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航空工程論文

時間:2023-02-17 13:27:03

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇航空工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

航空工程論文

第1篇

關鍵詞:航空航天專業;人才培養模式;課程體系

中圖分類號:G641 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2015)30-0145-02

引言

航空航天代表了科技和工業發展的最前沿,是促進國家科技發展、滿足經濟建設、增強國防安全和加快社會進步的重要力量。加強航空航天類高校教育,培養一批具有高素質、創新能力的航空航天類專業人才是服務我國戰略發展的必然需求。航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎,培養適應國際競爭的航空航天類本科人才,是我國航空航天科技發展的關鍵。當前,以美、俄為代表的航空航天大國都建設了自己特色的航空航天專業院系,開展了多年的教學實踐,具有豐富的經驗。論文旨在通過材料的梳理,了解國外航空航天專業人才培養模式,對國際一流大學航空航天類專業設置、課程安排、學生培養特點等方面進行研究,從中總結經驗,為國內航空航天類專業教學教改提供參考。

一、國外著名航空航天院系

(一)美國著名航空航天院系

美國是世界上航空航天類研究最發達、人才培養最成功的國家,其人才培養主要依賴其國內的大學。比較有代表性的有麻省理工學院和斯坦福大學。

麻省理工學院航空航天類教學與科研由航空航天系負責,下設三個部門,分別是信息部、航空系統部、飛行器技術部。信息部分主要研究航天系統有關的信息獲取、處理、傳輸技術,如衛星通信、高空偵察、空中通信、集成防御系統等,負責教授導航、制導、控制、通信、網絡、實時軟硬件系統等課程。航空系統部門主要研究航空航天高復雜性系統的設計、制造、操作方法,教授最優化方法、故障診斷、系統容錯等課程,建有人機實驗室、空間系統實驗室、國際空運中心、操控臺研究中心、復雜系統研究實驗室等。飛行器技術部門負責計算方法、流體力學、推進技術、材料科學、結構技術等的研究和教學,建有宇航計算設計實驗室、空氣渦輪實驗室、宇航微小結構協會、空間推進實驗室、先進材料和結構技術實驗室等。

斯坦福大學航空航天系隸屬于工學院,承擔航空專業的教學科研任務。該系的研究領域包括空氣彈性變形及流體仿真、飛行器設計與控制、應用航空動力學、空氣聲學計算、流體動力學計算、動態系統計算、機器人控制、復雜材料與結構、湍流模擬、推進、高超聲速流體、導航、控制系統辨識與優化、衛星工程、湍流與燃燒等。

(二)俄羅斯著名航空航天院系

俄羅斯也是航空航天強國,開設航空航天專業的主要學院有莫斯科國立航空學院、西伯利亞國立航空航天大學。莫斯科國立航空學院建于1930年,擁有12個學院,56個系,128個實驗室,3個設計局,幾個計算機中心,一個實驗工廠,一套運動航空訓練設施,一個莫斯科附近的飛機場,兩個科研機構(應用力學和電氣力學,低溫研究)。該學院通常以數字編號代替學院名稱,從一院到十二院分別為航空工程院、發動機院、控制系統院、信息與電力院、無線電電子學院、經濟與管理院、航空航天院、機器人與智能系統院、應用數學和物理院、應用力學院、人文科學院、預科院。西伯利亞國立航空航天大學擁有空間研究及高技術學院和航天技術學院,設置了飛機制造系、航空發動機與能源裝備系、飛行器管理系統系、航空導彈技術系、飛行器無線電技術系統系。

(三)歐洲著名航空航天院系

英國帝國理工學院在其工學院設置了航空系,主要負責飛機設計制造方面的研究與人才培養,包括航空動力學與航空結構學兩個研究方向。航空動力學方向包含流體基礎、航空飛行器設計、控制、生物醫學、環境與工業關系等方面的研究。航空結構學方向包括計算力學、沖擊與損傷、復合材料等方面的研究。

法國國家高等航天航空學院已經有90多年的歷史,它位于歐洲航天業發展的中心地帶,致力于培養頂尖的技術工程師,在研制協和式客機的工程師當中,有許多就是從法國高等航天航空學院畢業的。學院下設5個系和一個研究中心,分別是空氣動力學、能源、推進系、結構與材料力學系、光電子與信號系、語言文化藝術系、航空宇航中心。

二、國外著名航空航天院系專業設置與課程體系

(一)學位與專業設置

國外著名航空航天院系多數是本科四年,研究生二年,英國有本科3年,研究生1年。俄羅斯不同,如莫斯科國立航空學院預科1年、本科4年、碩士2年、博士3年。在學位設置上,各個院校有所不同,歸納起來,主要有工學學士、航空航天工程學士、航空工學學士、航空航天工學學士、航空工程理科碩士、航空航天工程學士、航空與宇航工程學士、航空學理科碩士、航空與航天學理科碩士、機械與航天工程理科碩士。

(二)國外著名航空航天院系課程體系

麻省理工學院(MIT)航空與航天專業是美國同領域中最有名的專業,其人才培養理念和課程設置世界聞名。MIT航空與航天系設有兩個本科專業方向:航空與航天科學工程專業和航空與航天信息科學工程專業,兩個方向的課程設置都建立在航空航天基礎(核心)課程上,下面分別以A和B代指這兩個專業。課程主要包括全校統一要求課程和系課程構成。全校統一要求課程包括基礎科學課程(6門)、人文、藝術、社會科學課程(8門)、科學與技術限選課程(2門)、實驗課程(1門);系課程包括系核心必修課程、專業課程、試驗與進展課程,其中系核心必修課程包括一體化工程I、II、III、IV,計算機和工程問題求解引論,自動控制原理、動力學、隨機系統分析、微分方程;專業課程中專業A包括空氣動力學、結構力學、推進系統引論、航天工程中的計算方法,專業B包括航天系統的評估與控制、數字系統實驗室介紹、實時系統與軟件、交互系統工程、人為因素工程、自主決策原理;試驗與進展課程包括飛行器工程、空間系統工程、試驗項目I、試驗項目II、飛行器進展、空間系統進展I、空間系統進展II。

(三)學時學分要求

1.學分組成。課程學分組成考慮教學環節,如MIT飛行動力學課程,總學分12分,構成包括課堂3分、實驗1分、預習和復習8分。另外還有無學分課程,課程必修但無學分,如普林斯頓沒有學分制、強調上課門數,斯坦福大學基礎課程要求5門航空航天基礎課程,專業課程4選3。英國大學一般不設立學分制,所有學生都按部就班完成規定課程的學習。

2.學分要求。美國大部分學校有明確的畢業學分數要求。如MIT航空航天工程系根據培養計劃設課程學分,又分成4類,分別是核心課(core)108、專業領域課(professio-

nal area)48、實驗和綜合應用(experiment and Capstone)30、非限制性選修課(unrestrictived elective)48,總學分大于234學分。但是在學分數量并不統一,差異很懸殊,如密歇根128學分、MIT大于234學分、賓州州立132學分。航空航天專業必修課比例很高,有的高達90%以上,如斯坦福、佐治亞理工、普渡。另外還有只要求課程而不要求學分的,如普林斯頓畢業要求共36門課。

