航空航天技术特征范文

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0092-02

航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计，不断地向材料工程提出新的课题，推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性，极大地促进了航空航天技术的发展。因此，先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术，关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此，各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展，但仍然与发达国家存在较大的差距。因此，需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版，这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力，以完成获取专业所需信息等任务。

材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点，而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是：掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组，并掌握一定的构词法知识，具有识别生词的能力，能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决，目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此，迫切需要完善教学内容，优化教学方式，改编教材，以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。

一、改编现有专业教材，扩展学生专业视野

浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现，内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编，实际是英文版的专业教材，不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢，与国际上材料科学的快速发展不相适应，学生阅读起来单调、枯燥。因此，在现有教材的基础上，急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识，既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。

从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手，按照从难到易的教材内容顺序，突出航空航天行业背景及新技术特点，完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上，按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节，简单介绍材料的基础理论知识，学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇，让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后，在材料学的专业知识内容上，结合专业基础课程，着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容，例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时，为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力，提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力，教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且，从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿，学生也易于接受。这样，既提高了教学效果，也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。

二、丰富课堂教学内容，夯实学生基本功

调研各高校材料专业的本科生教学计划，发现专业英语课程设置在第七至第八学期，大四学生对英语学习逐渐变得陌生，如果直接面对专业英语的学习，势必会造成学生学习的困难。因此，教师除了教授教材的内容外，可以适当拓展相关内容的英语学习，提高学生的学习兴趣。

从知识结构设置上，可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要，突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流，可按照先读后写，先听后说的思路，来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式，重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外，还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写，展开介绍和讲评。“学以致用”，而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益，便会提高学习的积极性，促进专业英语的教学。

为了增加教学内容的趣味性，在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业，其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业，因此除了完成教材的教学内容外，还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时，可以从互联网上搜索最新的文字资料，也可以搜索最新的视频资料，其中视频资料更生动，因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时，可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频，加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此，通过利用多媒体技术的视频资料，不但可以提高学生的英语听力，扩充学生的词汇量，还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿，深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。

三、改革课堂教学方法，提高课堂教学质量

材料专业英语是一种正规的书面体，专业词汇多词形复杂、句子长，且与专业知识结合紧密，相对于基础英语来说，缺少文学作品中的韵律、节奏感，读起来抽象、枯燥，造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法，势必不能有良好的教学效果。因此，应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点，采取多元化的教学方法，对学生进行课堂教学。

可以采取英语课堂的教学，让学生随堂朗读教材内容，学生在读的过程中，既熟悉了教材内容，又对英语的“说”有提高。随后，对学生进行分组，讨论分析教材内容，或者也可以提出一个小话题，学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样，既提高了学生的英语口语技能，也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业，可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译，通过英汉互译的环节，巩固课堂教学内容。在课程结束前，还可以穿插学生就自己的毕业设计方向，做一个简短的英文讲座，既可以对课堂教学效果进行测试，也可以提高同学们的口头表达能力，增加同学们英语交流的信心。

在进行课堂教学的时候，如前所述，可以围绕课堂教学时的内容，充分利用互联网技术，为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例，可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时，可以采用先朗读后分析、翻译的方法，逐步分解。进行视频资料的学习时，教师应提前将语音资料转换成文本资料，课堂上可以进行边视听边进行讲解，让学生在愉快的氛围中进行学习，进而达到良好的课堂效果。

四、结语

我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展，密切和国外学术交流，才能保障材料领域的不断进步，这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此，通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力，增强学生的国际竞争力，为航空航天材料技术领域输送优秀人才。

参考文献：

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关键词：空气动力学；航空航天；发展

Key words: aerodynamics; aeronautics and astronautics; development

中图分类号：[O355] 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）36-0227-01

0引言

空气动力学是研究物体在同气体做相对运动时的气体流动规律、受力特性以及伴随发证的物理变化，是力学的一个分支。空气动力学是建立在流体力学的基础上，伴随喷气推进技术和航空工业也逐渐发展起来的一门学科。

今后十年或更长一些时间内，航空航天技术必将有更大发展，正在研制和有可能开始投入研制的航空航天飞行器将主要有：高机动性作战飞机、无人侦察作战飞机、武装直升机、大型高速民航机和军用运输机、可重复使用的高超声速空天飞行器、微型飞行器、地效飞行器、智能控制可变形体飞行器等。上述这些飞行器的研制，对空气动力学发展提出的许多具有挑战性的课题，它们一般都涉及高度非定常、非线性、包括物理/化学变化效应，跨越力、热、电磁多种学科，从微观到宏观多种尺度的时/空瞬变流场等，都有很大的难度。空气动力学涉及的多学科、多目标优化，已成为重要的研究领域。下面给出几个空气动力学未来发展需要重点研究的几项课题。

1湍流理论、涡结构、转披和分离机制及主动涡控制技术

流动现象大致可以分为层流和湍流两大类。对层流的研究已经达到了相当成熟的阶段，而对湍流的研究则一直进展缓慢。19世纪初人们认为湍流是一种完全不规则的随机运动，因此，雷诺首创用统计平均方法来描叙湍流运动。1937年泰勒和冯・卡门对湍流下过定义，认为湍流是一种不规则运动，它在流体流过固壁或相邻不同速度流体层相互流过时产生。后来欣策在此基础上予以补充，说明湍流的速度、压强、温度等量在时间与空间坐标中是随机变化的。从20世纪70年代初开始，很多人认为湍流并不是完全随机的运动，而是存在一种可以被检测和显示的拟序结构，也称大涡拟序结构。它的处理与随机的小涡结构不同，它在切变湍流的脉动生成和发展中起主导作用。但是人们对这个说法仍存在争议，有人认为这种大尺度结构不属于湍流的范畴，而有人认为这是湍流的一种表现形式。目前大多数人的观点是：湍流由各种大小和涡量的涡旋叠加而成，其中最大涡尺度与流动环境密切相关，最小涡尺度则由赫性确定；流体在运动过程中涡旋不断破碎、合并，流体质点轨迹不断变化；在某些情况下，流场做完全随机的运动，在另一些情况下，流场随机运动与拟序运动并存。

2气动光学与气动声学

气动光学研究空气动力流场中密度、温度、压力等参数的不均匀变化和脉动特性引起的光线偏折、相位变化等造成的图像偏移、抖动、模糊、强度衰减以及光波在大气中传输时产生的折射、散射、吸收等现象对光传播和光学成像影响。

气动光学对进攻性或防御性高速成像制导武器的目标自动跟踪和瞄准误差有重要影响；对空中侦察、照相的影响是引起图像模糊和定位误差；对激光武器的影响是引起瞄准误差以及靶的聚焦能量衰减，最终造成损伤、摧毁作用的减弱。

流场特性预示是气动光学效应的研究基础。目前，包括激波、剪切层、喷流、湍流、旋涡运动及其相互干扰作用的各种复杂流场变化以及气动加热形成的热辐射影响预示方法都有自己的局限性，必须进一步深人研究和开发满足不同需求的高速流场数值预示方法包括雷诺平均NS方程、大涡模拟和直接数值模拟方法的研究，开展化学非平衡/高温辐射流场的藕合计算方法研究。要大力发展湍流流场试验测试技术，精确测量流场中的各种湍流平均量和脉动量以及它们的时空分布特征。建立和发展高速流场中气动力/热耦合环境下的模拟验证设备和相应测试手段，进一步探索高温流场红外辐射机理及其试验预测方法。要进一步深人研究目标图像和光波传输特征等基本气动光学参数的理论计算及数值仿真及气动光学传输效应验证试验方法，开展流场控制原理、气体热辐射抑制原理及气动光学效应的校正工作。气动声学研究空气动力流场中喷流、激波、分离流、旋涡、边界层压力等脉动引起的噪声辐射及其他声学效应。气动噪声是决定飞行器结构疲劳动强度和仪器舱噪声振动环境的主要因素，对物体表面边界层转挨和阻力特性也有密切的联系。主要研究内容包括：湍流边界层压力脉动特性和噪声产生的机理，激波振荡、分离旋涡、波涡干扰、喷流及其与外部流场的相互作用，物体表面沟槽、空穴、突起物和部件间干扰产生气动噪声的机制、理论和数值预测以及试验研究方法，气动噪声的主动、被动控制技术，噪声抑制机制和降噪原理和方法研究等。

3MAV与低Re数流动

低Re数空气动力学是微型飞行器研制的基础。由于微型飞行器尺度小，飞行速度低，对应的R。数范围为102-104量级。在这样的低R。数下是层流主导的流动，对流动参数的变化非常敏感，在飞行过程中，微小的参数变化都可能使翼面上出现层流分离，形成很大的分离泡，而且一旦分离就很难再附，气动特性明显下降，最大升阻比一般只有3-5左右。在这种条件下，如果按照传统的气动理论设计出的微型飞行器，有效载荷能力非常小，很难满足任务要求。

人们从仿生学研究中得到启示，鸟类和昆虫在飞行过程中能够产生比现有理论预示大得多的有效升力，因此，探讨新的高升力机制成为微型飞行器研制中的关键气动力问题之一。因内外在这方面都开展了很多研究，对扑翼、旋翼和其他仿生飞行模式，进行了广泛的研究，揭示了高升力产生的新机制。微型飞行器面向实用化遇到的另一个重要问题是如何在较大的外界环境干扰(如强风、大气湍流等)下保持稳定飞行，常规的空气舵面控制对非常小尺度、低Re数情况，很难提供足够的控制力，看来，人们也许会从昆虫和鸟类翅膀在飞行中的柔性变形和对外界扰动的自适应外形变化中得到启示。此外，已有的分析计算结果已经表明，低Re数情况下，非定常效应起着非常明显的作用，可以在很大程度上改变流场特性。这些都是有待深入研究的问题。

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关键词：中美贸易顺差；高技术产品；形成原因；调整对策

20世纪90年代初，随着美国“新经济”的出现，美国与世界其他国家或地区间的高技术产品贸易迅速发展。作为世界“新经济”的发源地，美国毫无疑问成为世界第一科技强国，科技创新能力和生产能力都超过其他国家。然而，自21世纪初以来，美国对中国的高技术产品贸易却呈现日益扩大的贸易逆差，其形成的真正原因以及如何对其进行调整，需要我们做进一步深入研究。

一、中美高技术产品贸易差额的现状

目前，中美两国商务部均已开始统计双边高技术产品贸易，但相比之下，美国商务部的统计时间较早，数据较为充分。根据美国商务部的划分方法，高技术产品主要分为10类：生物技术、生命科学、光电技术、信息与通讯、电子产品、柔性制造品、高新材料、航空航天技术、武器和核技术。

从2002—2008年中美高技术产品贸易差额的数据看，它主要有三个特征：第一，中美高技术产品贸易顺差的核心是中美信息与通讯贸易顺差。2002—2008年中美信息与通讯产品贸易顺差保持着年均100亿美元左右的增长速度，七年累计总额高达3414.48亿美元，在中美两国10类高技术产品贸易顺差总额中的比重高达109.64％。第二，中美两国间部分高技术产品贸易正从顺差转为逆差。自2007年以来，中国对美国的生物技术、高新材料与核技术贸易正逐步从贸易顺差逆转为贸易逆差，而且2008年这三类商品的中美贸易逆差正日益扩大。第三，虽然部分关键高技术产品双边贸易仍表现为中国对美国的贸易逆差，但其中有部分产品的贸易逆差额在缩小。

从2002—2008年中美高技术产品贸易差额的结构看，并非所有类别的高技术产品都呈现中国对美国的贸易顺差，如在生命科学、电子产品、柔性制造品和航空航天技术等产品上，中国始终对美国呈持续贸易逆差，七年的贸易逆差总额分别达到18.12亿美元、179.19亿美元、42.53亿美元和292.99亿美元，只是因为中国对美国信息与通讯贸易顺差数额过大，才使中美高技术产品贸易整体表现为顺差。需要指出的是，从2008年开始，中国对美国的生命科学、柔性制造品和航空航天技术贸易逆差正呈日趋缩小的趋势，相比2007年同期分别减少了0.07亿美元、3.83亿美元和19.68亿美元。

