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   科技导报
2021年 39卷 9期
刊出日期:2021-05-13

卷首语
封面图片说明
研究论文
综述
科学共同体要闻
智库观点
科技人文
科技评论
专题:飞机材料及制造技术
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封面图片说明

封面图片说明:飞机材料及制造技术 Hot!

科技导报. 2021, 39 (9): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (2682 KB)  ( 53 )
摘要 ( 63 )
“一代材料,一代装备”,是航空装备与航空材料相互依存、相互促进紧密关系的真实写照,飞机和飞机材料也是如此。
卷首语

生命周期方法与材料生命周期工程实践

聂祚仁
科技导报. 2021, 39 (9): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (390 KB)  ( 80 )
摘要 ( 71 )
面对日益严峻的资源匮乏与环境污染问题,追求材料产业与资源环境协调,实现可持续发展已经成为全球共识。《Science》于2018年6月底刊登了一篇题为《Toward a sustainable materi? als system》的论文,阐述了材料生命周期工程理论在材料设计、研发与应用中的核心指导作用,指出了面对全球未来人口膨胀、资源短缺、环境恶化等挑战,应对材料产业基于全生命周期思想进行重新审视,深入研究与大力推广材料全生命周期可持续发展评价及应用。材料生命周期工程被认为是有效缓解资源匮乏和环境污染的有效途径,进入21世纪以来,引起各国重视并得到了广泛发展, 2019年被中国工程院选为全球工程研究前沿。
科学共同体要闻

中国科协党组传达学习近期中央有关重要精神

中国科协调研宣传部
科技导报. 2021, 39 (9): 6-6.
全文: HTMLnew PDF  (410 KB)  ( 10 )
摘要 ( 41 )
5月7日,中国科协召开2021年第十四次党组会议,传达学习4月30日中央政治局会议、中央政治局第二十九次集体学习,以及5月1日出版的第9期《求是》杂志发表习近平总书记的重要文章《把握新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局》等重要精神。会议由中国科协党组书记怀进鹏主持。

第三十五期中国科协全国学会秘书长沙龙在成都举办

中国科协学会学术部
科技导报. 2021, 39 (9): 6-7.
全文: HTMLnew PDF  (1281 KB)  ( 18 )
摘要 ( 34 )
5月10日,以“科技社团促进科技经济融合的创新模式”为主题的第三十五期中国科协全国学会秘书长沙龙在四川省成都市举办。中国科协党组成员、书记处书记吕昭平出席沙龙并致辞。

第二届世界内燃机大会在济南召开

中国内燃机学会, 山东省科协
科技导报. 2021, 39 (9): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (1229 KB)  ( 22 )
摘要 ( 41 )
4月22—24日,由中国内燃机学会主办,中国船舶集团有限公司第七一一研究所、山东大学、国际内燃机学会承办的第二届世界内燃机大会在山东省济南市召开。大会以“绿色、高效、智能、可靠”为主题,提出“不忘碳达峰碳中和目标,牢记动力技术发展使命”的口号,力求通过国际内燃机行业学术和技术交流,促进内燃机更清洁、更高效、更智能、更可靠发展,稳定内燃机长久以来陆上交通、船舶运输、工程机械的主动力地位,并焕发出新的生命力。

《Research》第二届编委会成立大会暨世界一流科技期刊建设研讨会在北京召开

科技导报社
科技导报. 2021, 39 (9): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (710 KB)  ( 11 )
摘要 ( 28 )
4月24日,由中国科协和美国科学促进会共同创办的定位为国际化、高影响力、综合性、大型英文科技期刊《Research》第二届编委会成立大会暨世界一流科技期刊建设研讨会在北京召开。中国科协党组成员、书记处书记吕昭平出席会议。

科创之江百人会成立大会在绍兴召开

浙江省科协
科技导报. 2021, 39 (9): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (710 KB)  ( 13 )
摘要 ( 27 )
4月24日,科创之江百人会成立大会暨浙江省全球先进制造业基地建设科学家企业家智库圆桌会在绍兴市柯桥区召开。大会以“科技引领数字赋能——科技创新助力制造业高质量发展”为主题。
智库观点