3.學時要求。有些大學要求學時達到一定數量,如悉尼大學本科至少192學時,研究生核心課程和選修課程,至少144學時。斯坦福大學研究生基礎課程設置門數要求,其他按學時要求,數學(6個學時)、技術選修(12學時)、人文社科類選修(45學時)。

三、國外著名航空航天院系專業培養特色

歸納起來,國外著名航空航天院系在專業培養上具有如下特色。一是國外著名大學航空航天專業設置寬、窄各有特色。美英等專業設置以寬口徑、大類培養為主,基本不針對特定航空航天器劃分專業,學生專業方向只是體現在個別課程的選擇上。俄羅斯、烏克蘭等的專業劃分細而精,如莫斯科國立航空學院幾乎整個大學的院系專業就代表了航空航天器的各個不同部分,專業面向具體而明確。二是國外著名大學航空航天專業課程體系具有少而精且多樣化特色。美英等課程每學期課程數量相對較少,但課業工作量不少。學生畢業所需學時學分也不少。美英等航空航天專業的課程必修多、選修少,完全學分制的作用并不明顯,反映了航空航天專業的特殊性。課程學習課內外并重,還有較多實踐環節、交流討論、項目設計等。課程的環節豐富多樣(如劍橋)。教授授課。三是注重通識教育與專業教育的結合。在通識教育上,在課程設置中有重視科技寫作、科研道德規范、表達與交流、團隊協作、人文素質培養和工程師就業指導。在專業教育上,強化多樣化實踐環節、注重專題課程和生產實習。四是注重綜合素質和個性化培養。例如南安普敦大學設置有工程管理與相關法律的必修與選修課程,讓學生學習在工程實踐中如何領導團隊、進行項目管理與風險評估、做出決策以及熟悉與之相關的法律知識。還會從工業部門請來客座教師來協助授課,并安排有相應的實踐環節。針對個性化培養需求,在課程設置上具有較大的選擇基數。

四、總結

航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎,是航空航天類研究生人才的后備軍。論文主要對國際一流大學航空航天類專業學位與專業設置、課程體系、學時學分要求點等方面進行了梳理,總結了人才培養特色,為國內航空航天類專業建設和教學教改提供參考。

參考文獻:

[1]田正雨,李樺.麻省理工學院航空航天類本科生課程體系分析[J].高等教育研究學報,2010(1).

[2]MIT航空航天系戰略計劃[Z].北京航空航天大學高教所譯.1991.

第2篇

關鍵詞:留學生教育;全英語教育;控制系統工程

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)32-0204-02

留學生全英語教學也是與國際接軌的先進模式,是大學教育國際化的標志。接收其他國家的留學生,輸出中國的文化、技術是體現中國實力的重要手段。這是歐洲、美國、俄羅斯等國家建立全球影響力的戰略措施之一。如今,隨著我國科學技術水平的不斷提高和綜合國力的不斷提升,越來越多的外籍留學生赴我國留學,是我國影響力擴大的體現。今年來,隨著我國在航空航天事業上的大邁進,中國的航空航天科技實力越來越受到世界矚目。作為中國重要的一所航空特色高等院校,南京航空航天大學近年來吸引了越來越多的留學生赴我學習航空工程、機械工程等。

一、適合留學生的新型教學模式探索

(一)針對留學生的特點采用形式多樣的課堂教學方式

在《控制系統工程》的留學生教學中,我們擬嘗試如下一些做法。

1.注重闡述物理含義和聯系工程背景。針對本課程理論性強、工程應用背景廣泛的特點,在講課過程中注意強調數學表達及推導背后的物理含義及工程意義。講授比較抽象的控制系統的動態過程時,充分利用現代化教學多媒體手段將抽象的動態過程形象化。

2.結合留學生國情進行教學。根據留學生的國情背景,使學生能夠從熟知國情特點出發,將專業學習和本國發展實際有機地結合起來,結合其國情進行教學,進而講述中國及世界自動控制發展的現狀及其特點,使教學過程顯得生動,也極大地提高了學生學習興趣。

3.分組學習。把學生分成幾個小組,每個小組做一個需要綜合運用所學的知識和方法的小項目,然后在課堂上采用小報告的形式進行交流。這種方式訓練了學生綜合分析問題和解決問題的能力,在強化專業知識的同時,能夠鍛煉學生的團隊合作意識。

4.布置閱讀材料。在大學的學習不僅是追求知識,更重要的是發展能力,國外的高等教育更為注重這一點。因此,在講課過程中,在講解了重要的基礎知識后,布置一些閱讀材料給學生們自學,在下次課前,花很短的時間提供一些習題給學生自己判斷自學情況。通過這樣的自學過程,有利于提高學生的自主學習能力和分析問題、解決問題的能力。

5.加強師生之間的交流與溝通。多聽、多講,用更多時間與留學生相處,熟悉他們的發音、掌握他們的語言特點及表達方式,從而逐步聽懂他們的提問。這樣可以產生更好的教學互動,從而也消除了教師的緊張心理。另外,還可以借助手勢、表情,融趣味性、藝術性于帶教之中,可以避免教學中的枯燥、呆板,激發他們的學習興趣。

(二)重視實驗教學,充分利用校內外實體及虛擬實驗資源

針對不同專業背景的留學生,充分利用我校自動化學院創新實驗室已有的典型控制對象實驗設備(如倒立擺、直流電機、磁懸浮系統、球桿系統等),貫穿教學內容的始終,并讓學生有機會親自到實驗室驗證所學的控制方法。網絡的迅速發展與普及將世界變得越來越小,很多著名大學的相關研究中心如加州理工大學的控制與動態系統(CDS)中心、加利福尼亞大學Santa Barbara分校的控制工程和計算中心(CCEC)等都在其網站上提供了可以免費使用的系統模型、實驗數據、源程序、虛擬實驗平臺等資源,學生只需坐在一臺有網絡連接的電腦前輕觸鼠標就可以和世界先進的控制工程教學實驗資源親密接觸。除了大學,一些企業公司如The MathWorksTM的網站上提供很多免費的MATLAB/Simulink的演示例子、講解錄像和培訓視頻,并且經常針對其新開發的產品功能舉行免費的網絡專題講座(Webinar),來自世界各地的研究者、工程師和學生們可以在線觀看視頻、提問并討論。教師在上課時應有意識地將這些信息傳播給學生,并鼓勵學生充分利用這些資源。

(三)鼓勵并組織留學生參加應用自動控制技術的科技競賽活動

鼓勵學生參加如ROBOCUP和“挑戰杯”大學生課外學術科技競賽活動,結合其專業背景,把從《控制系統工程》這門課程中學到的控制思想和工具運用到實例中,如機器人、航空、通信、機電系統等。

