,完整保存下来的雕像寥寥无几。固原属西北干旱区,降水稀少,有“十年九旱”之称,气候恶劣,一年四季不断的西北风对文物破坏相当严重。须弥山石窟建在山之阳,久经日晒和风雨的剥蚀,风化现象也很严重,加之自然景观萧条,难以体现人文与自然资源的和谐相融。
1.3 修缮不力 1982年须弥山石窟被国务院批复为国家重点文物保护区,并拨专款进行修缮,但要修复原有雕像和建筑,无异杯水车薪。固原地处西北内陆,交通不便,信息闭塞、经济落后、要做好须弥山石窟的修缮和重修工作,等于中央取栗。这种不利现状,也给须弥山文化的外向传播和内在渗透造成极大负面影响。
1.4 服务滞后,观念落后 旅游业集吃、住、行、游、购、娱于一身。属劳动密集型产业,各个产业间的联产互动性很强,但是,须弥山景区交通不发达,住宿、餐饮、娱乐近似空白,旅游业专业人才严重短缺,加之经济落后,影响了当地人们的观念和认识,他们眼中的旅游无非是吃、喝、玩、乐,如此落后观念是造成该景区旅游业发展迟缓的因素之一。
1.5 配套设施不齐备,缺乏特色 尽管须弥山景区在对外开放以来,不断加强基础设施和配套服务设施的建设,但与国内同类行业相比滞后了不少,主要是服务配套功能不健全。更有甚者,须弥山做为国家八大石窟之一,在竞争中没有形成自己的特色,即缺乏旅游资源的真正灵魂――地方文化和民族文化的精髓。其次,自然资源和人文资源不协调,也降低了景区的档次,这些不利因素,从不同程度上制约着须弥山旅游业的发展。
2.1 转变传统的发展模式,真正实现旅游发展由量变到质变的根本性转轨 发展旅游业,不仅是推销旅游资源和旅游产品,而且涉及到旅游营销、旅游管理、旅游服务、旅游业态、旅游发展预测等各个方面。因此,在今后的旅游业发展中,要更新观念,创新理念,并在打造品牌、培育精品上琢磨。要主动顺应社会和产业发展的主流,提前在产业发展、产品运作、产品构建、产品营销、产品管理、产品预测等各个环节下功夫,找出它们之间的关联所在,然后对各个环节做缜密、细致的调整,最终实现旅游业发展的根本性转变,做到自我调节,自我优化。
2.2 准确定位,打造特色品牌 对须弥山旅游资源定位要准确,即要打造国家旅游产品和精品意识。因而在规划设计中要把握好尺度,要让须弥山旅游资源的开发利用具有前瞻性和可行性。说到底,就是要在旅游业发展中寻找须弥山文化的精髓和灵魂,即须弥山旅游资源的根――须弥山文化。尽管须弥山有国家文物重点保护的招牌,可它缺乏特色,缺乏文化魅力,对富有自身传奇色彩的“须弥之花”、“须弥松涛”、“桃花林”等深层文化挖掘不够,未能彰显原本浓郁传奇的佛教色彩。因此,实现旅游资源开发方向上的调整,要注重观光旅游中的文化差异。文化差异越大,对旅游者的吸引力就越大。因此,必须打造自身特色品牌,要将它作为立足旅游市场的通行证。其次,要加大旅游专项产品的开发,如登山、探险、攀岩等个性化产品的开发,不断刺激旅游者的消费需求从而满足旅游自身发展的需求。 2.3 加强行业间的合作,实现互利互赢 当前,旅游业发展中的一大趋势是旅游区域间的合作不断加强,并且合作渠道不断拓宽,在合作中相互交流、相互借鉴、相互弥补,这已成为一种合作的重要途径。须弥山旅游资源同周边省市相比,具有明显的竞争优势,因此,积极加强区域间旅游业的横向和纵向联系,相互策划旅游路线,相互推介旅游产品,不仅可以弥补资源不足,而且可以达到互利互惠、互利互赢的目的。党中央、国务院制定的西部大开发战略决策和党的十六大绘制的宏伟蓝图,为西部地区社会经济的发展提供了千载难逢的机遇,“十一五”发展规划更明确了旅游业在西部社会经济的崛起中有着不可替代的地位和作用。因此,须弥山旅游的发展必须把握时代的脉搏,要乘势而上,加快区域合作步伐,因势利导,实现西部旅游业的共同发展。在合作中坚持互利对等原则,走资源共享、客源互送、线路互推、政策互惠、信息互通、节庆互动、交通互联、争议互商的产业化发展之路,从而实现区域间资源共享,激活产业的发展步伐,最终促使须弥山旅游产业向广泛,深入的发展轨道迈进。