环北极国家北极研究布局及对中国的启示

王金平, 刘嘉玥, 李宇航, 陈留林, 吴秀平
科技导报. 2021, 39 (9): 9-16. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.001
全文: HTMLnew PDF  (546 KB)  ( 85 )
摘要 ( 93 )
基于相关战略规划和研究计划等资料,分析了美国、俄罗斯、加拿大及北欧5国的北极相关研究布局,总结了各国北极战略的特点:美国凭借其雄厚的观测和研究实力,在未来北极的研究与开发中扮演重要角色;俄罗斯积极围绕领土和资源开展研究部署;加拿大重点关注极地资源的管理和利用;北欧5国寻求稳定和拓展各自北极利益。通过综合研判,提出了中国未来参与北极研究和合作的建议。
专题:飞机材料及制造技术

航空材料及产品环境试验数据资源需求分析

骆晨, 孙志华, 刘明, 潘峤
科技导报. 2021, 39 (9): 17-23. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.002
全文: HTMLnew PDF  (861 KB)  ( 60 )
摘要 ( 73 )
围绕型号设计研制单位以及部队装备论证、试验、使用、维修单位在航空材料及产品环境试验数据需求热点、数据资源共享、数据展现形式等方面的需要,分析发现:(1)在严酷自然环境及诱发环境、航空装备微气候环境、实际使用环境条件、环境-工况耦合作用等热点方面系统积累环境因素数据以及航空材料、涂层、结构、产品的环境效应数据,并研究环境损伤规律、性能退化规律、失效破坏机制;(2)建立环境试验的数字化管理框架以及数据共享和信息交换的支撑环境,为环境试验的应用提供信息平台;(3)加强环境试验数据的分析和二次开发,提取隐藏的环境试验知识。将环境试验及其成果贯穿于航空装备的设计、制造、使用和维护全过程,可实现“预测-防护”的技术模式。

美国五代战斗机座舱透明件技术的应用进展

冯海兵
科技导报. 2021, 39 (9): 24-35. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.003
全文: HTMLnew PDF  (4561 KB)  ( 146 )
摘要 ( 88 )
概述了美国五代战斗机座舱透明件技术的应用进展。美国第一代、第二代、第三代战斗机座舱透明件正面风挡是增强无机玻璃/胶片/增强无机玻璃材料结构,正面两侧是弧形有机玻璃风挡,后部分是有机玻璃座舱盖,仅有防弹及提供飞行员视野观察等基本功能,未采用任何功能膜层。美国第四代战斗机座舱透明件风挡采用有机玻璃/胶片/聚碳酸酯材料多层结构或聚碳酸酯多层结构,早期采用了耐磨功能涂层,后期部分型号采用了隐身功能膜层。美国第五代战斗机座舱透明件采用了单层聚碳酸酯材料结构、有机玻璃/胶片/聚碳酸酯材料层合结构,全部采用了隐身功能膜层。隐身技术将向全天候、全方位、超宽隐身频带、智能化方向发展,未来的战斗机将具备超宽频电磁、红外、声、激光、视频等全方位的超级隐身性能。提出了隐身技术可能会发展到采用金属网栅等为代表的超低电阻高透过率超结构隐身材料、超材料隐身、隐身无人机等方向。