二、中美高技术产品贸易顺差的形成原因

中美高技术产品贸易顺差是由多因素导致的，因此需要对表现出不同变化趋势的双边高技术产品贸易差额做出解释，才能真正阐释中美高技术产品贸易顺差的形成原因，本文认为可以从三个方面解释其成因。

1、外资对中国信息与通讯行业的产业转移。中美高技术产品贸易顺差的核心是中美信息与通讯产品贸易顺差，要探讨中美高技术产品贸易顺差的形成原因，首先要解释中美信息与通讯产品贸易顺差为什么会持续扩大。20世纪90年代初，在信息与通讯技术革命的推动下，美国率先步入“新经济”时代。进入21世纪，随着东亚各主要国家或地区对美国信息与通讯领域创新技术的模仿，世界信息与通讯领域的市场竞争日益激烈，美国也因此开始调整其高技术产业发展的重心。

首先，美国在继续鼓励国内信息与通讯产品研发和创新的基础上，逐步将处于衰退期的信息与通讯产业的核心制造与加工装配环节让渡给其他国家或地区进行，建立起信息与通讯产品的全球生产网络。目前，美国将信息与通讯产品的零部件制造环节主要是让渡给东亚的日本、韩国、中国台湾地区及东盟进行，而将信息与通讯产业的加工生产工序，与东亚的这些国家或地区一起，通过外商直接投资的方式转移到劳动力成本较低的中国。这使得以外资在华企业加工类产品出口为特征的对美出口不断增多，中美信息与通讯贸易中也因此出现了明显的“外资引致中美加工贸易顺差”的特征。

其次，美国开始将国内政策支持的重点转向新兴高技术产业。如生物技术、生命科学、电子产品、柔性制造品、高新材料等新兴产业。通过将资本、人力资源、税收优惠向这些新兴产业的倾斜，鼓励其产品研发及参与国际市场竞争，以始终保持其对其他国家或地区的技术优势，2008年美国在生物技术、生命科学、电子产品、柔性制造品、高新材料、航空航天技术、核技术等产品上能够保持对中国的贸易顺差，与此有一定关联。因此，综合这两方面因素，可以认为包括美资企业在内的外资企业对中国的信息与通讯产品加工生产工序的产业转移，是导致中美高技术产品贸易顺差的最主要原因。

2、美国对中国的技术出口管制。目前，国内外学术界更多地是从“重商主义”的角度解释中美高技术产品贸易顺差的形成原因，有两种截然不同的观点：其一，美国部分学者认为中国实施的出口鼓励和限制美国对华出口政策，导致中美高技术产品贸易顺差；其二，部分中国学者和国外机构认为美国对华技术出口管制是造成中美高技术贸易顺差的主要原因。沈国兵(2006)认为1989年后美国对华实施的贸易制裁和技术禁运，加强了对华高技术产品出口管制，致使中国从美国高技术产品进口被扭曲，使美国对中国高技术产品贸易出现逆差。中美经济安全委员会(USCC)认为，中美贸易引发了战略技术利害关系，中国是美国先进技术产品的最大供给商，究其原因可归咎于美国对华高技术产品出口管制政策。杜莉(2006)则明确提出，由于美国始终对中国怀有，“戒心”，因此一直限制涉及到安全问题的高技术产品出口，在诸如核电站、卫星、超大型计算机和数控机床等许多产品的对华出口上实施严格限制，使中国在高技术产品进口上出现了“愿买者无可买”的现象。

从中美两国10类高技术产品贸易顺差的趋势看。美国对华技术出口管制可以解释中美部分高技术产品，如光电技术、武器与核技术贸易顺差的形成原因。但是，“中国实施出口鼓励和限制美国对华出口导致中美高技术产品贸易顺差”的观点却难以成立。2004-2007年中国在对美国出现贸易顺差的同时，却对日本、韩国、东盟和中国台湾地区出现了巨额贸易逆差。这充分说明中国对外并没有实施奖出限入的重商主义贸易政策，否则在出现中美贸易顺差时，必然会出现中国对这些国家和地区的贸易顺差。

目前，“美国对华技术出口管制”论的解释力度正不断减弱。美国在决定对外是否实行出口管制政策时一般基于四个原则：一是否涉及敏感技术和武器出口而危及美国国家安全，二是否影响美国国家战略目标和外部政策目标，三是否影响到美国经济利益，四是否允许美国对其先进技术出口进行终端使用情况检查。从这些原则看，由于光电技术、武器与核技术等关键高技术可能在军事领域广泛运用，美国必然会对其出口实行严格限制，导致美国在这些产品上对中国呈贸易逆差。然而，在与军事领域也有密切关联的航空航天技术与柔性制成品上，美国对中国却始终保持贸易顺差，这是美国对华技术出口管制论难以解释的。

3、中国国内技术创新水平的提升。2008年中美两国10类高技术产品贸易最突出的变化表现为中国对美国的生命科学、柔性制造品和航空航天技术贸易逆差在不断缩小，这间接地加快了中美高技术产品贸易顺差的扩大速度，这很可能是近年来中国在这些领域自主创新水平的提升导致的。

21世纪初以来，随着中国加入世界贸易组织，政府对知识产权保护和自主技术创新的日益重视，中国国内科技研发水平日益提升，尤其是在航空航天技术创新能力迅速提高的带动下，中国在上述几类高技术产品上的对美进口日益减少，一定程度上加快了中美高技术产品贸易顺差的扩大。

三、调整中美高技术产品贸易顺差的可行措施

随着中美高技术产品贸易顺差的扩大，贸易各方间实际形成了一种“互利”、但非“共赢”的利益分配格局。贸易各方利益分配不均的现实客观存在，尤其是在美国主导的全球高技术产品生产网络中，中国主要从事的是低附加值的加工装配、贴牌定制等劳动密集型工序，这些工序相比美国从事的研发工序及东亚主要国家或地区从事的核心制成品生产工序，进入门槛低、替代性强、基本处于或接近处于完全竞争状态，因而常常只能获得较低的附加收益。如果这种利益分配不均一直持续，将可能拉大各主要国家或地区的贸易及经济发展差距，不利于中国在国际经济格局中地位的保持或提升。因此，需要对中美高技术产品贸易顺差进行适当调整，以实现贸易各方的真正“互利共赢”。

1、完善外资政策，强化对高技术产业外资流入的政策性引导。中美高技术产品贸易顺差的核心是信息与通讯产品贸易顺差，而其主要来源是包括美资企业在内的外资在华企业。因此，当前要调整中美信息与通讯产品贸易顺差，就需要对外资在华直接投资方向做出调整。

目前，FDI在中国信息与通讯领域的投资主要集中在高技术产品加工生产企业，加工贸易仍然是中国对美信息与通讯贸易的主要方式。这种贸易方式不仅使中国获利较低，而且全部最终产品的出口均被计人中国对美出口。因此，中国政府需要对高技术产业中的外资流入结构进行政策性引导，逐步减少对信息与通讯产业加工类外资流入的“超国民待遇”，将优惠政策集中于其他新兴高技术产业，尤其是具有自主研发和技术创新能力产业的引资上，降低外商对华信息与通讯加工制造业投资对中美贸易顺差的“引致扩大效应”，增加其他新兴高技术产业的引资额，提高其技术创新能力和对外贸易竞争力。

2、改善中美政治关系，游说美国政府及国内利益集团。中美政治关系是否改善是决定中美经贸关系好坏的重要基石。当前调整中美高技术产品贸易顺差的可行途径之一是逐步减轻美国对华技术出口管制。因此，当前中国政府应做的重要工作之一，就是要想方设法改善中美政治关系，通过游说美国国内的部分利益集团，由其作为中国的“代言人”，游说美国政府将中国视为“正常的”贸易伙伴，取消对华实施或即将实施的技术出口管制。

3、继续扩大内需，弥补美国进口需求的下降。在国际金融危机爆发的背景下，如何应对美国对中国进口需求的下降是中国外贸政策需要解决的主要问题之一。中国不仅要想方设法维持对美高技术产品出口的持续扩大，而且应继续坚定不移地推行扩大国内有效需求的政策，变国内过剩储蓄为国内消费，变对美高技术产品出口为国内销售。从而有效弥补美国国内进口需求下降给中国出口带来的“缺口”，使包括外资在华企业在内的中国国内企业的销售实现可持续增长。

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DOI：10.16315/j.stm.2016.03.005

中图分类号：F832；F124.3 文献标志码：A

金融支持是进行科技创新的必要前提条件。相对其他企业，科技型企业对外部金融更具有依赖性…，其发展更容易遇到资金制约的障碍，必须寻找外源资金来支持研发创新活动。在创新成果转化为现实生产力的过程中，有效的科技金融体系能够为科技型企业所进行的研发及产业化提供充足的资本，并起到成本补偿的作用。科技金融还能够帮助科技型企业规避和分担风险。在前期，通过对相关企业的信息进行收集与处理后会选择其中具有市场前景的项目或者发展潜力的企业进行授信，在后期的进展监控和风险控制还能够分阶段提供有效的融资。

科技型企业会选择不同的渠道和方式来解决资金短缺的问题。Myers提出了新优序融资理论，他认为企业在新项目进行融资时首选的是内部融资，然后是债务融资，最后才是股票融资。而且企业在不同的成长阶段所选择的融资方式存在着不同。Bettignies等发现创业期的高新技术企业往往选择股权融资和债务融资。另外，King等指出金融市场可以帮助企业通过发放有价证券来分散风险，并且促进对创新活动的投资。然而，由于我国的金融体系不成熟，银行仍处于主导地位，故以银行为代表的金融机构是科技金融的投融资主体之一。

科技贷款作为我国科技型企业最重要的外部融资渠道之一，为企业的研发创新注入了竞争的活力，提高了资本的利用效率，也在一定程度上降低了成本和风险。在过去仅靠国家经费补助研发投入，科研机构或科技型企业缺乏研发积极性，难以在技术创新上有很大的进展。而有偿占用科技贷款所带来的还款压力能缩短科研成果开发的周期。同时，金融机构会筛选评估科研项目，分析收益和风险，将有限的科技贷款投入到更有效益的科研项目中，提高投入产出比。Legrand等通过模型证实银行等金融机构对企业的支持力度对企业的创新项目具有正向影响并存在肯德尔相关性。朱欢通过实证研究认为我国银行贷款对企业技术创新的正向作用远大于股票市场的融资效果。王科等认为高风险和中小型创新企业的低信用等级使得科技贷款难以发挥有效作用。顾焕章等基于当前我国间接金融占主导地位的金融体制，认为应充分发挥信贷资金对科技型企业的积极作用。

总体上，对于科技金融与技术创新的研究比较多，但是较少把科技贷款作为主要研究变量。考虑到我国目前的金融体系依然以银行为主导，科技贷款在高技术行业的融资中处于重要位置，因此本文单独研究科技贷款对其技术创新的贡献。另外，相关的研究中大多从整个经济体系或部门的角度出发研究科技贷款对技术创新的作用，而未考虑到不同的产业之间的差异。比较我国高新技术产业中航空航天业和电子及通讯设备业的市场结构，发现前者国有企业较多，市场缺乏竞争，而后者中小型民营企业占绝大多数，竞争较激烈。因此，本文选取航空航天业和电子及通讯设备业这2个行业作为研究对象，分别建立面板数据模型，比较2个行业科技贷款贡献的弹性系数，并通过数据包络法对两个行业的科技贷款利用效率进行比较，最后综合分析2个行业的差异，研究框架，如图1所示。

