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2006年以來(lái)，學(xué)校發(fā)起成立及加入了“亞洲仿真聯(lián)盟”“歐洲頂尖工業(yè)管理者高校聯(lián)盟(T.I.M.E.)”“一帶一路航天創(chuàng)新聯(lián)盟”“國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)”等18個(gè)國(guó)際大學(xué)聯(lián)盟及學(xué)術(shù)組織。

2024年12月，亞洲仿真聯(lián)盟（Asia Simulation Federation, ASIASIM簡(jiǎn)稱(chēng)“亞仿聯(lián)”）成立儀式暨首屆仿真前沿技術(shù)研討會(huì)在北航杭州國(guó)際校園舉辦。亞洲仿真聯(lián)盟是國(guó)內(nèi)首批依托高校建設(shè)的國(guó)際科技組織，也是北航發(fā)起成立的第一個(gè)國(guó)際組織。

歐洲頂尖工業(yè)管理者高校聯(lián)盟（Top International Managers in Engineering,簡(jiǎn)稱(chēng)T.I.M.E.聯(lián)盟）是巴黎中央理工大學(xué)1989年發(fā)起的、由歐洲一流工科院校組成的大學(xué)聯(lián)盟，其宗旨是通過(guò)搭建交流交換平臺(tái)，促進(jìn)成員高校在工程人才培養(yǎng)，特別是雙學(xué)位領(lǐng)域的合作，培養(yǎng)有跨文化理解力、卓越專(zhuān)業(yè)能力的國(guó)際化工程人才。北航是該聯(lián)盟在國(guó)內(nèi)唯二的會(huì)員單位。

2018年，物理學(xué)院呂廣宏教授獲批國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際(地區(qū))合作研究項(xiàng)目，開(kāi)啟北航與荷蘭基礎(chǔ)能源研究所DIFFER合作，共同開(kāi)展面向商用聚變能應(yīng)用的等離子體輻照效應(yīng)研究工作。雙方合作充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)裝置、研究方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。項(xiàng)目研究成果揭示了聚變邊界等離子體輻照效應(yīng)，為聚變堆工程設(shè)計(jì)中壁材料的制備與應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。該項(xiàng)目于2022年12月結(jié)題并獲評(píng)優(yōu)秀。

2020年，北京航空航天大學(xué)分別與美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校、美國(guó)密蘇里大學(xué)聯(lián)合簽署并啟動(dòng)“空間非合作機(jī)動(dòng)目標(biāo)智能自主相對(duì)導(dǎo)航與控制研究”項(xiàng)目。三方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，積極推動(dòng)空間非合作目標(biāo)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制(GNC)技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，以滿足空間在軌服務(wù)與維護(hù)領(lǐng)域的迫切應(yīng)用需求。

2020年，北京航空航天大學(xué)牽頭的國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際(地區(qū))合作研究項(xiàng)目“全息真3D顯示關(guān)鍵技術(shù)”獲批立項(xiàng)，攜手首爾國(guó)立大學(xué)和四川大學(xué)，致力于解決全息顯示中的關(guān)鍵問(wèn)題，攻克前沿核心技術(shù)，推動(dòng)3D顯示技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

2020年，北京航空航天大學(xué)正式開(kāi)始與沙特國(guó)王科技大學(xué)開(kāi)展科研合作，共同承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目，旨在新型功能材料等交叉學(xué)科研究，目前主要致力于新型稀土軟磁復(fù)合材料關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化突破，以及青年教師互派和研究生聯(lián)合培養(yǎng)等。

2021年，北航、新加坡國(guó)立大學(xué)、澳大利亞新南威爾士大學(xué)啟動(dòng)“數(shù)字孿生車(chē)間構(gòu)建及生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化理論”國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，三方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，積極推動(dòng)數(shù)字孿生與智能制造技術(shù)的發(fā)展與行業(yè)應(yīng)用，以滿足我國(guó)制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的迫切需求；自主創(chuàng)辦《Digital Twin》和《Digital Engineering》國(guó)際期刊，發(fā)起數(shù)字孿生國(guó)際會(huì)議，成立北航數(shù)字孿生國(guó)際研究中心，引領(lǐng)數(shù)字孿生研究與發(fā)展。

2023年，北京航空航天大學(xué)與南非文達(dá)大學(xué)、比勒陀利亞大學(xué)簽署“中非北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及遙感應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”共建協(xié)議，聯(lián)合開(kāi)展北斗高精度定位導(dǎo)航授時(shí)技術(shù)研究及其在智慧農(nóng)業(yè)和交通領(lǐng)域的應(yīng)用示范，并在人才交流、技術(shù)合作、數(shù)據(jù)和成果共享、系統(tǒng)研發(fā)和聯(lián)合交叉驗(yàn)證等方面全面合作，推動(dòng)我國(guó)北斗系統(tǒng)在非洲的應(yīng)用落地。

2023年，北京航空航天大學(xué)與斯里蘭卡科倫坡國(guó)際集裝箱碼頭有限公司、科倫坡大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)科技部國(guó)際戰(zhàn)略性合作項(xiàng)目“基于北斗/GNSS的智慧物流技術(shù)聯(lián)合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用示范”，旨在研制適用于東南亞國(guó)家的北斗車(chē)載智能終端，建立基于北斗/GNSS終端的智慧物流管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)城市級(jí)高效物流應(yīng)用示范。

2024年，北京航空航天大學(xué)聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)、致真存儲(chǔ)（北京）科技有限公司、北京智芯微電子科技有限公司，共同致力于低功耗、高集成體自旋軌道矩磁隨機(jī)存儲(chǔ)器合作研究，通過(guò)“國(guó)際聯(lián)合+產(chǎn)學(xué)研融合”模式結(jié)合各方優(yōu)勢(shì)，突破功耗和集成度相互制約瓶頸，推進(jìn)新型磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的發(fā)展。