(四)結合實際教學效果和學生反饋,編寫適合留學生特點的教案、教材

注重教學內容的科學性、先進性、新穎性與啟發性。教材選用清華大學影印版的英語原版教材《Linear Control System Engineering》,本書的定位是要為機械工程、電機工程、電子工程、航空工程等非控制工程專業的本科生提供一本內容適度、實用性強和學時較少的控制理論教材。該書基于Morries Driels多年教學體會,一改以往自動控制課本的章節形式,根據其教案改為Module的形式,一個Module涵蓋1~2個基本的知識點,便于課堂教學和學生自學。本課程在課堂教學中,除了指定的教材外,每章均給出參考文獻和書目。由于自動控制的應用領域廣泛并且新技術發展很快,所以該課程的內容涵蓋范圍也在不斷調整,教學內容不再按教材的順序按部就班地介紹,而是在教學中增加了當前控制領域內的新技術和本課題組取得的最新研究成果。

(五)充分利用信息技術,開展網絡化教學

在課堂教學中,充分利用多媒體技術,增大信息量、充實教學內容,力求在有限的時間內給學生傳授更多的教學內容,采取多媒體教學,課堂授課采用多媒體與板書相結合的方式。為了提高課堂教學效果,克服英語語言表達和交流的不足,在教學過程中普遍采用了主題突出、層次分明的多媒體和幻燈片教學手段,在授課中巧妙結合幻燈、錄像、多媒體傳授知識,讓學生做到看、聽、想相結合。建立了《控制系統工程》教學網站,開展網絡化教學。網站中建立課程介紹、教學錄像、多媒體課件PPT、習題、網上課程評價系統,包括學生意見在線調查等多項內容,便于學生選擇自己喜愛的方式進行預習、復習、自學等。網上答疑采用師生交流的方式(用E-mail和BBS的形式)進行,利用傳統的教學方式和現代化教學手段相結合,積極邀請外聘專家來華進行專題講座,與同學們進行學術交流。

(六)設立科學合理的評分標準

確定一個學生的學習成績需要制定一個合理的評價標準,綜合評定學生的課堂表現、平時作業以及期末考試,針對學生的各方面表現給出一個合理的成績。為培養留學生自覺學習的習慣,改善學習風氣,應將平時的作業、課堂練習、討論、實驗等都納入到考核體系中。在第一堂課上,就讓學生知道如何正確對待本課程的考核,即從課程的開始到結束、從理論課到實驗課、從到課率到交作業情況,均按一定權重進行考核,最后的成績是一個綜合成績。

(七)不斷提高教學團隊人員的科研水平和業務素質

好的教學要結合科研,沒有科研做后盾的教學是一種沒有觀點的教育。教師本身的科研水平決定了教師對所教授內容的理解深度和融會貫通能力。本教學團隊近年來承擔多項國家自然科學基金研究項目以及省、部級科研項目,在國際重要學術刊物上發表數十篇研究論文。多年來,我們一直將教學和科研放在同等重要的地位,在追蹤最新學術前沿領域的同時,將相關新知識、新技術介紹給學生,擴展學生的視野。結合所授課程,指導學生承擔校大學生創新基金項目,增強學生對所學課程的興趣和動手能力。

二、總結

本文針對留學生的知識結構和應用需求的特點,考慮這些領域內的學生將面對的新的控制問題和挑戰,結合國外的先進教學理念和模式,探索為留學生提供具備啟發性與實用性的相關知識的教學新途徑,使學生能夠理解基本的理論概念與控制原理,學會使用控制系統設計工具。充分利用國外著名大學的開放網絡教學資源,使英語基礎良好的留學生方便地獲取最新的專業知識和了解先進國家的技術發展動態。從教學內容、教學方式方法等方面不斷探索和改進,及時總結,在教學中既考慮到當前教學的具體任務,又注意學生原有的知識結構體系,形成行之有效的留學生教育模式,大力提高教學效果,切實保證教學質量,促進留學生教育與國際接軌。

參考文獻:

[1]王旭紅,吳素平.留學生“電機學”課程全英語教學探討[J].中國電力教育,2011,(19):68-69.

[2]王蘇春,王勇,唐德才.發達國家留學生教育經驗對我國留學生教育的啟示[J].教育探索,2009,(9)219:146-147.

[3]孟凡順,李久會.提高留學生大學物理課教學質量的探索[J].遼寧工業大學學報(社會科學版),2010,(12)6:116-118.

[4]胡珊,劉燕,周毅,苗苗.醫科留學生全英計算機教學的體會[J].醫學信息,2010,(23)5:1186-1187.

[5]高艾,田琳,李變蘭.臨床留學生《預防醫學》全英文授課的思考[J].西北醫學教育,2010,(18)3:501-503.

第3篇

(中國民用航空飛行學院航空工程學院,四川 廣漢 618307)

【摘 要】航空維修單位是民航實現民航強國的重要體現和民航運輸業的重要保障,而維修單位安全管理體系的建立實施是維修單位安全的基本保障。論文在介紹當前我國維修單位特點及安全管理建設現狀基礎上,從安全政策與目標模塊、實施與控制模塊、監督與改進模塊和安全信息管理模塊4個模塊和安全政策、風險管理系統、安全文化體系、應急響應系統和改進體系等15個要素,構建了維修單位安全管理體系,并詳細探討了維修單位安全管理體系實施步驟,闡述其評估和改進步驟。建立維修單位安全管理體系旨在進一步夯實民航安全發展基礎,構建實施維修單位SMS將有助于提升維修單位安全管理水平和促進安全的持續發展。

關鍵詞 航空維修單位;安全管理體系;風險管理;安全評估

基金項目:國家級大學生創新項目(201408)。

作者簡介:楊立飛(1993—),男,中國民用航空飛行學院航空工程學院2011級本科生。

通訊作者:陳農田(1984—),男,講師,研究方向航空適航與安全、航空人因工程。

0 引言

安全是民航工作永恒的主題,也是永遠不可逾越的警戒線[1]。在20世紀90年代,航空安全專業人員和管理者將目光轉向了系統安全和以組織安全模型(如里森模型)為導向的新型安全管理模式[2]。在曼徹斯特大學James Reason教授的潛心研究,并借鑒了澳大利亞民航安全局的經驗和資料,開發并形成了加拿大SMS方案,于2005年開始執行。2005年英國陸續出版了CAP712《商業航空運輸的安全管理系統》和CAP726《安全管理系統的建立與審核指南》等系列規章和指導材料。國際民航組織(International Civil Aviation Organization,ICAO)在2006年生效的國際民用航空公約的附件6中,推薦各締約國對空中交通管制、機場、航空運營人和航空器維修單位要求建立安全管理體系(Safety Management System,SMS),以更有效的實施安全管理[3]。

