飞机系统 – 可靠性、质量、功率和成本 Dieter Scholz – 德国汉堡应用科学学院 1 简介 尽管飞机系统设计是飞机设计的一部分,但在飞机初步设计中似乎并没有给予太多重视。 在预测飞机质量时,只会简要考虑飞机系统。 初步设计会考虑起落架,以及燃料储存问题。 可能会考虑飞行控制系统的类型(全电动或手动)。 其他任何事情通常留给更详细的设计活动去考虑。 本文的目的是: 通过强调飞机系统设计的重点:可靠性、质量、功率和成本,将飞机系统设计的视角扩展到初步飞机设计层面之外。 飞机系统的重要性 飞机系统的质量约占飞机空重的 1/3。同样,飞机系统具有很高的经济影响:中程民用运输工具的开发和生产成本中有超过三分之一可以分配给飞机系统 - 对于军用飞机来说,这个比例甚至更高。以同样的比例,飞机的价格是由飞机系统决定的。飞机系统大约占直接运营成本(DOC)和直接维护成本(DMC)的三分之一。历史趋势自 1960 年以来,飞机轮廓和总体设计概念趋于稳定。尽管如此,从那时起已经取得了显著的进步:就像空气动力学、结构和动力装置得到优化一样,飞机系统的经济性、可靠性和安全性也得到了逐步改善。这是通过通过使用经验、研发以及采用新技术的不断发展和优化而实现的。对这些变化影响最大的可能是数字数据处理。2 定义飞机系统:在飞机上执行特定功能的相互关联项目的组合。3 细分飞机系统以其功能为特征。在民航中,按照 ATA iSpec 2200(美国航空运输协会 (ATA) 著名的 100 规范的后继者)对飞机系统进行分组是一种常见的做法。
2015 年在巴黎达成的协议规定,各国应共同努力控制温室气体 (GHG) 排放,将全球气温上升幅度控制在 2 摄氏度以下(联合国,2015 年)。这需要大幅削减温室气体排放,因为目前的水平很可能使 2050 年气温上升 3 摄氏度。碳定价被广泛认为是实现深度脱碳目标的关键工具。事实上,定价通过提供选择减排措施及其时间的灵活性,确保以最低的成本减少排放。有趣的是,欧盟内部的温室气体减排似乎相当成功,而欧盟也是全球碳定价的先驱。到 2013 年,欧盟(包括英国)的温室气体排放量比 1990 年的水平总体下降了 21%。在 20 世纪 90 年代初最初下降之后,在 2008 年经济危机之后,减排目标基本实现。自 2014 年以来,温室气体排放量再次趋于稳定。尽管如此,与过去相比,减排取得了突破,因为经济增长与更高的能源使用和温室气体排放密切相关。事实上,1990 年至 2017 年间,GDP 的温室气体强度下降了 50% 以上。欧盟采用的一项重要手段是通过欧盟排放交易体系 (EU ETS) 内的碳排放许可交易实施明确的碳定价政策。该体系涵盖了欧盟约 40% 的温室气体总排放量,并包括三个欧盟以外的欧洲国家。欧盟排放交易体系是典型的限额与交易体系,其灵感来源于 20 世纪 90 年代美国二氧化硫限额与交易体系(Burtraw and Szambe lan 2009)的实际成功。其主要目的是通过为工业温室气体提供明确的减排路径,以经济有效的方式减少温室气体排放,并允许企业之间进行碳排放配额交易,以找到最便宜的减排方案。
