“万能标尺”精测战机“五脏六腑”

  前不久，国外一家公司宣布，计划在一款五代机上投入到正常的使用中一种自主式装配计量和无损检测系统，用以精确测量战机构件的尺寸，并将检验测试的数据与设计模型作比较，供设计人员参考。该企业介绍，如果这款系统得到推广应用，将大幅度的提高新战机的研发生产效率。

  在航空装备制造领域，计量技术是战机研发的重要基础。无论是数字设计、精密制造还是维修保障，都需要计量技术的支持，它就像一把“万能标尺”，丈量着战机各系统技术指标，确保战机飞行安全。可以说，航空计量技术水平的高低，直接决定着航空装备制造质量。

  自战机诞生以来，世界航空强国就将航空计量作为重点领域进行科研攻关，助力战机不断追求极限性能。那么，航空计量技术如何伴随战机迭代发展？航空计量又有哪些技术难点？本期，我们邀请空军某装备修理厂计量检验测试中心高级工程师王莉为您解读。

  2018年10月29日，一架从印尼首都雅加达飞往邦加槟港的波音737客机在太平洋上空失联坠海。印尼国家运输安全委员会调查事故后发现，机务人员在修理迎角传感器时违规操作，导致迎角测量数据产生误差，最终酿成大祸。此事件一出，各家新闻媒体纷纷跟进解读，其中“航空计量”这个名词被屡屡提及，受到很多航空专家的高度关注。

  追溯历史，早在100多年前，莱特公司在第一条飞机生产线上，制订了整条产业链量值一致、测量过程受控、测量结果准确可靠的安全生产规定，该规定成为航空计量的“雏形”。

  两次世界大战后，螺旋桨战机被喷气式战机取代，复杂精密的飞机系统助推了航空计量的快速发展。

  然而，既要追求战机的高性能，又要精确测量战机性能数据并不是一件容易事。现代战机是一个复杂的热力机械系统，在战机研发生产的全部过程中，航空计量要集中解决3道难题：

  一是耐高温。涡扇发动机工作时，涡前温度可达到1500℃，温度传感器必须经得起高温炙烤，还要确保测量结果准确可靠。早期，航空设计师会通过水冷和气冷两种方式为传感器降温，但收效甚微。

  20世纪80年代，国外一家公司选用耐高温的铱铑材料为传感器打造“金钟罩”，使其在非水冷条件下经得起1700℃的高温烘烤；英、法等国军工企业还发明了光纤测温、波谱测量等技术，对航空发动机进行“隔空诊脉”，从而获得真实可靠数据。

  二是抗振动。众所周知，振动是战机承力部件的“头号杀手”。在战机研发阶段，除了肉眼不难发现的裂纹，不少构件故障极具隐蔽性，通过强拆手段查找设计缺陷效率低下，且数据结果并不准确。

  此路不通，必须另辟蹊径。一些设计师巧妙地研究材料内部结构异常而引起的热、声、光等反应变化，成功研发出内部缺陷检验测试设备。国外某公司使用高度敏感的红外摄像机来检测飞行器复合材料，通过计量热量差异，识别蒙皮下的断层区域。这种检测设备如同一副“”，让问题隐患“无处遁形”。

  三是数据多。战机进入生产环节，精确处理海量数据能力决定着精密制造水平。以航空发动机叶片制造为例，叶片测量参数多，自动化生产的全部过程中数据采集速度达到每秒上万个，数据处理能力关系到战机的生产质量和效率。

  为提高对整体叶盘叶片的检测效率，英国雷尼绍公司开发了一种高速扫描系统，每秒可以采集上千个3D数据点。与传统的机内测量技术相比，高速扫描系统不但可以缩短测量时间，还能够对叶片前边缘进行精准测量，叶片成品率持续攀升。

  事实上，战机的关键零部件生产总装是一个串联过程，任何一个环节出现一些明显的异常问题都会导致产品质量不合格。近年来，数字化测量被大范围的应用于工装制造、零件检验、战机组件扫描分析和逆向建模等航空制造领域，为战机打造“钢筋铁骨”。

  一款新型战机的研发技术再先进、设计图纸再完美、试验再成功，能不能持续发挥出战斗力，还要看战机的维修保障技术能力。

  以印度空军为例：过去40年坠毁战机高达上千架。其中一个重要原因是印度空军后勤保障能力不够，很多机型设备缺乏配套的计量检验测试仪器，战机常常“带病”飞行，导致故障率居高不下。