1科技贷款绩效的行业异质性机理

科技贷款对科技型企业的创新活动存在影响，但是对不同行业的科技型企业的影响程度有待探讨。Feldman等认为竞争性市场结构比垄断性市场结构对创新有着更大的影响。而Ayyagari等把来自47个发展中国家的19000多家企业作为研究样本，发现外部融资对企业科技创新活动的影响与企业性质相关，最终发现外部融资能够促进私有企业的创新活动，但是对国有企业的创新活动存在阻碍作用。因此考虑到不同行业中企业类型和市场结构的差异，比较科技贷款在不同行业中的绩效十分必要。

相对于垄断性市场结构，处于竞争性市场结构中的科技企业面临更大的竞争压力。一些中小型的科技企业，内部缺乏研发资金，外部融资渠道有限，获得科技贷款又十分不易。为了在激烈的竞争中立足，这些企业必须提高资源的利用效率，将科技贷款用在最能创造效益的部分。而处在垄断性市场结构中的企业，往往是一些具有实力的大企业，如国有企业，且资信较好。相对来说，这些大型的企业获得科技贷款较容易，并且融资渠道较多，面临的资金压力和竞争压力均较少。因此，在科技贷款的利用效益方面，垄断性市场结构的行业可能低于竞争性市场结构的行业。

我国航天航空器业在总体上正处于发展创新的前期或中期，政府是技术发展的主要动力，而非市场。由于航空航天器业的特殊性，大部分研究所和生产经营单位都是国有性质并由国家出资支持，因此科技贷款在研发经费中占比较低，激励作用不明显。且垄断的市场环境也使得航空航天器业的资源配置效率低下和生产经营低效率，意味着科技贷款的研发绩效可能是不显著的。而电子及通讯设备业这个行业中市场竞争度较高，中小型民营企业占绝大多数。在激烈的市场竞争中，这些科技企业必须通过技术创新得以立足。同时，电子通讯企业运营力随着企业对技术创新战略的研发投资程度以及技术能力水平与程度的重视而提升，在市场和金融机构的双重压力下，企业有动力提高科技贷款的利用效率，促进技术创新和技术的成果化。因此，科技贷款对于这两个行业的科技创新的贡献程度可能是有所差别的。

因此结合上文的机理分析和相关研究成果，本文提出如下假设。

H1：科技贷款对电子及通讯设备业技术创新的贡献大于航空航天器业。

H2：科技贷款在电子及通讯设备业研发活动中的利用效率大于航空航天业。

2研究方法与数据

2.1研究方法

在面板数据回归模型中，基于柯布一道格拉斯生产函数构建模型，参考俞立平的研究，建立如下方程：

其中：α、β、γ、η表示回归系数，ν表示随机误差项，各变量下标￡，t分别表示行业和年份。为了减少异方差并增加实证结果的解释性，对所有变量取对数进行处理。因变量为技术创新产出，用新产品销售收入（NS）来表示，能体现创新产出最终价值形态与市场绩效；科技贷款为核心解释变量，用金融机构贷款（FI）来表示；控制变量有研发人员全时当量（RD），政府资金（GOV）和企业自有资金（CO）。研发人员全时当量衡量了创新活动中科技人力资本的投入。而企业研发经费中政府资金及自有资金具有风险、成本较低等特点，对技术创新同样具有重要影响。

在数据包络法模型中，新产品销售收入作为产出变量，研发人员全时当量、研发经费中科技贷款、政府资金和企业自有资金4个变量作为投入变量，即进行以NS为产出变量，RD、FI、GOV和CO为投入变量的效率分析。

2.2描述性统计

本文所有数据均为面板数据，来自于1998―2014年中国高技术产业统计年鉴。由于电子及通讯设备业和航空航天器业科技贷款的省际历年数据不全，因此选取了其中数据较为全面的8个省市，分别为北京、辽宁、上海、江苏、江西、四川、贵州和陕西。最后分别得到2个行业的17年8个省市的面板数据，数据描述性统计，如表1所示。

3实证结果

3.1面板数据的平稳性检

面板数据不仅包括截面数据，也包括时间序列。因此需要检验数据的平稳性以避免伪回归问题。通过单位根检验，结果如表2所示。可以看到在电子及通讯设备业中所有的变量是0阶平稳的，而航空航天业中的变量经过一阶差分后均是平稳的。

3.2面板数据回归分析

根据单位根检验的结果，电子及通讯设备业面板数据是平稳时间序列，而航空航天业面板数据是非平稳时间序列，因此将对航空航天业面板数据进行协整检验。在KAO检验中，t检验值为-3.691，相伴概率为0.000，因此航空航天业面板数据各个变量之间存在协整关系。那么，这2个面板数据均能进行面板回归。

为了选择面板回归分析的模型，先采取随机效应模型进行估计，通过Hausman检验选择适合的回归模型。在电子及通讯设备业面板模型中，Haus-man检验得到的P值为0.0032，在1%的显著性水平下拒绝随机效应模型的原假设，而在航空航天业面板模型中，Hausman检验得到的P值为0.258，接受随机效应模型的原假设，相关数据结果，如表3所示。

从表3可以看到，在电子及通讯设备业的模型中，FI的弹性系数为0.056，在5%的水平下通过显著性检验，而在航空航天器业中，FI的弹性系数为0.049，在10%的水平下通过了显著性检验。可见科技贷款对电子及通讯设备业创新产出的贡献更大，从而验证假设H1。

与市场集中度很高的航空航天器业相比，电子及通讯设备业更具有竞争性和不确定性。这个行业很明显的特征是高收益与高风险同在。在激烈的市场竞争中，这些中小科技型企业本以创新起家，技术创新是发展的立足之本。然而这些企业融资渠道狭窄，除了自有资金外，所能获得的政府资金极为有限，创业风险投资尚处于初创阶段，金融机构的科技贷款在此时显得尤为重要。同时，由于电子及通讯设备业的企业大部分是民营企业，规模小且信用等级低，获得科技贷款的难度较高。因此，其经营管理者们更会把“好钢用在刀刃上”，用在最能够创造经济效益的地方，即开发新技术新产品上，从而使得科技贷款对电子通讯高技术企业的技术创新的贡献较为显著。

而航天产业作为一个十分重要的国防产业部门，最主要的特点是它的外部经济性，其效益主要是体现在为社会提供安全保障。所以，航天技术通常被视为国家重点科技发展项目，国家财政保证其所需的资金和相配套的各种投入。与政府投入的研发资金相比，科技贷款显得杯水车薪，如图2所示。

在航空航天业所进行的科技活动中政府资金的投入一直大于科技贷款的投入，在后期显得尤为明显。航天航空是一项规模大且复杂的系统性工程，研发难度高，对安全性和可靠性的要求极高，这些特性导致研发项目所需的成本往往极高。由于国家财政的支持，航空航天器业拥有充足的资金来源供其技术创新活动，故金融机构的科技贷款并不能得到最有效的利用。另外，注意到航空航天器业中国有企业占了绝大多数，这意味着国有企业特殊的用人机制与文化将降低研发的效率，较低的资本利用率使得科技贷款对创新的贡献降低。

3.3投入要素的利用效率分析

基于投入最小的SBM-BCC模型，分析在不同行业的模型中科技贷款的利用效率。在模型中，将历年所有数据放在同一截面中进行分析，结果如图3和图4所示。

通过分析图3和图4，可以看到除了2006年和2007年，电子及通讯设备业企业的科技贷款利用率均高于航空航天器业企业，从而验证了假设H2。

从整体上看，1997―2013年的17年间，有10年电子及通讯设备业企业的科技贷款利用率达到100%，但是呈现十分明显的波动变化，最低甚至达到10%的水平。结合科技贷款数额的历年变化，当所获科技贷款较少时，能够得到充分利用，利用效率较高，当科技贷款大量增加时，利用效率明显下降。尤其在2006年，表现的最为显著，科技贷款的利用效率直降至10%。由此可见，虽然整体上来看电子及通讯设备业企业对科技贷款的利用效率较高，但是仅限于所获科技贷款较少且变化平稳的情况下。科技贷款大幅且突然增加时，增加的科技贷款无法得到有效配置，资源被闲置，反而使得科技贷款的总体利用效率下降。这种情况可能与其行业特点有关：一方面，由于电子及通讯设备业中占大多数的中小型科技型企业具有高风险的特征，随时可能被市场机制淘汰，因此整个行业在资源配置和利用上存在着不稳定的情况，另一方面也体现了电子及通讯业企业在申请科技贷款所处的困境。长期较小的科技贷款份额使得这些企业形成了较为固化的利用模式，从而在科技贷款突然增加时不能及时更新资金的配置计划，未能使得资金得到最为充分的利用。

而航空航天器业企业的科技贷款利用率只有3年为100%，最低至31.9%，整体的趋势也是呈上下波动，波动幅度也较大。从整体而言，与电子及通讯设备业相比，航空航天器业的科技贷款利用效率偏低。并且，同样存在着科技贷款增加而利用效率下降的问题，而且这种情况更为严重。从图4可以看到，利用效率与科技贷款之间的变化趋势基本呈现完全相反的态势。并且从长期来看，科技贷款的低效率并没有得到任何改善。可见，在充足的政府资金和企业自有资金的支持下，科技贷款存在严重的冗余情况，而且在航空航天器业中存在大量的国有企业，生产计划和安排相对僵化，科技贷款的配置也较为滞后。

总的来说，根据以上科技贷款利用率的分析，再结合上文面板模型中对2个行业的科技贷款对科技创新的弹性分析，金融机构应该合理安排科技贷款的配置，适当增加投入到电子及通讯设备业的科技贷款的比例，使科技贷款在促进技术创新方面得到更为充分的利用。

4结论

第一，电子及通讯设备业中科技贷款的创新绩效高于航空航天器业。在电子及通讯设备业中，科技贷款对技术创新的弹性系数显著，且为正效应，而在航空航天器业中，科技贷款的弹性系数较小，这说明科技贷款对电子及通讯设备业技术创新的贡献较大。

比较2个行业的科技贷款利用效率，在电子及通讯设备业中，科技贷款利用效率较高，均值达到83.5%，意味着科技贷款长期内在该行业中得到较为合理的配置，利用效率较高，有效地促进研发成果的增加。而航空航天器业的科技贷款利用效率在较低的水平，均值为69.6%，这说明在航空航天企业，科技贷款在其研发活动中可能被闲置或者流向效益较低的项目，没有得到最有效的利用。

篇5

中图分类号：F27文献标志码：A文章编号：1673-291X（2010）34-0195-02

一、中国高技术产业概况

高技术在科学技术和社会经济发展中都有着极其重要的作用，高技术具有高效益、高智能、高投入、高驱动、高竞争、高风险和高速度的特征。中国发展科学技术产业涉及并不晚，1955年中央便出台大力发展科学技术的政策，但是真正意义上的高技术产业于1978年后才渐渐地在中国起步。主要始于沿海经济开发区，之后逐渐的蔓延到上海，辽东半岛等靠海经济开发区，近些年来以沿海为依托，辐射到内陆。发展至今，取得了一定的成绩，并呈现出如下特点：

（一）各项经济指标逐年增加

中国高技术产业近十年来的发展势头良好，随着进入高技术产业的企业的增加，产值逐年增长，越来越多的劳动者从事高技术产业。由于产值的提高，利润和利税也呈逐年上升的态势，对国家经济总产值和财政税收也是有帮助作用的。

（二）各行业发展不平衡

中国高技术产业涵盖医药制造业、航空航天器制造业、电子及通信设备制造业、电子计算机及办公设备制造业、医疗设备及仪器仪表制造业。

纵观整个年总产值图（见图1），电子及通信设备制造业的年工业总产值一直处于遥遥领先的地位，其次是电子计算机及办公设备的年总产值，医疗设备及仪器仪表一直处于落后的位置，说明中国高技术中各行业的发展存在明显的差异。

（三）高技术产业在航空和医疗领域有待开发

中国高技术产业主要集中于电子设备制造和计算机及其相关行业，涉及医疗和航空的高技术产业，其产值都远远低于电子行业。而医疗和航空航天领域也是最能体现一国自主创新能力和综合国力的重要方面，所以中国在航空航天和医疗领域的高技术运用及产业化，还有待进一步的开发。

