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關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天;口語教學(xué);可行性
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009—0118(2012)10—0353—03
一、引言
口語交際是人們?nèi)粘I畹幕拘枨笾弧S媚刚Z交流也許是一種非常自然的現(xiàn)象,但用作為外語的英語交流可能是另外一種景象,因?yàn)橛糜⒄Z交流除了受制于諸如學(xué)科知識(shí)、文化背景、話題興趣、交流語境、語用能力和交流技能等交際因素外,妨礙用英語交流的最大障礙也許是必要的語言能力,因?yàn)檎Z言能力是有效英語交流的基礎(chǔ)。另一方面,用英語交流是實(shí)踐性很強(qiáng)的技能,需要長(zhǎng)期不斷地操練,以便熟能生巧。因此對(duì)那些英語基礎(chǔ)相對(duì)較差,又羞于面對(duì)面開流的人來說,用英語交流更非易事。大學(xué)英語“聽”、“說”、“讀”、“寫”技能相互制約、相互影響,“說”的技能低下勢(shì)必影響其他技能的習(xí)得和發(fā)展。因此,大學(xué)英語課程教學(xué)迫切需要探索一種能有效促進(jìn)大學(xué)英語學(xué)習(xí)者用英語進(jìn)行交流的界面,以實(shí)現(xiàn)大學(xué)英語課程培養(yǎng)學(xué)生的英語綜合應(yīng)用能力,特別是聽說能力,使他們?cè)诮窈蟮墓ぷ骱蜕鐣?huì)交往中能用英語有效地進(jìn)行信息交流(教育部高等教育司,2007:1)的教學(xué)目標(biāo)。
二、研究設(shè)計(jì)
貫徹大學(xué)英語課程教學(xué)“模式應(yīng)以現(xiàn)代信息技術(shù),特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐,使英語教學(xué)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,朝著個(gè)性化學(xué)習(xí)、自主式學(xué)習(xí)方向發(fā)展”(教育部高等教育司,2007:6)的精神,網(wǎng)絡(luò)作為一種現(xiàn)代教學(xué)資源已被廣泛應(yīng)用于大學(xué)英語課程教學(xué)。作為一種具體的教學(xué)手段,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天也引起了大學(xué)英語口語教學(xué)的重視,因?yàn)橄啾扔趥鹘y(tǒng)口語教學(xué)模式,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
(一)研究目的
本研究旨在研討網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天在大學(xué)英語口語教學(xué)中的可行性,以便為大學(xué)英語口語教學(xué)提供可選擇或補(bǔ)充的教學(xué)手段。
(二)研究問題
為研討網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天在大學(xué)英語口語教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和不足,本研究將網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式與傳統(tǒng)面對(duì)面口語教學(xué)模式進(jìn)行對(duì)比,旨在回答以下問題:
1、大學(xué)英語學(xué)習(xí)者對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的態(tài)度。
2、網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式促進(jìn)口語教學(xué)的具體優(yōu)勢(shì)。
3、網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式在口語教學(xué)中的實(shí)施難度。
(三)研究對(duì)象
江蘇某普通工科院校學(xué)學(xué)英語四級(jí)課程的2個(gè)自然班共72名學(xué)生參與了本實(shí)驗(yàn)。
(四)研究過程
本實(shí)驗(yàn)于2011—2012學(xué)年第2學(xué)期在大學(xué)英語口語課堂教學(xué)環(huán)境下進(jìn)行,為期16周,共32課時(shí),共分2個(gè)階段。具體如下:
1、實(shí)驗(yàn)前就學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的態(tài)度進(jìn)行前測(cè)。
2、以前測(cè)結(jié)果為不同教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。選擇網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的同學(xué)在多媒體教學(xué)中心,利用互聯(lián)網(wǎng)與任何一位選擇網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的同學(xué)進(jìn)行在線聊天,交流討論任課教師布置的話題;選擇傳統(tǒng)口語教學(xué)模式的同學(xué)根據(jù)不同的英語口語能力,4人1組,在傳統(tǒng)課堂,面對(duì)面地交流討論任課教師布置的話題。本階段實(shí)驗(yàn)持續(xù)8周,每周2課時(shí),共計(jì)16課時(shí)。第一階段后,兩種教學(xué)模式互換,即第一階段進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的同學(xué)進(jìn)入傳統(tǒng)口語教學(xué)模式,選擇傳統(tǒng)口語教學(xué)模式的同學(xué)則進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式。本階段實(shí)驗(yàn)同樣持續(xù)8周,每周2課時(shí),共計(jì)16課時(shí)。
3、實(shí)驗(yàn)后就學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的態(tài)度進(jìn)行后測(cè)。
4、實(shí)驗(yàn)后要求學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式促進(jìn)口語教學(xué)的具體優(yōu)勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
5、實(shí)驗(yàn)后要求學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式在口語教學(xué)中的實(shí)施難度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(五)數(shù)據(jù)收集
所有學(xué)生分別在實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式和傳統(tǒng)口語教學(xué)模式之間進(jìn)行單項(xiàng)選擇,以對(duì)照實(shí)驗(yàn)前后學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的態(tài)度評(píng)價(jià)變化。結(jié)果如下:
實(shí)驗(yàn)后,在“增加交流總量”、“擴(kuò)充交流內(nèi)容”、“拓展交流形式”、“緩解交流壓力”、“增強(qiáng)交流自信”、“其他”等選項(xiàng)中,學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式促進(jìn)口語教學(xué)的具體優(yōu)勢(shì)進(jìn)行單項(xiàng)選擇評(píng)價(jià)。結(jié)果如下:
實(shí)驗(yàn)后,在“要求口語能力”、“缺乏直觀提示”、“出現(xiàn)冷場(chǎng)尷尬”、“交流過程謹(jǐn)慎”、“設(shè)施條件限制”、“其他”等選項(xiàng)中,學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式在口語教學(xué)的實(shí)施難度進(jìn)行單項(xiàng)選擇評(píng)價(jià)。結(jié)果如下:
三、討論與分析
(一)作為一種新穎教學(xué)模式,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天得到不斷認(rèn)可
表1顯示,實(shí)驗(yàn)前,只有大約三分之一的學(xué)生選擇網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式,卻有近三分之二的學(xué)生青睞傳統(tǒng)口語教學(xué)模式,即在教師的指導(dǎo)下,以小組為單位,以合作學(xué)習(xí)的方式,在課堂上交流討論任課教師布置的話題。但經(jīng)過為期16周的教學(xué)實(shí)驗(yàn)后,通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式和傳統(tǒng)口語教學(xué)模式的切身體會(huì)和比較,選擇網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式的學(xué)生比實(shí)驗(yàn)前增加了近一倍,因?yàn)榕c“教師監(jiān)督”和“同伴注視”的傳統(tǒng)口語教學(xué)課堂環(huán)境相比,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式根據(jù)學(xué)習(xí)者的語言能力、話題興趣等自主選擇交流對(duì)象,增強(qiáng)了交流的自由度,為他們提供了自主發(fā)揮和寬松自由的交流環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式基于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),便捷靈活、方便實(shí)用,“為學(xué)生提供了良好的語言學(xué)習(xí)環(huán)境和條件”(教育部高等教育司,2007:5)。另一方面,作為一種新穎的教學(xué)模式,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天自然具有較強(qiáng)的吸引力,因而到大學(xué)英語學(xué)習(xí)者,特別是大學(xué)英語口語學(xué)習(xí)者的不斷認(rèn)可。
(二)相比其他教學(xué)手段,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