  20世纪90年代，随着战机向着多用途方向发展，机载电子设备数量成倍增加，但战机的可靠性反而降低。电子操纵系统时常会出现误判等错情，因此更加依赖数据监测的准确可靠。

  为此，航空计量作为战机的“数据医生”，采取了一系列措施来保证战机的可靠性——

  为维修设备绘制“心电图”。要想维修一架战机，第一步是要有一套完好的维修设备，而航空计量是保证维修设备精准有效的关键。针对电子测试设备，工程师通常会输入模拟信号、计量设备的反馈信号，就可以绘制出受检设备的“心电图”，设备的健康情况一目了然。

  用“听诊器”发现故障征候。任何故障发生前，都是有迹可循的，越早发现故障越有利于战机飞行安全。修东西的人除了观察战机的各项性能数据外，还会通过振动、温度等参数变化剖析故障问题，甚至将计量检测系统搭载到战机发动机试车平台上，像“听诊器”一样对战机“心脏”进行实时监测，反馈异常信号。

  为返修战机“做体检”。修东西的人作为战机的“数据医生”，会按照“一机一状态”要求，对整机性能和状态开展评估。检验时，修东西的人将健康评估模型植入监测传感设备，通过监测润滑油成分、主轴轴承噪声等多项数据，为战机“验血”“把脉”，发现并及时排除战机故障问题。

  计量界有这样一句话：“只有测量出来，才能制造出来。”每款武器装备的迭代升级，不能离开计量技术的发展进步。

  去年，美国海军向国会提交的2022年预算草案没有关于电磁炮的开支。自2005年以来，这项开支年年都会出现在海军“未来研发项目”的清单中。美国海军官方表示，电磁炮项目将被冻结，所有研发内容将被记录并封存。这在某种程度上预示着，这个花费5亿多美元的项目被迫叫停。

  其实，这样的结局并不意外。早在之前的试制过程中，电磁炮在180公里极限射程时，误差高达100米以上，根本没办法命中目标。高强度电磁脉冲的计量校准技术难度很大，美国海军不得不将这一个项目无限期搁置。

  “工欲善其事，必先利其器。”计量技术是支撑武器装备研发和作战使用的重要基础，被喻为技术创新的“种子”。航空航天、精确制导、电磁对抗、通信导航等领域都需要计量技术的支持。

  俄罗斯十分重视计量技术的积累和研发，在时间计量方面多次取得技术突破，衍生出的先进制导技术，擦亮了战略和战术导弹的“眼睛”。在打击叙利亚“ISIS”目标时，俄罗斯“口径”导弹穿越上千公里，打击精度在10米以内，展现出优异的精确打击能力。

  近年来，量子技术在计量领域快速兴起，其单量子水平的极限探测、精准操纵和极限运用，是传统物理计量精度的上百倍。由此发展而来的量子惯性导航，具有高精度和高灵敏度优势，有效解决了GPS导航精度随时间推移而降低的问题。

  2016年，英国皇家海军在测试潜艇时发现，量子导航系统精度在24小时内的定位误差仅有1米。不仅是水下，地下和建筑群里等导航卫星难以探测到的地方，量子惯性导航一样能发挥作用。利用量子重力仪或磁力仪对该区域的磁场进行精确测量，导航精度可以精确到厘米级。有人预言，量子计量的发展将对军事应用带来革命性影响。

  此外，在联合作战方面，无人作战系统和空天一体化作战网络的建立，需要一些时间计量的高精度同步。世界上多个国家的研究机构都在开展高性能计量设备的小型化、工程化研究。原子钟、量子接收机等高精度计量设备日趋成熟，将成为卫星、战机、导弹、地面雷达等装备“最强大脑”的重要组成部件。

  未来，计量技术会向着系统化、综合化、多参数化的方向发展，以适应武器装备的信息化、体系化需要。能预见，随着装备更新换代速度加快，新型计量设备将不断问世，测量范围越来越广，技术指标慢慢的升高，计量技术越来越先进。（祁宇豪 王若璞 王子昂）

  “可别小看村支书这个岗位，责任大着呢。这几年在村上干，我一直努力帮群众解决生产、生活中的难题，深感‘群众利益无小事’！”12月10日，在宁夏吴忠市红寺堡区柳泉乡红塔村，33岁的村党支部书记张千劳谈到基层工作收获时感慨颇深。

  在新石器时代，人发明了绳子和编织的技艺。大约距今五千年前后，人把绳子做成缰绳，套在了牛马等大型动物身上，让它们成了牲畜。人们驱使牛耕地，驾驭马奔跑。人也转变成了农夫、牧人或骑手，由此开启了以农业和畜牧业主导的时代。