图1各制造业年工业总产值（单位：亿元）

数据来源：《中国高技术产业统计年鉴》。

二、中国高技术产业同国民经济关系的实证分析

（一） 数据和计量模型

本文依据“技术是经济增长的重要因素”这一理论，建立下面这个计量模型来检验在中国，高技术产业是否已成为经济增长的主要因素。

我们建立只有一个解释变量和被解释变量的简单计量模型，并假设中国GDP值与中国高技术产业总产值存在线性关系。用如下方程（1）表示：

Y=β1+β2X+ut （1）

LnY=β1+β2LnX+ut （2）

其中，Y是被解释变量，代表中国GDP值，X是解释变量，代表中国高技术产业年总产值。Ut 是残差项，表示除X之外的所有影响GDP的因素，β1和β2都是待估计的系数。对上式进行差分，得出如下方程：

ΔLnY=β1+β2ΔLnX+ut （3）

我们选取的计量数据为1995―2007年的年GDP值和高技术产业总产值，数据来自《中国统计年鉴》、《中国高技术产业统计年鉴》。

（二）实证检验

首先，对GDP和高技术产业总产值的原始数据取自然对数，表示其增长率，然后，我们分别对ΔLnY和ΔLnX做过ADF检验，发现两者在显著性为5%的水平下能通过ADF检验，说明，这两组数据都满足一阶单整的条件，其一阶差分后均为平稳序列。接着，我们探讨这两个数据之间，是否存在因果关系，即对一阶差分后的GDP和一阶差分后的高技术产业总产值，进行格兰杰因果关系检验，但发现，即使在滞后4期的情况下，仍然无法通过检验，说明GDP的增长并不是高技术产业总产值增长的原因；高技术产业总产值增长也不是GDP增长的原因。

没有通过格兰杰因果关系检验，只能说明这两个数据并不互为对方增长的原因，但是不代表他们之间不存在协整关系，即使这两个数据各自都存在长期的波动规律，但是解释变量同被解释变量之间仍然可存在长期稳定的比例关系，所以我们最后对这两组数据进行协整检验。

（三）协整检验

我们先对LnY和LnX进行OLS（普通最小二乘法）回归，得出残差序列e，然后对残差序列e做平稳性检验，在无常数项也无截距项的型式条件下（只有一个变量时），查表得：显著水平为1%的临界值是-2.5658，显著水平为5%的临界值是-1.9393，显著水平为10%的临界值是-1.6156。检验的ADF值通过显著水平在10%时的ADF检验，并接近于5%显著水平下的值，且E（-1）值显著不为0，因此，我们可以得出这样的结果：即GDP同高技术产业总产值存在协整关系，两者存在一个长期稳定的比例关系。最后，我们对ΔLnY和ΔLnX进行OLS（普通最小二乘法）回归及偏相关检验。最终模型回归分析表达式为：

ΔLnGDP=0.087754+0.233444ΔLnHT

由于DW=2.175232，当样本数为13，只有一个解释变量时，du=1.340，符合du

（四）模型检验

对模型进行F检验，F=5.313922>F（1.11）=4.84，所以模型的总体显著性较好。可决系数检验：R2=0.726549，修正后的R2=0.589823，说明样本回归函数对样本点拟合较好，解释变量高技术产业总产值对被解释变量经济增长解释程度高。回归系数显著性检验：t0=1.622451，t1=1.794090，取α=0.05，查t分布表，在自由度为n-2=11下：

t0.025（11）=2.201，│t0│< t0.025（11），│t1│< t0.025（11）

所以接受原假设，说明高技术产业总产值对经济增长没有显著影响。

三、实证结果分析

（一）中国现阶段高技术产业发展水平还不够高

中国现阶段的高技术产业发展存在技术水平不够高、总体发展水平也不够高的境地。尽管中国高技术产业的总产出值是逐年递增的，但是自身的增长的比例仍然不够大，不仅比不上GDP自身的增长率，在GDP的占有份额上也不够大。总体高技术水平相对发达国家，仍然处于比较低下的位置，技术水平不高，也就意味着该技术能带来的附加值不高，从而导致平均产出的低下。

（二）中国现阶段高技术产业投入还不够大

中国在高技术产业研发经费的投入上相当的少，但中国高技术产业总产值还能稳步的上升，一定程度上说明我们的投入产出比有所增加。通过同GDP的对比，我们发现高技术产业总产值的增长速度是远远比不过GDP的，那就意味着在未来的发展中，我们仍然需要加大对高技术产业的扶植力度，在基础科研和研发上提供跟多的经济支持。

（三）中国现阶段高技术产业发展还不平衡

中国现阶段高技术产业发展不平衡主要表现在各行业发展的不平衡和地区之间发展的不平衡。发展最快的当属电子和计算机制造业，医疗和航空航天产业水平相对来说很低下，但是并不意味着发展很快的电子行业都是中国自主研发的高技术所带来的结果，很多可能是依托国外来华加工或者是以合资企业形式所带来的高产值。而相对来说，医疗和航空航天技术需要的自主研发能力就要强得多，因为这些技术，特别是航空航天技术，由于每个国家处于国家安全的角度和保存国家实力的角度来说，技术不容易发生外泄，所以主要还是依托每个国家的自主研发，中国的航空航天事业近几年取得了骄人的成绩，如神七成功实现太空遨游，都说明中国在高技术领域有所突破，但要实现产业化，还将有漫长的道路要走。

四、总结

中国的高技术产业虽然起步晚，总体上发展还不平衡，但它依然处于上升发展的势头。面对高技术产业存在的问题，科学发展观给予了我们解决问题的理论依据，要求做到进一步的推进自主创新，走建设新型创新型国家道路，大力提升中国高技术产业的技术水平、产出水平，提高高技术附加值和市场化程度，此外，面对高技术产业地区发展的不平衡，我们要做到统筹区域协调发展，实行区域间的合作和帮扶，发展水平高的地区要大力的给予发展水平低的地区人力、物力、财力的支持，形成合理的区域发展格局，在总体上提高中国高技术产业的水平。

加大高技术产业的发展力度，是实现中国经济增长方式转变的根本途径，也是实现生产力改革，调整产业和变以牺牲环境和资源为代价的粗放型经济发展模式为走自主创新道路，依靠高科技推动发展的集约型发展模式，解决经济发展同环境资源、社会的矛盾。大力发展高技术，这不仅符合科学发展观全面发展、科学发展、协调发展、可持续发展的要求，也是从根本上实现又好又快发展的先决条件。

参考文献：

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Research on Axial Performances of 3D Braided Composite Circular Tubes

HUANG Yu-ni1LIU Zhen-guo2

( 1. Shanghai Aircraft Design Research Institute, Shanghai, 200232, China;

2. School of Aeronautic Science and Engineering, Beihang University, Beijing, 100191, China)

【Abstract】Tube performs for the 3D 4-directional and 3D 5-directional materials were produced by four step braiding method and T-700/epoxy composites were made by VARTM. A study of tensile and compression properties for the two materials were carried out. The results indicate that the axial performances maintain linear elasticity before failure and the tensile strength is much larger than the compressive strength for the two materials. The tensile elastic modulus of the 3D 4-directional material is similar to the compressive elastic modulus. The compressive elastic modulus is larger than the tensile strength for the 3D 5-directional material and the failure?form is characterized by brittle cracks. Moreover, the axial properties of 3D 4-directional braided composites are lower than that of 3D 5-directional braided composites.

【Key words】3D braided; Composites; Tubes; Axial performances

0引言

随着世界航空航天技术的飞速发展，现代航空航天器结构设计提出了大结构尺度和结构超轻型化问题[1]。利用复合材料管件制造出的结构在满足强度及刚度的前提下，至少能实现减重20%的目标[2]，同时还具有良好的抗疲劳、抗腐蚀性的特点。

目前，航空航天复合材料管件的制造方法主要有缠绕工艺和卷管成型工艺等，由于制造工艺的特点决定了其存在着一定的不足，难以满足航空航天高性能管件的要求。缠绕工艺生产的管件，轴向拉伸强度较低、外表面粗糙、易渗漏，管连接件较难成型，而卷管成型工艺生产的管件易出现分层现象[3]。三维编织复合材料是一种先进的复合材料，它是现代复合材料制造技术和编织技术相结合的产物，克服了用其他方法成型的管件的某些不足，具有高强度、高模量、高抗损伤容限和抗冲击等优异性能，在航空、航天领域具有广泛的应用前景。文献[4]指出三维编织工艺技术结合RTM成型工艺是实现高性能复合材料管件制造的低成本技术途径之一。

本文所用管件采用三维整体编织技术和VARTM工艺制作，对相同编织角、相同体积分数的三维四向、五向编织T700/环氧树脂复合材料进行了拉伸和压缩试验，获得了这些编织复合材料的主要轴向性能，并对破坏形式进行了分析。

1三维圆管的编织

三维编织工艺，就是由增强纤维束形成编织预成型件的过程。本试验采用四步法编织三维四向和五向的圆管预成型件，所用试样预成型件由北京柏瑞鼎科技有限公司提供。所选用的纤维为T700-6K碳纤维，圆管预成型件实物如图1所示。

图1三维编织圆管预成型件

Fig.1The perform of 3D braided circular?tube

2三维编织圆管的成型

由图1可看出，本试验所用三维编织圆管结构致密，纤维体积含量较高，为充分发挥三维编织结构的优势，选用VARTM工艺固化成型。本文选用的树脂为TDE-85#环氧树脂，固化剂为70#酸酐，促进剂为苯胺[5]。胶液配比为树脂：固化剂：促进剂=100：100：1；固化工艺为：130℃恒温2小时，150℃恒温1小时，160℃恒温8小时，180℃恒温3小时。

3试验描述

参照GB/T14462005，GB/T33541999，以及ASTM有关试验标准要求，确定试样的尺寸参数。本次试验在WDW-100微机控制电子万能试验机上进行，加载速度2mm/min，测试温度为室温。

本文试样有三维四向和三维五向两种材料，编织角有30°、40°和50°三种，纤维体积分数60%，分别进行拉伸和压缩试验，相关参数见表1。试样尺寸如图2所示。由于是薄壁圆管，为方便加载，试样端头使用加强铝件，圆管和加强铝件之间用高强胶粘接。为测量管件模量，试样中部粘贴应变片。

表1试样相关参数

Table 1Related parameters of samples

4试验结果和分析

图3为试样应力-应变曲线，由图可知，曲线在试样破坏前基本保持为一条直线，这说明三维编织圆管在拉伸和压缩破坏前是线弹性的。由图中直线斜率和表2数据可知，三维五向圆管模量明显大于三维四向圆管，这是由于五向材料有轴向纱的缘故。

由表2可知，在纤维体积分数相同时，随着编织角的增大，三维四向和五向材料圆管的拉伸模量和压缩模量都减小，且编织角越大，变化越剧烈。四向材料拉伸模量和压缩模量相近，压缩模量略大于拉伸模量。五向材料压缩模量明显大于拉伸模量。

图2拉伸和压缩试样结构图

Fig.2The diagrams of tensile and compressed samples

(a)拉伸应力-应变曲线

(a) Stress-strain curves of tensile tests

(b) 压缩应力-应变曲线

(b) Stress-strain curves of compressed tests

图3三维编织圆管应力-应变曲线

Fig.3Stress-strain curves of 3D braided circular tubes

表2三维编织T-700/TDE-85#圆管轴向性能

Table2Axial performances of 3D braided T-700/TDE-85 circular tubes

由于粘接强度不够和工艺不稳定的原因，拉伸试样破坏形式大部分为脱胶，仅得到1号试样的拉伸强度537.5MPa，但可得出其他材料的强度的大概范围。由表2可推知，在相同编织角和纤维体积分数条件下，五向材料的拉伸强度高于四向材料。四向材料1号试样在加载初始阶段试验力-位移曲线基本为一直线，当试验力达到一定值时开始发出轻微的响声，基体或界面发生破坏，并随着载荷的增加而声音逐渐增大，在此过程中圆管明显变细被拉长，达到试验力峰值时瞬间发生断裂，如图4所示，纤维在断口处被拉断。