热处理对增材制造AlSi10Mg合金组织性能及残余应力的影响

唐鹏钧, 陈冰清, 闫泰起, 楚瑞坤, 郭绍庆, 李沛勇
科技导报. 2021, 39 (9): 36-47. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.004
全文: HTMLnew PDF  (9097 KB)  ( 56 )
摘要 ( 66 )
增材制造AlSi10Mg合金通常存在较大的残余应力,对材料的服役使用产生不利影响,故需要采用热处理对残余应力予以控制甚至消除。利用X射线衍射、光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子衍射、维氏硬度和拉曼光谱试验,研究了成形态和退火态合金的显微组织、性能及残余应力。结果表明,成形态合金由过饱和Al固溶体和Si相组成,其中, Si相以网状共晶硅和弥散分布的纳米硅颗粒2种形态存在。同时,成形态合金的晶粒细小,其晶粒尺寸分布的d50值约为10.4 μm。250~300℃退火使合金元素从过饱和Al固溶体中析出,形成平衡相Mg2Si和Si相;且随着退火温度升高,合金元素析出越彻底。此外,退火还引起网状共晶硅和纳米硅颗粒粗化,促使晶粒长大并诱发再结晶。由于退火后合金中的细晶强化、固溶强化和弥散强化效果减弱,故合金的维氏硬度下降。然而,退火可以显著降低合金的残余应力,下降幅度达到60%~80%。因此,为更好地实现组织和性能调控,有必要针对增材制造铝合金的特点开发新的热处理制度。

激光冲击、喷丸及其复合强化对TB6钛合金表面完整性及轴向疲劳性能的影响

罗学昆, 赵春玲, 查小辉, 王欣, 宋颖刚, 汤智慧
科技导报. 2021, 39 (9): 48-55. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.005
全文: HTMLnew PDF  (3224 KB)  ( 41 )
摘要 ( 45 )
为了提升TB6钛合金旋翼的疲劳性能,研究了喷丸、激光冲击及两者的复合工艺等3种表面强化方法对钛合金表面完整性及高周疲劳性能的影响规律。采用白光干涉仪、X射线残余应力测试仪和扫描电子显微镜分别对加工前后试样的表面形貌、表面残余应力分布和微观组织等表面完整性特征参数进行了表征,并采用疲劳试验机分别测试了轴向应力疲劳寿命和疲劳极限。结果表明,在相同加载条件下,相比磨削试样,采用单一的激光冲击试样的轴向应力疲劳寿命提高了32.2倍,而单一的喷丸和激光冲击+喷丸复合强化的试样疲劳寿命均提高了至少126.4倍。激光冲击+喷丸复合强化表现出比单一的喷丸强化更优的疲劳极限增益效果。

金属氧化物对氟硅密封剂耐热性能的影响

高元峰, 鲍传磊, 徐振坤, 郑梓强, 吴松华
科技导报. 2021, 39 (9): 56-60. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.006
全文: HTMLnew PDF  (697 KB)  ( 19 )
摘要 ( 43 )
基于市面上普遍存在的金属氧化物掺杂氟硅耐热密封剂的报道,以α,ω-二羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷共聚物为生胶,气相二氧化硅为填料,金属氧化物为耐热剂,制备了脱氢型室温硫化氟硅密封剂。通过热空气老化法评价了稀土氧化物和氧化铁掺杂氟硅耐热密封剂在250、300℃的耐热性,结果显示,在较低温度下(250℃),稀土金属氧化物掺杂氟硅耐热密封剂的耐热效果更好;而在300℃的环境中,氧化铁掺杂氟硅耐热密封剂的耐热性能优于稀土金属氧化物。从普适性和经济性角度分析,氧化铁掺杂氟硅耐热密封剂有着较广泛的使用价值。

辅助离子束对孪生磁场中频反应溅射等离子体特性的影响

望咏林, 伍建华, 刘宏燕, 颜悦
科技导报. 2021, 39 (9): 61-65. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.007
全文: HTMLnew PDF  (1540 KB)  ( 19 )
摘要 ( 42 )
在自行研制的离子束辅助孪生磁场中频反应溅射设备中制备光学氧化钛薄膜,利用郎缪尔静电探针研究等离子特性变化,同时测定基片表面的伏安(I-V)特性。结果表明,随离子束功率密度不断提高,等离子体电子密度不断增加,悬浮负电位绝对值减小,溅射阴极电压下降;基片表面经历从富电子向富阳离子转变,基片正电位不断提高;辅助离子束为109 W时,基片表面处于电中性等离子体平衡态。
综述