经过数年的负面冲击,全球经济正在趋于稳定。尽管地缘政治紧张局势加剧且利率高企,但预计今年全球经济增长率仍将稳定在 2.6%,并在贸易和投资温和扩张的同时,于 2025-26 年小幅升至 2.7%。预计全球通胀率将以低于此前预期的速度缓和,今年平均通胀率为 3.5%。发达经济体以及新兴市场和发展中经济体 (EMDE) 的央行在放松政策方面可能仍将保持谨慎。因此,与疫情前相比明显更高的利率将持续较长一段时间。尽管有所改善,但前景仍然低迷。预计预测期内全球经济增长将比 2010-19 年平均水平低近半个百分点,占全球人口 80% 以上的经济体的扩张速度将放缓。预计 EMDE 增长率将从 2023 年的 4.2% 降至 2024 年的 4%。在冲突和暴力加剧的情况下,许多脆弱经济体的前景依然尤其黯淡——超过一半的脆弱和受冲突影响的经济体在 2024 年仍将比疫情前夕更贫穷。风险已变得更加平衡,但仍倾向于下行。地缘政治紧张局势升级可能导致大宗商品价格波动。在贸易政策不确定性加剧的背景下,进一步的贸易分化可能会进一步破坏贸易网络。更持续的通胀可能导致利率长期处于高位。其他风险包括主要经济体的经济活动弱于预期以及与气候变化相关的灾害。在此背景下,政策制定者面临着艰巨的挑战。需要全球努力来保障贸易、支持绿色和数字化转型、提供债务减免并改善粮食安全。依然突出的通胀风险凸显了 EMDE 货币政策继续关注价格稳定的必要性。高额债务和高昂的偿债成本将要求 EMDE 政策制定者在庞大的投资需求和财政可持续性之间取得平衡。为了实现发展目标,需要制定政策来提高生产率增长、提高公共投资效率、建设人力资本并缩小劳动力市场的性别差距。
过去十年,对数据中心和网络服务的需求迅速增长。然而,由于更高效的电子硬件、向超大规模和云数据中心的迁移以及更高效的冷却基础设施等,近年来电力需求已经趋于稳定。本文对冷却技术进行了关键概述并讨论了研究差距。数据通信设施中的冷却技术大致可分为风冷和液冷系统。架空/地板下送风、热/冷通道布局和热/冷通道遏制是优化风冷系统性能的主要策略。架空地板架构已在数据通信设施中得到广泛采用,但存在大量气流泄漏(约 25-50%)。研究发现,最佳通风系统是硬地板设计,采用架空冷风输送和热风回风管道,而不是基于房间的送风和回风。冷通道遏制可以更好地降低机架的最高入口温度并抑制冷却系统故障时的温升,而热通道遏制可以提供更低的机架平均入口温度和更小的标准差,并且受服务器周围气密性的影响更小。随着机架功率密度超过 10 kW/机架且热流超过 100 kW/cm 2 ,传统的风冷系统不再是可行的热管理解决方案。喷雾冷却、冲击射流、浸没冷却、液冷微通道和热管等液体冷却方法是克服风冷系统容量限制的新兴技术之一。对于浸没冷却,过渡到过冷两相流沸腾、通过添加微结构或不规则性来创造更多的成核位点和更大的传热表面积来增强传热以及利用纳米流体是受到学者关注的突出增强策略。将电力电子模块浸入液体中可使热阻降低至空气冷却系统的 25%,或微通道或喷雾冷却等液体冷却系统的 30-50%。根据现有的冷却系统、总体热负荷和热点,热管系统可以作为独立单元或与空气冷却系统结合使用,即所谓的混合系统,为数据中心提供服务。与典型的空气冷却系统相比,混合系统可以分别降低 37-58% 和 20-70% 的年度冷却负荷系数和能耗。
