新质“清”年行丨“翼行蓉城”:锦江展翼风浩荡 空天探索正启航

职场   2025-02-03 18:55   中国台湾  


-----赴成都、绵阳实践支队------






行健书院“智行合冶·翼行蓉城”支队,由清华大学航天航空学院肖志祥老师作为指导教师,带领16名行健书院本科生于1月12日-1月20日一同前往四川成都与绵阳开展实践。

本次实践以四川地区航空产业集群式发展为调研主题,旨在带领同学们走出平日学习生活的“象牙塔”,参观生产科研场所,与一线从业人员交流,深入了解我国航空产业发展现状与预期




调研成果



一. 航空技术发展概况

1.风洞:

19日上午,支队前往中国空气动力研究与发展中心调研访问。中心建有亚洲最大的风洞群,具备领先全球的空气动力全流程实验与仿真能力


与中国空气动力研究与发展中心校友座谈


近年来,受益于国家的专项支持,中心不断创新发展风洞实验技术,建设并丰富了多类型,大口径,宽速域的试验风洞群。高集成度的试验设备赋予了中心实现跨声速、跨介质、极端条件下等空气动力试验的能力,为我国高铁列车以及各类飞机机型的空气动力设计再优化提供了基础保障,在实际应用中也取得了显著的成效。


物理风洞示意图


2.雷达与通信:


14号上午,支队前往中国电子科技集团公司第十研究所访问,对雷达、导航、通信、敌我识别等电子信息技术进行调研。


雷达是通信获取信息的必要手段。雷达依据天线扫描方式可以分为机械扫描雷达相控阵雷达。其中相控阵雷达可以分为无源有源两类,以改变雷达波相位来改变波束方向,具有快速扫描抗干扰多目标追踪等优势,目前已在一些军用与民用领域得到应用。值得一提的是,北斗卫星的全面组网,使得定位系统的时钟更加准确,雷达的精度也进而不断提高。


向上滑动阅览

① 雷达种类:

脉冲多普勒:通过发射一系列短脉冲并接收其回波,利用多普勒效应区分目标与杂波,显著提升了雷达的抗干扰能力和目标检测精度。


无源相控阵:采用中央发射机和接收机,通过电子方式控制天线阵列中各个辐射单元的相位,实现波束的快速扫描和灵活指向。这一技术突破极大地提升了雷达的反应速度和目标跟踪能力。


有源相控阵:由多个独立的收发模块(TR)组成的阵列,每个TR模块均能独立发射和接收电磁波,能处理很多目标的雷达信号。这一设计不仅极大地提高了雷达的功率效率和带宽利用率,还显著增强了其抗干扰能力、多目标跟踪能力和目标识别精度。但是由于需要氮化镓等材料,成本相对较高。


②雷达波段:

X:可精确识别目标,但容易被干扰,是火控雷达主要使用的波段(8-12GHz)

S:用于近距离探测,波长较短(2-4GHz)

L:用于远距离探测,波长较长(1-2GHz)


其次是通信技术,我们对民用和军用通信技术有了一定了解,了解到不同波段的的用途各自的优劣,以及未来可以开发的通信波段:


KA:26.5—40GHz,常用于卫星通信,频带宽,传输数据量大,干扰少,通信设备体积小,但容易受到天气等其他因素的干扰。


KU:12-18GHz,穿透性好,常用于远距离信息传输,但传输的数据量较小,需要进一步研发。


深低频通信:由于深低频通信所需能量较大,干扰其所需的能量也较大,故不易受到外界干扰,甚至可以在核爆的环境下保持通信,这可能是未来抗干扰通信的方向。


同时,我们还了解了民用客机上网的问题,以及未来可能的处理方法,来实现坐飞机上网的梦想。


我们了解了北斗卫星的建设历程,从北斗一号开创双星定位,到北斗二号从有源定位转向无源定位,再到北斗三号实现全球组网,二十几年的建设,实现质的飞跃。我们常听到定位系统的时钟很重要,而这个始终也是十所提供的关键技术,那么始终为何重要呢?因为速度的测量需要时间,时间测量的精度就决定速度测量的精度,进而影响测量地面距离的精度。





信号信息处理技术的应用领域也在不断扩大,除完成单机与外界的信息交流与传递以外,如今也在探索多机协同的作战模式。

支队访谈中国电科十所


3.发动机:

中国航发四川燃气涡轮研究院(624所),主要承担先进航空动力动力技术的预研以及航发产品型号的自主研制,成功研制了国内首台完全自主知识产权的航发核心机(中推核心机)。

624所在国内多个发动机领域都发挥了举足轻重的作用。如以CJ-1000A,CJ-2000为代表的民用发动机,以WS-10,WS-15为代表的战斗机发动机以及以“玉龙”发动机为代表的直升机涡轴发动机

在交流的过程中,支队成员了解到目前现今航发研究的主要瓶颈在于材料技术和冷却技术发展较为缓慢,无法满足发动机内部的极端条件。此外,在高超声速下的热管理和高空除冰技术也有待突破。因此,采用传统的方法提升发动机性能的空间已经十分有限。624所内正在通过改变结构的方式进行大规模革新,发展电气化,氢能等新兴技术。


