1.1.1 电子机械工程与电子装备

高端装备是国之重器，装备制造业的发展则是制造强国的扛鼎基石。在全球数字化、网络化、智能化制造发展趋势下，我国高端装备特别是复杂机电装备的设计与制造技术，正面临着迭代升级、突破瓶颈的重大挑战！

我国工业制造目前正经历从2.0、3.0到4.0的并行发展之中，仍在机械化、电气化、自动化、智能化的道路上砥砺前行，机电一体化、自动化、智能化等装备制造在系统设计、共性问题、关键技术、制造工艺等方面，出现了一些掣肘难题，亟须解决从中低端制造迈向高端制造的核心技术和制约问题，实现技术演进的代际跨越。

高精度、高性能复杂机电装备广泛应用于国防建设、国民经济等高新技术的各个重点行业领域，是装备制造迭代发展、转型升级的主力支撑，其设计与制造水平是国家整体科技水平与实力的重要体现。高性能机电装备主要包括两大类：一类以机械性能为主，电性能服务于机械性能，如大型数控机床、加工中心等加工装备，以及兵器、化工、船舶、农业、能源、交通、工程机械等行业重大装备，主要是运用电子信息技术来改造、武装、提升传统装备的机械性能；另一类则是以电性能为主，机械性能服务于电性能的电子装备，如雷达、计算机、天线、射电望远镜等，其机械结构主要用于保障特定电磁性能的实现，广泛应用于陆、海、空、天等各个关键领域，发挥着“千里眼”“顺风耳”“智能中枢”“神经系统”等信息探测、感知、处理和传递的核心作用。

电子装备是机电结合的系统，其主要由机械结构与电磁（气）两大部分组成，机械结构不仅是电性能实现的载体与保障，且往往制约着电性能的实现与提高。以图1-1所示的服役于探月工程的40m口径S/X双频段天线为例，其任务是完成对月球探测器的信息接收与测轨。在各种环境载荷作用下，天线会产生结构变形等系统误差，加上加工与装配中带来的随机误差，如果指向精度发生0.5°的偏差，则对38万千米之外的月球探测器所带来的指向偏差相当于从纽约到北京，将丢失目标。另外，一般而言，反射面的形面误差要求低于波长的1/30，若仅到波长的1/16的话，则作用距离减半，天线就收不到月球探测器返回的信号了。

图1-1 某40m口径S/X双频段天线

显然，欲实现并提高电子装备性能，必须深入进行关于电子装备机械结构的研究，从源头上解决影响装备性能提升的问题。

对电子装备中电子机械结构而言，天馈系统、伺服系统、机动方舱、机箱机柜等又是典型代表，发挥着十分关键的作用。现代战争对电子装备提出了高精度、快响应的要求，而电子装备的高频段、小型化的特点以及其所处的恶劣环境，则要求装备结构具有优良的散热性能、电磁屏蔽性能以及抗冲击振动性能。

从学科的角度看，有关电子装备机械结构特性的研究属于电子机械工程的学科范畴。电子机械工程是一门新兴的交叉与边缘学科，是电子信息技术中不可缺少的一个重要方面。它从电子（磁）与机械两门学科的交叉点入手，剖析它们内在的耦合机理，以发现提高电子装备电性能的机械结构设计参数、分析方法与具体的工程实现措施。电子机械工程学科在发达国家得到了高度重视并取得了快速发展。

值得指出的是，电子机械工程与通常所说的机械学科中的机电一体化（机械电子工程）有所不同。前者着重研究雷达、天线、导航等电子装备中的机械与结构特性，后者的主要研究对象则是数控机床、工程机械等机电一体化设备；前者从电子与机械结合的角度，致力于装备电性能的实现，后者则通过引入电子技术，以改进设备的机械性能。

除武器装备外，电子机械在民用高科技领域也发挥着重要作用，如大型客机上的电子设备、导航通信卫星上的电子设备，用于天文观测的特大型反射面天线等。开展对电子装备结构系统而深入的研究，可有力促进电子机械工程学科的发展，并有效增强我军在现代化战争中的实力，推进国家高科技企业的技术进步。