摘要 全球变暖是能源领域面临的最大挑战和最重要的问题之一。随着社会对能源的需求不断增加,必须继续减少对环境的影响才能实现全球目标。通过重新利用现有基础设施并将其转化为热能储存,可以显著加速城市能源所需的脱碳。在当今的瑞典,最常见的热源是区域供热,约占所有供热的 50%。在向更可持续的社会和能源系统转型的过程中,区域供热一直被认为是一种有效的解决方案,而且现在仍然如此。区域供热网络允许使用原本会被浪费的能源。我们代表 Norrenergi AB 进行了这项研究,目的是填补有关 Saltsjötunnel 和 Solnaverket 岩洞热水储存潜力的现有知识空白。在这项研究中,Saltsjötunnel 和岩洞被评估为潜在的热水热能储存。通过进行彻底的文献综述以及数值模拟和计算,评估了隧道和岩洞作为热能储存的用途。结果表明,Saltsjötunnel 内很难出现热分层,同时提出并讨论了将洞穴用作混合储存器的替代用途。岩石洞穴更适合转换为热能储存器,但应进行进一步研究以制定最佳策略。进行的研究还表明,在初始阶段,两个储存器预计都会有大量热量损失,并且在最初几年会急剧下降,大约 10 年后趋于稳定。虽然本研究中评估的两种能源/燃料(电力和颗粒)以及 Norrenergi 购买的能源/燃料都带有绿色标签,但进一步分析表明,电力对环境的影响最小。研究得出结论,将现有的地下洞穴转换为热能储存器可能会对 Norrenergi 的供热和供冷可持续性产生积极贡献。如果是这样,它将允许更有效地利用市政资产,储存多余的热量并以可持续的方式最大限度地减少碳密集型 DH 生产。因此,对于其他基于区域供热的城市能源系统而言,这可以看作是一种值得考虑的缓解气候影响的有趣技术。
致编辑:近年来,由于有效疗法的验证,淀粉样转甲状腺素蛋白相关 (ATTR) 心脏淀粉样变性 (CA) 患者的治疗发生了重大变化。例如,使用 N1006 等抗体的新疗法有望消除 ATTR CA ( 1 ),基因编辑策略有望降低遗传性疾病患者血清 TTR 蛋白水平 ( 2 )。在此背景下,他法米迪在 ATTR CA 治疗中发挥了重要作用,目前已被纳入国际指南 ( 3 ),该指南强调及时开始治疗的必要性,因为在疾病晚期阶段疗效会降低 ( 4 )。在这方面,毫无疑问,及时诊断对于 ATTR CA 患者获得良好结果至关重要,而能够提供早期和准确诊断的可靠成像方式至关重要。与直觉相反,关于在早期诊断 ATTR CA 时应将注意力集中到何处的指导不应来自有关成像方式诊断准确性的文献,而应来自有关使用这些方式进行 tafamidis 后随访的最新数据。根据最近的报告,最近发表在《核医学杂志》( 5 ) 上的一项研究表明,治疗后心脏对 99m Tc-3,3-二膦酰基-1,2 丙二羧酸 ( 99m Tc-DPD ) SPECT 的摄取程度会降低。这项研究最有趣的发现是 99m Tc-DPD 摄取量的下降有些出乎意料。事实上,tafamidis 本质上减少了心肌内淀粉样纤维的沉积,而不是使其降解。与这一概念一致,以心脏 MRI 为特色的研究显示治疗后细胞外体积趋于稳定 ( 6 )。因此,可以想象,基于心脏 MRI 的细胞外体积计算反映了心肌内的淀粉样蛋白负担,而 99m Tc-DPD SPECT 反映的不是淀粉样蛋白的负担而是活性沉积的程度。这一概念与 99m Tc-DPD 不直接与淀粉样蛋白纤维结合而是与淀粉样蛋白内的微钙化结合的观察结果一致 (7)。与骨扫描一样,只有具有活跃代谢的钙化才会吸收 99m Tc-DPD,同样的概念也适用于淀粉样蛋白成像。因此,如果我们的目标是尽早发现 ATTR CA,当淀粉样蛋白负担可能较小但活性沉积迅速时,99m Tc-DPD 可能是准确诊断的首选。在这方面,最有可能的 99m Tc-DPD 摄取模式可能不是弥漫性和轻微的,而是中度至密集的,并且局限于已知首先受到影响的左心室心肌区域——即基底区域,而不影响心尖区域。在这种情况下,很明显平面 99m Tc-DPD 成像不再足以进行早期诊断。事实上,而平面成像可能会漏掉小面积轻度至中度增加的 99m Tc-DPD 摄取,