支队访谈中国航发(四川)燃气涡轮研究院


4.无人机

中航(成都)无人机股份有限公司成立于2007年,主要从事大型固定翼无人机系统的设计研发,生产制造,销售和服务。现已推出了以翼龙-2为代表的中高空,长航时,查打一体无人机。目前,这些产品已经走向国际,并在国无人机军贸市场上占据了一席之地,并受到了一致好评。

此外,翼龙-2在民用领域也有相当广泛的应用。其中,翼龙-2H应急救灾型无人机系统是在翼龙2基础上为应急管理部打造的应急通信国家力量。翼龙-2H气象型也于2024年3月在贵州成功突破了人工增雨(雪)技术,为未来的人工増雨提供了新思路。

除了翼龙系列,中航无人机公司还有配套的小型无人机系统“云影”系列,包括云影-1,云影-2,云影-350等,它们可由翼龙投放,在短时间内形成集群,作为消耗敌方的一种手段。


访谈中航工业(成都)无人机系统有限公司



二.航空产业集群发展

向上滑动阅览

在成都绵阳地区分布着众多的航空相关产业,形成了极具特色,有独特优势的航空产业集群发展生态。《成都市航空产业发展规划(2020——2025)年》提出了成都市航空产业发展“一核、一极、多点”的总体布局结构。

“一核”指的是青羊经济开发区。青羊区坐拥611所和132厂,是全国同时拥有主机所、主机厂的五大航空产业核心集聚区之一,担当着统筹引领高端航空装备制造,数字经济发展的重任。在此基础上,国家在青羊区成立了国家高端航空装备技术创新中心(国创中心),旨在更好地发挥“链主”作用,聚集优势力量,整合要素资源,强力推动形成“主机所——主机厂——配套企业——创新平台”的航空特色产业格局。

“一极”则是指“新都现代交通产业功能区”,主要承担航空大部件研制,系统集成、服务的功能,也是本次实践去到的航发涡轮院(624所)的所在地。

“多点”则包括淮州新城、东部新区天府临空经济区、双流航空经济区,承担无人机设备,航空供应链物流等方面的任务。成都绵阳地区充分利用地区特有的航空产业发展优势,统筹规划全产业链集成式发展,由主机所和主机厂作为领头羊,引领高端装备设计与制造,分布于成都各个片区的电子科技集团下属研究所,发动机研究所等分别承担飞机各个系统的研制任务,位于绵阳的空气动力发展与研究中心则开展风洞试验相关工作;国创中心则提供一个优质的交流共创平台,整合包括高校,科研院所在内的众多创新力量,共同助力航空产业的快速发展,创新发展。




成都航空产业布局



三.航空人才培养

在与各大院所的交流、座谈中,支队成员对当下时代背景下航空顶尖人才所需的能力有了进一步的认知。

向上滑动阅览

工程思维

在与多个院所的交流中,前辈们都提到工程思维需要“妥协”,在实际工程问题中,没有绝对正确的答案,工程师需要做的,是在各项因素的影响中寻找到相对更优的解决方案。

在很多情况下,提升某个性能就必然是需要以一些其他性能的牺牲作为代价的。在与成都飞机设计研究所(611所)的学长们交流的过程中,学长们提到在实际设计飞机的过程中所进行的各项工作与在学校中的科研的一个很大的差别在于,学校的科研相对更侧重于理论的研究突破,而实际工作中需要更多地考虑工程因素,即如何在已有的资源基础上以尽可能小的消耗达到目标需求。

学科交叉

未来的航空人才需要有更宽广的视野,在未来航空工业中,学科交叉将体现的愈发明显,越来越多的问题需要通过更多的知识来解决。目前最主要的交叉为基础理科与传统工科的交叉,未来传统工科与人工智能为代表的新工科的交叉将会愈发重要。只有具有宽广的视野才能不囿于一隅。

多维探索

各大院所都为人才提供了广阔的舞台,在单位中有多条发展路径,除了可以在技术岗位上发光发热,同样可以在管理岗位上发挥自己的特长。

除此之外,院所为人才提供了多种多样的可能,员工可以选择自己感兴趣的方向开展工作,在某一个岗位做出一些成就之后,也可以选择不一样的岗位来挑战自己。舞台是广阔的,每个人都可以找到自己的位置,创造自己的价值。




与成飞611所校友、专家座谈

与二九基地校友座谈



四.航空发展愿景

作为强基计划的学员以及对航空事业抱有高度热情的学生,在了解了航空相关领域的发展概况以后,支队成员也认真探索航空事业未来的发展前景以明确自己的方向。

航空工业涉及力学的动力控制,电子通信技术、结构设计材料科学等多个领域,学科交叉的作用在未来航空领域发展会愈加凸显。从支队关于航空产业的集群发展的调研也可以看出,各个科研院所分别精深于不同学科方向,通过合理的分工与有机的合作,才得以更好的服务于国家的航空工程建设。支队实践前往的航空国创中心就提供了一个很好的不同学科交流碰撞的平台,类似的创新产业园未来大有可为。