用母語交流也許是非常自然的事情,但用外語(二語)交流可能卻是另外一種景象,因?yàn)椤罢f二語時(shí)會(huì)受到二語語言水平、文化差異等因素的干擾產(chǎn)生心理障礙或語言屏蔽”(張樺,2011:14),會(huì)或多或少地感到某種程度的焦慮。網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天以聊天的方式在虛擬的網(wǎng)絡(luò)中用英語交流,不必因擔(dān)心發(fā)音不準(zhǔn)或語法錯(cuò)誤而羞于開口,也不必過多顧及因語言能力較差而傷及自我形象或面子。表2顯示,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式最大的優(yōu)勢(shì)在于消除了學(xué)習(xí)者的拘束感,營(yíng)造了沒有精神壓力的學(xué)習(xí)狀態(tài),而沒有精神壓力的學(xué)習(xí)狀態(tài)是語言學(xué)習(xí)的先決條件(Richards & Rodgers,2001:91)。自然、順暢的語言交流要求交流者心情愉悅、環(huán)境寬松,因?yàn)橛淇斓男那楹蛯捤傻沫h(huán)境有助于降低學(xué)習(xí)焦慮,使學(xué)習(xí)成為一個(gè)輕松的過程(Richards,1994:60),而輕松的交流過程顯然有助于增強(qiáng)交流熱情、提升交流自信,同時(shí)增強(qiáng)交流過程中的自我效能感,有助于“提高學(xué)習(xí)者語言輸入的數(shù)量和質(zhì)量”以及“輸出意識(shí)和輸出能力”(蔣蘇琴,2006:77)。
(三)作為一種教學(xué)手段,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天有其自身不足
表3顯示,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式順利實(shí)施的最大難度在于設(shè)施條件的限制,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)英語語音聊天教學(xué)模式以網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)為媒介,相對(duì)于其他傳統(tǒng)口語教學(xué)模式,對(duì)硬件教學(xué)設(shè)施有比較高的要求。雖然《大學(xué)英語課程教學(xué)要求》倡導(dǎo)各高校應(yīng)積極創(chuàng)造條件,引入現(xiàn)代信息技術(shù),以便“直接在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行聽說教學(xué)和訓(xùn)練”(教育部高等教育司,2007:7),但大多數(shù)高校,特別是普通院校的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和計(jì)算機(jī)設(shè)備尚不足以保證學(xué)生的英語口語訓(xùn)練和學(xué)習(xí)能“不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制”(教育部高等教育司,2007:6)。口語交流的順利開展除受學(xué)科知識(shí)、話題興趣、性格取向、交流技能、以及語言能力的影響外,還有賴于形體動(dòng)作、情感表情等非語言行為的推動(dòng),這些非語言行為一方面幫助說話者更清楚地表達(dá),另一方面又幫助聽話者更正確地理解。但在網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天模式中,交流雙方均缺乏直觀的非語言行為的提示,這有可能導(dǎo)致交流的冷場(chǎng)和尷尬。
四、教學(xué)啟示
網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天是自身優(yōu)勢(shì)和實(shí)施難度均十分鮮明的一種教學(xué)模式。鑒于專業(yè)性質(zhì)的特點(diǎn),普通工科院校非英語專業(yè)學(xué)生英語口語學(xué)習(xí)的最大難點(diǎn)在于不善于、不愿意開口講英語。為此,工科院校大學(xué)英語口語教學(xué)積極拓展網(wǎng)絡(luò)資源,發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天的優(yōu)勢(shì),營(yíng)造寬松自由的理想環(huán)境,鼓勵(lì)學(xué)生開口講英語是提高其口語能力的關(guān)鍵,因?yàn)闆]有精神壓力的交流環(huán)境有助于緩解交流過程中的拘束感和焦慮感,激發(fā)交流者的熱情和信心,通過“不受時(shí)間、地點(diǎn)限制”的網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天,最終提高交流的總量。由于網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天營(yíng)造的環(huán)境氛圍滿足了工科院校學(xué)生開口講英語的最基本需求,網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天是工科院校大學(xué)英語口語教學(xué)可優(yōu)先考慮的模式。
當(dāng)然,由于缺乏形體動(dòng)作、情感提示等非語言行為的推動(dòng),網(wǎng)絡(luò)英語語音聊天可能會(huì)出現(xiàn)冷場(chǎng)的尷尬,從而影響聊天的順利開展。另一方面,鑒于普通工科院校非英語專業(yè)學(xué)生英語基礎(chǔ)仍相對(duì)薄弱,其口語訓(xùn)練在很大程度上仍離不開教師的積極導(dǎo)引和有效指導(dǎo)。為此,充分“發(fā)揮傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì),鼓勵(lì)優(yōu)秀教師講授適宜于課堂教學(xué)的課程,與基于網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)教學(xué)”(教育部高等教育司,2007:6)相結(jié)合的教學(xué)模式仍是普通工科院校大學(xué)英語口語教學(xué)需要關(guān)注的問題。現(xiàn)代模式與傳統(tǒng)方法的有機(jī)結(jié)合也許能更好地促進(jìn)普通工科院校大學(xué)英語口語訓(xùn)練和教學(xué)方法的發(fā)展。
五、結(jié)語
現(xiàn)代信息技術(shù)為大學(xué)英語教學(xué)提供了重要的支撐,網(wǎng)絡(luò)已是大學(xué)英語課程教學(xué)不可或缺的重要資源。網(wǎng)絡(luò)英語聊天因其具有培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、感受不同文化、拓展知識(shí)面、了解不同表達(dá)形式、借鑒不同觀點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)而得到大學(xué)英語課程教學(xué)的認(rèn)可。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)英語聊天已從文本交流發(fā)展到語音甚至視頻交流。不同的網(wǎng)絡(luò)英語聊天模式適用的大學(xué)英語學(xué)習(xí)群體也不盡相同,因?yàn)椴煌木W(wǎng)絡(luò)英語聊天模式均有其各自的優(yōu)勢(shì)。本研究?jī)H是針對(duì)不善于、不愿意開口講英語的普通工科院校學(xué)生進(jìn)行的一次探索性實(shí)驗(yàn),以期尋找適合特定群體的大學(xué)英語口語教學(xué)方法。
參考文獻(xiàn):
[1]Richards,J.Reflective Teaching in Second Language Classrooms[M].Cambridge:Cambridge University Press,1994.
[2]Richards,J.&Rodgers T.Approaches and Methods in Language Teaching[M].Cambridge:Cambridge University Press,2001.
[3]蔣蘇琴.網(wǎng)絡(luò)英語聊天室的構(gòu)建在二語習(xí)得中的運(yùn)用探析[J].湖南人文科技學(xué)院學(xué)報(bào),2006,(3):76—78.
關(guān)鍵詞:先進(jìn)復(fù)合材料;航空航天領(lǐng)域;飛船;衛(wèi)星;火箭;飛機(jī) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):V257 文章編號(hào):1009-2374(2016)13-0039-04 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.019
1 概述
現(xiàn)階段,我國(guó)航空航天事業(yè)得到前所未有的發(fā)展,航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊蟛粩嗵嵘瑸榱藵M足航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿囊螅瑧?yīng)該研發(fā)新型、高性能的材料,先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生,其具有多功能性、經(jīng)濟(jì)效益最大化、結(jié)構(gòu)整體性以及可設(shè)計(jì)性等眾多特點(diǎn)。將先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域,能夠有效地提高現(xiàn)代航空航天器的性能,減輕其質(zhì)量。和傳統(tǒng)鋼、鋁材料相比,先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用,能夠減輕航天航空器結(jié)構(gòu)重量的30%左右,在提高航空航天器性能的同時(shí),還能降低制造和發(fā)射成本。現(xiàn)階段,先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)成為飛船、衛(wèi)星、火箭、飛機(jī)等現(xiàn)代航空航天器的理想材料,同時(shí),先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)和高分子材料、無機(jī)非金屬材料及金屬材料并列為四大材料。因此,文章針對(duì)先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2 我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀
