[学习记录]脱下老总帽，争当小学生[八]
上午 军民融合发展创新型高端装备制造业
董申，哈尔滨工业大学精密工程研究所名誉所长、教授、博士生导师
董老师已经79岁，但却精神饱满，声音宏亮，上课一定是要站着。特别的是，因为这堂课里面的一些内容，对他也比较新，他做了好多页纸的小抄在手边，随时供他查阅和提示，这种治学严谨的精神，实在令人敬佩。
（1）战争形态的变化
21世纪掌握制网络权与19世纪掌握制海权、20世纪掌握制空权一样具有决定意义。
全球第一次网络战：
（2）技术形态的军民通用化
美国国防部和商业部开发的关键技术重叠率达80%-90%;
电磁脉冲武器—--第二原子弹
（3）经济形态的市场化
（4）现在国家安全概念的复杂化
1.3 为何成立专门机构
（1）从国防安全看必须设立一个专门机构
-现实的国防安全
-基础...
（2）从国家发展看应设立一个专门机构
二、美国军民融合的借鉴
2.1 美国军事工业的形成
2.2.1 形成和成长期（1945年-1960年）
（1）国防销售额向大公司集中;
（2）强化先进技术;
（3）成本、进度和性能目标难以完成;
（4）武器系统价格并非由市场竞争所决定;
（5）政府具有买方独家垄断的权力。
2.2.2 成熟期（1961年-1990年）
（1）国防与商业业务的分享;
（2）公司扩大国外军品的销售，减少对国防合同的依赖;
（3）国防公司在华尔街的价值削弱;
（4）公司致力于提高财物效益和为投资者谋取利益
（5）工业重组和并购开始
2.2.3 调整重组期（1991-2007）
（1）电子产业在军事工业中的核心地位获得共识; （之前80%的电子元器件来自于日本）
（2）大力发展军民两用技术;
（3）联合、并购打造世界级国防工业巨人;
2002年美国形成五大军工巨头：
洛克希德.马丁;波音公司;诺斯普罗.格鲁曼公司;通用动力公司;雷神公司;
2.2 美国军事工业的现状与未来
六大块：兵器、航空、航天、核、舰、军用电子;
小的公司更加突出专业化，“专、精、特、新”的方向发展;
2.3 从DARPA看美国的军民融合
（1）美国国防部高级研究计划局，DARPA
（2）DARPA的任务与宗旨
（3）DARPA的组织管理模式
1）高效的组织架构
2）高度的授权机制
3）灵活的项目团队
快速轻量自主;机械天线;机械牛;
（4）颠覆性技术简介
克莱顿·克里斯滕森的颠覆性技术概念是1995年在商业创新背景下提出的，他认为，颠覆性技术是指这样一类技术：它们往往从低端或边缘市场切入，以简单、方便、便宜为初始阶段特征，随着性能与功能的不断改进与完善，最终取代已有技术，开辟出新市场，形成新的价值体系。
（b）六大颠覆性技术：超材料与表面等离激元学;量子信息与控制技术;认知神经学;纳米科学与纳米工艺;合成生物学;人类行业的计算模型
颠覆性应用前景;核心能力;重大突破;主要挑战;从事相关研究机构有：（IBM、DARPA、中国科技大学、洛马、日本NTT公司）;
基本特征：（1）前瞻性;（2）超越性;（3）时效性（4）不确定性
2.4 美国国防部创新实验单元（DIUx）
3.高端装备制造业的重要性
3.2 航空装备制造业
3.2.1 飞机制造
（1）高技术含量
（2）高效益
（3）高投入
（4）高风险：大飞机在批产第400架，才能赚回投资;市场竞争激烈
3.2.2 航空发动机
涡轮发动机; 推重比=发动机推力/发动机重量
冲压飞动机：涵道比;
为什么发动机难？
总共有4000片页片左右;燃烧时的温度大概是1800度左右，
钛铝单晶合金叶片：南京的大学，陈光发明的页片，使用温度从650度到900度以上;
3.3 卫星及其应用产业
中国航天创新是逼出来的。
大型真空容器：哈工大做的;
精确打击是现代高技术局部战争的关键技术之一;
导弹制导方式：
北斗导航系统：落后的地方：原子钟;
3.4 轨道交通装备制造业
引进—— 消化吸引 — — 再创新模式
牵引系统 — 电弓;
转向架 — 国轴;
无砟轨道;
复兴号高铁;
3.5 海洋工程装备制造业
南海填海造岛;世界最大自航铰吸挖泥船。
海洋工程航线：蓝鲸一号;
蛟龙号载人潜水器;最深的可以载人作业的潜水器;
我国新一代远洋航天测量船;远望7号船正式入列;