未来代表新科技的不断涌入,但也不可忽略传统工艺的不断打磨。一项重大工程都是由许多小的技术构成,如风洞的消音技术,电池的制造,燃料的利用等,这些技术虽已有较为成熟的体系,但仍存在技术细节打磨与工艺品质提升的空间。无论是回首过去,还是展望未来,航空人始终都要踏踏实实走好每一步路,止于至善,自强不息。




宣传成果



一.书院风采展示

在每次座谈交流会之前,虽然学长学姐们都毕业于清华,但我们还是一同回顾了清华的“自强不息、厚德载物”的校训、“行胜于言”的校风、“严谨、勤奋、求实、创新”的学风等所有清华人铭记于心的共识,以及中国天眼奠基人南仁东、写下《告全国民众书》的蒋南翔校长等可歌可泣的时代楷模。

接着支队长向各单位的学长学姐们热情介绍了强基计划在清华的具体落实,辨析五大强基书院的不同之处,然后以行健书院为核心对强基计划培养模式进一步解读,展示了行健书院“通识贯穿、数力精深、科研进阶、理工融合”的培养特色,着重介绍了我们完备的科研科创体系,并耐心解答学长学姐们对强基书院培养模式的疑惑。为之后的座谈创造了一个亲切的交流氛围。


支队介绍行健书院



二.科普栏目

“翼行蓉城”支队发起的科普栏目 “蓉城小叙”在本次实践过程中产出多篇精彩科普推送,如机上网络的实现于改进、无人机的多机协作、摩尔定律的极限与数值模拟等极具吸引力的科普知识,希望能够将实践中的思考带给更多同学,帮助同学们在自己感兴趣的领域获得启发与思考。


科普知识示例



三.东辰中学宣讲

支队于1月18日下午在东辰学校以班级为单位开展了专题介绍与交流活动。在此活动中,我们通过系统介绍与互动交流,让同学们全面了解了行健书院的特色与优势,助力学生实现名校梦想。

首先,我们系统介绍了行健书院的专业特点与培养框架,着重介绍了书院的进阶式科研导引、一人一策本博贯通、师生从游共建书院等特色。



然后,现场进入互动环节。同学们提出关于行健书院及强基计划的各类问题,我支队对之详细解答,有效解决了同学们的疑惑。



本次活动中支队成功帮助绵阳东辰学校的同学们深入了解了行健书院,激发了学生的学习热情与报考意愿,也为同学们未来的升学规划奠定了基础,成果十分显著。



队员感想



这次“翼行蓉城”实践考察了成都绵阳两地的航空航天工业发展情况。作为航空航天专业的学生,能够走近航空航天科研的前沿,亲身体会我国航空科技的飞速发展,让我深受震撼。站在巨大的风洞下,感慨其雄伟的同时我也深刻体会到我国集中力量干大事的制度优势。大国重器取得一项项举世瞩目的成就离不开党和国家领导人的精准决策,当然还有科技工作者们不断地攻关克难。参观时厂房内的一句标语给了我很深的触动:“今天再晚也是早,明天再早也是晚”,这种不把问题留过夜的严谨刻苦的精神值得我们学习。

——张伯伦


此次前往成都,绵阳两地实践收获颇丰。不同于我之前参加的社会实践,此次是我参加的第一个实践主题高度集中,实践内容与专业高度相关的社会实践。同时经过两年半的学习,学习了更多的专业课内容,不再是只具有基础学科知识,当专业内容在实践过程中被提到时,有一种之前从未体验过的奇妙的感觉。


此次实践系统性前往了成绵地区几乎所有的和航空航天相关的研究机构,详细了解了企业部门设置、企业研究与科研院所的区别、企业研究模式等内容。在和校友的交流中,不仅对现如今国内行业发展有了清晰的认知,同时也聊到关于如何校企结合,如何衔接学业和工作等与我们未来学习着重方向更相关的内容。

——张芷昕




参考文献



向上滑动阅览

《四川省通用航空产业发展规划(2019—2025年)》

王大勇,张宇,徐焜《民用型翼龙无人机研制》,《科技成果》2022-8-11

魏齐《翼龙无人机如何给灾区“送信号”》《环球时报》2021-7-23

《提升成都国际航空枢纽能级推动空中丝绸之路建设三年行动方案》四川省发展改革委

周运龙, 马毅, 管迎春《面向航空发动机高性能制造的激光选区熔化技术研究进展》《航空学报》2024年第13期

肖良华,闫林明,曹世坤,郭然,陈斌《无人机下投探空仪投放过程数值模拟》《无人系统技术》2019年第2期

汪松柏, 郝玉扬, 吴亚东, 陈勇, 余华蔚, 杜林《航空发动机压气机旋转不稳定现象研究进展》《航空学报》2024年第16期

END




供稿丨“翼行蓉城”支队

责编丨邹天宸


清华大学社会实践
“清华大学社会实践”是清华大学团委学习实践部的官方平台,旨在为学校师生和关注清华实践的社会人士提供全方位的实践资讯和全过程的实践管理,敬请关注!
 最新文章