图4拉伸试样破坏图

Fig 4Failure diagram of tensile sample

（a）Diagram of 4-directional material

（b）Diagram of 5-directional material

图5压缩试样破坏图

Fig.5Failure diagram of compressed sample

比较表2中拉伸强度和压缩强度可知，拉伸强度远大于压缩强度。在纤维体积分数相同时，随着编织角的增大，三维四向和五向材料圆管的压缩强度都减小，五向材料减小趋势不明显。相同编织角和纤维体积分数情况下，五向材料压缩强度远大于四向材料，甚至为四向材料的2倍。可见，轴向纱的加入，能很大程度上提高材料的轴向压缩性能。由图5(a)可以看出，四向压缩试验圆管的破坏形式主要是沿着编织角方向的斜面纤维和树脂同时断裂，表现出明显的剪切破坏特征。纤维和树脂同时断裂说明在圆管受压的过程中树脂基体也起到了较大的承载作用。图5(b)看出，五向试样断裂均发生在试件的试验段内。与三维四向试样断裂形式不同的是，五向编织复合材料圆管的断口都较为平整，且纤维基本沿横截面断裂。沿纵向分布的轴向纱的加入使五向材料的失效模式更趋向于脆性破坏。

5结论

5.1采用三维编织四步法编织预成型件，利用VARTM工艺制造三维整体编织增强环氧 TDE-85#的复合材料管，对于高性能复合材料管件的制造进行了探索。

5.2三维四向和五向编织复合材料的纵向拉伸和压缩应力-应变曲线在试件破坏前基本保持线性关系，四向材料拉伸和压缩模量值相近，五向材料压缩模量明显大于拉伸模量。

5.3在纤维体积分数相同时，随着编织角的增大，拉伸模量、压缩模量和压缩强度均减小。

5.4三维四向和五向材料压缩强度均小于拉伸强度，五向材料压缩强度远大于四向材料。由于五向引入了轴向纱，试件的失效方式均趋向于脆性破坏。

［1］范华林，孟凡颢，杨卫．碳纤维格栅结构力学性能研究[J]．工程力学，2007，24(5)：42-46.

［2］冼杏娟，李端义．复合材料破坏分析及微观图谱[M]．北京：科学出版社，1993：1.

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中图分类号V2 文献标识码A 文章编号 1674—6708（2012）76—0139—02

随着科技的发展和经济实力的增强，我国的航空航天技术也得到了有益的发展，随着计算机技术以及控制科学在航空航天领域上的使用，相关系统规模逐渐加大，分析以及有关系统的复杂程度也逐渐增加，系统中所产生的细小故障如果不能得到有效的检测和及时的排除，那么则可能在系统的运行过程中导致整个控制系统的崩溃和实效，甚至带来灾难性的后果。有数据表明，20%的战斗机飞行损失是由于系统的故障所导致的，而一般的战斗机结构上的损坏和功能丧失是形成事故的最为基本的原因，由此要提高系统的安全性以及可靠性，防止故障的产生，是航空航天领域需要研究的重要内容和课题。

1 歼击机操纵面故障概述

歼击机操纵面故障指的是在歼击机的舵面所引发的缺损或卡死现象，由于舵面的故障而导致歼击机未按照正常的运行状态进行实际的运行和操作。当前，歼击机无法有效防范操纵面故障，在很大程度上导致了灾难事故的产生，由此成为了航空领域中的研究热点。

就目前而言，歼击机的操纵面故障有两种诊断方式，一种基于模型的诊断方法，而另一种则是不依赖于模型的诊断方式。基于模型的诊断方法由于在一定程度上存在建模误差以及空间环境的急剧变化等多种原因，由此导致了歼击机故障诊断的精度不够，产生误报现象；不依赖于模型的诊断方法并不需要建立模型，由此也避免了由于模型的误差而带来的问题，诊断的精度与基于模型的诊断方法相比较高，实用性较好，神经网络故障的诊断方式是不依赖于模型诊断方式中应用最为广泛的，然而神经网络方式无法判断冗余知识以及有用知识，不能简化信息空间维数，由此在输入较大的信息维数时将导致网络结构复杂，同时也需要花费较长的时间。

2 灰色关联度分析方法

2.1 简述

灰色关联度的分析方式是一种基于模型的故障诊断方法。以灰色系统理论为基础所提出的分析方式，也就是根据事物以及各要素之间的相似程度或者相异的程度，实现对事物或者各影响要素之间的关联程度进行分析和衡量，灰色关联度是灰色系统分析以及处理随机量的一种方式，明确了不同研究对象的关联程度，实际哈桑也是实现了从数据到数据之间的映射的方式。若是使用特征参数曲线表现出来，那么曲线空间位置的相似性和形状的相似性也就是对象关联程度的度量。

2.2 构造故障识别标准模式

实用性故障识别系统的构建是以完善的样本空间为基础的，完善的样本空间便于典型故障特征向量的提取，由此提高了故障识别的准确率和效率。通过完整的样本空间可尽量得出典型故障以及其征兆向量，并提供了量化数值；尽量完善的设置了样本体系，建立了适度置评征兆向量以及故障向量是否存在以及其存在的程度。

通过以上分析了解到，以灰度系统理论为基础所构建的故障识别模型包括系统准确运行以及在故障情形下的歼击机数据，为了提供更多的故障样本，应尽量对多种故障的类型和现场所观测的数据进行搜集，并且收集有代表性的故障数据，为故障识别标准模型的构建奠定良好的基础。

3 基于粗糙神经网络歼击机操纵面故障诊断

3.1 粗集神经网络故障诊断系统结构

从歼击机故障诊断方式的类型而言，基于神经网络的诊断方式是不依赖于模型的诊断方式，同时也是使用较为广泛的诊断方式之一。一般情形下，粗糙神经网络歼击机操纵面故障诊断系统的结构如图1所示。

如图1所示，基于粗糙神经网络歼击机操纵面故障诊断系统通过三个部分构成，第一部分是通过粗集的方式实现数据输入以及处理，同时提取出数据中的模式特征；而第二部分是一般的多层前馈神经网络，实现了多种模式的分类，最后，是多个神经网络的辨识，是基于分类结构实现对故障程度进行辨识。

3.2 粗集神经网络的训练步骤

基于粗集神经网络的歼击机操纵面故障诊断可依据几个步骤进行训练：

1）对样本集进行划分，一部分用于实现网络的训练，而另一部分则用于测试；

2）提取出训练集的故障特征，该提取方式是基于粗集特征的，最终求取的决策表属性约简；3）通过计算，得出一个或者几个属性约简对照表进行简化，将不属于约简中的属性删掉，而后再删除决策表中的相同行；4）以训练集为基础，在简化程序过后，建立神经网络；5）训练简化后的神经网络，同时通过测试集实现了对网络性能的测试；6）重复多个步骤，直到网络性能无法得到再度提高为止。

3.3 以粗集方法为基础提取特征

以粗集方法为基础进行特征的提取是从原本的N个特征中寻找出M个特征，保证所寻找出来的M个特征对对象的分类能力与原有的N个特征一致。特征的提取能加快学习的速度，减少分类所造成的影响，提高分类的质量，简化甚至解决复杂问题。在粗集中的提取特征也可转化为求取约简的过程。实际上也就是在N 个条件属性中提取出M 个条件属性，同时，所提取出来的这M个条件属性与原本的N个条件属性特征一致。粗集中的条件属性对应的是神经网络诊断系统当中的分类特征。

在训练好了网络之后，则可使用粗集发方式对所需要分析的数据集提取特征。而后将故障特征输入到神经网络的分类器以及神经网络的辨识器当中，实现了故障的基本定位以及故障的隔离以及故障的辨识。神经网络的诊断方式能实现分类问题的分割模式空间，由此对歼击机中所产生的不同类型的操纵面故障进行处理，并实现故障的分类。可通过前馈神经网络进行故障分类，实现了从输入到输出的映射，就几何意义上而言，也就是根据稀疏的给定数据以及样本点实现对连续超曲面的恢复，并在给定点处的曲面值应与样本值匹配。

参考文献

[1]许洁，胡寿松，申忠宇.歼击机操纵面故障的灰色识别法[J].南京理工大学学报：自然科学版，2005（S1） .

[2]赵熙临，刘辉.粗糙集理论在故障诊断中的问题分析[J].计算机技术与发展，2008（1）.

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中图分类号：TH-39；TD63 文献标识码：A

1机电一体化概要

机电一体化是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

2航空工业领域机电一体化的发展状况

航空工业机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：

20世纪60年代以前为探索阶段。在这一时期，各国都在积极探索航空航天技术，并将最新电子技术积极的运用于完善航空机械产品的性能方面，特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了航空工业的发展，对于先进战斗机的需求，推动了航空领域机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，进一步推动机电一体化技术的普及。但是，由于工业技术基础的限制，这一阶段总体上还处于探索阶段，对于机电一体化技术运用程度还不深，也无法进行广泛的推广；20世纪70到80年代为初步发展阶段。这一时期，由于计算机技术、控制技术、通信技术等更先进技术的出现，航空技术领域得到了蓬勃发展，规模集成电路和微型计算机等充分运用到了航空工业领域，为机电一体化与航空工业的深度融合奠定了坚实的基础；20世纪90年代为快速发展时期。这一时期，机电一体化技术世界航空工业领域得到比较广泛的承认，以机电一体化技术为基础的航空工业得到了极大发展，基本成为航空工业的支柱性技术，90年代后期，航空工业开始向智能化方向迈进，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；21世纪以来，人类进入了宇宙时代，航空工业领域对于机电一体化的运用更为精纯，大规模系统的建模设计、分析和集成方法、人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为航空领域的机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

3航空工业领域机电一体化的发展趋势

3.1航空制造业的智能化

在现代信息技术的支持下，智能化已经成为目前航空工业领域机电一体化技术的一个重要发展方向，也是最主要的方向。人工智能的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。特别是在飞行系统的建设，自动导航、自动驾驶等以机电一体化技术为基础的航空智能化已经取代传统的飞行操控方式，成为航空领域主要的飞行控制技术。

3.2航空管理技术的网络化

航空管理技术的网络化也是机电一体化技术背景下，航空工业技术发展的必然趋势。20世纪90年代，计算机技术得到突破性发展，世界进入计算机时代。计算机技术的兴起和飞速发展给航空工业带来了巨大的变革，计算机网络将整个航空技术领域和各种设备连成一体，实现了生产和操作、空中和地面的一体化发展。而基于计算机技术的各种航空远程控制和监视技术本身就是机电一体化产品。因此，航空工业机电一体化朝着网络化方向发展成为必然趋势。

3.3航空设施设备的微型化

得益于机电一体化技术，航空设施设备还呈现出了微型化的发展趋势。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。而航空航天工业中所需要的各种特殊材料的生产、重要零部件的制造、关键技术的革新都都离不开设施设备的微型化。机电一体化技术无疑为实现航空设施设备的微型化提供了条件。

3.4航空工业生产的绿色化

节能环保、绿色生产也是航空工业领域探索的重要方向、航空技术的发展为人类的航天事业提供了极大的便利，但是由于航空工业是一个大动力、高耗能、高投入的产业。在自然资源不断减少，生态环境受到严重污染的背景下，探索绿色航空工业技术成为航空领域的重点攻坚任务。在机电一体化技术的帮助下，绿色航空产品概念应运而生。机电一体化使航空工业在设计、制造、使用过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因此，促进航空产业的绿色发展，也是航空工业机电一体化发展的重要趋势之一。

参考文献

[1] 徐晓娜，朱柏龙.机电一体化技术的发展与思考[J].科技致富向导，2014（17）.