  南海海下1500米的幽深处，能见度极低，一只机械手却可以灵活地搬运沉船中的瓷器。只见它精准地靠近一个瓷瓶，轻轻地拿起，转动方向，稳稳地放入旁边的蓝色收纳筐中，熟练程度几乎和人的手臂相同。

  近日出版的《求是》杂志发表习重要文章《切实加强耕地保护 抓好盐碱地综合改造利用》。文章强调，“粮食安全是‘国之大者’，耕地是粮食生产的命根子。”“新时代新征程上，耕地保护任务没有减轻，而是更加艰巨。”“耕地保护是一个系统工程，当前，要突出把握好量质并重、严格执法、系统推进、永续利用等重大要求。”这为我们加强耕地保护、端牢“中国饭碗”提供了重要遵循，明确了前进方向。

  因为与生态保护、乡村振兴、文化传承等都息息相关，十几年来，农业文化遗产的社会关注度慢慢的升高。浙田几年前就与中国科学院地理资源所联合建立了“全球重要农业文化遗产青田研究中心”，与浙江大学共建了博士生科研基地。

  2022年，国际科学团队完成第一个完整的、无间隙的人类基因组序列。中国科学院院士杨焕明说，现在成本降低后，很多以前舍不得测的基因组类别现在都能测序了，比如疾病基因组、药物基因组等。

  美国国家海洋和大气管理局12日发布的北极年度气候报告数据显示，2023年北极的平均表面气温是自1900年以来第六高，夏季地表气温创有气温记录以来新高。

  中央经济工作会议指出，深入实施国有企业改革深化提升行动，增强核心功能、提高核心竞争力。国有企业特别是中央所属国有企业，一定要加强自主创造新兴事物的能力，紧紧依靠科学技术进步驱动产品创新和产业高质量发展，研发和掌握更多的国之重器，切实维护国家安全利益。

  培养用好青年科学技术人才，对加快实现高水平科技自立自强、建设科技强国和人才强国意义重大。丁冉建议，对一些从事长周期基础研究的青年科学技术人才，应适当放宽博士后进出站的年龄限制。

  统筹不仅限于区域内，更要站在全局的高度，促进要素资源的整合创新在长三角经济版图上，长三角G60科创走廊远近闻名。统筹科学技术创新和产业创新，要从体制机制、要素流动、产业协作等方面实现更高效的协同联动，凝聚促进高水平发展的强大合力。

  大数据、人工智能（AI）和大模型的融合发展，将激活科学研究的创新力和生命力，帮助破解更多科学密码。

  英国伦敦国王学院科学家开展的一项具有里程碑意义的研究表明，使用生物疗法能控制哮喘重症。

  《自然·电子学》12日报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统，可执行如语音识别和非线性方程预测等任务。

  （记者刘志强、常钦、郁静娴）粮食丰收，颗粒归仓。今年，在自然灾害多发频发情况下，粮食生产再获丰收，大面积单产提升行动功不可没。减“单”增“双”，湖南省湘乡市棋梓镇普安村农民田学文说：“单季稻改成双季稻，早稻集中育秧每亩补贴100元，流转的2000多亩田多种了一季，增收20万元左右。

  近日，AI与数字化的经济广东省实验室（广州）青年学者、中山大学教授黄凯团队研究开发出一款高度仿生的老鼠机器人NeRmo，相关成果发表于《科学-机器人》。这款机器人的核心创新在于其柔性脊柱的水平摆动设计，大幅度的提高了机器人的运动灵活性和效率。

  据新华社电国家统计局12月11日发布的多个方面数据显示，2023年全国粮食生产再获丰收，全年粮食产量再创历史上最新的记录。据介绍，2023年，全国夏粮产量为2923亿斤，比上年减少25亿斤，下降0.8%；早稻产量为566.7亿斤，比上年增加4.3亿斤，增长0.8%。

  “海上风电是清洁能源建设的兵家必争之地，更是风能产业的科技制高点。”他建议，加强海上风电技术标准体系建设，研制关键共性技术标准，通过标准促进科技成果转化、促进资源循环利用。

  快速发展的5G、人工智能等技术，是充满了许多活力的创新引擎，亦是推动新质生产力加速形成的重要抓手。这些数字都表明，中国将持续推动经济全球化朝着更加开放、包容、普惠、平衡、共赢的方向发展，与世界各国共享科学技术创新带来的福祉。