致编辑:近年来,由于有效疗法的验证,淀粉样转甲状腺素蛋白相关 (ATTR) 心脏淀粉样变性 (CA) 患者的治疗发生了重大变化。例如,使用 N1006 等抗体的新疗法有望消除 ATTR CA ( 1 ),基因编辑策略有望降低遗传性疾病患者血清 TTR 蛋白水平 ( 2 )。在这种情况下,他法米迪在 ATTR CA 治疗中发挥了重要作用,目前已被纳入国际指南 ( 3 ),该指南强调及时开始治疗的必要性,因为在疾病晚期阶段,疗效会降低 ( 4 )。在这方面,毫无疑问,及时诊断对于 ATTR CA 患者获得良好结果至关重要,而能够提供早期和准确诊断的可靠成像方式至关重要。与直觉相反,关于在早期诊断 ATTR CA 时应将注意力集中到何处的指导不应来自有关成像方式诊断准确性的文献,而应来自有关使用这些方式进行 tafamidis 后随访的最新数据。根据最近的报告,最近发表在《核医学杂志》( 5 ) 上的一项研究表明,治疗后心脏对 99m Tc-3,3-二膦酰基-1,2 丙二羧酸 ( 99m Tc-DPD ) SPECT 的摄取程度会降低。这项研究最有趣的发现是 99m Tc-DPD 摄取量有点出乎意料的下降。事实上,tafamidis 本质上是减少心肌内淀粉样纤维的沉积,而不是使其降解。与这一概念一致,以心脏 MRI 为特色的研究显示治疗后细胞外体积趋于稳定 ( 6 )。因此,可以想象,基于心脏 MRI 的细胞外体积计算反映了心肌内的淀粉样蛋白负担,而 99m Tc-DPD SPECT 反映的不是淀粉样蛋白的负担而是活性沉积的程度。这一概念与 99m Tc-DPD 不直接与淀粉样蛋白纤维结合而是与淀粉样蛋白内的微钙化结合的观察结果一致 (7)。与骨扫描一样,只有具有活性代谢的钙化才会吸收 99m Tc-DPD,同样的概念也适用于淀粉样蛋白成像。因此,如果我们的目标是尽早发现 ATTR CA,当淀粉样蛋白负担可能较小但活性沉积迅速时,99m Tc-DPD 可能是准确诊断的首选。在这方面,最有可能的 99m Tc-DPD 摄取模式可能不是弥漫性和轻微的,而是中度至密集的,并且局限于已知首先受到影响的左心室心肌区域——即基底区域,而不影响心尖区域。在这种情况下,很明显平面 99m Tc-DPD 成像不再足以进行早期诊断。事实上,而平面成像可能会漏掉小面积轻度至中度增加的 99m Tc-DPD 摄取,灵敏度
人类体内的微生物群落包括病毒、细菌、古菌和小型真核生物,如真菌和原生生物 [1]。这些群落是共生的微生物网络,可以在宿主体内发挥重要功能,其代谢物或缺乏代谢物会对人类健康和疾病产生影响 [2-4]。这些微生物生态系统在其生态位内的复杂结构、分类和功能组成被称为微生物组 [5]。与我们的指纹类似,肠道、阴道、皮肤或泌尿道中的每个微生物组都是高度独特的,它们受环境、宿主遗传、生活方式的影响,可能还有其他影响微生物组的因素,而我们目前对这些因素还不甚了解 [4]。菌群失调是指微生物组被破坏或改变(或两者兼而有之)的状态,它会妨碍正常功能或引起低度炎症,可能在多种疾病的发生和/或发展中发挥作用 [5]。人类肠道微生物群被视为影响免疫、神经、内分泌或代谢途径的人类健康的“隐藏”代谢器官 [4,6]。