2.4 加大市场营销的推介力度 在须弥山旅游业的发展中,虽然现在已经作了大量艰苦的工作,但效果并不十分明显,客源大多数局限在区内和周边省市。究其原因,主要是宣传推销力度不够。大凡旅游业发达的省、市或地区,大多会在市场营销上不断改进思路和方法,不断完善,推陈出新,与时俱进,另外在宣传投资上的力度也颇大,有些省市为招徕游客,不惜以每年旅游收入的30-35%作为下年的营销费用,高资金营销与高额创收以正比例的速度不断递增,取得了巨大的社会经济效益。因此,旅游业在优化自身品牌的前提下,不断加大营销推介力度,走高投资营销的发展路子,才是须弥山旅游业日益迈向全国乃至世界的一张“王牌”,只有让游客了解须弥山,才能吸引他们来旅游。营销中杜绝以次充好、以劣充优的不正当竞争行为,只有言行一致,才能不断打造声誉、扩大影响,赢得客心。
2.5 培育和造就一批高素质的人才队伍 人才是所有资源中最富活力、最具创造力的资源。成功的企业或管理部门,无不把人才队伍的培养当作一项重要的工作来抓。旅游业亟需一批懂行业、文化功底深、服务技能高、敬业精神强,拼搏精神浓的人才队伍为之服务。目前虽然须弥山旅游人才队伍已初具规模,文化素质偏低、敬业精神、协作精神不强,创新意识不积极。面对当前旅游业间的激烈竞争、产品不断推陈出新,旅游服务的不断规范化和旅游消费呈现出多样化、社会化、个性化的多元化发展趋势,加强壮大人才队伍势在必行。须弥山旅游人才队伍的培养必须以“社会主义荣辱观为指导”,与绩效奖罚和职称晋升相挂勾,不断加强旅游从业人员的文化素养和爱岗敬业、乐于奉献、吃苦耐劳、认真钻研、勤奋进取的敬业精神,只有这样,才能迎合未来发展的需要。
2.6 密切同旅行社的合作 招徕游客,离不开旅游的中介组织――旅行社。这是因为旅行社在旅游业发展中起着举足轻重的作用。有些人这样比喻,说景区是产品,旅行社是推销员,游客是消费者。这个比喻既贴切又形象。因为从这个简单的比喻中,我们可以看出它的地位,在实际操作中就不能忽视它的价值。所以,在今后的旅游业发展中,必须不断密切同旅行社的联系,不断进行信息反馈,及时进行产品结构调整、优化产品组合,以应对旅游市场的供需矛盾。同旅行社的合作,要在兼顾发展的同时,给予经济上的优惠,这不仅是一种手段,也是一种目的。
2.7 加强旅游基础设施和服务设施建设 当前,旅游的需求越来越高,其对配套设施的质量要求也越来越高。因此,在深入调查分析的基础上,根据游客的需求,不断加强旅游和服务设施的建设,特别要在娱乐、餐饮、住宿、交通设施的更新和完备上下功夫,多为游客提供参与性的项目,才能达到以质取胜的效果。旅游基础设施和服务设施建设要坚持高水平规划、高起点建设、高效能管理、高质量运作的原则,要让游客觉得舒适、安全、有快乐感。只有这样,须弥山旅游业才能在发展中引领时尚,来须弥山的游客才能尽情地放飞心情,快乐地并捕捉瑕想。
2.8 加大文物保护的立法规范 文物资源的开发利用和文物保护是相互联系,不可分割的统一体。在当前的旅游行为中,部分游客的陋习和不文明的行为随处可见。他们在游玩时,对文物资源乱刻、乱画,甚至损坏,正因为如此,要按文物保护的相关规定,切实做好文物保护工作。具体措施是一要加强文物保护法和文物法律法规的执行,广泛宣传,努力提高全区人民保护文物的意识。二是要根据本地实际,建立和制定一套适合自身文物保护的规章制度,并且加大执法力度,促使文物保护最终迈向法制化、科学化、规范化的发展轨道。从而将文物保护工作落到实处。
2.9 加大招商引资工作 在平等互利、互惠互赢的前提下,大力开展招商引资工作,对部分旅游产品因缺乏资金而无法开发时,即可以通过招商引资、节源开流等方式实现双赢的目的。
总之,文物是旅游资源发展的基石,文物得不到有效保护,就谈不上须弥山旅游的可持续发展,而旅游业的发展也反作用于文物的保护工作。因此发展须弥山旅游业,就要合理开发和利用文物资源,达到双赢的目的。
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