我國作為國際民航組織的一類理事國,根據國際民航組織的要求在安全管理體系方面也做了許多工作,先后了《機場安全管理體系建設指南》(AC-139/140-CA),《關于航空運營人安全管理體系的要求》(AC-121/135-FS-2008-2),《民航空中交通安全管理體系SMS建設要求》(MD-TM-2009-003)等相關文件,標志著著我國民航SMS建設工作正式進行到應用階段。近年來,航空公司、機場和空管根據民航局在全國民航企業內提出的建立民航安全管理體系的基本要求和相關要素也建立了相應的安全管理體系,如徐佳璐[4]借鑒國外先進的安全理念與管理方法,對空管安全管理體系的構建進行了研究,以空管分局為例,提出了構建安全管理體系的主要內容和步驟,并制定了相應的評估指標體系和對策;張霆霆、孫瑞山等[5]設計提出試飛安全管理體系(SMS)建設總方案,結合我國試飛機構實際情況,從四大模塊構建適合我國民用航空器的試飛SMS,并闡述其實施和評估步驟;譚克濤[6]對比了國內外安全管理體系研究現狀,分析比較國內外安全管理體系建設的成功案例,以國內某國際機場為研究切入點,提出了國內機場SMS建立實施的困難及改進建議。而航空維修單位的安全管理與航空公司、機場、空管等系統有很大的不同,在安全管理模式上也存在著很大的差異,同時我國民航局雖然提出了在航空維修單位建立實施安全管理體系,但僅給出了基本要求和相關要素,并沒給出具體的操作指南、實施規范和審核標準。隨我國民航的快速發展,國內維修業發展速度加快、規模變大,維修單位的數量也不斷增多,但總體處于不均衡的發展狀態,并且國內維修受制于原始制造廠商在技術、備件、合約等方面的封鎖,國內維修單位的維修能力相對較弱[7]。且我國航空維修單位保障條件和作業環境差,安全保證體系和機制不健全,安全監查人員缺乏和監管能力不足,安全管理水平低 。目前國內無一成功的民航維修單位案例可供參照和借鑒,更是沒有形成一個標準模板和一個成功的范例。因此,建立并開始逐步實施安全管理體系以滿足我國民航當局的要求成為維修單位當務之急。

本文提出并建立航空維修單位安全管理體系的詳細步驟和實施內容以及探討航空維修單位安全管理體系評估、改進,促使航空維修單位整體安全水平不斷提高,以達到“有把握的安全、持續的安全、可靠的安全”的目標,并為航空安全管理部門提供科學的安全管理模式,實現維修單位安全管理的科學化、系統化和標準化。

1 安全管理體系理論內涵

在民航中,ICAO為提高現有的民航安全管理水平,提出將被動性安全管理轉變為主動性和預防性安全管理的理念,即安全管理體系(SMS)。ICAO將安全管理體系定義為:正式的、自上而下的、有條理的管理安全風險做法,包括必要的組織結構、問責制、政策和程序。安全管理體系由四大支柱構成,分別為策劃、安全風險管理、安全保證和安全促進[3]。其本質是系統管理,即從航空公司整個系統上把握安全態勢、查找安全問題、堵塞安全漏洞、消除安全隱患,而不是片面地、孤立地就抓安全;核心是安全風險管理,即在航空公司全面識別、衡量、避免風險,用最小的代價將風險造成的損失降到最低,盡可能的維護公司的利益;驅動是信息管理,即有效的安全管理是以數據為驅動的,同時安全信息的開發是提升安全管理水平的根本途徑;基礎是安全文化,不僅能彌補體系中組織政策、程序、標準方面的不足,還可以為航空公司營造優良的安全文化奠定基礎。

安全管理體系與傳統安全管理相比,主要的區別在于將被動性安全管理轉變為主動性安全管理;將管理者制定相關政策與程序轉變為員工意見能影響相關政策程序的制定;將直接監督一線員工轉變為運用系統方式監督;將視員工為不安全的因子轉變為讓員工成為安全的參與者;將由管理者檢查發現既有危害轉變為全體員工共同挖掘發現既有與潛在的危害;將獎懲保障安全的方式導入風險管理機制;將處罰文化轉變為公正文化等。

安全管理體系的作用就是在航空公司導入風險管理機制,實現主動安全管理,健全內部安全保證體系;系統全面、協調一致地實施各項安全方案,有效地配備資源和降低風險;恰當地確定安全責任,塑造積極的安全文化。安全與效益也密切相關,通過安全管理為管理者提供有效處置事故或事故征候的能力,并將有價值的教訓用來改善安全和提高效率,不僅能降低企業損失,還會提高企業生產力。

2 航空維修單位安全管理體系構建

根據《ICAO安全管理體系手冊》的內容,通過一線維修技術人員意見和建議,參考民航航空公司、機場和空管SMS構建方法和內容,結合航空維修單位發展速度快、數量增多、維修能力弱、機制不健全、安全監查人員缺乏和監管能力不足、安全管理水平低等特點,基于PDCA理論、安全目標管理、系統管理、人本原理、預防原理和強制原理等安全管理的基本原理,將航空維修單位安全管理體系內容劃分為安全政策與目標、實施與控制、監督與改進和安全信息管理4個模塊和安全政策、風險管理系統、安全文化體系、應急響應系統和改進體系等15個要素,它體現了航空維修單位SMS的最低要求[8-9]。航空維修單位SMS以安全方針、政策為指導,以實施與控制模塊(風險管理)為核心,通過監督與改進模塊確保維修過程中的安全風險始終被控制在可接受的范圍內,通過安全信息管理模塊使維修單位單位樹立良好的安全文化氛圍,從而建立基于數據、預防為主、持續運行的一個閉合循環運行系統,在系統運行過程中,通過持續不斷的改進和完善,實現航空維修單位SMS的改進和安全水平的提高。其航空維修單位SMS 模塊結構運行示意圖如圖1。

2.1 安全政策與目標模塊

安全政策與目標模塊是航空維修單位安全管理體系的基礎,包括安全政策、安全目標、質量政策、組織機構體系、文件體系和安全文化體系這6個要素。安全政策是指指導航空維修單位開展安全管理體系的統一方針,由維修單位一個經最高領導者批準安全目標和承諾組成,是安全管理體系構建的基本理念和行動準則,一般包括符合國家和民航局的法律、 法規、規章、規范性文件和標準要求;反映了維修單位的安全管理理念并為建設積極的安全文化提供了清晰的導向。在制定過程中,高層管理人員應與各層人員進行廣泛、充分地協商,確保員工與安全政策密切相關,在安全政策公布后,各部門應通過職責分解安全政策,并落實到個人。安全目標是控制和減少機務責任原因的飛行事故、航空地面事故和飛行事故癥候。對于質量政策管理人員應保證與安全政策相一致。在組織機構體系中,航空維修單位的安全管理第一責任人是建立、實施并保證安全管理體系的最終負責人,應建立相對獨立與運行系統的安全監督系統,確保維修單位的組織結構有利于安全管理及支持SMS的有效運行和持續改進,并完善安全運行的問責辦法,落實全體員工安全責任制。文件體系主要包括法規類文件、技術類文件、管理類文件、操作類文件及記錄,航空維修單位應以書面或電子方式建立并存檔各類文件,并且對各類文件的編制、審核、批準等實施有效的管理,以確保文件易查找、易讀、易識別和追溯、有序保存、及時更新修訂及廢止。安全文化是航空維修單位文化的重要組成部分,是全體員工價值觀和行為準則。航空維修單位應建立公正的獎懲管理規定,發揮和調動員工的工作積極性。在員工掌握安全文化理念的同時與實際行動相結合,將安全文化體現在具體崗位和實際工作中。