肠道菌群失调与多种疾病有关,但它是否是这些疾病的因果关系仍不清楚 [4,7,8]。我们对肠道微生物群的理解在不断发展但有限,而对其他微生物群的了解则更加匮乏。泌尿道微生物群或尿路生物群尤其如此,直到十年前人们还认为它们是无菌的 [9,10]。尿路生物群的特点是生物量低于肠道微生物群,其组成成分仍未得到充分探索 [9,11]。有证据表明,男性和女性的泌尿系统生物群有所不同:女性与乳酸杆菌有关,而男性与棒状杆菌或葡萄球菌有关 [9, 11, 12]。糖尿病是一种以血糖升高为特征的疾病,是导致心血管疾病、失明或肾脏损害的主要原因 [13]。糖尿病,尤其是 2 型糖尿病 (T2DM),已成为全球卫生紧急事件,其患病率几十年来一直在上升,2021 年全球受影响人数为 5.37 亿,包括 670 万相关死亡病例 [13, 14]。一些高收入国家成人糖尿病发病率正在趋于稳定,但儿童糖尿病发病率仍在增加 [15-18]。血糖受损会增加感染风险,这或许可以解释为什么糖尿病患者患泌尿道感染、肾盂肾炎和尿路脓毒症的风险更高[19]。糖尿病患者不仅尿液中葡萄糖、白蛋白和其他蛋白质含量较高,这可能会影响泌尿生物群的组成,促进某些物种的细菌生长,并可能影响泌尿生物群的多样性;而且他们的尿液中葡萄糖含量高,这会损害免疫反应和尿路上皮的完整性[19]。然而,我们对与糖尿病相关的泌尿系统生物群组成的信息有限。此外,由于糖尿病或其他原因导致肾脏血管受损,可能导致估算肾小球滤过率 (eGFR) 下降,从而影响泌尿功能,因为这些器官通过输尿管连接到膀胱 [ 20 ]。糖尿病肾病的发展可能进一步转变为慢性肾病 (CKD) 或终末期肾病 (ESRD),前者与糖尿病有关,但也与其他合并症有关,而后者主要由糖尿病引起 [ 20 ]。
摘要 目的:确定袋鼠妈妈护理 (KMC) 对提前出院并于随后几天入住新生儿重症监护病房 (NICU) 的早产儿灌注指数、心率和血氧饱和度的影响。方法:本研究采用随机对照实验设计,并使用前测-后测对照组模型。本研究纳入了 2019 年 12 月至 2020 年 12 月期间提前出院并随后入住 NICU 的婴儿。在土耳其伊斯坦布尔一家私立大学医院的 NICU,使用简单随机化技术分配实验组 (n = 38) 和对照组 (n = 38)。比较了应用 KMC 的实验组和未应用 KMC 的对照组的心率、灌注指数和血氧饱和度水平。以 15 分钟为间隔测量这些参数,持续 45 分钟(0-1、15、30、45 分钟)。资料收集通过母婴入门信息表、袋鼠妈妈护理准备表、袋鼠妈妈护理生理参数监测表、Noninvaziv脉搏血氧饱和度仪进行,采用独立样本t检验、Pearson卡方检验、Fisher精确概率法进行统计。结果:实验组与对照组婴儿胎龄(分别为31.11±3.25和31.61±3.04,p=.491)和体重(分别为1778.29±436.93和1953.29±345.74,p=.057)相近,差异均无统计学意义。袋鼠妈妈护理前,实验组与对照组婴儿心率、血氧饱和度、血流灌注指数值均无差异(p>.05)。从应用KMC后的第一个15分钟到KMC后45分钟,实验组的心率和血氧饱和度与对照组相比显著降低(p=0.001)且趋于稳定。实验组在KMC期间第15、30和45分钟的心率低于对照组(分别为147.63±11.04;142.47±11.94;136.82±13.22和153.13±8.73;154.50±7.27;154.84±7.05)。