论材控专业在国防方面的作用

 论材控专业在国防方面的作用

李景嘉 陈钦剑

浙江省杭州市 浙江水利水电学院 310018  浙江水利水电学院 浙江杭州 310018

摘要：

战争往往与国防实力息息相关，那么在战争中，双方以相同的技术制造出相同的武器，那么决定双方实力差距的关键因素是什么？就是武器的材料。披坚执锐这个词就能很好告诉我们，只有武器的制造材料足够领先，我们的武器才能足够的坚硬，足够的锐利。

关键词：瓶颈 控制工程 材料创新

正文：

随着我国的国防实力增长，国之重器的科技水平也不断提高，但是在某些方面，依然会有制造材料无法满足制造需求的情况。为何近年常温超导体的研制信息会在全球范围内引起轩然大波，无论是军方还是民间，都对这一项技术的开发翘首以盼，正是因为材料技术是支撑当今人类文明的现代工业关键技术，用于军事领域的军用新材料技术是发展高新技术武器的物质基础，也是一个国家国防力最最重要的物质基础。出于自身利益及世界形势的考量，每个国家都需要且必须建立强大的国防。因而开发具有自主知识产权的现代化尖端武器，对国家安全而言就显得尤为重要。而就目前现有的材料品种、规格、性能及冶炼工艺方式已远远不能满足高新武器发展的需求，有时甚至成为制约武器研究开发的“瓶颈”。

一、材料成型技术在国防装备中的应用：

在国防领域，无论是航空器、舰艇、坦克还是导弹等高端装备，都离不开高性能的材料及其成型技术。材料成型技术直接关系到装备的轻量化、强度、耐久性和可靠性。例如，可靠的钛合金、复合材料等高性能材料的精密成型技术，为战斗机、直升机等航空器的制造提供了坚实的基础；先进的碳纤维材料，在为各种机械的运作提供了极大的便利的同时也保证了机械的硬度。碳纤维看似简单，但其制造工艺十分复杂，是一项集多学科、精细化、高尖端技术于一体的系统工程，涉及化工、纺织、材料、精密机械等多学科领域，整个流程包含温湿度、浓度、粘度、流量等上千个参数高精度控制，稍有不慎就会严重影响碳纤维性能和质量稳定性，所以远非一般工艺技术所能媲美。随着当今碳纤维及复合材料广泛应用，规模化生产成为其产业化发展的重大瓶颈。

每个量级的生产虽原理相同，但对各种工艺参数精确控制难度却有极大不同，十吨级、百吨级的生产线，不能简单复制到千吨级，例如聚合反应产生大量的热，使得温度均匀性恒定性极难控制。正因如此，目前只有极少数国家能够稳定生产出高性能碳纤维，且核心技术长期主要掌控在日本和美国企业巨头手中。其中，日本的三家公司碳纤维生产能力就占世界四分之三，成为业界“巨无霸”。傲视群雄的F-35战斗机首飞时间一推再推，其中一个很重要原因，就是超重。为破解这一难题，洛克希德·马丁公司采取了很多办法，最终采用多达35%的碳纤维复合材料才大幅降低了机体重量。所以从某种意义上说，是碳纤维复合材料成就了F-35战机。外军认为，现代信息化战争既是高技术装备之战，更是高性能材料之战。而精密铸造、锻造和焊接等成型技术，则保证了舰艇、坦克等陆地与海洋装备的结构强度和密封性。

二、控制工程在国防系统中的重要性：

控制工程是国防系统中不可或缺的一环，它涉及系统的监测、调控与自动化等多个方面。在复杂的国防系统中，控制工程能够确保各个子系统之间的协同运作，提高系统的稳定性和效率。无论是导弹的精确制导、飞机的自动驾驶，还是雷达系统的目标跟踪，都离不开控制工程的精确调控。因此，控制工程技术的不断突破和创新，对于提升国防系统的整体性能具有至关重要的作用。

三、材料创新与国防实力的关联：

随着科技的进步，新型材料的研发和应用日益成为提升国防实力的关键。新型材料如碳纤维、纳米材料、高温超导材料等，具有优异的力学、电磁、热学等性能，为国防装备的升级换代提供了强大的技术支持。例如，隐身涂料的应用显著提高了战斗机的隐身性能。隐形涂料是涂料家族的神秘一员。它并不是科幻作品中的“隐身”，而是军事术语中指控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。目标特征信号是描述某种武器系统易被探测的一组特征，包括电磁（主要是雷达）、红外、可见光、声、烟雾和尾迹等 6 种特征信号。隐身涂料按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料。隐身涂层要求具有：较宽温度的化学稳定性；较好的频带特性；面密度小，重量轻；粘结强度高，耐一定的温度和不同环境变化。现如今隐身涂料也不断地被各个国家研究着如何破解，我们需要加快对隐身涂料的更新速度，更替旧的隐身涂料，让我国的战斗机水平遥遥领先，因此，材料创新与国防实力的关联日益紧密，成为提升国防科技水平的重要驱动力。

四、智能制造在国防工业中的应用前景：

智能制造是未来制造业的发展方向，也是国防工业转型升级的重要方向。通过引入智能化技术，如物联网、大数据、人工智能等，可以实现国防装备的自动化生产、智能化管理和远程监控。这不仅提高了生产效率和产品质量，还大幅提升了国防系统的响应速度和作战能力。因此，智能制造在国防工业中的应用前景广阔，将成为提升国防实力的重要技术手段。

五、材料成型及控制工程专业的挑战与机遇：

尽管材料成型及其控制工程专业在国防领域的应用取得了显著成果，但仍面临着一系列挑战。一方面，随着国防需求的不断提高和技术的快速发展，对材料成型技术和控制工程的要求也越来越高。这要求相关专业人才具备更高的专业素养和创新能力以适应不断变化的国防需求。另一方面，国际竞争日益激烈也给国防领域的技术创新和产业发展带来了巨大压力。为了应对这些挑战，我们需要采取一系列对策。首先，加强相关专业人才的培养和创新能力的提升是关键。通过加强学科建设、优化课程设置、拓宽实践平台等方式，培养出一批具有创新思维和实践能力的高素质人才是推动国防科技发展的重要保障。其次，加强国际交流与合作也是必不可少的。通过与国际先进企业和科研机构开展合作与交流，可以引进先进的技术和管理经验，推动我国国防领域的技术创新和产业升级。最后，加大科研投入和政策支持力度也是关键举措之一。通过增加科研经费投入、制定优惠政策等措施，可以为相关企业和科研机构提供更好的创新环境和政策支持，推动国防领域的科技创新和产业发展。随着智能制造技术的快速发展，材料成型及控制工程专业与信息技术、自动化等领域的交叉融合也为专业人才提供了更广阔的发展空间和机会。因此，材料成型及其控制工程专业需要不断适应国防科技发展的新要求，加强人才培养和科研创新，为提升国防实力贡献更大的力量。

六、结论：

综上所述，材料成型及其控制工程专业在国防方面发挥着举足轻重的作用。无论是材料成型技术在国防装备中的应用，还是控制工程在国防系统中的重要性，以及材料创新与国防实力的关联，都充分说明了该专业在国防领域的重要性和价值。未来，随着智能制造技术的快速发展和应用，材料成型及其控制工程专业将面临更多的机遇和挑战。因此，我们需要不断加强人才培养和科研创新，推动该专业在国防领域的应用和发展，为提升国家国防实力做出更大的贡献。