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一杯咖啡的故事丨第二十三至二十五期回顾(谭慧俊、安鲁陵、张大林)

时间:2021-06-17来源:澳门十大网上投注平台点击:216

轻呷一缕醇香

畅谈科技创新

细品百味人生

漫话学习甘乐

良辰如是,岁岁话藻

漫谈如梦未来

轻呷的不仅是一杯杯咖啡

更是良师益友经历的人生百味

一杯咖啡,一段心的交流



.谭慧俊



68日,航空发动机专家谭慧俊教授做客一杯咖啡的故事,为同学们带来了题为《气动与性能——航空发动机的基因》的报告,谭教授用生动形象的语言向学生们介绍了航空发动机相关的专业知识,让现场的同学们受益匪浅。



一、航空发动机与飞机

谭教授谈到,航空发动机是飞机革新的决定性因素,而气动与性能是决定航空发动机布局形式和性能特征的最内在的本质因素,紧接着谭教授向同学们科普了航空发动机发展的几个重要阶段:

1、无动力滑翔时代:无动力滑翔指飞行器依靠初始的动能或者势能从而完成短距离飞行;

2、活塞发动机时代:活塞发动机是最早期的飞机发动机,具有尺寸大、功率密度小、阻力大、飞行速度低等特点;

3、涡轮喷气发动机时代:涡轮喷气发动机的飞行速度高,能够突破音障,单位面积的推力大大提高,但涡轮喷气发动机也存在耗油率高作战半径小的缺点。而涡扇发动机能够很好的解决涡轮发动机大量热能被空气带走从而导致能量浪费的问题。涡扇发动机的经济性高、机动能力强、隐身性能好、能够实现超音速巡航,但是涡扇发动机由于空气进气量方面的需求,对材料的强度要求高、制造难度大。



4.多元动力时代:新时代对飞行器的飞行速度和经济性提出了更高的要求,也就对发动机提出了更高的要求。新时代出现了组合发动机,能够实现高超声速的飞行。此外,还出现了混电/纯电发动机,可以提高对能源的利用效率,从而提高飞行器的经济性。



二、 气动性能与航空发动机

谭教授介绍道,航空发动机的工作介质是气体,不同的航空发动机最本质的区别即为气流的组织和热力循环过程。活塞发动机间隔进气,通过燃烧压缩气体做功;涡喷发动机连续进气,大大提高发动机的做功能力;涡扇发动机则采用外涵进气加利用风扇的方式提高能源利用效率;垂直起降发动机、矢量发动机等等均在气动和热力循环方向有革新,从而能够满足飞行器多种多样的需求。



三、 学习挑战

接着谭教授向我们介绍了能源与动力学院的知识与能力培养体系。大一、大二年级中,学生主要是对工科基本学科内容的学习,打好高等数学、工程图学、理论力学等基础学科的基础,为将来的专业学习和能力培养打下坚实基础;而我们所研究的航空发动机内部存在高温、旋转等复杂的物理场景,这就要求同学们完成工程热力学、工程流体力学、传热学、材料力学等学科的学习;在实践训练方面,学院有工程训练、基础科研能力训练、航空发动机数值计算与实践等丰富的内容。

在航空发动机研究领域,未来同学们的研究方向主要是新型动力系统,如变循环发动机、高超声速组合发动机、高超声速遇冷发动机、连续爆震发动机、跨介质推进系统、分布式推进系统、混电/纯电推进系统等等。



四、南航气动性能的特色

能源与动力学院的内流与叶轮机械系伴随南航而生,张世英、彭成一、郭荣伟等著名学者曾在本系任职,现有教师30人,博士生导师6人,硕士生导师27人,曾获国家科技进步奖二等奖两项、省部级一等奖四项。

五、结束语

气动与性能是航空发动机研制的先行官,也是动力系统研制必须首先突破的第一道屏障,也是创新设计的主要来源,并且该方向涉及到航空发动机的总体气动、压气机、涡轮、进排气、实验等部件,整体来看地位关键、创新机会多、专业选择面宽。


师生问答


Q:面对人工智能和大数据的崛起,谭教授您觉得飞行器动力工程专业将来会发生怎样的变化,未来的就业前景怎么样呢?


  



A:人工智能和大数据一定会对我们这个专业产生深远的影响,主要会使我们的生产决策等更加智能化。目前我国高度重视航空航天事业的发展,大力发展自主创新,未来的就业前景一定会越来越好。


学生留言


谭老师的介绍,清晰地点明了航空发动机与飞机的联系,让我们了解了飞行器动力工程专业的知识与能力体系和将来学习会遇到的挑战,但同时也让我们坚定了信心,未来专业的发展一定会越来越好。

 ——182010505顾刘远奕

老师生动地讲述了发动机气动方面的有关知识,我对于飞行器的“心脏”有了全面的认识,也对发动机技术产生了兴趣,希望国家的航空发动机事业越来越好。

 ——张晋素





.安鲁陵



610日下午,我校航空宇航制造工程学科教授、博士生导师安鲁陵教授做客“一杯咖啡的故事”系列活动。作为飞行器制造方面的专家,安教授的讲述为即将进行专业分流的2020级航空航天类学生提出了很多具有指导性的建议。



  


飞机制造是一门高技术。”安老师首先开门见山,以飞行器制造的过程为主线提出了自己的见解。在飞行器制造过程中,所涉及的学科和技术十分繁杂:材料制备方面,牵涉到了冶金、碳纤维、树脂等工程领域;而零件制造的过程,也包含切削(数控加工)及精确成型等复杂技术,可以分为减材制造、等材制造、增材制造(三维打印)……此外还有工艺装备的设计和制造、部装和总装等一系列步骤,这整套复杂的流程充分体现了飞机制造的复杂性、多元性、兼容性、学科交叉性。安老师还借此勉励同学们:打好基础,把基础课学好,才能在我们的领域展开更加深入的研究。