自20世紀(jì)70年代開始,我國(guó)就開始了對(duì)復(fù)合材料的研究工作,經(jīng)過40多年的研究與發(fā)展,我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的技術(shù)水平不斷提高,并且取得了可喜的進(jìn)步。現(xiàn)階段,我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用,逐漸實(shí)現(xiàn)了從次承力構(gòu)件向主承力構(gòu)件的轉(zhuǎn)變,被廣泛地推廣和應(yīng)用在軍機(jī)、民機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、新型驗(yàn)證機(jī)和無人機(jī)、衛(wèi)星和宇航器、導(dǎo)彈以及火箭等領(lǐng)域,即先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)進(jìn)入到實(shí)踐應(yīng)用階段。但是,我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展和研究成果與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的水平還具有一定的差距,現(xiàn)階段我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)理念、制備方法、加工設(shè)備、生產(chǎn)工藝以及應(yīng)用規(guī)模等都相對(duì)落后。例如,我國(guó)軍用戰(zhàn)斗機(jī)中復(fù)合材料的用量低于國(guó)外先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的復(fù)合材料用量,僅有少數(shù)的軍用戰(zhàn)斗機(jī)超過20%,例如J-20其復(fù)合材料的用量約為27%。我國(guó)成功研制的C9型民用飛機(jī),單架飛機(jī)的先進(jìn)復(fù)合材料的用量超過16噸,標(biāo)志著我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用水平在不斷提高。
3 先進(jìn)復(fù)合材料簡(jiǎn)介
3.1 先進(jìn)復(fù)合材料的組成
復(fù)合材料是由金屬、無機(jī)非金屬、有機(jī)高分子等若干種材料采用復(fù)合工藝組成的新興材料,先進(jìn)復(fù)合材料不僅能夠保留原有組成材料的特點(diǎn),還能夠?qū)Ω鞣N組成材料的優(yōu)良性能進(jìn)行綜合,各種材料性能的相互補(bǔ)充和關(guān)聯(lián),能夠賦予新興復(fù)合材料無法比擬的優(yōu)越性能。先進(jìn)復(fù)合材料簡(jiǎn)稱ACM,指的是碳纖維等高性能增強(qiáng)相增強(qiáng)的復(fù)合材料。先進(jìn)復(fù)合材料的多種性能都優(yōu)于普通鋼、鋁金屬材料,在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用,能夠有效地減輕航空航天設(shè)備的重量,同時(shí)賦予航空航天設(shè)備特殊的性能,例如吸波、防熱等。
3.2 先進(jìn)復(fù)合材料的特性
先進(jìn)復(fù)合材料的特性主要表現(xiàn)為:
3.2.1 多功能性。先進(jìn)復(fù)合材料經(jīng)過多年的發(fā)展,結(jié)合了眾多優(yōu)異的物理性能、力學(xué)性能、生物性能以及化學(xué)性能,例如防熱性能、阻燃性能、屏蔽性能、吸波性能、半導(dǎo)性能、超導(dǎo)性能等,并且不同的先進(jìn)復(fù)合材料的組成不同,其功能性存在一定的差別,綜合性、多功能性復(fù)合材料已經(jīng)成為先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。
3.2.2 經(jīng)濟(jì)效益最大化。先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用,能夠減少產(chǎn)品部件數(shù)量。由于復(fù)雜部件的連接不需要進(jìn)行鉚接、焊接,因此對(duì)連接部件的需求量降低,有效地減少了裝配材料成本、裝配和連接時(shí)間,進(jìn)一步降低了成本。
3.2.3 結(jié)構(gòu)整體性。先進(jìn)復(fù)合材料可以加工成整體部件,即采用先進(jìn)復(fù)合材料部件能夠替代若干金屬部件。某些特殊輪廓和表面復(fù)雜的部件,用金屬制造的可行性較低,采用先進(jìn)復(fù)合材料能夠很好地滿足實(shí)際需求。
3.2.4 可設(shè)計(jì)性。采用樹脂、纖維、復(fù)合結(jié)構(gòu)方式,能夠獲得不同形狀、不同性能的復(fù)合材料,例如選擇合適的材料、鋪層程序,能夠加工出膨脹系數(shù)為零的復(fù)合材料,并且復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料。
4 先進(jìn)復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用
傳統(tǒng)的飛機(jī)制造以鋼、鋁、鈦合金為主要材料,而傳統(tǒng)飛機(jī)上應(yīng)用比例最大、構(gòu)成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)主體的鋁合金正在被越來越流行的復(fù)合材料所替代。我們所指的復(fù)合材料主要是以高性能纖維作為增強(qiáng)體,用樹脂作為基體將纖維粘結(jié)在內(nèi)部并固化成型的高性能塑料。隨著復(fù)合材料的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,當(dāng)前先進(jìn)的復(fù)合材料在飛機(jī)上的關(guān)鍵應(yīng)用部位和用量的多少,已成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一。由于碳纖維材料具有耐高溫、密度低、強(qiáng)度大等特點(diǎn),目前在航空航天領(lǐng)域運(yùn)用最為廣泛。與密度達(dá)到2.8g/cm3左右的鋁合金相比,先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料密度一般在1.45~1.6g/cm3左右;而拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到1.5GMPa以上,超過鋁合金部件的3倍,接近超高強(qiáng)度合金鋼制部件的水平。這種密度低、強(qiáng)度剛度高的優(yōu)勢(shì),使飛機(jī)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)部件在獲得與先進(jìn)鋁合金部件在強(qiáng)度剛度等綜合性能方面相當(dāng)?shù)乃綍r(shí),重量可以大幅減少20%~30%。復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用情況大致可以分為三個(gè)階段:第一階段是應(yīng)用于受載不大的簡(jiǎn)單零部件,可減重20%;第二階段是應(yīng)用于承力大的部件,可減重25%~30%;第三階段是應(yīng)用于復(fù)雜受力部位,如中機(jī)身段、中央翼盒等,可減重30%。復(fù)合材料主要用于制造航空器的外飾和內(nèi)飾部件,如飛機(jī)的一次構(gòu)造材料:主翼、尾翼、機(jī)體,二次構(gòu)造材料,副翼、方向舵、升降舵、內(nèi)裝材料、地板材、桁梁、剎車片等及直升飛機(jī)的葉片。根據(jù)統(tǒng)計(jì),小型商務(wù)機(jī)和直升飛機(jī)的碳纖維復(fù)合材料用量已占55%左右,軍用飛機(jī)占25%左右,大型客機(jī)占20%左右。
4.1 軍機(jī)上的應(yīng)用
為滿足新一代戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)高機(jī)動(dòng)性、超音速巡航及隱身的需求,20世紀(jì)90年代后,西方戰(zhàn)斗機(jī)全部大量采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。先進(jìn)的復(fù)合材料也大大增加了軍用運(yùn)輸機(jī)的有效載重,增大了軍用飛機(jī)的載油量,克服常規(guī)材料在高超聲速飛行器研制中存在的瓶頸問題。因此,先進(jìn)復(fù)合材料被廣泛地應(yīng)用在軍機(jī)上,例如,碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,在軍機(jī)主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)以及特殊部位等方面的應(yīng)用,有效地提高了軍機(jī)的耐腐蝕性、抗疲勞性,同時(shí)還具有明顯的減重效果;再如,F(xiàn)22由于存在超聲速巡航需求,飛機(jī)外表面會(huì)長(zhǎng)時(shí)間與空氣高速劇烈摩擦,因此在機(jī)翼復(fù)合材料上放棄了環(huán)氧基樹脂,而使用雙馬來酰亞胺樹脂基體以獲得260℃的最大工作溫度。
4.2 民機(jī)上的應(yīng)用
民機(jī)和軍用飛機(jī)不同,民用飛機(jī)作為以載客飛行和運(yùn)營(yíng)為目的的交通工具,對(duì)安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求更加嚴(yán)格。復(fù)合材料在飛機(jī)上大量應(yīng)用的時(shí)間還比較短,在對(duì)材料工藝穩(wěn)定性和有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不十分充分的情況下,應(yīng)用較多含量的復(fù)合材料需要大量時(shí)間和實(shí)踐的積累。民航上的復(fù)合材料應(yīng)用受限,使用分為兩類:結(jié)構(gòu)件用復(fù)合材料、艙內(nèi)材料。
以波音787為例,每架飛機(jī)的結(jié)構(gòu)比例中有50%是重約35噸的復(fù)合材料,這意味著它從材料密度上就減輕了15噸左右的重量。而空客也不甘示弱,新的A350客機(jī)改名為A-350 XWB,XWB意為超寬機(jī)身,復(fù)合材料的比例達(dá)到了52%,是現(xiàn)在所有大型商用飛機(jī)中最高的。A-350XWB的機(jī)體比B-787還寬13cm。作為世界上僅有的兩個(gè)大型商用飛機(jī)研制巨頭,波音、空客先后推出復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)比例50%的主力型號(hào),這意味著大型客機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以復(fù)合材料為主要材料的時(shí)代已經(jīng)拉開序幕。波音787等新一代復(fù)合材料飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)的性能提升,并不僅僅是依靠低密度材料減重得來。實(shí)際上復(fù)合材料在工藝、結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)上,都有著傳統(tǒng)金屬材料所完全無法比擬的優(yōu)勢(shì),比如復(fù)合材料可以做出超大尺寸的整體結(jié)構(gòu)部件,而且尺寸大小不會(huì)隨著溫度高低而產(chǎn)生變化。
國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)在復(fù)合材料的應(yīng)用上還比較保守,公開的報(bào)道顯示,復(fù)合材料的使用量約占C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的20%。飛機(jī)上使用的復(fù)合材料主要是碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,它們具有高耐腐蝕、質(zhì)量輕等特點(diǎn),在這些性能上的確要超過一般的金屬材料。通常復(fù)合材料的價(jià)格大約是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍,即便是我們看起來已經(jīng)很金貴的鋁鋰合金材料,其價(jià)格也比復(fù)合材料低得多,所以C919僅為波音737價(jià)格的1/2左右。