2.2 實施與控制模塊

風險管理模塊是航空維修單位SMS的核心,一般風險管理系統主要包括危險源識別、風險分析、風險評價、風險控制四個要素。對于運行過程中危險源識別,主要包括以下辨識工作:(1)設計因素,包括機械設備、工作排班和檢查單等;(2)信息交流方式,包括溝通方法、專業術語和語言等;(3)人為因素,包括公司培訓、薪資和資源分配政策等;(4)組織因素,例如實際生產與安全目標的兼容性、資源分配、公司安全文化等;(5)工作環境因素,例如噪聲、振動、溫度、燈光強弱和提供防護用具及服裝等;(6)規章管理標準,包括規章的可操作性與執行力度和人員、設備與程序的認證,以及行業監督適當的程序等;(7)防護措施,包括事故探測和警告系統,及設備對錯誤的容忍程度和靈活度等;(8)個人表現,包括身體狀況和醫療條件的限制等。進而采用被動式、主動式、預測式3種方式識別系統中危險源的存在,建立危險源數據庫,并通過風險分析對危險源導致危險的后果嚴重性及發生可能性進行評判,也包括對形成該危險源的各種根原因進行分析。在建立風險矩陣評估系統的基礎上,針對不同級別的安全風險制定并實施相應的緩解措施。維修單位應建立應急響應系統來針對航空器或非航空器突發事件。對于應急預案的內容包括應急小組成員名單職責和聯系方式、應急工作的流程(救援、記錄、保護和調查)、應急預案的培訓和演習。應急預案應通過演練驗證和評審的結果,找出方案的不足,并進行及時的改進和修訂。

2.3 監督與改進模塊

安全工作的目標是盡可能避免事故重復發生[10]。評估審核系統是對安全管理體系運行的有效性進行定性、定量評價,確定安全管理體系改進要求,持續提升安全管理水平。評審內容主要包括:安全政策的符合性、風險管理的實施效果、維修運行過程與法規的符合性、航空維修單位的安全績效、應急響應系統的狀態等。安全監察體系通過采用持續監控、審核、調查對維修運行系統進行監督、檢查確保各項安全管理工作是否符合規章要求和安全管理體系要求,為系統評估、管理評審和持續改進提供支持。其主要工作包括不安全事件報告、自我檢查、監督檢查、定期或不定期的安全檢查、內部審核和外部審核(局方、獨立的第三方或客戶組織)。改進體系是一個持續更新的動態系統,它是以不斷更新的安全管理數據為基礎,對以下內容進行持續改進:安全政策的改進;手冊、程序及文件的改進;設施設備的改進;危險源、風險平和風險控制方法的改進;安全管理數據庫的持續更新等。反饋系統管理主要取決于對信息的接受、處理和利用,在航空維修單位中信息主要來源之一是反饋系統,其包括對安全經驗教訓的汲取和維修人員的報告。該系統不僅用于報告安全相關問題,而且有助于維修運行過程中的危險源識別。

2.4 安全信息管理模塊

航空維修單位應該建立、健全教育培訓系統,組織和安排人員進行安全教育和培訓,使其具備必要的安全知識,熟悉有關的安全維修規章制度和本單位的安全管理理念、政策和程序,掌握對應崗位的安全操作規程和操作技能,提高員工的安全素質和安全意識,確定所有人員勝任其崗位。其主要內容有:新員工安全基礎知識培訓;危險源識別和風險管理培訓;安全管理體系培訓;典型經驗和事故教訓教育等。建立有效運行安全信息管理系統可以方便、快捷的實現各類安全信息的收集、分析、傳遞、利用和保護。且安全信息管理系統應覆蓋維修單位與航空器維修和提供服務的所有部門、生產運行過程和及其管理活動。

3 航空維修單位安全管理體系的實施

航空維修單位安全管理體系實施步驟參考ICAO向各國推薦的《ICAO安全管理體系手冊》實施步驟,基于安全管理理論、風險管理理論、PDCA 理論和系統原理,參考航空公司、機場、空管和通用航空安全管理體系實施步驟,制定了航空維修單位安全管理體系實施的流圖,如圖2所示。

4 航空維修單位安全管理體系評估和改進

航空維修單位安全管理體系在建立和實施過程中,受到人、機、環、管多個因素的影響,但各個因素間又相互聯系,共同構成由多個因素組成復雜的有機整體,所以在建成之后必須對該體系進行整體評估和改進。航空維修單位安全管理體系評估是對SMS建立和實施的過程和結果進行鑒定,其主要目的是客觀判別所建立的SMS是否達到了預定的安全績效指標。航空維修單位安全績效評估和改進步驟包括:明確評估對象;建立評估指標體系;定性與定量指標評估值的確定;評估指標權系數的確定;確定指標間合成關系,求綜合評估值;根據評估過程得到的信息,進行系統分析和決策;對系統分析和決策提出改進措施和建議。其評估方法可采用直接打分法、等級比重法、專家評分法和集值統計法。

5 結論

安全是民航所有工作的重中之重,是關系到民航業持續穩定發展的焦點問題。但安全管理體系的建設與實施工作是一項系統性、長期性、循序漸進的創新性工作。本文通過研究分析得出以下結論:

1)由于目前我國民航管理部門還沒有建立具體維修單位SMS的指導性文件,文中探索性地提出建立一套符合國際標準、中國民航發展規律、國內航空維修單位自身發展要求和特點的安全管理體系構建與實施步驟。

2)主要按照系統性、持續性、規范性的安全管理理念,結合PDCA理論、安全目標管理、人本原理及系統管理等安全管理的基本原理,從安全政策與目標模塊、實施與控制模塊、監督與改進模塊和安全信息管理模塊4個模塊和安全政策、風險管理系統、安全文化體系、應急響應系統和改進體系等15個要素,分SMS計劃、SMS實施、SMS審計和評估和SMS保證和促進4個階段,構建了航空維修單位SMS詳細的實施步驟和流程,制定了SMS評估和改進內容。

3)安全管理體系建設與實施是我國民航目前和今后一段時期的工作重點,將安全管理體系廣泛建立于民航各個單位,將進一步夯實民航安全發展基礎,構建實施航空維修單位SMS將有助于提升航空維修單位安全管理水平和促進安全的持續發展。

參考文獻

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[9]國際民航組織.ICAO安全管理手冊(SMM)[M].3版.中國民用航空局航空安全辦公室,等,譯印,2013.