紧接着,安老师又谈起了学习生活,并把现阶段同学们的学习生活与他自己读书时的学习生活做了对比。在那个年代,为建成现代化国家而学习是每个大学生的情怀,同学们都心怀理想,课余时间也没有太多的娱乐,踢球、看书等活动是为数不多的放松。安老师感叹说,现在同学们的大学生活更加丰富多彩,能够接触到的东西也更多。在享受美好校园生活的同时,我们也应该抵制住很多外在的诱惑,明确自己的理想和定位,向善向上,奋发图强,这样才能有所作为。



而在讲述结束后的提问环节,安老师鼓励大家,“不要害羞,有什么话大胆说”,并且给出了自己的经验之谈。在大学生活中,与人交往、在众人面前发言,这些是不可避免的,害羞也是需要去克服的。积极主动地与人交流,打开话匣子,才能克服恐惧心理,在语言表达、与人交流等方面做到得心应手,无所畏惧。


师生问答


Q1:老师,您提到给飞机“减肥”是一项很有难度的工作,能说说主要的难点在哪里吗?现在又有什么成熟的解决方案呢?


A:这是一个很复杂的问题。举个例子,在进行飞行器零件设计的时候,目前技术上设计所能达到重量上限就是25公斤。但是总体对该零件的要求是23公斤,但对于你的设计,已经做到极限了,该怎么办?换种材料,有可能会发现新的问题,比如强度不够,耐高温性不足等;换一种设计构型,新设计也许又有着别的缺点,甚至有可能存在致命缺陷而不能被采用,这样一来二去就非常费工夫。而且某个地方减轻了,飞行器的质量分布就会发生变化,重心位置也就改变了,容易导致飞行不稳定。每次遇上类似问题都要花很多时间去解决,问题的复杂程度决定了要找到成熟的、系统的解决方案非常费力。每减掉一公斤,甚至一克都是异常艰难的,因此飞行器减重是一个需要持续研究、深挖的课题。



Q2:请问老师,我们在飞行器制造工程专业研究生毕业之后能做什么样的工作呢?


A:可以做的事情很多,去研究所或飞机制造厂,成为研究人员、工程师都是可以的;也可以从事飞机结构设计工作,甚至当总师都是有可能的,因为能更多的从制造的角度来思考飞行器怎么去设计,这也是不错的思路。要补充的一点是,学什么和干什么,本质上没有什么必然的联系——知识都是相通的,你现在学到的知识,在很多领域有着广泛的应用。就业的时候也不是只求专业对口,个人性格、志趣专长等因素也十分重要。


学生留言

在老师的讲解之下,我初步理解了飞行器制造专业的一些相关情况。老师用自己的人生经历,教会了我们很多人生哲理。

 ——182011716 曹宸玮


安老师很和蔼,精心准备了有关飞制的专业介绍,让我对飞制未来的学习和就业方向有了初步了解,很喜欢安老师讲的故事。

 ——182011923 程扬





.张大林



610日下午,南京航空航天大学人机与环境工程系教授、博士生导师张大林做客“一杯咖啡的故事”——专业文化节专场活动,与长空学子就飞行器环境控制与生命保障专业进行了面对面交流。

首先,张老师介绍了飞行器环境与生命保障工程专业的主要研究方向。飞行器环境与生命保障工程专业是一门综合性学科,课程较多,研究方向也较广,其中一个主要的研究问题是降温和散热——以一杯咖啡为例,如何使这杯咖啡快速、有效的降温?降温的基本原理和方法是什么?这是飞环专业的一个重要研究方向。



其后张老师提到,散热是一个热门问题,也可以说是万金油,哪怕中兴、华为等公司的电子器件也离不开散热。但是应用容易,想要在这个领域有所突破却很难。飞机在高空中翱翔时,压力、氧气含量、温度、客机舒适度、逃生弹射等都会影响飞机的性能,因而这些都是飞行器环境与生命工程的研究范围。目前飞行器环境与生命保障工程专业的发展方向从军用转向民用方面,完善现有体系,掌握关键技术,不再让外国“卡脖子”。



面对当下同学们关心的问题,张老师就高效学习提出了自己的见解,“学习与专业、成就没有太大关系,主要在于形成一套属于自己的学习方法,这个方法甚至也可以用在人际关系中。如果实验数据与书上一样,要思考为什么一样,换个条件会怎样?对公式的理解到什么程度?公式与现实的物理过程间有什么关系?举一反三,多思多做,学习生才会有趣味。”


师生问答


Q1:请问教授,人工智能在飞行器环境与生命保障工程中是如何体现的?


A1:人工智能是工具。通过人工智能可以进行点对点的分析,在飞行器环境控制与生命保障领域,我们可以通过优化算法调节温度、湿度和噪声等环境因素,从而使飞行员和乘客处在一个舒适的环境中,方便人们休息和工作。




Q2:面对日后的学习阶段,教授可否透露一下,研究生与博士生是如何做课题的呢?


A2:在我看来,深度研读是为了更好地做研究而不是为了找一个更好的工作,读研要有为家庭、为社会和为国家做事的情怀。研究生做课题是由老师给出方向、预期等,只需要会做;而博士生是由老师给出一个想法,由博士生自己钻研。读研要有悟性,不止弯道超车,还要有能换车道的悟性,同学们在平时的学习生活中应该注意培养。



学生留言


在和老师的交流中学习到了很多,对自己的学业及今后的科研生活有了更清晰的认识 。

 ——182011303王许睿


君子怀幽趣,谦恭礼乐才。

 ——182010403