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人类致力于平流层飞艇探索研究，大约是从上世纪70年代初期开始的。人们对平流层飞艇的期望其实并不高：能够在地面、对流层到20千米以上的平流层高度范围实施有效操纵升降、定点悬浮或巡航飞行；能携带一定重量的载荷在平流层长航时执行任务；能够有效操纵返回到地面指定位置，这就算达到平流层飞艇的目的了。这样的期望，当然就使人们不约而同地联想起现有的软式飞艇：既然早期的飞艇都能轻而易举往返地面至数千米的高空，那么只需把他们的体积加大到足以对付平流层稀薄空气的程度，研发出高阻气和具备高抗压能力的新型囊体材料，再配以先进的动力、控制与工程方法和工艺技术，平流层飞艇应当不难实现。然而，当人们将设想付诸行动之后才发现，问题并非那么简单。

时光飞逝，转眼就到了1992年，从这个时期开始，各国平流层飞艇研究热潮相继降温。曾经引起人们广泛关注的各国平流层飞艇项目，大多中途而废了。原因在于当人们满怀激情和信心并付出20多年的努力之后，却发现平流层飞艇仍然只是愿景而遥不可及。悲观失望的情绪笼罩在人们心头，各种怀疑、责难也在业界弥漫开来。

1992年夏季，时为北京航空航天大学飞机设计与应用力学专业博士研究生的李晓阳，前往日本横滨一家飞艇公司作短期研修，这是当时整个亚洲唯一拥有大型齐伯林飞艇的机构，用飞艇来做空中广告和载客观光。李晓阳认为，人类在平流层飞艇领域迟迟不能如愿，不应简单归结为现有航空航天科技水平和工业能力不足，问题可能出在某个被忽略了的关键点上。他此行的目的，就是要零距离接触当时最先进的现代软式飞艇，以期能找到平流层飞艇研制裹足不前的原因。

此后的几年中，李晓阳还实地考察了多个国家的平流层实验样艇。他倒不是想学别人怎么做，而是要研究为什么大家都做不成，　这当中究竟隐藏着什么尚不为人知的奥秘。

从平流层飞艇的各种方案中，李晓阳找到了它们的共同点。这些看似有别、各有特色的平流层飞艇，它们调节囊体压力的基本方法，却都采用了140年前法国人查理和罗伯特兄弟的发明，简单说来就是软式飞艇普遍采用的主囊+副囊结构。借助动升力上升时，利用主囊的承压能力来防止内压扩张，同时“挤”出副囊中的空气；向副囊鼓入空气以重新获得下沉力时，亦需利用主囊的承压能力来束缚囊中增大的内压，防止囊体爆裂和维持囊体形状。由此可见，软式飞艇在垂直方向运动的高度范围，受制于“主囊容积”和“囊体承压能力”这两个主要条件。李晓阳发现，正是这两个无法平衡的矛盾，阻碍了平流层飞艇的发展进程。

软式平流层飞艇的主囊容积相对不变，要使之能够浮升到平流层高度，飞艇除了要有巨大的体积外，还要求升空前飞艇主囊中的轻质气体量与副囊空气量达到一定的比值，否则飞艇因不能获得净静升力而升不起来。而轻质气体量多了则副囊中的空气量必须相应减少，这又使得其理论压力高度（升限）降低。这种结构性的矛盾，成为软式平流层飞艇无法突破的技术瓶颈。

可以设想：假如采用现有软式飞艇原理和构造来制造一艘飞艇，并且已经有能力把艇体容积做得足够大，飞艇能轻易越过气流多变的对流层和风速较大的激流层，上升到数十千米高的平流层去展开作业。同时，人们也有足够的技术条件来应对飞艇在平流层环境中面临的种种复杂问题。那么在完成任务后，有什么办法能把这艘巨大飞艇可靠地操纵下降返航，准确回到基地或者其他指定的着陆场站，而不是无能为力地任其随着经、纬向气流，不受控地飘降到某个无法准确预测的着陆点？

“在释放出主囊体中部分轻质气体的同时向副囊鼓入空气”，或者干脆“利用主囊体的承压余度向副囊鼓入空气”，这样使飞艇获得初始下沉力的方案似乎可行。然而深入研究下去就会发现，即使不考虑是否有能力制造承压能力极强的软式飞艇囊体材料，也不考虑加强材料后所增加的囊体重量，在飞艇获得初始下沉力后的下降过程中，如何有效解决飞艇囊体所承受的、不断增大的压力问题，则是一定不能回避的。因为软式飞艇的囊体需要始终保持其外形，否则就会丧失可操纵性。飞艇从数十千米的平流层返回到地面，大气压强增大了数十倍，飞艇从开始下降就需要持续对抗大气压强，对抗力还得不断增大才行。换言之，根据能量转换和守恒定律，飞艇从数十千米的平流层下降回到地面，大气压力对飞艇做了多少功，飞艇就必须对抗大气压强付出相同的功，才能维持其囊体外形以保持可操纵性。

理论上，能携带任务载荷在数十千米高度长航时作业的实用软式平流层飞艇，其体积至少也得有数万立方米。因此，当它从数十千米的平流层下降返航时，需要把近百万立方米密度逐渐由小到大的空气，先是鼓入进而压缩到其数万立方米的艇囊中，如此才有可能以对等的内压来持续对抗囊外大气压强，以免飞艇囊体变形而失去可操纵性。在人类现有技术条件下，任何基于阿基米德浮力定律的浮空器，显然都无法承担功耗如此巨大的作功系统。

人们还记得那个著名的“马德堡半球”实验。据史册记载，1654年5月8日，在神圣罗马帝国时期的雷根斯堡，奥托·冯·居里克向罗马皇帝斐迪南三世演示了大气压强巨大威力的半球实验。他先将两个沉重的铜制半球小心翼翼地对接在一起，不用任何粘合剂的辅助将它们密合成一个圆球，并用自制的真空泵将球内的空气抽掉。随后，奥托·冯·居里克驱使两队各15匹壮马，从两侧以相反的方向试图拉开这两个半球。然而无论这些马匹如何竭尽全力，始终都无法将这两个半球拉开，两个半球最终还得通过解除真空状态才得以分离。此后几年中，居里克还多次在马德堡等地重复演示了该项实验，结果都相同。

从这个300多年前的物理学经典实验中李晓阳得到启发：人类对抗大自然的能力终有限度，深入了解并适应而非总是试图对抗大自然规律，是人类掌握和利用大自然的不二法则。此外，过多依赖和迷信数理逻辑计算也可能会误入歧途，因为许多在数学计算上能够成立的技术理论，在物理事实中却是违反自然规律而不可行的，这样的事例并不鲜见。

过往各类平流层飞艇方案难以化解或绕开的结构矛盾，大多是因为需要对抗但又无法对抗大气压力而引发。因此，　李晓阳认为在现阶段科技能力条件下，巧妙利用而不是对抗大气压力，才是能否真正实现平流层飞艇的关键所在。

通过大量的基础理论研究和相关技术实验，一种全新的平流层飞艇创造思路在李晓阳的脑海中形成了。2000年，李晓阳提出了变体式空天飞艇的创新科学理论及其实现技术；　2005年，中国专利局和美国专利局先后授予李晓阳变体式空天飞艇（Transformable　Airship）发明专利权。

变体飞艇从根本上改变了人类现有各类飞艇的设计思想和工程方法，其原理简单说来就是：通过在现有科技条件下可行的技术方法，使飞艇能够实现自适或可控的数十倍容积变化，改变其静升力而改变其在垂直向的运动；变体过程中能保持可操纵性和动升力，从而实现从地面到临近空间的三维全向可控飞行或定点悬浮，并能操纵返回地面指定点，以便维修养护和重复使用。变体式空天飞艇可分为径向变体和纵向变体两大类型，分别针对不同的应用目的和应用范围。变体式空天飞艇科学理论、技术方法和研制进展等，一些公开文献已有相关记载，本文不再赘述。

变体空天飞艇巧妙地利用了大气压强这个取之不尽的能源，在对流层和临近空间都能轻松升降、在各高度定点悬浮驻空和巡航飞行，并能有效操纵返回地面指定位置。记者曾就“平流层飞艇为什么一定要能有效操纵返回地面指定位置”这个问题，咨询李晓阳博士，李博士这样回答了我的疑问：平流层飞艇的整个运行过程都必须能够有效和可靠地进行操纵，包括途经对流层往返平流层，和在平流层长时间定点悬浮或按预设航线巡航飞行作业，并能根据需要随时操纵返回基地，缺乏这些最基本条件的“平流层飞艇”也就缺乏实用意义。

此外，任何一种航空航天器都有其安全使用周期和寿命，不仅需要定期或不定期返回地面维修养护，寿命结束后也必须返回地面销毁。发展航空航天技术的目的，主要还是为居住在地球上的人类服务，但我们不能仅仅考虑如何发展和应用航空航天技术而不重视其中的隐患。例如，自苏联发射人类第一颗人造卫星“斯普特尼克”1号以来，世界各国先后向太空发射了大约4000多颗卫星，当中许多卫星如今已经成为了太空垃圾，是悬在人类头上的“达摩克利斯之剑”。虽然这些太空垃圾中的大部分都在掉回地面的过程中燃烧殆尽，或掉入没有人烟的大海，但由于这些太空垃圾坠回地面的过程是不可控的，因此完全有可能给人类带来难以预测的灾难。面对太空垃圾这一严峻问题，人类至今仍然束手无策。所以，我们在发展新技术的同时应当高度重视前车之鉴，不要又给自己埋下灾难伏笔。

有代表性的各类平流层飞艇

1、美国HALE-D平流层飞艇

2011年7月27日，美国军方和洛克希德·马丁公司在俄亥俄州实施了HALE-D平流层验证艇的首航试飞，这是处于平流层飞艇研究领域世界领先地位的美国所进行的最新实验。HALE-D平流层验证艇采用典型的软式飞艇原理，其设计技术指标是：直径约21米，体积约1.8万立方米，携带约22千克的摄像机和通信转发器，可到达18～21千米的平流层高度并停留10～14天。

这艘耗资巨大的平流层验证艇试飞结果是：当HALE-D平流层验证艇升高到约9.7千米的高度时，它的囊体就超过了承压极限而破裂，于是飞艇失浮下沉。由于其仅有10KW功率的小电动螺旋桨难以驱动体积庞大、因失压而变形的艇体，故该艇连飘带降随风位移了100多公里后坠落到宾夕法尼亚州的森林里，未能达到预期的试验目标。

HALE-D验证艇1.8万立方米的体积显然很巨大了，但它仍只是美国“HAA高空飞艇”项目的缩比小艇而已。事实上，HAA高空飞艇项目在几年前就已经被终止了，终止原因是专家和用户们有足够的理由怀疑“该飞艇是否实用？”和“平流层飞艇的关键技术能否突破？”。

2、日本“同温层平台”平流层飞艇

日本宇宙开发事业团等机构投入巨资联合开发的“同温层平台”平流层飞艇，2003年8月实施了一次检验升空高度极限的试验。该飞艇的设计技术指标是：艇长约47米，直径约12　米，体积3566立方米，起飞重量约500　千克，设计升限16千米。

“同温层平台”平流层飞艇采用类似施放高空气球的方法，利用净静浮力自由飘浮升空。据报该艇上升30分钟后曾到达16.4千米高空，　其囊体在此高度因超过了承压极限而破裂。和高空气球伞降回收的情形一样，　该艇自由坠落下沉的过程是不可控的，　随风飘降到海滨小城日立市附近海域低空，伞降到海面打捞回收。

从实验表现和结果来看，日本“同温层平台”平流层飞艇实质上仍只是一种外观呈飞艇状的高空气球，没有动力而不可操纵，只能随风飘荡，更不能操纵下降返回地面指定位置。因此，该浮空器显然与人们愿景中的平流层飞艇相去太远。