频率分集阵列雷达研究进展

王博, 陈楚舒, 郭亚军, 刘乃箔, 许泽华
科技导报. 2021, 39 (9): 66-77. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.008
全文: HTMLnew PDF  (1559 KB)  ( 90 )
摘要 ( 108 )
与相控阵通过阵元之间的相差控制波束指向不同,频率分集阵列(FDA)雷达通过在阵元间引入频差的方式可以实现更高自由度的波束控制。概述了国内外频率分集阵列雷达的研究进程,重点从阵列结构及方向图解耦技术、电子反对抗技术应用、电子对抗技术应用等方面梳理并分析了FDA当前的国内外研究现状。在此基础上,针对基于解耦的FDA非时变波束控制、基于FDA的电子战技术以及基于FDA雷达实用化研究等后续亟待解决的关键技术难点问题展开分析。分析得出,要实现基于FDA的实战化应用,需要得到可行的非时变FDA距离-角度解耦波束控制方法,并开展基于FDA结构分析、发射波形设计和频控函数设计的综合应用研究,从而推进目前处于概念系统设计阶段的FDA雷达的实战化应用进程。
研究论文

新型冠状病毒在家庭环境中的主要传播途径

雷浩, 肖胜蓝, 张楠, 魏健健, 金滔
科技导报. 2021, 39 (9): 78-86. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.009
全文: HTMLnew PDF  (1200 KB)  ( 104 )
摘要 ( 132 )
通过构建数学模型,定量研究了1个3人家庭环境中飞沫传播、接触传播和气溶胶传播在COVID-19传播中的作用。研究表明,飞沫传播和接触传播在COVID-19传播中起着最重要的作用。和患者交流时保持1.5~2 m的空间距离对控制飞沫传播至关重要,洗手和保护环境表面清洁是控制接触传播的最有效手段。虽然通过气溶胶途径传播风险相对较小,但当患者呼出飞沫中病原体浓度较高时(患者可能为超级感染者),在家庭环境中24 h暴露下,气溶胶传播风险依然可以高达26%。

基因组编辑植物的监管与检测技术

潘志文, 张旭冬, 高洁儿, 刘鹏程, 姚涓, 张秀杰, 姜大刚
科技导报. 2021, 39 (9): 87-92. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.010
全文: HTMLnew PDF  (479 KB)  ( 65 )
摘要 ( 87 )
基因组编辑技术是利用人工核酸酶对生物体目标基因序列进行修饰的技术。近年来,以CRISPR/Cas系统为代表的基因组编辑技术由于高效、简单的操作发展迅速,为研究动植物基因功能、疾病治疗、植物分子育种等方面提供重要的方法。同时,由于基因编辑产品的不断出现,为政府监管提出了更高的要求。通过介绍植物基因组编辑技术及其产品的种类,重点说明了主要国家、经济体在植物基因组编辑产品的安全监管的异同,概述了科学界对基因编辑作物的基本原则,并介绍了几种植物基因组编辑产品的检测方法。

“行业+气象”融入式服务模式分析和发展趋势

袁晓玉, 李蔼恂, 李怡, 王志, 张礼春
科技导报. 2021, 39 (9): 93-99. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.011
全文: HTMLnew PDF  (1119 KB)  ( 79 )
摘要 ( 105 )
“行业+气象”融入式服务已在人们的生活、生产以及国民经济的各行业都发挥了重要作用,并取得了明显成效。通过文献查阅、问卷调查、实地走访、交流座谈等方式,建立了中国融入式服务模式案例库;采用大数据分析、案例分析法等分析方法,从运作管理机制、融入核心内容、融入式服务流程等方面,构建了中国融入式服务模式架构,并围绕当前存在的问题,提出了新时期中国融入式服务的发展趋势。结果表明:深入挖掘行业对气象服务的需求,推动气象与行业产业链上的纵向融合是融入式服务发展的核心;多部门、跨行业融合机制是推动融入式服务发展的重要保障;加大力度开展与行业高度有机融合的“+气象”技术和产品研发,提升服务的靶向性,实现融入式服务的精细化、个性化、多元化、智慧化是未来的发展趋势。

