换热器（heat exchanger）是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器作为传热设备被广泛应用于电子器件、集成电路、空调等民用及飞行器、卫星、火箭等航空航天领域。换热器的传热效率与换热器的使用材质、结构及体积等密切相关，换热器材料的选择一般从材料的性能、强度、工艺性、经济性、环境适应性等多方面因素考虑；换热器的材质包括铜、铝、不锈钢、陶瓷、硅等。按照结构划分，换热器的类型可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等；近年来，铝制板翅式换热器和微通道换热器，以其传热效率高、体积小等特点被广泛应用于航空航天领域[1][2]。
1 研究方法与分析工具
科技论文是基础研究成果公布的主要形式之一，科技论文被《SCI》收录和引用，普遍认为是评价基础科学研究水平、科技实力和科技论文质量高低的重要标准之一[3]。本文通过检索Web of Science论文数据库得到论文文献，再对论文文献信息进行二次标引、整理分类、人工识别等加工处理，最终采用CiteSpace等分析工具对航空航天领域换热器技术的研究热点、研究主体等进行知识图谱分析。
专利是技术创新的最终成果和主要表现形式之一，是当今时代最重要的技术文献和知识宝库[4]。因此，可以通过深入挖掘专利文献信息，分析专利与技术创新特征之间存在的对应关系，间接反映技术创新的创新主体、创新过程、创新投入与产出、创新组合模式等等[5] [6]。本文通过检索专利数据库得到专利文献，再对专利文献信息进行二次标引、整理分类、人工识别等加工处理，最终采用Aureka ThemeScape等分析工具对航空航天领域换热器技术的研究热点、研究主体等进行专利地图分析。
早在1945年，Vannevar Bush 就提出基础研究是应用研究的先决条件和催化剂，是技术创新的根本驱动力[7]。我国学者柳卸林和何郁冰研究认为：基础研究是中国产业核心技术突破性创新的关键[8]。因此基础研究与技术创新之间存在密切的关联，一方面，基础研究是技术创新理论知识的主要来源；另一方面，技术创新产生的技术进步也会为基础研究提出大量新需求，刺激基础研究。本文通过统计分析航空航天领域换热器技术专利的非专利引用文献中的SCI文献来源、国家/地区等，从期刊种类、空间等角度揭示基础研究与技术创新间科学知识的流动特点[9]。
2 数据获取
本文分析的数据均来源于Thomson Reuters（汤森路透）集团旗下的数据库，包括选择从Web of Science(WOS)数据库获取论文信息数据、从Thomson Innovation数据库（简称TI数据库）获取专利信息数据。这两大数据库均为国际上知名且权威的数据库，从中获取的数据不仅全面、完整，而且数据的质量较高[10]。论文检索以“主题”（即TS）作为检索字段，检索词及其组配关系为((heat NEAR exchanger) OR (heat NEAR exchangers)) AND (airplane* OR aeroplane* OR aircraft* OR "aerial vehicle" OR rocket* OR spacecraft* OR helicopter* OR aviation OR "space flight" OR spaceflight OR aerospace OR spaceflight OR satellit*)，检索日期为2015年7月22日，检索出283篇论文文献；专利检索以“摘要”（即ABD）作为检索字段，检索词及其组配关系、检索日期同上，检索出2396篇专利（族）文献。
3 研究热点分析
3.1基础研究
3.1.1研究概况
在检索到的283篇WOS文献中，统计可知，早在1975年就有相关文献的发表；从2010年-2015年出版的文献数量为92篇，占历年发文量的32.5%；最近六年，发文量占过去三十年的近三分之一，间接说明航空航天领域换热器技术的研究正越来越受到关注。文献的类型主要包括论文(Article)：163篇（占比57.6%）、会议文献(Proceedings Paper)：140篇（占比49.5%）、综述(Review)：4篇（占比1.4%）等。学科分类包括工程机械(Mechanical Engineering)：121篇（占比42.8%）、热力学(Thermodynamics)：78篇（占比27.6%）、工程航空航天(Engineering Aerospace)：54篇（占比19.1%）、能源燃料(Energy Fuels)：41篇（占比14.5%）等。
3.1.2研究主体
把科技论文作者所属的机构作为研究主体，得出排名前十位的研究主体（如表1所示）。在排名前十位的研究主体中，有8个研究主体为美国的研究机构，说明美国在航空航天领域换热器技术的基础研究方面处于领先地位；此外，有1个研究主体为中国的北京航空航天大学和1个主体为加拿大的瑞尔森大学，说明中国和加拿大在相关技术方面的基础研究也较为领先。在排名前十位的研究主体中，有5个为政府部门，有4个为大学，只有1个为企业；说明政府部门和高校是航空航天领域换热器技术基础研究的研究主体，是推动相关技术实现基础理论创新的重要力量。
在排名前十位的研究主体中，发文量最多的研究主体是美国国家航空航天局NASA，发文量为14篇；发文量排名第二的是美国国防部，发文量为11篇；发文量排名第三的是美国空军，发文量为10篇；其余的研究主体发文量均为10篇以下。发文量排名前三的研究主体均为美国的政府部门，说明美国政府部门对航空航天领域换热器技术的基础研究非常重视，使得美国的航空航天领域换热器技术一直处于世界领先水平。
表1 排名前十位的航空航天领域换热器技术科技论文研究主体
序号 机构 发文量（篇）
1 美国国家航空航天局NASA(National Aeronautics Space Administration) 14
2 美国国防部(United States Department of Defense) 11
3 美国空军(United States Air Force) 10
4 美国杜克大学(Duke University) 9
5 美国创新科技公司(Innovat Sci Solut Inc) 8
6 美空军研究实验室(US Air Force Research Laboratory) 7
7 美国能源部(United States Department of Energy) 7
8 北京航空航天大学(BeiHang University) 7
9 加拿大瑞尔森大学(Ryerson University) 6
10 美国加州理工学院(California Institute of Technology) 6
在283篇科技论文中，由基金资助机构资助的论文有38篇，占比13.4%；其中由美国资助机构资助的论文有13篇，由中国资助机构资助有9篇论文，由其它国家或地区资助机构资助的论文数量均为3篇以下。可见，由中国和美国的资助机构资助的论文数量最多，说明中国和美国相关部门在航空航天领域换热器技术的基础研究方面资助力度最大。
3.1.3研究热点

图1 航空航天领域换热器技术基础研究热点图
在Citespace软件中，网络节点类型选择keyword，时区分割选择1，阀值选择出现频次最高的top20，运行软件得到关键词共现图谱（见图4）；关键词出现频率越高，图中节点越大，标签字体越大。图中换热器(heat exchangers)节点最大，与本文的研究主体相符；其次，节点较大的是与换热器密切相关的技术领域：热传递(heat transfer)；然后，节点较大的是流体系统优化设计的相关技术(flow、design、performance、optimization、model)；最后，节点较大的是推进系统(propulsion)。
中心度是网络中节点在整体网络中所起连接作用大小的度量，故中心度越大越容易成为网络中的关键节点。图中，中心度最大的是换热器(heat exchangers)：0.41，其次是热传递(heat transfer)：0.16、热稳定性(thermal-stability)：0.1、流体力学模拟(CFD simulation)：0.09、构形理论(constructal theory)：0.07、微通道(microchannel)：0.03、交叉流式换热器(crossflow heat exchanger)：0.03等。
通过上述分析可知，航空航天领域换热器技术的基础研究热点包括热传递、热稳定性、系统优化、构形理论等。