第4篇

論文關鍵詞:非智力因素,物理,素質教育

 

為什么一些智力水平差不多的學生中兩極分化現象非常嚴重?原因雖然是多方面的.但其中“非智力因素”的影響應該是造成這種現象的主要因素。所謂非智力因素,就是指除智力因素以外的興趣、情感、意志、性格等心理方面的因素。那么如何培養學生的非智力因素,以推進物理素質教育,應成為我們物理教師高度重視的問題。這里,我們從教育學、心理學的角度來談一談這方面的探討:

一、激發學生的學習“興趣”,培養非智力因素

根據中學生的心理特征表明,他們的學習活動很容易從興趣出發,被興趣所左右。比如,學生對自己感興趣的知識的注意力特別集中,思維也很靈活,記憶也更快、更牢。物理大師愛因斯坦有句名言:“興趣是最好的老師”,因此,我們要在物理教學中注意培養學生的學習興趣,開發學生的智力、提高學生的能力,從而提高學生的物理素質。那么如何激發學生的學習興趣呢?

l、利用“需要和動機”,激發學習興趣

需要是由于人的某種欠缺而力求獲得滿足的一種內心狀態;動機是驅使人去活動的內部動力。人有了某種需要往往就會產生相應的動機,因此教師可利用學生以下的需要和動機來激發其學習興趣。

(1)、滿足其“自我實現”的需要和動機。教師多向學生介紹一些成名人物、物理學家的故事來誘發其“羨慕感”和“自我實現”的需要與動機,激發其學習物理的興趣。因勢利導地對學生進行理想、前途教育,幫助學生樹立起“遠景性動機”。

(2)、利用“交往動機”。交往是人的一種基本的社會動機,學生也不例外,他們常常都會在班級中同別人交往,或與一些教師交往。因此,我們要有目的地引導學生的交往,讓后進生多與優生交往,以便得到鼓勵和幫助。同時.教師也要注意多與學生交往,尤其是與后進生的交往。物理后進生通常都怕被人看不起素質教育論文素質教育論文,自卑感強,雖然需要交往,但又不愿跟優生或老師交往,如果優生或老師又都不愿與其交往.他們就會感到孤獨。就會導致后進生之間互相交往來滿足“自尊和受人尊重”,以此來得到“歸屬感”和“群體感”。因此.教師要重視與后進生交往,多關心和鼓勵他們,與他們交朋友,使其覺得老師看得起他們。學生得到了真誠的友誼,幫助和鼓勵,就會對老師產生友好的信任感。感情融洽了距離就縮短了,交談起來內容的真實性就提高了,老師的話他們就樂意聽,布置的任務就樂意去完成,這樣,就可誘發和增強學生的學習動機。這對轉化物理后進生具有不可低估的作用。筆者通過多年教學實踐證明了這點。

(3)、利用”成就動機”。由于每個學生在自己的學習中都希望獲得更大、更好的成就,因此,我們可以在教學過程中創造一些條件,比如“平時測驗”的難度適當減小一些,讓學生在學習上取得更多的成功,適當滿足其“成就動機”可以激發其學習物理的興趣。

2、讓學生明確每節課的具體目標和知識的具體意義,有利于激發學生的學習興趣

教師在講解時使學生清楚地明確學習的目標要求,以及所學知識的應用意義.可激發學生的興趣。比如,在講“怎樣根據電路圖連接實物”這個內容時,向學生講明,這是在電器生產和維修中“根據電路圖紙生產電器或維修電器”的基礎,學生對此內容的學習興趣就被激發起來了。在講萬有引力定律時,讓學生明確航天、航空工程、人造衛星等就是萬有引力在天文學上的應用,就可以激發學生濃厚的學習興趣。

3、教師上好每一堂物理課是培養學生學習興趣的關鍵

教師認真備課,既備好知識的重點、難點、關鍵點,又備好學生的具體實際,做到心中有數,胸有成竹地走上講臺,引入新課又自然,講解正確條理清楚、語言簡煉、邏輯性強、重點突出、語氣自然而又抑揚頓挫、板書工整、教法新穎、教態自然、信息反饋及時、完成教學目標好,那么這樣的課就不愧為受學生歡迎的課,如果教師隨心所欲地“應付式”講課,那么即使學生有很高的學習積極性也不會持續多久??梢?,在教與學這雙邊活動中。教師的主導作用在激發學生興趣方面很關鍵。同時教師要注意教學型式的更換和教學方法的變換與優選。教學型式較多,比如;直觀型、實踐型、探索型等。教學方法也很多.傳統的教學方法常見的有講授法、談話法、讀書指導法、參觀法、實驗法、比較法、練習法等。新型教學法常見的有發現法、啟發式教學法、程序教學法、圖解分析法、自學討論式教學法、嘗試教學法、愉快教學法、目標教學法等。教師不能只是單一地、重復地使用某種教學方法.否則,學生會感到厭煩。應根據教學的內容,教學的任務以及學生的實際,恰當地選用某種教學型式、一種或幾種教學方法相結合,力求創設問題的情境,有效地調動學生的學習興趣,促使學生產生和保持旺盛的求知欲。

4、正確利用檢查評定,重視表揚和獎勵的作用,激發學生的學習興趣論文范文論文的格式。

在考試檢查方面實行“因材施考”。根據我們的具體情況,做了這樣的嘗試,效果較好:首先根據學生物理成績將其分為甲(優生、中等生)和乙(后進生)兩組,考試時使用同一套試卷,但內容分“必做題”、“選做題甲”、“選做題乙”,甲組學生做“必作題”和“選做題甲”;乙組學生做“必作題”和”、“選做題乙”素質教育論文素質教育論文,但選做題不計入總分,用以作為測試優生智力情況和觀察后進生進步的情況。這樣“分層次”地“因材施考”,讓學生“對號入考”滿足不同層次學生的“口味”,使多數學生都能有得高分的機會,為后進生的轉化和提高起到非常重要的積極作用。對考試取得優異成績的學生和有明顯進步的學生及時給予公開表揚、鼓勵或獎勵,通過帶積極意義的評定,能很好地穩定學生的學習積極性。另一方面,對學習下降的學生的,不宜一味地批評或責備,應幫助其查找原因,鼓勵他們努力學習,爭取以后取得好的成績,通過安慰、鼓勵來激發和提高學生的學習興趣。