高端装备制造业未来发展趋势
4.1 绿色制造
4.2 全球能源消耗格局
（1）可再生能源
（2）核能（华龙一号）
高温气准予堆核电站;6年停堆检修一次;
（3）摩擦纳米发电机：王中林;
（4）可燃冰：天然可燃冰，是甲烷气体的水合物。意义：a.对中国能源安全;b开采清洁能源;c
（5）极端制造：
极大：世界最大单口径射电望远镜;（1）大、活、轻、精
哈工大三位成员：
极小极轻（昆虫复眼）：成功开发复眼光学探测系统;房丰洲;现代战机头盔显示系统;
惯性约束聚变点火工程;极高温度;极小空间;极大压力;极短时间;
磁约束聚变点火工程;
4.3 融合制造：远场光学纳米显微镜;碳时代（材料）;生活（病毒电池）;含有活细胞的机器鱼;3D打印活器脏;信息（量子计算机），超导线圈量子计算机;量子纠缠千里分发;
大脑计划;类脑计算机：沃森机器人;
下午 金属基复合材料应用研究进展与展望
武高辉， 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院教授，博士生导师
一、绪论
工业 1.0：蒸汽机，1788年，是由瓦特将直线运动变成圆周运动;欧洲工业技术的发展，与专利保护有直接关系。
工业 2.0：锅炉，锅炉驱动发电机。
工业 3.0：将原子排列成金刚石;材料基因组计划，奥巴马批准。
工业 4.0：
复合材料起源
什么叫金属基复合材料？
为什么要研究金属基复合材料？
碳纤维增强复合材料是一种优异的空间材料;
可精密加工、导热....
二、金属基复合材料的发展历程
丰田公司造汽车时就考虑了汽车的回收;
金属基复合材料应用领域
在波音787上面，金属基复合材料都用在非常特殊的地方，不可替代;
金属基复合材料的分类：
按照基体分铝基、镁基、钛基（未来发展前景会很好，飞机上面的承载结果，必须用钛;缺点：导热率低，抗高速撞击下不行）、镍基、铜基
按材料特性分类：结构;功能;智能;
按照增强体分类：连续增强型;非连续增强型;弥散增强型;
三、国内金属基复合材料研究概况
国内总体发展缓慢，受三个因素制约：
1.高品质的材料制备技术
2.材料设计：以设计者（用户）为中心的观念;以使用性能为目标的材料;
3.成本：工艺成本;加工成本;材料成品率—制备的基础和技术问题;
4.需求牵引：与工业技术发展水平相匹配。
汇报内容：
1.我们已经做了什么？
2.我们还能做什么？
1.我们已经做了叙？
国内第一篇金属复合材料论文：77级本科毕业生;
一、SiC/A1复合材料系列化应用
（1）仪表级Sic/Al复合材料应用：小型陀螺仪;红红反射镜;
（2）减重：通过设计思路减重;还就是换材料;
（3）
二、热控复合材料系列及其应用
氧化铍，是一种非常珍贵的材料;
（2）石黑/AL 二维超高导热复合材料应用
（3）金钢石/AL 超高导热复合材料应用
三、高比刚度复合材料应用
国内首次成功用于空间飞行器
空间红外凝视相机：2011年国防科技进步1等奖（排名第8，材料界唯一代表）
（2）耗散防热复合材料 — 原创性的材料。
有很多产品更新换代的时候，被换掉的很无奈，技术的进步带来的产品的换代，是不可抗拒的。技术发展带来了社会的进步。我们所遇到的问题：一旦有专家评，肯定是评不上。总装科技委，给了五分钟答辩时间。我们国家的专家体系，还是有一定的问题，能评出有问题的项目。
四、金属基复合材料发展趋势
金属基复合材料的回收问题，很重要。
1.复合材料纳米化
在纳米材料、石墨烯复合材料上获得了高强塑性
纳米复合材料 — 突破“死亡之谷”，超高强度、刚度、韧性
（2）进入“烯”时代
展望：“全性能”石墨烯/铝 复合材料
（3）材料 — 结构一体化技术
材料成型技术由板材、棒材发展为薄壁壳体;
给制造工艺的启发：结构 — 材料 — 成型一体化制造
（4）仿生设计
层叠微结构设计;
微孔结构设计;
哈工大金属复合材料与工程研究所
哈工大隶属于航天部18年;
问：钛合金能不能与碳纤维复合？
答：钛的熔点很高，要生成碳化钛。用石墨稀增强钛，效果不错。
问：铝镁合金和钛铝合金的前景哪个好一些？那个市场容量大？
答：铝镁合金容易大一些。钛铝肯定是很少。
另外，老师特别强调：“复合材料是可设计的，可根据需求来对复合材料进行设计”
