航空计量对学科人才的期望

航空计量对学科人才的期望

靳书元，张海杰

(中航工业北京长城计量测试技术研究所，北京100095)

1　航空计量及其专业需求

1．1　航空计量的作用

航空计量是计量学与航空工程相结合的一门工程技术。计量学(metrology)是一门关于测量(measurement)的科学，涉及测量理论和测量实践(原理、方法、装置、量的单位和测量的不确定度分析等)的各个方面。计量学研究的目标之一就是要实现量值的准确一致。以计量学研究的成果为支撑的计量工作就是要通过技术的、法制的、组织的和行政的手段，保证量值的准确一致与单位的统一。航空计量作为一门支撑性工程技术，其作用就是通过吸纳和研发国内外计量学研究的成果，尤其是各国航空业的计量成果，利用国家计量系统和航空工业系统内的计量资源，确保航空器指标(如民机的适航性、安全性、舒适性和经济性指标等)的参数量值的准确度符合客户的要求。

航空器，无论是军用还是民用，均是由动力、飞控、电子、机电等子系统构成的复杂系统，其总体指标表征的是其综合性能，支撑该总体指标的是各子系统、部件和零件的成千上万的各层参数的指标，航空计量作为一门支撑性工程技术，其作用还可以表述为:保证各层参数指标量值的准确性和溯源性。这是一种系统的保障作用，是航空计量作为一个子系统对航空器全系统的保障作用。随着航空器的研制步入创新、超越阶段，航空计量的这种作用的实现将面临更大的需求和更加严峻的挑战。

1．2　航空计量的专业分类和内容特点

如上所述，航空计量是计量学与航空工程相结合的一门工程技术，其专业内容既有一般计量专业的共性内容，也有航空工程需求所带来的一些特色。

计量技术专业一般分为10个大专业106项分专业，电离辐射计量中的各分专业、声学计量和化学计量中的部分分专业在航空计量中应用较少，可以说航空计量涉及9个大计量专业88项分专业(见附录)。

航空计量上述的9个大专业88项分专业，虽在名称上仍然是传统的称谓，但在内容上，已结合航空工程的需要有了不少的扩展，并随着航空器性能的不断提高和高新技术在航空工程中的应用，在继续扩展。

航空计量除了上述9个大专业88项分专业外，还有6项支撑这些专业知识的技术基础:通用计量术语、物理量和计量单位、数据处理与统计分析、测量不确定度评定、测量质量保证、保证计量质量的相关知识。

1．3　航空计量的发展趋势

我国国防科技工业卓越的领导人聂荣臻元帅在20世纪80年代初就指出:“科技要发展，计量需先行。”航空计量作为航空工程的一门支撑性工程技术，其今后的发展一定是密切关注国际计量界学科发展前沿，紧密结合航空工程未来发展的急需来向前推进的。

国际计量学界近期的发展有如下表现。

①由传统计量学向量子计量学发展。如发达国家正在研究用阿佛加德罗常数定义质量单位，从而有可能使米、秒和千克这三个基本量的定义达到统一。

②开展远距离校准技术研究。如已进行远程校准国际间比对的研究工作。

③扩展测量与校准的量限。开展新的校准技术和方法研究。如美国，重点建设了一批毫米波计量标准，其参数包括阻抗、功率、衰减、反射系数、相位功率、材料特性、快沿脉冲、天线、雷达等，大部分计量标准覆盖了频率范围18～110 GHz，部分达到325 GHz。几何量计量达到0．1 nm，低温计量达到13 K，涡轮前温度将达到2 050 K，扭矩计量0．1 N·m～185 kN·m，压力计量达到1 400 MPa，冲击加速度达到10⁶ m/s²，时间测量达到0．1 ns。

④动态校准。由于被校准的参数具有时变性、随机性、相关性、动态性等基本特点，如压力、加速度、温度、流量、力等，使用者需要了解其输出值与相位和频率的关系，采用动态校准才能满足这些需求。近些年来，德国PTB和俄罗斯门捷列夫计量研究院等世界一流计量技术机构都进一步加大了对动态校准研究的投入。

⑤计量测试系统向自动化、多参数、智能化发展。随着计算机技术的高速发展，国外计量测试系统向自动化测量，光、机、电、算一体化和智能化方面发展，校准技术研究已从单一参数仪器向多参数、多种仪器系统集成的领域发展。