5、實驗是提高興趣的有效方式。

中學生的興趣常常表現為對事物的直接興趣,.而物理實驗的直觀性強,具有較強的吸引力.因此,充分發揮物理這門實驗學科優勢,多做一些實驗來吸引學生的注意力,可激發學習物理的興趣。教師在課堂上盡量做好演示實驗,能做的分組實驗盡可能地讓學生自己動手。對一些抽象的知識可以用形象直觀的實驗來幫助理解,有利于形象思維向抽象思維的過渡。比如.在講“局部短路”的概念時。有的學生不易理解“電流不流經被短路的用電器而直接從短路線上流過”,有的甚至不相信會有這樣的現象。因此,老師可以用如下的演示實驗來驗證一下。如圖所示。將K閉合、K1­斷開,燈L­­­1和L2都發光,再將K1閉合,LA熄滅、LB更亮。這樣說明了“電流是從斷路開關上流過而幾乎不通過燈LA”。物理中有許多抽象的東西都可以通過實驗來幫助理解和分

析,以提高學生的學習興趣。

此外,還可以采用競賽手段,激發學生的學習興趣;

或開辟第二課堂,組織物理課外活動小組,搞一些小實驗、

小制作、小發明、出墻報、辦黑板報、舉行物理學史講座、

舉行物理游藝會等,都能培養和激發學生學習物理的興趣。

二、重視情感教學,培養非智力因素

物理教學過程不僅是師生間的知識信息交流過程,還是師生間的情感交流過程。知識信息交流效果的好壞在很大程度上取決于情感交流的情況。要建立良好的情感可以注意以下幾點:

1、創設良好的教學情境。

教師要以飽滿的熱情對待教學,以和藹可親動態的對待學生生,給學生一種愉快、輕松的心理感覺,學生有了良好的心境.有利于教學。相反。如果教師精神萎靡不振、表情淡漠,或板著面孔、暗藏怒氣地上課,就會使學生“感染”上不良情緒.影響教學效果。

2、建立良好的師生關系

尊重學生,關心學生,動之以情、曉之以理,建立良好的師生關系是培養情感因素的重要方法。

3、教會學生自我調節和控制情緒的方法。

心理健康的學生,愉快的情緒能提高學習效率;心理不健康的學生,情緒不良,學習效果就不佳。因此,教師要善于識別學生的情緒,若學生對某人或某事反映出的情緒不正常,則教師要主動關心,幫助分析原因。如果是因老師而引起的,就要和學生在平等基礎上交換意見,消除學生的心理障礙素質教育論文素質教育論文,避免學生因對老師的不滿而造成“逆反心理”。若是其他原因引起的.教師就要教學生“轉移注意”、“交換情境”,從多角度考慮,用理智來戰勝感情,使消極情感轉變為積極情感。還要讓學生注意調節自己的情緒,克服“情緒的易動性”,培養穩定的良好情感。

三、幫助學生樹立學習自信心,鍛煉堅強的學習意志,培養的非智力因素

在學習過程中.必然會遇到困難和挫折的,意志堅強的學生一般都有較強的自信心,能堅韌不拔,努力克服困難,爭取成功。然而有的學生,尤其是一部分物理差生,一般學習意志較薄弱,自信心不夠強,一遇到困難往往就退縮。因此,教師應注意培養學生堅強的意志品質.幫助他們樹立克服困難的信心和勇氣。教師可以利用物理課本上的“閱讀材料”對學生進行教育,或者補講一些古今中外的物理學家在科學道路上成長的故事,比如牛頓、愛因斯坦、李政道、楊振寧、高錕等,讓學生學習科學家們那種堅韌不拔、艱苦拼搏的科研精神。還可以請班上品學皆優的學生給大家介紹他自己是如何對待物理學習過程中的困難的,為意志薄弱的學生樹立榜樣。另外,可多創造一些使學生通過努力就能取得成功的機會,滿足學生的“成就感”,也有利于學生意志品質的培養。

影響學生物理成績好壞的因素固然是復雜的,但非智力因素對學生學習的影響無疑是一個非常重要的因素。希望能引起物理同仁們的足夠重視,并把它貫穿到物理教學過程中去,以推進物理素質教育。

第5篇

【關鍵詞】海洋能;海洋能發電;可再生能源

Abstract:This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology,and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.

Key word:Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy

1.引言

2008年全球一次能源消費量為143851TWh,其中81.2%來自化石燃料。隨著礦物燃料的日趨枯竭,世界主要海洋國家紛紛將目標轉向蘊藏豐富能源的海洋,不斷加大科技和資金投入,以期在海洋可再生能源開發利用的“爭奪戰”中搶得先機。海洋能主要指波浪能、潮流能(海流能)、潮汐能、溫差能和鹽差能等可再生能源。海洋能總量是巨大的,據估計與全球一次能源消費能源的50%相當,其中,全球海浪發電的理論儲量為29500TWh/年左右,全球潮汐(含潮流)發電的理論儲量為7800TWh/年左右,全球海洋熱發電轉換的理論儲量為44000TWh/年左右,全球鹽差能的理論儲量估計為1650TWh/年左右。雖然海洋能源分布不均勻,但在每一個海岸,往往不止一種形式可以供應當地的電力需求。我國重視海洋可再生能源的開發利用,將包括海洋能在內的新能源產業視為引領我國未來經濟社會可持續發展的七大新興戰略性產業之一。近年來,我國先后設立了“908專項(我國近海海洋可再生能源調查與研究項目)”和“海洋可再生能源專項資金”支持計劃等,支持海洋能的海島獨立發電系統與并網示范工程、關鍵技術產業化、新技術研究試驗以及公共支撐服務體系建設等,并擬在海洋能資源豐富地區建設海洋能示范電站,開展萬千瓦級潮汐電站建設工作。

2.國外海洋能發電技術現狀

2.1 波浪能發電技術

現階段,波浪能發電技術的基本原理是:利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運動將波浪能轉換為機械能,或利用波浪的爬升將波浪能轉換成水的勢能。波浪能轉換系統一般包括三級能量轉換機構:一級能量轉換機構將波浪能轉換成某個載體的機械能;二級能量轉換機構將一級能量轉換所得到的能量轉換成旋轉機械的機械能;三級能量轉換通過發電機將旋轉機械的機械能轉換成電能。根據一級能源轉換系統的原理,波能發電技術可分為振蕩水柱技術、筏式技術、收縮波道技術、點吸收(振蕩浮子)技術和鴨式技術等。振蕩水柱技術是利用空氣作為轉換介質的,其優點是轉動機構不與海水接觸,防腐性能好,安全可靠,維護方便;其缺點是二級能量轉換效率較低。目前,國外建成的振蕩水柱發電裝置有英國的LIMPET電站(500kW固定式)、葡萄牙的400kW固定式電站和澳大利亞的500kW漂浮式裝置。應用筏式技術的發電裝置主要由鉸接的筏體和液壓系統組成,其優點是設備抗浪性能較好,缺點是設備成本高。目前,國外建成的筏式發電裝置有英國Cork大學和女王大學研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭Ocean Power Delivery公司的Pelamis(海蛇)波能裝置。

