技术创新资料

第二讲技术创新一、学习目的通过深刻理解技术创新的内涵与属性，在创新理论学习中更好地把握创新活动的实质。通过了解技术创新的方式方法，在创新实践中更深刻体会并运用创新原理，开发创新思维，提高创新素质。二、学习安排4学时（共24学时）三、学习内容案例一神舟号载人飞船三舱结构设计上的创新（一）案例内容摘要：美国和俄罗斯在载人飞船的发展中，已经积累了大量的经验。我国神舟号载人飞船在设计上，跨越了早期的“两舱”设计，直接采用了“三舱”设计方案。“三舱”方案在原有的推进舱和返回舱之外，增加了一个轨道舱。飞船在太空中飞行时，航天员可以把轨道舱当作工作舱和生活舱，增加了活动空间。航天员在返回时进入返回舱，与轨道舱分离。神舟飞船的最大创新是功能上的创新，是将留在太空中的轨道舱当作一个空间飞行器来使用。这是从我国国情出发而进行的一项技术创新。从“两舱”到“三舱”2003年10月15日9时零分，我国神舟五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功，把中国第一位航天员杨利伟送上了太空。飞船按预定程序运行14圈后，于10月16日6时23分在内蒙古主着陆场安全着陆。神舟五号的飞行是我国首次载人航天飞行，是继“两弹一星”之后，我国航天史上的又一次重大科技突破，使我国成为继美国和俄罗斯之后，世界上第三个掌握载人航天技术、成功发射载人飞船的国家。2005年10月12-17日，神舟六号载人飞船又进行了第二次载人航天飞行任务，将聂海胜、费俊龙两名航天员安全送入太空。2008年9月25-27日，神舟七号飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员送入太空，翟志刚首次进行了出舱活动，成为我国在太空行走的第一人。自从1961年苏联实现第一次载人航天飞行以来，俄罗斯和美国先后研制了7种载人飞船，而俄罗斯的联盟号和美国的阿波罗号是最先进、技术最成熟的飞船型号。航天飞船在太空中完成任务后，如果整体返回，飞船的重量和体积很大，技术难度增加。因此，为了减少飞船返回时的重量，飞船不是做成一个整体，而是分舱段。返回的航天员和设备仪器集中在返回舱返回地面，继续在轨道上运行完成特定任务的部分放在轨道舱内，用后不需要的部分放在设备舱内废弃掉。此外，飞船分舱段设计还可以避免飞船某个舱段发生故障时，不至于影响其他舱段的使用。早期的飞船设计都是采用两舱设计，也就是说只有返回舱和推进舱。早期苏联设计的东方号、上升号和美国的水星号、双子星号飞船都是采用两舱设计。但是随着技术的发展和飞船飞行任务的日益复杂，两舱式设计已经不能满足航天员活动空间的要求。因此，美国的阿波罗号飞船和俄罗斯的联盟号飞船都采用了三舱设计方案。采用三舱方案增加了一个轨道舱。在三舱结构中，轨道舱在最前面，返回舱在中间，推进舱在最下面。轨道舱是航天员在太空自由飞行时的生活舱和工作舱，航天员返回地面之前将轨道舱分离，减小返回舱的尺寸和重量。三舱方案的优点是可以搭载更多的人和物品，完成更复杂的航天任务；而两舱方案由于没有轨道舱，从发射阶段救生的角度来看，逃逸系统只需要带走两舱，救生简单。神舟飞船的“三舱设计”由于只有在技术较为成熟的条件下，才能使用技术更为复杂的三舱设计并使飞船的安全性得到保障，我国神舟号飞船在论证阶段，曾经在两舱方案和三舱方案之间进行了详细的论证和讨论，最终大胆提出不因袭苏联和美国载人航天发展的老路，实现技术跨越，选择了最能体现中国特色和科技进步的三舱方案，从而使神舟号载人飞船与国际上最先进的第三代宇宙飞船并驾齐驱。神舟飞船的推进舱是圆柱形的，舱内安装推进系统发动机和推进剂，为飞船提供姿态调整和进行轨道维持所需要的动力。飞船电源、环境控制和通信等系统的一部分设备也安装在推进舱内。推进舱的外部两侧还安装了两个像鸟的翅膀一样的太阳能电池翼，为飞船提供所需要的电能。返回舱是载人飞船唯一返回地球的舱段，飞船起飞、上升、入轨和返回着陆时，航天员都在返回舱内。神舟飞船的返回舱是钟形的，舱门与轨道舱相连，航天员通过这个舱门，可以进入轨道舱。返回舱内还安装了飞行中需要航天员监视和操作的仪器设备，航天员通过这些仪器设备可以随时判断、了解飞船的工作情况，必要时人工干预飞船的系统和设备。返回舱是一个与外界完全隔绝的密封舱段，内部安装的环境和生命保障系统为航天员提供一个与地球一样的生活环境。返回舱还安装了供着陆用的降落伞。韩连庆)（二）知识点简介1.创新的作用：主要表现在三个方面，即一是满足人类生存与发展的客观需要，二是深化了人类对客观世界的认知，三是提高了人类对客观世界的驾驭能力。2.技术创新战略的内涵与类型：技术创新战略就是一个国家或某个组织为达到一个长远的、全局的技术创新目标而制定的方针和对策，是对某种创新趋势进行控制的行动准则和目标。