针对航空工程未来发展的特点，航空计量今后发展的趋势是:建立规模适度、有一定适应能力和竞争能力的、在个别计量分专业跻身世界先进行列的航空计量新体系。用一个更加完善的体系来实现对航空工程未来发展的支撑保障作用。

2　学科人才在航空计量工程中成长的启示

如上所述，航空计量的发展需要众多的学科和专业人才。很显然，少不了对仪器科学和技术学科人才的需求。我所是航空计量技术中心，从1978年起就开始培养硕士生。1993年，获得国家“测试计量技术及仪器”硕士学位授予权。2003年，国家人事部(现国家人力资源与社会保障部)批准在我所设立博士后科研工作站。近10年来，我所已建起并投入使用“计量与校准国防科技重点实验室”和“动态测试与校准技术航空科技重点实验室”。据1979至2008年的初步统计，来到我所的各学科专业的毕业生中，来自仪器科学和技术学科的占到了23．8%。他们为国家科学技术、航空器工程和航空计量技术的发展奉献出了自己的聪明才智，也取得了辉煌的业绩。仪器科学和技术学科的毕业生作为课题项目的第一负责人，为我所赢得了全国科学大会奖、国家科技进步(二等、三等)奖、航空部科技成果(一等、二等)奖、航空部科技进步(二等)奖和国防科技(二等)奖等多项荣誉，为全所的科技工作者树立了榜样，也激励着年轻的科技人才更加奋发向上，勇攀高峰。前不久，我们一位光学工程专业的青年博士获得了由国家人力资源社会保障部和国资委联合颁发的“中央企业劳动模范”荣誉称号。在我所的这些优秀人才身上体现出了爱岗敬业、报效祖国的精神，体现出了扎实进取、勇于创新的精神，体现出了淡泊名利、甘于奉献的精神，也体现出了学识深厚、思维清晰和较强的动手能力的专业功底。这些，无不和在校期间所受到的教育、培养有关。

由于种种原因，也并不是所有的人都能结合实际工作需要把其能力发挥到极致，这是一种对宝贵财富的浪费。从我们身边所碰到的例子看，有些和其在校学习期间打下的基础相关。除了个人学习的主动性之外，也与学科的实时发展及其课程的设置有着联系。例如，有的人在校接受了基础知识和普通技能的教育，但在与时代技术进步密切相关的新知识，尤其是和相关学科交叉的知识方面显得不足，难以及时拓展工作局面;有的人动手实践能力较弱，难以在数年后急工作之所急，独挑大梁。

3　对学科人才培养的期望

仪器科学与技术学科是以制造技术、信息技术、自动化技术和现代管理技术高度融合，集光、机、电、计算机于一体的技术科学，有着广泛的用武之地。对人的一生或其工作历程而言，大学的教育，即使加上研究生阶段还是比较短暂的。在当今知识爆炸的时代，知识更新速度大大加快，以本科的电脑工程师为例，如果不学习，2～3年后其知识将完全过时。大学期间的人才培养，尤其重要的是“授之以渔”，在终身学习能力上有更强的优势。

钱学森先生曾经指出，每一个科学技术部门都有三个台阶:直接改造客观世界的学问——工程技术;为工程技术提供理论的一般性学问——技术学科;为技术学科提供更一般理论指导的学问——基础科学。还有一个更高的学问，即哲学。仪器科学与技术学科是一门技术学科，除了深入研究仪器科学与技术这一学科和其上下两个台阶的有机联系外，建议对在校学生能进行一个从哲学到工程技术的系统而有限的知识培养。

除了对学科知识能做好跟上时代需求的传授之外，建议进一步强调人才素质的培养，尤其是(学科专业交叉的、自然科学和社会科学知识的、智力能力与非智力能力的)复合素质的培养，以适应科技发展高度交叉融合的趋势。与此同时，和有关科研机构及企业的研发中心联合，进一步扩展动手和实践能力培养的机遇。

航空计量本身具有两个属性，一个是技术属性，一个是管理属性。在管理属性中，其法制性更具有特色。如上所述，航空计量对航空工程发展所起的支撑保障作用是靠一个体系来完成的。因此，对学科人才的培养，除知识、素质之外，还希望进一步加强文化的培养，有知识更要有文化。为其在今后工作中发挥观念创新、精神凝聚的文化力量打下基础。

附录

计量专业分类表

续表

续表

续表

【注释】

[1]本文获国家第一类特色专业建设点(TS10291)项目、国家精品课程(教育部高教函［2007］31号)项目、中国高校创新创业教育的理论与发展研究课题(08CX07084)资助。