應用收縮波道技術的發電裝置主要由收縮波道、高位水庫、水輪機和發電機組成,其優點是一級轉換沒有活動部件,可靠性好,維護費用低,在大浪時系統出力穩定;不足之處是小浪下的系統轉換效率低。目前,國外建成的收縮波道發電裝置有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon。

應用點吸收技術的發電裝置主要由相對運動的浮體、錨鏈、液壓或發電裝置組成,其主要特點是點吸收式發電裝置的尺度與波浪尺度相比很小。目前建成的點吸收式發電裝置有英國的AquaBuOY裝置、阿基米德波浪擺、PowerBuoy以及波浪騎士裝置。

應用鴨式發電技術的發電裝置的橫截面成鴨蛋形,發電效率很高,在短波時的一級轉換效率接近于100%,但抗風浪能力有待提高。

2.2 潮流能(海流能)發電技術

潮汐是一種周期性海水自然漲落現象。在太陽和月球引力作用下,海水作周期性的運動,它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流動。垂直升降部分為潮汐的位能,被稱為潮差能;水平流動部分為潮汐的動能,被稱為潮流能。潮流能的主要特點是:

①較強的規律性和可預測性;

②功率密度大,能量穩定;

③潮流能的利用形式通常是開放式的,不會對海洋環境造成大的影響。

一般說來,最大流速在2m/s以上的水道,其潮流能均有實際開發的價值。

新型潮流能發電裝置作為一種開放式的海洋能量捕獲裝置,無需巨額的前期投資;利用該裝置發電時,由于葉輪轉速慢,不產生大的噪聲,不影響人們的視覺環境,各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動,因此可保持良好的地域生態環境。潮流能發電裝置根據其透平機械的軸線與水流方向的空間關系可分成水平軸式和垂直軸式2種結構。垂直軸式發電裝置研究起步較早,目前國外主要的設備樣機有加拿大Blue Energy公司的Davis四葉片垂直軸渦輪機、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大學航空工程系合作研發的Kobold渦輪垂直軸水輪機(130kW)、美國GCK Technology公司的螺旋形葉片的垂直軸水輪機和日本Nihon大學的垂直軸式Darrieus型水輪機。水平軸式發電裝置是近10多年才興起的,與垂直軸式結構相比,水平軸式潮流能發電裝置具有效率高、自啟動性能好的特點。目前國外主要的設備樣機有英國Marine Current Turbine公司的1.2MW雙葉輪結構的“Seagen”樣機、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并網型潮流能發電原型樣機。

2.3 潮汐能發電技術

潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本相同,也是利用水的能量使水輪發電機發電。潮汐能發電技術研究始于歐洲,早期的潮汐能電站有德國(1912年)的布蘇姆潮汐電站和法國(1966年)的朗斯河口潮汐電站,其中朗斯電站的建成及其近40年的成功運行證實了潮汐電站技術的可行性,它使潮汐電站進入了實用階段。目前,在英、加、俄、印、韓等13個國家運行、在建及擬建的潮汐電站達139座,進行規劃設計的10余座潮汐電站均為100MW~1000MW級。據資料顯示,韓國正在建設世界上最大的潮汐電站――Shihwa湖大型潮汐電站。

2.4 溫差能發電技術

熱帶海洋表層與千米深處存在著基本恒定的20℃~25℃的溫差,這就提供了一個量大且穩定的能源。海洋溫差能是利用海洋表面的溫海水(26℃~28℃)加熱某工作介質并使之汽化,驅動汽輪機獲取動力;同時,利用從海底提取的冷海水(4℃~6℃)將做功后的乏氣冷凝,使之重新變為液體。按照工作介質及流程的不同可分為開式循環、閉式循環、混合式循環。開式循環的工作介質是表層溫海水,其優點在于產生電力的同時可進行海水淡化,缺點是設備尺寸大,機械能損耗高,單位功率的材料占用大,施工困難。閉式循環的工作介質是氨等低沸點物質,其優點是設備尺寸小、機械耗能低、系統轉換效率高,缺點是不能進行海水淡化?;旌鲜窖h同時包括開式循環和閉式循環,其特點是效率高、設備造價低,且可實現海水淡化。目前,溫差能發電技術和裝備尚處于示范試驗階段,國外主要有美國奎爾哈公司的開式循環OTEC溫差能電站、印度海洋技術國家研究所的陸基溫差能電站和日本佐賀大學的混合溫差能電站。

3.國內海洋能發電技術現狀

3.1 波浪能發電技術

我國波浪能發電技術研究已有30多年的歷史,先后研建了100千瓦振蕩水柱式和30千瓦擺式波浪能發電試驗電站,利用波浪能發電原理研制的海上導航燈標已商業化并出口。目前,國內處于試驗階段的設備主要有:國家海洋技術中心開發的浮力擺波浪能發電系統、廣州能源研究所開發的鴨式波浪能發電裝置(10kW)和點吸收式波浪能發電裝置(10kW)、華南理工大學開發的擺式振蕩浮子式波浪能發電系統和七一研究所開發的筏式波浪能發電系統。

3.2 潮流能(海流能)發電技術

“八五”和“九五”期間,我國研建了70千瓦和40千瓦的潮流實驗電站。在 “十一五”科技支撐計劃和海洋能專項資金支持下,我國啟動了一項百千瓦級垂直軸潮流能示范試驗電站、一項小型水平軸潮流能示范電站和多項潮流能示范工程建設。

目前,國內處于試驗階段的設備主要有:浙江大學的25kW水平軸潮流發電裝置、哈爾濱工程大學的萬向系列垂直軸潮流發電裝置(70kW和40kW)和東北師范大學的5kW模塊化潮流能發電裝置。

3.3 潮汐能發電技術

我國大陸海岸線長(達18000km),海灣、河口多(近200個),可開發潮汐能年總發電量大(約60TW?h),裝機總容量可達20GW。近五十年來,中國在有關潮汐電站的研究、開發方案及設計方面做了許多工作,但建成投運的潮汐電站數量很少,目前正常運行或具備恢復運行條件的電站有8座,總裝機容量不及可開發總量的1%,開發潛力巨大。

3.4 溫差能發電技術

2004~2005年,天津大學完成了對混合式海洋溫差能利用系統的理論研究課題,并就小型化試驗用200 W氨飽和蒸汽透平進行了研究開發。在“十一五”科技支撐計劃支持下,國家海洋局第一研究所和華電青島發電有限公司正開展15千瓦閉式溫差能電站研建工作。

4.結束語

海洋溫能作為一種清潔、可再生的能源,具有很好的發展前景。其開發、利用對我國經濟的可持續發展和人民生活水平的提高具有重要的現實意義。對海洋能發電技術及其裝備的研究,是一項可持續能源需求的高技術投資項目,關系國家能源結構優化和可持續發展戰略的實施,經濟前景廣闊,現實意義重大。

參考文獻

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[5]劉偉民等.海洋溫差能發電現狀綜述.中國可再生能源學會海洋能專業委員會第三屆學術討論會論文集(P185-P194).

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