3、螺旋桨动力平流层双气球飞艇

2011年10月，美国JP航宇公司在内华达州施放了一个悬挂着电动螺旋桨的气球组，这个名为坦德姆（Tandem）的双气球飞艇能够浮升到约3万米的高空。

坦德姆双气球飞艇构造是将两个普通高空气球分别固定在碳纤吊架的两端，利用两个安装在碳纤吊架上的电动机驱动螺旋桨，在无风或微风的环境中，螺旋桨可以带动两个气球沿水平向缓慢位移或左右旋转。当双气球飞艇浮升到其气球承压能力极限的高度时，一个气球自行爆炸泄气，另一个气球则人工遥控放气。地面人员借助艇上的5个降落伞，把双气球飞艇的仪器设备伞降回到地面。然后，根据仪器设备接地后信标发出的位置信号，将它们寻回。

高空气球是轻于空气浮空器的一种，它们一般都能浮升到数万米以上的临近空间中下层。气球与飞艇的区别，主要在艇可以操纵而气球难于操纵。这是因为虽然气球、飞艇两者的体积都较为庞大，但飞艇艇囊流线形的减阻设计使它的迎风阻力显著降低，而且飞艇艇囊还具备一定的动升力，这就使得飞艇能够借助驱动装置实施飞行控制。相比之下，球形物体的阻力系数相对很大，而球体微小的动升力也几乎可以忽略不计。因此，即使给气球配上驱动装置，其效率也会很低，在风速较大或流速多变的环境中几乎无法操纵。

4、升浮一体混合飞艇

100多年前，人们就提出过各种利用机翼来增加飞艇升力的“升浮一体混合飞艇”方案，例如建于1903年的Santos-Dumont飞艇，就是采用了这种结构。这类结构的飞艇重于空气，理论上，其所配置的机翼或其他升力装置能够帮助飞艇获得额外的升力，因此可以看作是飞机和飞艇的结合体。

历史上诸多类似实验表明，升浮一体混合飞艇工作效率很低，集中了飞艇和飞机的缺点而损失了两者的优点，因为：重于空气的升浮一体混合飞艇必须依靠于引擎的动力才能保持在空中的升力，起飞和降落都需要相对较快的速度。由艇的功耗与其相对空气速度的三次方成正比，高速飞行正是飞艇的弱项；飞机的升力则与速度的平方成正比，低速飞行时机翼将不能提供足够的升力。简单说来就是飞艇要慢而飞机要快，才能发挥各自的长处，升浮一体混合飞艇显然无法解决这个致命的矛盾。

充满大量气体的艇体不能像飞机那样方便和易于操作，升浮一体混合飞艇也不可能像飞机那样在跑道上高速滑行起飞。此外，如何解决柔弱的艇体在高速着陆时需应对的巨大撞击力问题也不容易，对付着陆撞击力的坚固结构给飞艇带来的重量，是飞艇无法承受的。

升浮一体混合飞艇的机翼不能做得很大，故其产生的升力会比较集中，因此升浮一体混合飞艇必须具备更强的结构来支撑这个力。由此而增加的构架、燃料、发动机及相关操作装置等的重量，将会超过由机翼产生的升力。

显而易见，升浮一体混合飞艇方案并不适用于平流层飞艇。

5、变轴长可折叠飞艇

2006年10月27日，美国一个民间航空爱好者团体首次试飞了他们创造的“变轴长可折叠飞艇”，该飞艇有两个特征：一是采用了雨伞状可折叠的艇囊结构，二是利用“给定表面积的几何体中，球形容积最大”这一数学原理，通过拉长或缩短艇囊的“变轴长”方法来改变艇囊容积，以期能够增加或减少飞艇浮力，使它上升到平流层的高度。

该艇是热气飞艇，艇载液化石油气燃烧产生的热气从艇体下部的开口进入艇囊，加热囊内空气，使囊内空气密度低于艇囊外部空气而获得浮力升空，基本原理与人们常见的热气球类似。该飞艇长31米，最大直径21米，最大重量1860千克，巡航速度16千米/小时，汽油发动机驱动螺旋桨推进，巡航时的艇囊容积为5805立方米。不飞行时，其艇囊可以折小到42立方米。

该飞艇艇囊结构由三部分构成：织物蒙皮；镶入织物里的柔性骨肋；贯穿艇体中心轴的张力线。艇囊的关键技巧是一个典型的“张拉结构”，在艇囊里的骨肋处于压缩下，织物蒙皮和张力线处于相反的张力下。张力结构的原理广泛应用了一个多世纪，最普遍的例子就是人们日常生活中所用的折叠伞。

将表面积一定的球体拉长或缩短，其容积最多只能有约2.5倍的变化，而地面与数万米高度的平流层却有数十倍的空气密度差，因此将该艇折叠伞式的“张拉结构”用于平流层飞艇并没有明显增益，其“变轴长”的折叠结构给飞艇增加的重量，将会抵消热气飞艇容积增大所获得的浮力。

6、可折叠/展开平流层飞艇

可折叠/展开平流层飞艇方案由美国约翰·霍普金斯大学提出，称为HARVe飞艇。HARVe飞艇的研究目标，是探索低成本平流层飞艇的科学理论和技术方法。该飞艇要求能够折叠放入巡航导弹中，巡航导弹则由潜艇承载并从海下发射升上18.3-30.5千米高度的平流层。到预定高度后，导弹解体释放出HARVe飞艇执行预定任务。

该飞艇的研究团队认为HARVe具有极大的潜在军事应用价值，是保卫国土安全和满足国土全地域无缝隙侦察的理想平台。方案中的HARVe飞艇是一次性的，不能操纵返回地面故不能重复使用。在平流层巡航约30天后，　HARVe飞艇会自行解体或用其他方法将其摧毁。业内认为，如果计入导弹、潜艇承载与发射等的费用，HARVe飞艇的总体运行成本其实并不低。

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2数控技术在机械制造中的实际应用

2.1机床设备上的数控技术

机床设备是机械制造过程中的基础设备，绝大部分的操作程序都是在机床上面实现完成的。数控技术引入机床设备中将计算机技术以及互联网通信技术融合进机床设备中，控制生产过程中的每道工序的参数、时间、以及规格，做到统一规范化的操作，让机床设备在工作时更加稳定、安全和高效，同时完善机床的各类零部件开关控制，使操作开关系统、冷却泵系统等调节得更加精准、细致。

2.2工业生产中的数控技术

工业生产过程中的数控技术应用最为频繁，尤其是食品加工、药品加工以及印刷造纸等工业领域。数控技术的使用不仅可以有效降低工业生产中的材料损耗，提高工作环境的利用率，降低工业投入成本，将工业化生产由传统的、人工化、滞后化带入一个智能化、高效化的全新时代。比如某牛奶加工厂，从牛奶的提取、检测、加工、包装等一系列的过程中，采用数控技术，全程利用计算机控制牛奶加工生产的各个流程和环节，既保证了效率和质量，还能全程监控牛奶的生产加工包装过程，一旦发现不利因素，可及时采取应对措施解决问题，保证奶制品的安全可靠。

2.3航天器材上的数控技术

航空航天技术一直以来是属于高精密型的、技术含量超高的技术，而它所采用到的材料和零件都是经过特制而成的。以往没有出现数控技术之前，对于航天器材的制造尚处于较为粗浅的阶段，往往不能满足航空航天的高要求和高标准。当数控技术引入航天宇航工业中后，以精密的计算机技术以及超强的网络通信技术为支撑，力求将航天器材制作的更符合要求、更完美的程度，尤其是对航天器材的小部件的制作更是精益求精，坚持节约，反对能源浪费。

2.4汽车领域的数控技术

随着人们生活水平的不断提高，对生活质量的要求越来越高，汽车作为出行代步工具和显示人们财富地位的象征已经成为许多人拥有的物品之一，汽车需求量与日俱增，而由此引发的汽车行业的竞争愈演愈烈。汽车生产领域引入数控技术，可以有效提升构成汽车各个零部件的生产速率，加快汽车零部件的组装和后期测试的效率，加大汽车成品的生产量，提高汽车成品的质量，最终提高汽车从生产都投入销售过程中的经济效益。现阶段的汽车生产车间中，全部采用的是现代化、高科技的数控机床设备，生产流水线作业高效化、智能化，让汽车从零件的生产、组装到后期的试运行全程控制中，实现了高产能和高质量的要求。

2.5煤矿机械领域中的数控技术

众所周知，煤炭是人们生产和生活中必不可少的能源之一，而煤炭的开采以及运输属于一项高危险生产活动，必须要求参与者拥有较强的专业技术和高度工作警惕。采煤过程中最常使用到的就是采煤机，尤其采煤工作面的环境极为恶劣，地形地质条件复杂，通常意义上的采煤机只能完成小部分工作面的采煤工作量，无法对一整个矿料进行单独开采和整合，在这种恶劣的情况下难以正常工作并保证工作效率，倘若引入数控技术，即在采煤机添加了数控气割，利用焊接技术将采煤机功能扩展，解决传统采煤机程序单一、功能不全的缺陷，使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作，不仅有效提升了采煤工作效率，缩短了煤炭采矿时间，还大大降低了采煤矿工的危险，值得在煤矿机械领域广泛推广。

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流行语实时记录历史，洞见社会现实，反映世道人心，透视时代特征，刻画发展轨迹。其中，“2010年中国媒体十大科技焦点名词（即科技类十大流行语）”真实反映了本年度科技领域的重大技术突破和尖端成果，客观记录了时展中发生的诸多科技现象以及科技成果。

2010年被称作“3D元年”，随着《阿凡达》横扫全球，“3D电影”开始风生水起，推动了“3D技术”的向前发展，“3D电视”领军家电市场。“智能手机”成为3G发展幕后推手，“三网融合”成为行业转型的重要方向，整个通信产业将迎来新的发展契机，社会各界充满了期待；“物联网”“云计算”代表了信息技术的新方向，苹果也用iPad开启了“平板电脑”的时代。集贸易性、专业性和观赏性为一体的第八届“珠海航展”，代表了当今国际航空航天业的先进水平，亮点纷呈；中国人自行设计、自主研制的载人潜水器“蛟龙号”创造了3759米的最大下潜深度；中国“探月工程”嫦娥二号圆满完成任务的同时，美国的“空天飞机”也结束了7个多月的神秘太空之旅，成功返回地球。无数事实表明，伴随着时代的发展以及社会的进步，科技正以前所未有的力量改变着人们的生活，极大地推动着人类社会的发展。

1.3D（3D电视、3D电影、3D技术）、三网融合、物联网、云计算――信息技术的突飞猛进

3D是threedimensional的缩写，就是三维立体图形。由于人的双眼观察物体的角度略有差异，因此能够辨别物体远近，产生立体的视觉。2010年，3D技术大放异彩，着实给人们提供了一幕幕精美绝伦的视觉盛宴。《阿凡达》作为3D电影的代表，不仅带来巨大经济利益，而且进一步推动了3D技术的发展。3D电视业崭露头角，索尼、三星、TCL、康佳等国内外电视巨头，都纷纷抛出各自的3D电视产品，一场新的电视大战即将开始。

2010年1月13日，国务院总理主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。会议提出了推进三网融合的阶段性目标。2010年至2012年重点开展广电和电信业务双向进入试点，探索形成保障三网融合规范有序开展的政策体系和体制机制。2013年至2015年，总结推广试点经验，全面实现三网融合发展，普及应用融合业务，基本形成适度竞争的网络产业格局，基本建立适应三网融合的体制机制和职责清晰、协调顺畅、决策科学、管理高效的新型监管体系。

物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。2010年，围绕物联网产业链，我国在政策市场、技术标准、商业应用等方面取得了重大突破。