LSTM模型在耕地面积预测领域的构建与应用

向雁, 侯艳林, 姜文来, 陈印军, 成良强
科技导报. 2021, 39 (9): 100-108. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.012
全文: HTMLnew PDF  (1217 KB)  ( 56 )
摘要 ( 88 )
长短期记忆(LSTM)模型广泛应用于系统故障、交通流量、股票指数、紧急事件、碳排放、石油产量、农区地下水位等多个领域,均表现了出色的预测性能。为了丰富耕地面积预测方法、提升耕地预测精度,将LSTM模型引入耕地面积预测。选择常用的趋势外推模型、指数平滑模型、灰色模型、移动平均自回归、支持向量机、NAR动态神经网络等6类模型进行对比,并以耕地变化趋势比较复杂的黑龙江省和变化趋势比较单一的辽宁省、吉林省作为案例进行分析,以验证LSTM模型耕地面积预测效果。结果表明,从均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAPE)这2个指标的综合评价来看, LSTM模型拟合和预测效果均为最优。根据LSTM模型预测, 2018—2030年黑龙江、吉林、辽宁3省的耕地面积将呈持续减少的趋势,耕地减少速度均有放缓之势。

仓库智能防控软件系统总体设计

李向荣, 王志刚, 马啸飞
科技导报. 2021, 39 (9): 109-113. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.013
全文: HTMLnew PDF  (1796 KB)  ( 45 )
摘要 ( 73 )
针对复杂环境下仓库智能防控系统中央控制、联调联试的需求,研究了软件系统总体框架设计问题。利用数据流和面向对象的方法,分析了软件系统功能需求,对系统的功能结构和网络构成进行了设计,并提出了相应的软件优化建议。

泰国钾盐资源及其开发前景

黎明明, 郑绵平, 王晨光, 丁涛, 李强, 杜少荣
科技导报. 2021, 39 (9): 114-121. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.014
全文: HTMLnew PDF  (2015 KB)  ( 65 )
摘要 ( 73 )
钾是农作物生长所必需的三大营养元素之一。通过分析泰国钾盐资源禀赋、地理、基础设施等,认为泰国具备较快规划发展为亚洲大型钾盐基地的物质条件。老挝钾盐资源开发的成功,也证明具有相同资源类型的泰国钾盐资源具备开发的可行性。随着“一带一路”倡议深入开展,泰国新矿产法的颁布、国际石油集团等公司的开发,展现出建立泰国-老挝亚洲钾盐战略基地的前景。建议相关国家和企业及早谋划建立泰国-老挝亚洲大型钾盐基地,为亚洲建立大型钾盐战略基地。
科技评论

基因武器的伦理困境及其防范路径

陶应时, 曾慧平, 刘芷含
科技导报. 2021, 39 (9): 122-127. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.015
全文: HTMLnew PDF  (568 KB)  ( 44 )
摘要 ( 113 )
基因武器作为一种超大规模的杀伤性武器,在现代战争中可以发挥“奇效”。但基因武器在军事中的存在与应用,将使平民豁免面临困境、使战争手段更不人道、使战争后果难以控制、以及诱发严重的生态灾难等,因而面临诸多的战争伦理困境。有鉴于此,在当前时代背景下,人类作为战争的主体,应守住基因武器禁用于战争的伦理底线,厘清基因技术研发的善恶界限,恪守科学和平主义的价值追求,才能遏制基因武器的研发与运用,进而对现代战争形成有效的伦理约束。
科技人文

科学史与科学哲学视角下中国人眼中的克里克

孙咏萍, 郭世荣
科技导报. 2021, 39 (9): 128-135. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2021.09.016
全文: HTMLnew PDF  (1679 KB)  ( 42 )
摘要 ( 113 )
揭示了中国学界对弗朗西斯·克里克科学研究的理解和诠释;通过对“DNA双螺旋结构发现”一系列纪念性学术文献和科技馆DNA活动的分析,展现了中国学术界对“克里克与沃森于人类智力贡献”的缅怀;以克里克论著的中译本、特别是《惊人的假说》的多版翻译,呈现了其著作在中国学者中的非凡认可度;通过盘点克里克与中国的互动,探讨了克里克科学研究的世界主义格局。
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