4.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用
對(duì)于航空領(lǐng)域,特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造而言,高性能系統(tǒng)所需的輕質(zhì)和耐高溫等特性越來越重要。航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)是指渦扇/渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、渦軸/渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)以及航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的集研發(fā)、生產(chǎn)、維修保障服務(wù)于一體化產(chǎn)業(yè)集群。新的材料和工藝不斷研發(fā)以應(yīng)對(duì)新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),尤其是先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用,GE-AEBG公司、惠普公司在制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件時(shí)都采用了先進(jìn)復(fù)合材料,主要包括風(fēng)扇出風(fēng)道導(dǎo)流片、風(fēng)扇罩、推力反向器等部位。先進(jìn)復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
4.3.1 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用。陶瓷基復(fù)合材料是將碳化硅陶瓷纖維與碳化硅基底材料復(fù)合后,再涂覆一層專用涂層提升其性能,密度僅為金屬材料的三分之一。由于陶瓷基復(fù)合材料具有的耐高溫屬性,因此在發(fā)動(dòng)機(jī)流道中使用空氣代替,在發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)只需要較少甚至不需要冷卻氣體,渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)大幅減重,意味著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率更高,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、耐久性、燃油經(jīng)濟(jì)性和高推重比。F-35戰(zhàn)斗機(jī)使用的F135發(fā)動(dòng)機(jī)是有史以來戰(zhàn)斗機(jī)上安裝過的推力最大的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),F(xiàn)135使用了陶瓷基復(fù)合材料(CMC),主要用在F135-PW-600噴管的外側(cè)部分。
以GE航空集團(tuán)為例,陶瓷基復(fù)合材料在GE航空集團(tuán)的技術(shù)路線圖上是一條關(guān)鍵路徑。通用電氣航空集團(tuán)將于2016年新建兩個(gè)復(fù)合材料制造廠,用于碳化硅和陶瓷基復(fù)合材料的批量制造,這兩種復(fù)合材料都是制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的必備材料。GE公司是所有廠商中第一個(gè)決定使用CMC制造旋轉(zhuǎn)葉片的,通過把陶瓷基復(fù)合材料葉片安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上試車,它們已經(jīng)證明了旋轉(zhuǎn)CMC葉片的性能,這是一個(gè)重要的里程碑。
4.3.2 樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用。樹脂基復(fù)合材料具有降噪能力強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)、耐疲勞能力好、比模量高、強(qiáng)度高等眾多優(yōu)點(diǎn)。通過將樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端結(jié)構(gòu)、反推力裝置以及發(fā)動(dòng)機(jī)短艙等結(jié)構(gòu)上,不僅能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)的重量,還能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的耐腐蝕性、抗疲勞性以及強(qiáng)度等。例如,JTAGG驗(yàn)證機(jī)的進(jìn)氣機(jī)匣利用PMR15樹脂基復(fù)合材料,該種先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用比傳統(tǒng)鋁合金進(jìn)氣機(jī)匣的重量降低了25%。
4.4 新型驗(yàn)證機(jī)及無人機(jī)上的應(yīng)用
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)理念的改變,使無人機(jī)倍受青睞,無人戰(zhàn)斗機(jī)是未來航空武器的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。無人機(jī)除在情報(bào)、監(jiān)視、偵察等信息化作戰(zhàn)中的特殊作用外,還能在突防、核戰(zhàn)、化學(xué)和生物武器戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮有人軍機(jī)無法替代的作用。無人機(jī)的發(fā)展方向是飛行更高、更遠(yuǎn)、更長(zhǎng),隱身性能更好,制造更加簡(jiǎn)便快捷,成本更低等,其中關(guān)鍵技術(shù)之一就是大量采用復(fù)合材料,超輕超大復(fù)合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)是提高其續(xù)航能力、生存能力、可靠性和有效載荷能力的關(guān)鍵。和傳統(tǒng)的鋁合金混合結(jié)構(gòu)相比,以復(fù)合材料為結(jié)構(gòu)的無人機(jī),例如“全球鷹”“捕食者”等無人機(jī)都采用先進(jìn)復(fù)合材料。以“全球鷹”為例,該種無人機(jī)的機(jī)翼、尾翼都采用石墨/環(huán)氧復(fù)合材料,采用該種復(fù)合材料制造的無人機(jī),和傳統(tǒng)鋁合金混合結(jié)構(gòu)的重量相比降低了65%。再如,諾斯羅普?格魯門公司研發(fā)的X-47無人戰(zhàn)斗機(jī),為了滿足生存力、機(jī)動(dòng)性、隱身性能等特殊要求,該無人機(jī)除了接頭部位采用了少量的鋁合金外,幾乎整個(gè)機(jī)體都采用先進(jìn)復(fù)合材料。依靠復(fù)合材料,設(shè)計(jì)師還可以做出傳統(tǒng)金屬材料所無法達(dá)成的氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),比如超聲速飛行的前掠翼飛機(jī)。
5 先進(jìn)復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
5.1 衛(wèi)星和宇航器結(jié)構(gòu)材料
衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的質(zhì)量會(huì)影響對(duì)運(yùn)載火箭的要求以及衛(wèi)星功能,衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的輕型化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì)之一。國(guó)際通訊衛(wèi)星中心的推力桶采用先進(jìn)復(fù)合材料,該種推力桶質(zhì)量比傳統(tǒng)鋁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量降低了30%左右,降低的重量可以增加460條電話線路,同時(shí)還能夠有效地降低衛(wèi)星的發(fā)射費(fèi)用。歐美國(guó)家衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為總質(zhì)量的1/10,其原因就是大量的應(yīng)用了先進(jìn)復(fù)合材料。現(xiàn)階段,我國(guó)神州系列飛船、風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星等都采用碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料,有效地降低了總體重量,同時(shí)發(fā)射成本也顯著降低。
5.2 導(dǎo)彈用結(jié)構(gòu)材料
現(xiàn)階段,美國(guó)已經(jīng)將先進(jìn)復(fù)合材料作為導(dǎo)彈彈頭結(jié)構(gòu)殼體、級(jí)間段、儀器艙等部件的主要材料,洛克希德導(dǎo)彈與宇航公司指出,采用碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料制造的導(dǎo)彈比傳統(tǒng)鋁結(jié)構(gòu)導(dǎo)彈的重量減輕40%。現(xiàn)階段,采用先進(jìn)復(fù)合材料的導(dǎo)彈發(fā)射筒也被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用在戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略型號(hào)上,例如,俄羅斯的“白楊M”導(dǎo)彈、美國(guó)的“MX”導(dǎo)彈都采用復(fù)合材料發(fā)射筒。因?yàn)橄冗M(jìn)復(fù)合材料導(dǎo)彈發(fā)射筒和傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)相比,其結(jié)構(gòu)質(zhì)量顯著降低,能有效地提高戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的靈活性。在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈領(lǐng)域,先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的導(dǎo)彈發(fā)射筒更加靈活、應(yīng)用范圍更加廣泛。現(xiàn)階段,我國(guó)也研發(fā)了先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略導(dǎo)彈和導(dǎo)彈發(fā)射筒,還研發(fā)了先進(jìn)復(fù)合材料儀器艙,有效地提高了戰(zhàn)略導(dǎo)彈的靈活性和機(jī)動(dòng)性,應(yīng)用效果良好。
5.3 運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)材料