它包括宏观技术创新战略和微观技术创新战略两个方面。技术创新战略的类型有：进攻型战略、防御型战略、模仿型战略、依赖型战略等等。进攻型战略思想强调标新立异，勇当某个领域的“领头羊”，这一战略基于雄厚的科研力量和资金支持。防御型战略是为了避免更多的不确定性和巨大的科研成本以及不可预知的风险，不争取领先，强调人有我有，人新我好，稳扎稳打。模仿型战略通过引进外国或其他组织的先进技术，然后组织本国或本企业的科研人员，对新技术加以改进，以适应自身发展的需要。依赖型战略是一种全盘照抄别人的完全模仿战略，没有自己的技术改进和发展。3.创新原则就是开展创新活动所依据的法则和判断创新构思所凭借的标准。创新的原则包括：遵守科学原理的原则，注重对创新设想的科学原理相容性检查、技术方法的可行性检查以及功能方案的合理性检查；相对较优原则，创新不可盲目追求最优、最佳、最美、最先进，从创新技术先进性、经济合理性以及整体效果性进行比较，看创新技术是否更符合社会的需求，是否更合理和节省资源，整体水平上更全面和优秀。4.从创新的科学基础来看，创新经历了从经验型技术创新——“经验+科学”型技术创新——科学型技术创新的演变历程。（三）案例思路1.主要问题早期的飞船设计都是采用两舱设计，只有返回舱和推进舱。但是随着技术的发展和飞船飞行任务的复杂，两舱式设计已经不能满足航天员活动空间的要求。国外飞船也曾采用过三舱设计，即增加了一个轨道舱，但在飞船返回后，轨道舱只能留在太空成为垃圾。2.主要原因两舱设计具有救生简单的优点，三舱设计则可以搭载更多的人和物品，完成更复杂的航天任务。而只有技术较为成熟的情况下，才能使用复杂的三舱设计来保证飞船的安全性。我国使用三舱设计最主要的原因是从国情和实际需要出发，既避免资源浪费、保护太空环境，又能为我国开展各种空间科学实验提供更好的平台。3.主要对策（1）经过详细论证，最终大胆提出不因袭前苏联和美国载人航天发展的老路，实现技术跨越，直接采取了三舱方案，使神舟号飞船与国际最先进的飞船并驾齐驱。（2）从神舟五号到七号，每一次发射都对轨道舱进行持续改进，使其具有生活舱和留轨实验舱双重功能，这种功能上的创新，不仅体现了“人性化”的设计理念，为航天员提供更好地生活环境，而且避免了废弃轨道舱污染太空环境的弊端，把留轨实验舱作为一个独立空间飞行器，为未来空间站的建立打下了基础。（3）借鉴美国、俄罗斯的已有经验，实施技术跟随战略，避免“从头学起”，通过仪器模拟掌握真人在太空中飞行时身体的各种变化数据，试模拟“航天员”的各种生理信号变化，然后直接进入载人实验，节约了大量的人力和物力。（四）分析提示1.核心思想为了创新航天技术，使其为更好地满足我国经济和社会发展的需要，神舟号载人飞船跨越了“两舱设计”，直接采用“三舱设计”方案。在借鉴他国已有技术经验的基础上，源于我国国情需要，实现了轨道舱留轨的功能创新。这一技术创新不仅避免了资源的浪费，而且为未来空间站的建立打下了基础，显示出我国载人飞船的特色和先进性。2.问题结点（1）技术创新需要制定出正确的创新战略。只有战略正确，才能真正实现技术创新。（2）创新活动不是单纯的技术行为。在技术创新的过程中，必须坚持与实践的结合。（3）随着科学技术的进步，技术创新的基础也发生了一些变化。3.解决路径（1）神舟号载人飞船的技术创新实施了技术跟随战略。这一战略实际上是防御型创新战略和模仿型创新战略的有机结合。防御型战略是为了避免更多的不确定性和巨大的科研成本以及不可预知的风险，不争取领先，强调人有我有，人新我好，稳扎稳打。模仿型战略通过引进外国或其他组织的先进技术，然后组织本国或本企业的科研人员，对新技术加以改进，以适应自身发展的需要。技术跟随战略根据我国的国情和现实需要，避免了“从头学起”，借鉴先进国家的技术经验，选择了最体现中国特色和科技进步的三舱方案，强调了“人有我有”、“人新我好”的战略思想，并通过功能的创新显示了我国载人飞船的先进性。（2）创新活动必须经过理论和实践的检验，而检验创新活动必须有一系列的法则和标准。创新原则就是开展创新活动所依据的法则和判断创新构思所凭借的标准。创新要遵守科学原理的原则，注重对创新设想的科学原理相容性检查、技术方法的可行性检查以及功能方案的合理性检查。神舟号载人飞船设计实现轨道舱功能创新的设想，既增加了航天员在太空的生活空间，又使轨道舱具备了留轨能力，真正实现了“一船多用”。创新要坚持相对较优原则，不可盲目追求最优、最佳、最美、最先进，从创新技术先进性、经济合理性以及整体效果性进行比较，看创新技术是否更符合社会的需求，是否更合理和节省资源，整体水平上更全面和优秀。神舟号载人飞船从总体功能、布局和分系统设备，大部分是根据我国的实际情况，避免了资源的浪费和太空污染，优化了飞船的整体功能（3）技术创新经历了从经验型技术创新—“经验+科学”型技术创新—科学型技术创新的演变历程。农业时