云计算（cloud computing），是一种新兴的共享基础架构的方法，可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。很多因素推动了对这类环境的需求，其中包括连 接设备、实时数据流、SOA的采用以及搜索、开放协作、社会网络和移动商务等这样的Web2.0应用的急剧增长。另外，数字元器件性能的提升也使IT环境的规模大幅度提高，从而进一步加强了对一个由统一的云进行管理的需求。云计算被它的吹捧者视为“革命性的计算模型”，因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算力。2010年，中国加快了云计算研究的步伐。

2.智能手机、平板电脑――电子产品的日新月异

所谓智能手机，是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称。进入2010年，智能手机领域发展十分迅速，越来越多的人开始了解、接触、熟悉这种新兴的终端设备。

2010年，苹果iPad的使得功能相对更为丰富的平板电脑市场在2010年瞬间爆发。平板电脑是PC家族新增加的一名成员，其外观和笔记本电脑相似，但不是单纯的笔记本电脑，它可以被称为笔记本电脑的浓缩版。其外形介于笔记本和掌上电脑之间，但其处理能力大于掌上电脑，比之笔记本电脑，它除了拥有其所有功能外，还支持手写输入或者语音输入，移动性和便携性都更胜一筹。

3.珠海航展、探月工程、蛟龙号――扬我国威

2010年11月16日―21日，第八届中国国际航空航天博览会（珠海航展）在广东省珠海市举行。来自35个国家和地区的近600家航空航天厂商参展。作为中国航天的主导力量，中国航天科技集团公司在本届航展上，通过宇航、防务、航天技术应用产业三大展区，以实物、模型、展板、影像等多种形式，全方位、多角度、立体化展示了近两年来取得的240余项最新科技成果。

自美国阿波罗飞船实现了人类首次登月以来，重返月球，开发月球资源，建立月球基地已成为世界各国航天活动的必然趋势和竞争热点。中国探月工程（又称“嫦娥工程”）是我国自主开展月球探测和观察，迈出航天深空探测第一步的重大举措，是我国航天活动的必然选择。2010年10月，“嫦娥一号”卫星的姐妹星“嫦娥二号”卫星发射成功，标志着我国的探月工程进入一个新的阶段。

2010年8月，中国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器3000米级海试取得成功，最大下潜深度达到3759米。这标志着中国成为继美、法、俄、日之后第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家。研制成果极大地推动了中国深海运载技术的发展，为中国大洋国际海底资源调查和科学研究、中国深海勘探、海底作业等提供了高技术装备。

4. 空天飞机――新型的飞行器

空天飞机是既能航空又能航天的新型飞行器。它像普通飞机一样起飞，以高超音速在大气层内飞行，在30～100公里高空的飞行速度为12～25倍音速，并直接加速进入地球轨道，成为航天飞行器，返回大气层后，像飞机一样在机场着陆。2010年12月，美军一架X-37B可重复飞行无人空天飞机在结束220天的旅程之后成功返回地球。

附录：历年十大科技焦点名词回顾

2009年：钱学森、日全食、美俄卫星相撞、天河一号、港珠澳大桥、电纸书、波音787、武广高铁、“光纤之父”、Windows7

2008年：太空行走、TD（第三代移动通信标准）、新能源、京沪高铁、跨海大桥、强子对撞机、“飞天”、混合动力车、CMMB（中国移动多媒体广播）、T3航站楼

2007年：南海Ⅰ号、动车组、绕月探测工程、Vista、亚特兰蒂斯、中华鲟、干细胞、支线飞机、京沪空中快线、海上丝绸之路博物馆

2006年：机器人、概念车、科博会、冥王星降级、航展、数字家庭、庞加莱猜想、信息超市、流氓软件、汉芯

篇12

高技术本身是一个动态的、发展的概念，国内外目前关于高技术、高技术产品和高技术产业的界定没有统一的定义，处于众说纷纭的状态。关于高技术，有以下一些代表性观点：

美国学者的定义。美国学者D.Crane指出：应用研究如果同科学有联系，那么它有时被称为高技术；如果没有联系，它就被称为低技术。美国的J.Utterback认为：高技术在不同时期有不同所指，冷藏技术、电器、汽车和航空技术，都曾是不同时期的高技术，高技术不局限于电子学、计算机、生物工程、材料、激光、海洋工程等六个领域。美国《韦氏第三版新国际辞典增补9000词》定义高技术是：使用或包含尖端方法或仪器用途的技术。

日本学者的定义：建立在当代尖端技术和下一代科学技术基础上的技术即为高技术。日本学者津曲辰一郎认为高技术是经济过程中的主导技术，他将高技术定义为下述技术的总称：①为提高现有商品功能的必要的中心技术；②具有能赋予产品以新功能的主导技术；③构成下一代产品基础的技术。

国内学者的观点。高技术是指能带来高效益、具有高增殖作用，并且能向经济和社会广泛渗透的技术，它是第二次世界大战以后涌现的新技术群的核心。王伯鲁提出枚举定义法，即当代高技术领域是指：微电子与计算机技术、信息技术、自动化与机器人、生物技术（包括制药技术）、新材料技术、新能源技术（包括核技术）、航空和航天技术（空间技术）、海洋开发技术。

从以上各种定义可以看出，高技术应是一个相对的动态的概念，不同时代的高技术内涵是不同的。现代高技术应反映如下3个方面的要求：

从技术的结构看，高技术是尖端技术，其主要原理建立于人类最新科学成就的基础上，是建立在现代科学技术基础之上的技术，这一点有别于传统技术，传统技术是经验的积累；从时间上看，高技术是新技术，是以最新成就为基础的技术；从与科学的关系来看，高技术是基于科学的发现而产生的技术，即高技术是Science-based技术。

因此，高技术是一种建立在科学基础上的最新尖端技术。必须强调，新技术不一定是高技术，新技术仅仅代表了技术发展过程中出现的相对新颖的技术形态，而不是技术内涵的革命。

综上所述，我们认为所谓高技术，是指运用当代最新科学知识和尖端技术而形成的技术群，它们构成新一代产品的基础技术和主导技术，对一个国家经济社会有重大影响，具高增殖作用和广泛的渗透功能。

2高新技术产品的界定

美国科学基金会的定义：高技术产品是指每1000名职工中有25名是科学家和工程师，并把3.5%以上的净销售额用于研究开发而生产的新产品。

美国商务部依据某类产品销售额中R&D支出的比重和科学家、工程师、技术工人占全部职工的比重为标准确定的高技术产品为：①导弹以及航空器；②无线电及电视接收设备；③通讯设备；④电子元器件；⑤飞机及零部件；⑥办公设备及计算、会计仪器；⑦军械用品；⑧医药制品；⑨工业用无机化工制品；⑩专用设备及科学仪器；(11)发动机及涡轮机；(12)塑料材料及其合成制品，合成纤维及其他人造纤维（不包括玻璃制品）。美国海关合作理事会在以往对高技术产品定义和分类进行研究的基础上，又增加了定性分析，对高技术产品进一步筛选，把满足以下两个条件的产品定义为高技术产品：①产品的主导技术必须属于所确定的高技术领域；②产品的主导技术必须包括高技术领域中处于技术前沿的工艺或技术突破。据此所确定的技术10大领域为：①生物技术；②生命科学技术；③光电技术；④计算机及通信技术；⑤电子技术；⑥计算机集成制造技术；⑦材料设备技术；⑧航天技术；⑨武器技术；⑩核技术。

广东省“高技术企业统计方法研究”课题组认为：符合下述条件的①、②、③、④中的任一项及⑤、⑥两项者，即为高技术产品：①（在国际或国内）首次应用新科学原理生产的产品；②（在国内或省内）首先应用我国独创的新工艺或国际上最新工艺，并使产品质量或功能或劳动生产率、成本有显著改进的产品；③采用新材料、新结构、新技术、新生物品种，并使质量或劳动生产率或成本或功能有显著改进的产品；④符合国家或有关部门公布的高技术产品目录；⑤符合国际标准或技术先进国家标准，若无国际标准，则应根据具体情况符合国家、专业、地方或企业标准；⑥达到本年代技术先进水平。

我们认为，所谓高技术产品，是以高技术为主导技术而生产的具有新的用途和性能，或质量、劳动生产率、成本有显著改进的产品。

3高新技术产业的界定

美国方面的研究。美国劳工统计局的定义：研究试制费和科技人员与职工总数的比例，比整个制造业高出1倍以上的产业，即为高技术产业。美国国立科学财团的定义为：研究和开发费用在销售额中所占的比重为3.5%以上，职工中每千人中有25人以上的科学家和高级工程师的产业，即为高技术产业。美国商务部的定义为：研究开发费用在总附加值中所占的比重为10%以上，而科学家和工程师在总职工中所占的比重为10%以上的产业，即为高技术产业。美国学者纳尔逊(R.Nelson)在《高技术政策的五国比较》一书中指出：所谓高技术产业是指那些以大量投入研究与发展资金，以及迅速的技术进步为主要标志的产业。美国学者戴曼斯叙(D.Dimancescu)在《高技术》杂志上指出：对高技术企业的定义，主要依据两大特点：一是专业技术人员的比重高；二是销售收入中用于研究与发展的投资比例高。这两大特点又反映了一个共同的东西，即知识密集，这是高技术产业的一个必要成份，也是技术持续创新的必需。美国学者杜迪(F.D.Doody)和芒塞(H.B.Muntser)认为，高技术部类可以被定义为是一类体现出高增长率、高额的研究与开发费用、高附加价值、强烈的出口导向和劳务密集（这里专指高技能的劳务）的生产技术公司。

在英国，高技术产业被认为是一组包含新信息技术、生物技术和许多位于科学和技术进步前沿的其它技术的产业群体。

法国经济学家认为，只有当一种产品使用生产线生产，具有高素质劳动力队伍，拥有一定的市场且已形成新分支产业时，才能称其为高技术产业。

在加拿大，高新技术产业被定义为是一种技术水平相对高的生产部门，这种相对高的技术水平通过劳动力的技术素质或用于研究与开发的经费来反映。

在澳大利亚，科学与技术部将高技术产业定义为投入大量研究与开发经费，与科学技术人员联系紧密，产生新产品并且有科学或技术背景企业的产业。

在日本，日本长期信用银行的定义为：能节约资源和能源，技术密度高，技术革新速度快，且由于增长能力强，能在将来拥有一定水平的市场规模，能对相关产业产生较大波及效果的产业。

经济合作与发展组织(OECD)把R&D密集度（R&D经费占工业总产值的比重）作为界定高技术产业的标准，将相对于其他制造业而言具有较高R&D密集度的产业定义为高技术产业。

《欧盟科学技术指标报告》把有很高的经济增长率和国际竞争能力，有较大的就业潜力，同时R&D投入高于所有部门平均水平的航空航天制造业、化工产品制造业、医药品制造业、汽车及零部件制造业、科学仪器制造业等产业作为技术密集型或先导产业。

在中国，目前采取的主要是概括法，也叫例举法，即按技术类型定义高技术产业。《中国科技产业》公布的目录包括：①微电子科学和电子信息技术（产业）；②空间科学和航空航天技术；③光电子科学和光机电一体化技术；④生命科学和生物工程技术；⑤材料科学和新材料技术；⑥能源科学和新能源、高效节能技术；⑦生态科学和环境保护技术；⑧地球科学和海洋工程技术；⑨基本物质科学和辐射技术；⑩医药科学和生物科学工程；(11)其它的新工艺、新技术。

从以上各种定义可以看出，高技术产业具有以下4项特点：

它是技术密集型产业，生产所用的设备、材料涉及到现代技术领域的许多尖端成果；它是资本高度密集型产业，其科研费用和设备投资大，产品的附加值高；它是知识密集型产业，需要大量的科技开发人员和富有创新精神的经营管理人员；它的产品具有国际性和前景良好的市场需求。

综上所述，我们认为高技术产业是指由高技术成果转化形成的具有知识密集、R&D投入高、附加价值高、增长速度快、技术进步快等特征的先导型产业。

【参考文献】