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用纖維纏繞成型的玻璃鋼殼體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼殼,例如,美國(guó)的“北極星A-3”潛地導(dǎo)彈,采用纖維纏繞成型的玻璃鋼殼體,其重量比采用傳統(tǒng)鋼殼的“A-1”輕了55%左右,隨后研發(fā)的“MX”“三叉戟1”的三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,全部都采用芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料,該種結(jié)構(gòu)形式的殼體質(zhì)量比纖維纏繞成型玻璃體殼體的重量減輕了50%左右。隨著先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展,其在運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越來越明顯,并且先進(jìn)復(fù)合材料被應(yīng)用在三叉戟Ⅱ、德爾塔Ⅱ-7925運(yùn)載火箭等型號(hào)中。現(xiàn)階段,我國(guó)運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體制造業(yè)逐漸的開始應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料,雖然起步較晚,但是經(jīng)過40多年的發(fā)展獲得了巨大的進(jìn)步,經(jīng)過多年的研發(fā),已經(jīng)成功地將芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料、玻璃纖維/環(huán)氧復(fù)合材料應(yīng)用在運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中。先進(jìn)復(fù)合材料在運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,有效地降低了運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重量,同時(shí)提高了運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
6 復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展前景
先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)成為評(píng)價(jià)航空航天器水平的重要標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也是提高航空航天器結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)技術(shù)。由于我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用水平和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距,但是我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行大量投入來強(qiáng)化先進(jìn)復(fù)合材料方面的研究,其發(fā)展前景良好。未來先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
6.1 智能化
智能型先進(jìn)復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)的研究,能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,智能型先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天器外表的應(yīng)用:在未來航空器表面增加各種傳感器,能夠?qū)χ車h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面、智能的檢測(cè),同時(shí)為通訊系統(tǒng)、電子戰(zhàn)以及雷達(dá)系統(tǒng)提供瞬時(shí)模態(tài),以此保證航空器能夠安全、穩(wěn)定地飛行。
6.2 多功能化
在減小航空航天器體積的基礎(chǔ)上,為了提高航空航天器的突防能力,許多結(jié)構(gòu)部件需要具備多種功能,多功能先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用能夠賦予航空航天器新的功能,現(xiàn)階段,多功能先進(jìn)復(fù)合材料的研究已經(jīng)從雙功能型向三功能型方向轉(zhuǎn)變。
6.3 質(zhì)量輕、性能高
目前,我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料能夠減輕航空航天器的質(zhì)量占總重的20%左右,和國(guó)外25%以上的減重效率還存在一定的差距。導(dǎo)致該種現(xiàn)狀的原因是我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的整體性能較低,并且結(jié)構(gòu)的整體性相對(duì)較差。因此,在未來的發(fā)展過程中,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)復(fù)合材料強(qiáng)度、韌性以及整體性等方面的研究,研發(fā)整體性好、強(qiáng)度高和韌性高的先進(jìn)復(fù)合材料,同時(shí)使復(fù)合材料的減重率超過25%。
6.4 低成本
成本較高是限制先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的主要原因之一,為了解決該問題,應(yīng)該對(duì)先進(jìn)復(fù)合材料的制造工藝進(jìn)行研究,采用科學(xué)的制造工藝進(jìn)行先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、尺寸以及形狀的加工和制造,同時(shí)采用先進(jìn)的質(zhì)量控制技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械化技術(shù)等,提高先進(jìn)復(fù)合材料的生產(chǎn)效率,提高其成品率,以此降低先進(jìn)復(fù)合材料的成本。
7 結(jié)語
綜上所述,經(jīng)過40多年的發(fā)展,我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料工業(yè)逐漸形成了一個(gè)完整的體系,并且部分先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)成功地應(yīng)用在航空航天器生產(chǎn)實(shí)踐中,獲得了良好的效果。但是,從整體上來說我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)水平和發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距。因此,我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料研究、研發(fā)人員和生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該加快先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝等方面的研究,同時(shí)借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),解決我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的各種難題,以此提高我國(guó)航空航天器的各種性能,進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)航空航天領(lǐng)域的全面、高速發(fā)展。
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1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)飼料的制備
整個(gè)試驗(yàn)共設(shè)計(jì) 3 個(gè)組,每組 6 個(gè)重復(fù),其中每組的 3 個(gè)重復(fù)用于生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定,另外 3 個(gè)重復(fù)用于期間的免疫指標(biāo)測(cè)定采樣。對(duì)照組投喂基礎(chǔ)飼料,具體組成成分見表 1。試驗(yàn)組是在基礎(chǔ)飼料中分別添加抗菌肽和枯草芽孢桿菌( >500 億個(gè)/克) ,制粒,晾干,放入冰箱中保存?zhèn)溆谩煞N添加劑均由廣州成威飼料科技有限公司提供,規(guī)定產(chǎn)品添加劑量分別為 300 mg/kg 和 200 mg/kg。
1. 2 試驗(yàn)魚及飼養(yǎng)管理
選擇當(dāng)年、健康的花鱸魚種,平均體重為150 g左右,試驗(yàn)魚養(yǎng)殖于 1 m3體積的圓形大桶中,養(yǎng)殖水溫( 22 ± 2) ℃,鹽度為 4‰左右,pH( 8. 3 ±0. 2) 。前期用基礎(chǔ)飼料馴養(yǎng) 2 周,每天在8: 30 和 16: 30 各投喂飼料一次,每次喂食前吸除殘餌和糞便,將投喂量控制在魚體重的 2% ~4%,并根據(jù)攝食強(qiáng)度適當(dāng)調(diào)節(jié)。飼養(yǎng) 15 d 時(shí)開始分組試驗(yàn),每個(gè)重復(fù) 15 尾魚,平均體重為( 154. 47 ±1. 11) g,設(shè) 6 個(gè)重復(fù)( 其中 3 個(gè)重復(fù)進(jìn)行生長(zhǎng)性能測(cè)定,3 個(gè)重復(fù)進(jìn)行階段采樣測(cè)定體液免疫) ,每天換水 30% ~40%,試驗(yàn)周期為 60 d。
1. 3 樣品的采集與處理
分別于試驗(yàn)期 20 d、40 d、60 d 取樣,每組每個(gè)重復(fù)隨即抽取 3 尾魚作為測(cè)定免疫指標(biāo)的材料。用 1 mL 一次性注射器從其尾靜脈取血,待其靜置分層后分離血清, - 40 ℃ 保存?zhèn)溆谩H⊙筮M(jìn)行解剖,取其肝胰臟、頭腎、脾臟和鰓,準(zhǔn)確稱取試驗(yàn)魚組織樣品,與預(yù)冷的 9 倍質(zhì)量的 0. 9% 生理鹽水按稀釋,勻漿機(jī)勻漿,分別按不同檢測(cè)指標(biāo)及試劑盒所要求的速度和時(shí)間離心,將組織上清樣品立即置于 -80 ℃ 保存。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)定各組魚的體重,計(jì)算特定生長(zhǎng)率和存活率。特定生長(zhǎng)率( SGR)的計(jì)算公式為: SGR = 100% × ( lnWt- lnW0) /t,Wt為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)魚的平均體重( g) ,W0為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)魚的平均體重( g) ,t 為試驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間( d) 。