此外,袋鼠妈妈护理期间的氧饱和度高于对照组(分别为 96.68 ± 2.08;97.24 ± 2.18;97.87 ± 1.66 和 94.79 ± 1.27;94.66 ± 1.45;94.39 ± 1.38)。与对照组相比,实验组在袋鼠妈妈护理期间心率和氧饱和度的显著差异在袋鼠妈妈护理后 45 分钟内持续。灌注指数在袋鼠妈妈护理期间 30 分钟和 45 分钟时显著升高。然而,尽管这种变化在袋鼠妈妈护理后仍持续,但灌注指数的变化并不具有统计学意义。结论:袋鼠妈妈护理有助于调节提前出院并在随后几天进入 NICU 的早产儿的心率、氧饱和度和灌注指数。关键词:心率、婴儿护理、袋鼠妈妈护理法 氧饱和度 灌注指数 早产
I. 引言随着无线网络通过 5G 不断发展,通过使用毫米波频段、大规模 MIMO 和密集小区来提高频谱密度,网络设计人员正在展望 6G 发展路线图,预计社会将更加数据驱动,无线脑机接口、扩展现实和互联机器人将推动 6G 网络处理比 5G 快 10 到 1,000 倍的数据速率 [1]。为了提高频谱效率,设计人员将考虑实施超大规模 MIMO 阵列、创新的空中接口复用技术、更强大的前向纠错编码等技术,甚至在更高载波频率的更宽带宽中部署更高密度的网络。随着频谱效率的提高,6G 系统设计人员将努力提高关键性能指标 (KPI),例如终端和基站的延迟、可靠性和能源效率,同时也会尽量不牺牲一个 KPI 来实现另一个 KPI。 6G 算法的实施可以优化数据吞吐量、频谱效率、用户密度、可靠性和延迟,并在更宽的带宽下运行,这将导致比当前 5G 系统更多的计算量。在基站和蜂窝基础设施中,5G RF 调制解调器信号处理基于经典计算概念,这些概念通常在 ASIC、FPGA 和 GPU/CPU 结构中实现。然而,经典计算性能的改进并没有像过去几年那样呈指数级增长,而是由于晶体管达到原子极限而趋于稳定 [2]。由于高效快速计算结构的设计现在与无线通信竞争,成为许多高容量无线通信系统面临的最重大挑战,因此硅片能否实现实现 6G KPI 所需的高频谱性能、低延迟和高可靠性优化算法值得怀疑。随着 6G 路线图的发展,量子计算是一种潜在的宝贵工具,可以解决未来性能、延迟和可靠性之间的权衡。如果量子计算能够为目前限制可实现网络吞吐量的复杂优化问题提供最佳算法,那么频谱效率将受益匪浅。能够进行量子信息处理的众多硬件平台可以与其他可扩展技术(如毫米波和小型蜂窝)相结合,进一步提高频谱效率。由于量子力学的线性,量子计算从根本上受限于可逆操作,这些操作不会散发热量,除了计算的初始化和读出阶段。虽然嘈杂的量子计算具有不可逆性元素,但从长远来看,量子计算原则上可以达到任意低的功耗,而如果以传统方式执行,这些计算将耗电。在过去几年中,由于纳米技术和工程技术的进步,现实世界的量子计算机已经可以商业化使用。对于无线网络,最近的研究首先利用了量子退火器,这是一种模拟量子计算处理器,并展示了集中式无线接入网络(C-RAN)中基于量子的多输入多输出(MIMO)检测器 [3] 和基于量子的低密度奇偶校验(LDPC)错误控制解码 [4] 的良好结果,为如何使用机器和基线性能指标提供了指导。在无线网络中,存在代表性的优化问题,包括但不限于先前研究的应用,这些问题受到众所周知的吞吐量和复杂性之间的传统权衡,其中最佳求解器是已知的,但考虑到可用的硬件和处理时间限制,实际实施起来非常困难。我们期望克服