1.1.1 電子機械工程與電子裝備

高端裝備是國之重器，裝備制造業的發展則是制造強國的扛鼎基石。在全球數字化、網絡化、智能化制造發展趨勢下，我國高端裝備特別是復雜機電裝備的設計與制造技術，正面臨著迭代升級、突破瓶頸的重大挑戰！

我國工業制造目前正經歷從2.0、3.0到4.0的并行發展之中，仍在機械化、電氣化、自動化、智能化的道路上砥礪前行，機電一體化、自動化、智能化等裝備制造在系統設計、共性問題、關鍵技術、制造工藝等方面，出現了一些掣肘難題，亟須解決從中低端制造邁向高端制造的核心技術和制約問題，實現技術演進的代際跨越。

高精度、高性能復雜機電裝備廣泛應用于國防建設、國民經濟等高新技術的各個重點行業領域，是裝備制造迭代發展、轉型升級的主力支撐，其設計與制造水平是國家整體科技水平與實力的重要體現。高性能機電裝備主要包括兩大類：一類以機械性能為主，電性能服務于機械性能，如大型數控機床、加工中心等加工裝備，以及兵器、化工、船舶、農業、能源、交通、工程機械等行業重大裝備，主要是運用電子信息技術來改造、武裝、提升傳統裝備的機械性能；另一類則是以電性能為主，機械性能服務于電性能的電子裝備，如雷達、計算機、天線、射電望遠鏡等，其機械結構主要用于保障特定電磁性能的實現，廣泛應用于陸、海、空、天等各個關鍵領域，發揮著“千里眼”“順風耳”“智能中樞”“神經系統”等信息探測、感知、處理和傳遞的核心作用。

電子裝備是機電結合的系統，其主要由機械結構與電磁（氣）兩大部分組成，機械結構不僅是電性能實現的載體與保障，且往往制約著電性能的實現與提高。以圖1-1所示的服役于探月工程的40m口徑S/X雙頻段天線為例，其任務是完成對月球探測器的信息接收與測軌。在各種環境載荷作用下，天線會產生結構變形等系統誤差，加上加工與裝配中帶來的隨機誤差，如果指向精度發生0.5°的偏差，則對38萬千米之外的月球探測器所帶來的指向偏差相當于從紐約到北京，將丟失目標。另外，一般而言，反射面的形面誤差要求低于波長的1/30，若僅到波長的1/16的話，則作用距離減半，天線就收不到月球探測器返回的信號了。

圖1-1 某40m口徑S/X雙頻段天線

顯然，欲實現并提高電子裝備性能，必須深入進行關于電子裝備機械結構的研究，從源頭上解決影響裝備性能提升的問題。

對電子裝備中電子機械結構而言，天饋系統、伺服系統、機動方艙、機箱機柜等又是典型代表，發揮著十分關鍵的作用?，F代戰爭對電子裝備提出了高精度、快響應的要求，而電子裝備的高頻段、小型化的特點以及其所處的惡劣環境，則要求裝備結構具有優良的散熱性能、電磁屏蔽性能以及抗沖擊振動性能。

從學科的角度看，有關電子裝備機械結構特性的研究屬于電子機械工程的學科范疇。電子機械工程是一門新興的交叉與邊緣學科，是電子信息技術中不可缺少的一個重要方面。它從電子（磁）與機械兩門學科的交叉點入手，剖析它們內在的耦合機理，以發現提高電子裝備電性能的機械結構設計參數、分析方法與具體的工程實現措施。電子機械工程學科在發達國家得到了高度重視并取得了快速發展。

值得指出的是，電子機械工程與通常所說的機械學科中的機電一體化（機械電子工程）有所不同。前者著重研究雷達、天線、導航等電子裝備中的機械與結構特性，后者的主要研究對象則是數控機床、工程機械等機電一體化設備；前者從電子與機械結合的角度，致力于裝備電性能的實現，后者則通過引入電子技術，以改進設備的機械性能。

除武器裝備外，電子機械在民用高科技領域也發揮著重要作用，如大型客機上的電子設備、導航通信衛星上的電子設備，用于天文觀測的特大型反射面天線等。開展對電子裝備結構系統而深入的研究，可有力促進電子機械工程學科的發展，并有效增強我軍在現代化戰爭中的實力，推進國家高科技企業的技術進步。