1. 4 免疫因子的測(cè)定
1. 4. 1 檢測(cè)指標(biāo)及測(cè)定方法
過氧化氫酶( CAT) 、超氧化物歧化酶( SOD) 、溶菌酶( LSZ) 、血清一氧化氮合酶( NOS) 活性和組織中蛋白質(zhì)含量采用試劑盒測(cè)定,試劑盒購(gòu)自南京建成生物研究所,測(cè)定步驟按說明書進(jìn)行。
1. 5 數(shù)據(jù)處理和分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤( mean ± SE) 表示,在單因素方差分析( ANOVA) 基礎(chǔ)上采用 Du-can 多重比較法檢測(cè)組間差異( P = 0. 05) 。所有數(shù)據(jù)均采用 SPSS16. 0 軟件進(jìn)行分析。2 結(jié)果2. 1 不同飼料添加劑對(duì)花鱸存活和生長(zhǎng)的影響在飼料中分別添加常用枯草芽孢桿菌和抗菌肽,試驗(yàn)結(jié)束時(shí)花鱸特定生長(zhǎng)率( SGR) 各添加劑組與對(duì)照組間均不存在顯著性差異( P >0. 05) ,并且對(duì)花鱸存活率的提高沒有顯著影響,如表 2 所示。
2. 2 非特異性免疫指標(biāo)
2. 2. 1 不同飼料添加劑對(duì)花鱸肝胰臟、頭腎 CAT活性的影響
從圖 1 可以看出,在飼料中分別添加抗菌肽和枯草芽孢桿菌,在養(yǎng)殖試驗(yàn)的 20 d,其肝胰臟 CAT活力較對(duì)照組均顯著升高( P <0. 05) ; 在 40 d 時(shí)抗菌肽組呈下降趨勢(shì),與基礎(chǔ)飼料組差異不顯著( P> 0. 05) ,枯草芽孢桿菌組仍顯著高于對(duì)照組( P <0. 05) ; 60 d 時(shí)抗菌肽組肝胰臟 CAT 活力顯著高于對(duì)照組( P <0. 05) ,枯草芽孢桿菌組與對(duì)照組差異不顯著。圖 2 顯示,在養(yǎng)殖試驗(yàn)的 20 d,抗菌肽組頭腎 CAT 活力顯著高于對(duì)照組( P < 0. 05) ,而在40 d 和 60 d 時(shí)頭腎 CAT 活性抗菌肽組與對(duì)照組間差異不顯著( P >0. 05) ; 整個(gè)試驗(yàn)周期枯草芽孢桿菌組頭腎 CAT 活性與對(duì)照組間不存在顯著差異( P >0. 05) 。
2. 2. 2 不同飼料添加劑對(duì)花鱸肝胰臟、頭腎和鰓SOD 活性的影響
圖 3、圖 4、圖 5 是魚類主要免疫組織器官中SOD 在養(yǎng)殖周期中的變化趨勢(shì),從中可以看出,花鱸肝胰臟和鰓在養(yǎng)殖周期的 20 d 時(shí) SOD 活力抗菌肽組和枯草芽孢桿菌組均顯著高于對(duì)照組( P <0. 05) ,但到 60 d 時(shí)抗菌肽組和枯草芽孢桿菌組SOD 活力與對(duì)照組之間均不存在顯著差異 ( P >0. 05) ; 在頭腎中,20 d 時(shí) SOD 活力抗菌肽組顯著高于對(duì)照組( P <0. 05) ,但在后兩個(gè)階段其活力較對(duì)照組顯著下降( P <0. 05) ,而枯草芽孢桿菌組與對(duì)照組之間在 20 d 和 40 d 時(shí)均不存在顯著差異( P >0. 05) ,但在 60 d 時(shí)較之對(duì)照組顯著下降( P <0. 05) ; 脾臟中 SOD 活力在養(yǎng)殖試驗(yàn)的 20 d時(shí)抗菌肽組與對(duì)照組無顯著差異( P >0. 05) ,但在40 d 和 60 d 時(shí)抗菌肽組 SOD 活力較對(duì)照組均有顯著升高( P <0. 05) ,枯草芽孢桿菌組在 20 d 時(shí)與對(duì)照組無顯著差異,后又經(jīng)歷顯著升高和顯著下降兩種變化趨勢(shì)。
2. 2. 3 不同飼料添加劑對(duì)血清免疫指標(biāo)的影響
圖 6 和圖 7 是對(duì)花鱸血清重要免疫指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果。圖 6 顯示: 在養(yǎng)殖試驗(yàn)的 20 d 時(shí)血清 LSZ活力試驗(yàn)組顯著高于對(duì)照組( P <0. 05) ,40 天時(shí)試驗(yàn)組較對(duì)照組顯著下降( P <0. 05) ,但到 60 d 時(shí)與對(duì)照組間差異不顯著( P >0. 05) 。從圖 7 看出,整個(gè)養(yǎng)殖過程中血清 NOS 活力枯草芽孢桿菌組與對(duì)照組間不存在顯著差異( P > 0. 05) ,抗菌肽組在20 d時(shí)顯著高于對(duì)照組( P < 0. 05) ,但在后兩個(gè)階段與對(duì)照組間差異不顯著( P >0. 05) 。
3 討論
3. 1 不同飼料添加劑對(duì)花鱸生長(zhǎng)的影響
抗菌肽在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用顯示其對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用[8 -10],但溫劉發(fā)等[9]研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽制劑的使用對(duì)斷奶仔豬的增重?zé)o顯著影響,達(dá)到一定劑量甚至影響仔豬生長(zhǎng)。抗菌肽水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用研究也顯示,在一定添加水平范圍內(nèi),家蠅抗菌肽能顯著提高凡納濱對(duì)蝦( Litopenaeus vannamei)存活率、增重率、特定生長(zhǎng)率等[11],促進(jìn)羅非魚( Oreochromis niloticus × O. 1aureus) 幼魚生長(zhǎng)[2]。本研究中抗菌肽在飼料中的應(yīng)用對(duì)花鱸生長(zhǎng)和存活率均沒有顯著影響。在對(duì)益生菌的研究中: 華雪銘等[12]、劉波等[13]分別發(fā)現(xiàn)益生菌對(duì)暗紋東方鲀( Takifugu ob-scurus) 幼魚、地衣芽孢桿菌( Bacillus Lichenifonnis)對(duì)異育銀鯽( Carassius auratus gibelio) 的生長(zhǎng)有不同程度的促進(jìn)作用,而江萍等[14]發(fā)現(xiàn),飼料中添加0. 2% 的芽孢桿菌( Bacillaceae) ,網(wǎng)箱養(yǎng)殖鯉( Cypri-nus carpio) 的增重率和餌料利用率卻下降,其原因可能是該種微生態(tài)制劑不適應(yīng)鯉腸道特定的微生態(tài)條件。本研究亦顯示枯草芽孢桿菌的使用對(duì)花鱸生長(zhǎng)和存活均沒有顯著影響。以上研究結(jié)果的不一致性,說明養(yǎng)殖對(duì)象和種類的差異、益生菌種類的差異、養(yǎng)殖環(huán)境的差異均可能影響芽孢桿菌的應(yīng)用效果。
3. 2 不同飼料添加劑對(duì)花鱸非特異性免疫機(jī)能的影響
關(guān)鍵詞:區(qū)域天氣自動(dòng)站,資料,加工處理與應(yīng)用,影響的因素
贛南區(qū)域天氣自動(dòng)站網(wǎng)始建于2005年底,分三年時(shí)間建成,現(xiàn)有區(qū)域天氣自動(dòng)站300個(gè),其中6要素站3個(gè),4要素站244個(gè),2要素站53個(gè),分布于全市各鄉(xiāng)鎮(zhèn),另有大氣監(jiān)測(cè)自動(dòng)站18個(gè),平均網(wǎng)格約為11km*11km,基本滿足監(jiān)測(cè)中β尺度天氣系統(tǒng)布點(diǎn)(10km*10km)要求。因此,區(qū)域天氣自動(dòng)站網(wǎng)監(jiān)測(cè)資料對(duì)于中尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)有著十分廣泛的應(yīng)用。如贛州在20060726上猶五指峰特大暴雨、20090703崇義聶都特大暴雨等歷次氣象及其次生災(zāi)害的預(yù)警服務(wù)和防災(zāi)抗災(zāi)決策中起到至關(guān)重要的作用。。
1.區(qū)域天氣自動(dòng)站資料的加工處理
通過對(duì)區(qū)域天氣自動(dòng)站資料的收集整理,統(tǒng)計(jì)出某一時(shí)刻或某段時(shí)間內(nèi)氣象要素分布狀況、平均狀況和極值,并繪制離散離分布圖、格點(diǎn)分布圖。資料的讀取和加工處理均可通過編程來實(shí)現(xiàn)。繪制分布圖時(shí)應(yīng)疊加鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至村級(jí)區(qū)域圖。實(shí)踐中常用溫度和降水資料,而風(fēng)、壓、濕等因站點(diǎn)少、代表性差等原因很少進(jìn)行分析和應(yīng)用。
1.1統(tǒng)計(jì)表格
根據(jù)需要以表格的形式列出某時(shí)刻或某時(shí)段內(nèi)某區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)氣象要素實(shí)測(cè)值、平均值、極值。這是一種比較原始的應(yīng)用方式。只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行了一些加工,直觀性差,是一種離散性的表達(dá)。
1.2離散點(diǎn)分布圖
根據(jù)需要將某時(shí)刻或某時(shí)段內(nèi)某區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)氣象要素實(shí)測(cè)值或平均值或累計(jì)值在地圖上相應(yīng)位置上標(biāo)注出來,分析勾勒分析出等值線,以不同顏色的線條表示不同數(shù)值,并標(biāo)注極值。等值線值可以根據(jù)需要取值,溫度值可取偶數(shù)值等間隔值,降水可以按照1、5、10、20、50、100、250毫米取值。這是一種圖形化應(yīng)用方式,直觀性比較好。
MICAPS系統(tǒng)的相應(yīng)功能可以實(shí)現(xiàn)離散點(diǎn)分布圖的繪制,資料以第三類格式數(shù)據(jù)存放。
在實(shí)踐中可以通過編程來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、地理信息的定時(shí)自動(dòng)取值,并自動(dòng)調(diào)用MICAPS生成、保存不同時(shí)次、不同時(shí)間段的氣象要素值或累計(jì)量分布圖,再通過web方式供不同的用戶使用。
1.3格點(diǎn)分布圖
根據(jù)需要將某時(shí)刻或某時(shí)段內(nèi)某區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)氣象要素實(shí)測(cè)值或平均值或累計(jì)值與站點(diǎn)地理信息,建立統(tǒng)計(jì)學(xué)平面分布模型:對(duì)于某次過去的天氣過程的影響來說,某地的氣象要素值是確定的,且其分布也具有一定的規(guī)律性,即可用W(x,y)=F(x,y,z)來描述氣象要素沿地表的分布狀態(tài)。由于地表的不平坦性,模型中需要引入z坐標(biāo),表明氣象要素也受地表海拔高度變化影響,但z受x和y約束,即z=z(x,y),這樣,更能客觀地反映氣象要素沿地表的分布狀態(tài)。以此來計(jì)算格點(diǎn)處氣象要素值,標(biāo)注在地圖相應(yīng)位置上,分析勾勒出等值線,以不同顏色的線條表示不同數(shù)值,標(biāo)注極值。網(wǎng)格點(diǎn)可取1km、2km、5km、或10km,等值線值可以根據(jù)需要取值,溫度值可取偶數(shù)值等間隔值,降水可以按照1、5、10、20、50、100、250毫米取值。這是一種精細(xì)化圖形應(yīng)用方式,直觀性非常好,更能表達(dá)氣象要素的實(shí)際分布狀況。
MICAPS系統(tǒng)的相應(yīng)功能可以實(shí)現(xiàn)格點(diǎn)分布圖的繪制,并可用色標(biāo)來表達(dá)氣象要素的具體分布。資料以第四類格式數(shù)據(jù)存放。。
在實(shí)踐中需要建立格點(diǎn)處地理信息,通過編程來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、地理信息的定時(shí)自動(dòng)取值,并自動(dòng)調(diào)用MICAPS生成、保存不同時(shí)次、不同時(shí)間段的氣象要素值或累計(jì)量分布圖,再通過web方式供不同的用戶使用。
由于氣象要素沿地表分布的復(fù)雜性,真正的分布函數(shù)難以找到。因此,可以采用有限次冪多項(xiàng)式來模擬,即W(x,y)’=F(x,y,z)’=A+B1*X+B2*Y+B3*Z+C1*(X^2)+C2*(Y^2)+C3*(Z^2)+C4*(X*Y)
+ C5*(X*Z)+C6*(Y*Z)+D1*(X^3)+D2*(Y^3)+D3*(Z^3)+D4*(X^2*Y)+D5*(X^2*Z)+D6*(X*Y^2)+
D7*(X*Z^2)+D8*(Y^2*Z)+D9*(Y*Z^2)+……。
以最小二乘法的方法求解方程。確定最高次冪可以從低階到高階計(jì)算樣本殘差平方和與樣本方差的比值來確定,當(dāng)比值<=5%時(shí)可以認(rèn)為該次冪模擬函數(shù)能夠描述氣象要素的分布狀態(tài),不再繼續(xù)更高次冪函數(shù)的求解。
1.4色標(biāo)分布圖
建立全境范圍內(nèi)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)前述方式建立氣象要素模擬分布函數(shù),并規(guī)定不同區(qū)段要素值狀態(tài)用不同的顏色來表示(即色標(biāo)),以此來繪制分布圖,這樣可以相對(duì)連續(xù)地表達(dá)境內(nèi)各點(diǎn)的氣象要素分布。
實(shí)踐中由于要獲取全境內(nèi)地理信息十分困難,可以利用前述計(jì)算出的格點(diǎn)資料建立一個(gè)氣象要素的二維有限次冪多項(xiàng)式來模擬氣象要素的二維分布,即W(x,y)’=F(x,y)’=A+B1*X+B2*Y+B3*Z+
C1*(X^2)+C2*(Y^2)+C3*(X*Y)+D1*(X^3)+D2*(Y^3)+D3*(X^2*Y)+D4*(X*Y^2)+……。
方程求解和確定最高次冪的方法同前。
另外,還可用arcview來實(shí)現(xiàn)色標(biāo)分布圖的繪制。
1.5格點(diǎn)流場(chǎng)圖
將站點(diǎn)風(fēng)資料分解成U、V方向分量,再按1.3方法分別建立分布模型,計(jì)算格點(diǎn)U、V分量值,調(diào)用MICAPS系統(tǒng)的相應(yīng)功能實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)分析,資料以第十一類數(shù)據(jù)格式存放。
2.區(qū)域天氣自動(dòng)站資料的應(yīng)用
區(qū)域天氣自動(dòng)站資料在中小尺度天氣監(jiān)測(cè)、短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警、決策氣象服務(wù)、災(zāi)害評(píng)估、人工增雨效果檢驗(yàn)等方面具有廣泛的應(yīng)用。
2.1中小尺度天氣的監(jiān)測(cè)
贛南暴雨洪澇、地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、局部性明顯的特征,是典型的中小尺度天氣系統(tǒng)造成的。區(qū)域天氣自動(dòng)站布點(diǎn)廣泛,網(wǎng)格大小達(dá)到了11km*11km,資料獲取時(shí)間間隔達(dá)到了每5分鐘一次,從空間和時(shí)間尺度上基本具備了對(duì)中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)能力,由于區(qū)域天氣自動(dòng)站網(wǎng)資料的實(shí)時(shí)性和圖形化,可以較為直觀地鎖定中小尺度天氣系統(tǒng)的空間位置及強(qiáng)度,通過不同時(shí)次的探測(cè)資料,全程監(jiān)測(cè)中小尺度天氣系統(tǒng)的演變。
2.2短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警
根據(jù)不同時(shí)次、不同時(shí)間段氣象要素值或累計(jì)值的分布特點(diǎn)及流場(chǎng)特征,判斷中小尺度天氣系統(tǒng)的位置、移動(dòng)、范圍及強(qiáng)度變化,以此預(yù)測(cè)未來系統(tǒng)演變的趨勢(shì),并作出較為精細(xì)化的短時(shí)臨近預(yù)報(bào),對(duì)于較強(qiáng)烈的天氣可以及時(shí)就影響時(shí)間、影響范圍、影響強(qiáng)度作出預(yù)警。在實(shí)踐中可以通過對(duì)不同時(shí)次、不同時(shí)段的氣象要素值或累計(jì)值(主要是降水)分布的比較,結(jié)合雷達(dá)回波、衛(wèi)星云圖資料,來判定生成、發(fā)展、移動(dòng)及消亡趨勢(shì)。
2.3精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)
可以象天氣圖一樣在精細(xì)化業(yè)務(wù)中應(yīng)用區(qū)域天氣自動(dòng)站資料。利用氣象要素值或累計(jì)值分布圖為依據(jù),制作區(qū)域內(nèi)任何點(diǎn)未來某一時(shí)段內(nèi)氣象要素值或累計(jì)值預(yù)報(bào),并根據(jù)未來時(shí)間段資料對(duì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。實(shí)踐中必須在充分考慮天氣圖、數(shù)值預(yù)報(bào)、衛(wèi)星云圖等資料的前提下,作出總體的天氣趨勢(shì)預(yù)報(bào),再結(jié)合區(qū)域天氣自動(dòng)站資料進(jìn)行空間點(diǎn)上的精細(xì)化預(yù)報(bào)。
2.4公共氣象服務(wù)
利用區(qū)域天氣自動(dòng)站資料的分布圖,可以直觀地了解各地氣象要素值或累計(jì)值的分布,結(jié)合暴雨型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、山塘水庫(kù)隱患點(diǎn)、江(堤)防隱患點(diǎn)、農(nóng)作物種植分布區(qū)域、人員密集場(chǎng)所分布就可以提出具有針對(duì)性的防范措施和建議,供政府決策參考,聯(lián)合相關(guān)部門開展有針對(duì)性的暴雨型地質(zhì)災(zāi)害、山洪災(zāi)害、作物凍害、電(通信)網(wǎng)冰災(zāi)等預(yù)警業(yè)務(wù)。如強(qiáng)降水區(qū)與暴雨型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、山塘水庫(kù)隱患點(diǎn)、江(堤)防隱患點(diǎn)重合,則可能需要對(duì)隱患點(diǎn)進(jìn)行搶險(xiǎn)、救災(zāi),并疏散轉(zhuǎn)移群眾;組織轉(zhuǎn)移強(qiáng)降水下游區(qū)域群眾,并對(duì)隱患點(diǎn)進(jìn)行加固、除險(xiǎn)。如強(qiáng)降溫區(qū)或低溫區(qū)與某作物種植區(qū)重合,則該種植區(qū)應(yīng)當(dāng)采取增溫保溫或其他救災(zāi)措施。由此制作而成的決策氣象服務(wù)材料也更具直觀性和觀賞性。
2.5氣象災(zāi)害評(píng)估
利用區(qū)域天氣自動(dòng)站資料分布圖,結(jié)合暴雨型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、山塘水庫(kù)隱患點(diǎn)、江(堤)防隱患點(diǎn)、農(nóng)作物種植分布區(qū)域、人員密集場(chǎng)所分布等資料,可以確定氣象災(zāi)害的地點(diǎn)、區(qū)域、范圍和強(qiáng)度,并對(duì)可能造成或已經(jīng)造成的災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估。
2.6人工增雨作業(yè)效益評(píng)估
人工增雨作業(yè)效益的評(píng)估,需要確定兩個(gè)數(shù)據(jù),一個(gè)是人工增雨作業(yè)的影響區(qū)域,一個(gè)是人工增雨作業(yè)影響區(qū)的自然降水。根據(jù)有關(guān)研究,一次火箭或高炮地面作業(yè)影響范圍約為300平方公里、兩頭為半圓、中間為矩形的區(qū)域,走向?yàn)橐龑?dǎo)氣流的方向。我們可以利用該次人工增雨作業(yè)影響區(qū)域外的站點(diǎn)建立降水分布模型,以此計(jì)算出該區(qū)域內(nèi)降水為自然降水,再與該區(qū)域內(nèi)實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較后,計(jì)算出區(qū)域內(nèi)增雨量和直接經(jīng)濟(jì)效益。。當(dāng)然也可以分別用全境內(nèi)站點(diǎn)資料、不含人工增雨作業(yè)影響區(qū)站點(diǎn)資料建立降水分布模型,分別計(jì)算區(qū)域內(nèi)實(shí)測(cè)降水和自然降水,比較后計(jì)算出區(qū)域內(nèi)增雨量和直接經(jīng)濟(jì)效益。
2.7氣候區(qū)劃和氣象災(zāi)害評(píng)估
針對(duì)某種需要(作物種植、資源利用、災(zāi)害防御等),利用arcview將地理信息與區(qū)域天氣自動(dòng)站歷史資料結(jié)合起來,進(jìn)行氣候區(qū)劃和氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
3.影響區(qū)域天氣自動(dòng)站資料使用的因素
由于區(qū)域天氣自動(dòng)站遠(yuǎn)離臺(tái)站的客觀,決定了有許多影響區(qū)域天氣自動(dòng)站資料使用的因素存在。
3.1供電
電源是區(qū)域天氣自動(dòng)站運(yùn)行的基礎(chǔ)前提。我市所有區(qū)域天氣自動(dòng)站均為太陽(yáng)能電源,當(dāng)遇有長(zhǎng)時(shí)間的連陰雨天氣時(shí),太陽(yáng)能采集器不能吸收太陽(yáng)能,蓄電池儲(chǔ)能不足以保證對(duì)數(shù)據(jù)的采集和傳輸。
解決供電問題的方法有:一是將單一太陽(yáng)能電源改為太陽(yáng)能電源加市電供電,優(yōu)先采用太陽(yáng)能供電,當(dāng)蓄電池電壓不足時(shí),自動(dòng)啟用市電供電;二是儲(chǔ)備一定數(shù)量蓄電池,規(guī)定連陰雨達(dá)多天后及時(shí)更換蓄電池,保證在用設(shè)備蓄電池電量充足。
3.2數(shù)據(jù)傳輸
數(shù)據(jù)傳輸是區(qū)域天氣自動(dòng)站資料匯集的關(guān)鍵。我市區(qū)域天氣自動(dòng)站均通過gprs/gsm方式將區(qū)域天氣自動(dòng)站采集的資料傳輸?shù)街行恼尽.?dāng)區(qū)域天氣自動(dòng)站處于比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)時(shí),gprs/gsm信號(hào)可能覆蓋不到或者信號(hào)強(qiáng)度比較弱,影響數(shù)據(jù)的傳輸。另外,當(dāng)未及時(shí)繳納通信費(fèi)時(shí),通信企業(yè)將關(guān)停未繳費(fèi)站點(diǎn)的通信功能,造成數(shù)據(jù)傳輸中斷。
解決數(shù)據(jù)傳輸問題的方法有:一是把站點(diǎn)調(diào)整到gprs/gsm信號(hào)能夠覆蓋的地區(qū),或者請(qǐng)求通信企業(yè)加強(qiáng)某些方向的gprs/gsm信號(hào),二是及時(shí)繳納通信費(fèi)用。
3.3數(shù)據(jù)的精度
區(qū)域天氣自動(dòng)站在自身性能上與大監(jiān)站有一定差距,主要表現(xiàn)在傳感器的分辨能力與穩(wěn)定性上。在業(yè)務(wù)運(yùn)行中,也沒有對(duì)在用區(qū)域天氣自動(dòng)站進(jìn)行強(qiáng)制性檢定的規(guī)定,器差得不到訂正;區(qū)域天氣自動(dòng)站遠(yuǎn)離臺(tái)站,日常維護(hù)不到位,影響了傳感器的靈敏度,特別是降水,誤差更大;另外,設(shè)備安裝不規(guī)范,也造成探測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的問題。這些都是造成區(qū)域天氣自動(dòng)站探測(cè)資料的系統(tǒng)性誤差的原因,導(dǎo)致區(qū)域天氣自動(dòng)站探測(cè)資料的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性得不到保證。
解決數(shù)據(jù)精度問題,可以從以下幾方面入手,來消除資料的系統(tǒng)性和隨機(jī)性誤差:一是從設(shè)備選型上,要選用經(jīng)過認(rèn)證和實(shí)踐證明,具有高可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性產(chǎn)品;二是對(duì)在線區(qū)域天氣自動(dòng)站進(jìn)行強(qiáng)制性檢定,規(guī)定每?jī)赡甓ㄆ跈z定一次;三是規(guī)范日常維護(hù)制度,要求每月至少進(jìn)行一次區(qū)域天氣自動(dòng)站的巡查維護(hù);四是規(guī)范區(qū)域天氣自動(dòng)站點(diǎn)的選定和安裝。
3.4站點(diǎn)的設(shè)置
區(qū)域天氣自動(dòng)站多選擇在鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地,站點(diǎn)網(wǎng)格不規(guī)則,在人煙稀少的山區(qū)網(wǎng)格間距過大,特別是在高海拔大山缺少站點(diǎn),使得資料不能完整、真實(shí)地反映氣象要素沿地表的分布狀態(tài),氣象要素沿高山的分布規(guī)律也難以總結(jié)。
為增強(qiáng)對(duì)中尺度暴雨天氣和高山小氣候監(jiān)測(cè)能力,今后在新增站點(diǎn)布設(shè)時(shí)盡量考慮網(wǎng)格的規(guī)則性,在西部、南部和東北部三個(gè)暴雨天氣敏感區(qū)加密布設(shè),并選擇若干高山每200米海拔高度間隔布設(shè)站點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】金屬材料;航天領(lǐng)域;熱處理;應(yīng)用
1前言
航天技術(shù)的發(fā)展不僅帶動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而且還提高人民生活質(zhì)量,增強(qiáng)我國(guó)國(guó)防力量,當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化,信息交往、各地之間業(yè)務(wù)往來,通信、交通等等都離不開航天技術(shù)所帶來的科技成果。金屬材料是我國(guó)航天領(lǐng)域發(fā)展不可或缺的材料,它比其他分子材料硬度高,耐熱性能好,與無機(jī)非金屬材料相比,金屬材料有具有很好的韌性,因此在我國(guó)航天領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,為了更加了解用于航天技術(shù)的金屬材料,本文選擇了幾種常見的金屬進(jìn)行講述其在航天領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用以及相應(yīng)的熱處理工藝。
2鋁合金
2.1鋁合金在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
鋁合金材料是航天領(lǐng)域用量最大的金屬材料,隨著科技的發(fā)展,各種復(fù)合材料都在不斷的發(fā)展,其性能也是優(yōu)越與一般金屬材料,雖然如此,但在航天領(lǐng)域鋁合金的使用依然占有很大比例,鋁合金具有優(yōu)越的耐磨性以及良好的抗撞擊性能總體性能優(yōu)越于一般金屬材料,,并且價(jià)格便宜,一般在航天領(lǐng)域的承載結(jié)構(gòu)中都使用鋁合金比如一些承載壁板,艙體結(jié)構(gòu)等。所以在航天領(lǐng)域具有很大的用處。
2.2鋁合金的熱處理工藝
在我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的前提下,航天技術(shù)對(duì)鋁合金的要求越來越嚴(yán)格,如何提高鋁合金的綜合性能是非常重要的任務(wù)之一,在研究過程中一方面是設(shè)計(jì)新型合金,一方面是對(duì)其熱處理的更新,利用先進(jìn)技術(shù)通過對(duì)鋁合金加熱處理,使得在高溫環(huán)境下變形,在經(jīng)過擠壓,使得鋁合金內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)更加緊密化,內(nèi)部的結(jié)晶程度更高,從而使得鋁合金在應(yīng)用中綜合性能更加優(yōu)秀。
3鈦合金
3.1鈦合金在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
鈦合金在航天領(lǐng)域中具有很多用處,他與一般金屬相比,具有耐高溫、耐磨性能強(qiáng),抗疲勞性能等優(yōu)點(diǎn),一般在航天領(lǐng)域中,鈦合金運(yùn)用于機(jī)艙的主承力結(jié)構(gòu),壓氣機(jī)葉片等等,在鈦合金的試用下,無論是高溫環(huán)境,還是超低溫環(huán)境都能保證長(zhǎng)時(shí)間持久的工作。因此隨著航天領(lǐng)域科技的不斷發(fā)展,鈦合金的使用量也是逐漸增多,是具有前景的一種金屬材料。
3.2鈦合金的熱處理工藝
鈦合金的熱處理工藝十分復(fù)雜,根據(jù)航天領(lǐng)域的不同需求,鈦合金的熱處理工藝也就不同,比如普通退火會(huì)使得鈦合金內(nèi)部的可塑性變高但與此同時(shí)也使得其強(qiáng)度變小,一般適用于一些飛行機(jī)器的零件,再比如雙重退火,其工藝應(yīng)用相比較而言稍微麻煩,處理之后的鈦合金硬度會(huì)升高,但其可塑性相對(duì)降低,適用于需求較高的飛行零件。鈦合金的熱處理工藝還包括等溫退火和固溶時(shí)效,根據(jù)航天領(lǐng)域不同需求以及應(yīng)用的不同領(lǐng)域,來選擇不同的熱處理工藝。
4超高強(qiáng)度鋼
4.1超高強(qiáng)度鋼在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
超高強(qiáng)度鋼具有很強(qiáng)的硬度及韌性,正因?yàn)槠湫阅芤彩沟迷摻饘僭诤教祛I(lǐng)域的應(yīng)用量保持持續(xù)上升,一般該金屬適用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體,飛行裝備的推動(dòng)器等所需高硬度的地方,正因如此對(duì)于在這種高壓強(qiáng)度下的金屬材料,其耐腐蝕性成為審核金屬實(shí)用性的一項(xiàng)重大指標(biāo),如何提高超高強(qiáng)度鋼的韌性是當(dāng)前研究金屬工藝的重要課題。
4.2超高強(qiáng)度鋼的熱處理工藝
一般超高強(qiáng)度鋼都應(yīng)保持其高強(qiáng)度的特性,針對(duì)該金屬材料進(jìn)行熱處理時(shí)一般先進(jìn)行淬火,在960度左右的高溫下進(jìn)行淬取,使其內(nèi)部的含碳量降至最低,然后進(jìn)行低溫回火,提高材料的強(qiáng)度,隨著科技的發(fā)展,在高強(qiáng)度鋼的熱處理工藝中也有先進(jìn)的技術(shù)提高金屬的性能,比如奧氏體加工、馬氏加工,誘發(fā)相變等等。在經(jīng)過熱處理后的金屬一般適用于機(jī)器的整體構(gòu)架,高強(qiáng)度的零件等等。
5鎂合金
5.1鎂金屬材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
鎂金屬材料在航天領(lǐng)域具有自身獨(dú)特的性能良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能以及對(duì)電磁的屏蔽性能使得鎂金屬在眾多金屬材料中脫穎而出,但鎂金屬卻又一定的缺陷,那就是不耐腐蝕,也正是因?yàn)樵撊秉c(diǎn)使得鎂金屬在應(yīng)用當(dāng)中,一些領(lǐng)域不能涉及當(dāng)中,比如產(chǎn)品的儲(chǔ)存、產(chǎn)品出制造都會(huì)帶來影響,鎂金屬適用于工藝復(fù)雜的大型鑄件,是我國(guó)金屬材料航天領(lǐng)域非常重要的文件,比如通信衛(wèi)星所使用的天線等等。
5.2鎂金屬材料的熱處理工藝
鎂金屬材料的處理工藝非常復(fù)雜,根據(jù)所需性能的不同其熱處理的加工工藝也就不同。一般鎂金屬的處理分為退火和固溶時(shí)效兩大類。在實(shí)際應(yīng)用中不同的淬火能力會(huì)使鎂金屬的性能得到不同程度的增減,從而應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。
6結(jié)語
我國(guó)航天技術(shù)的飛速發(fā)展,使得我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平并不斷提高,人民生活水平得到翻天覆地的變化,軍事力量也躋身進(jìn)入世界前列,是我國(guó)國(guó)防實(shí)力的一大利器,由此可見航天技術(shù)的重要性,本文講述了關(guān)于航天領(lǐng)域的幾種金屬,以及其性能,作用等等,隨著科技的發(fā)展,航天技術(shù)的不斷提高,我們應(yīng)研發(fā)更加適合航天技術(shù)的金屬材料,比如金屬間化合物、高溫合金等等,使得我國(guó)真正成為航天大國(guó),實(shí)現(xiàn)中國(guó)的偉大復(fù)興。
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