 Инженеры НАСА, которых видели здесь в центре управления полетом во время Аполлона-13 , работали, чтобы защитить жизни астронавтов, участвовавших в миссии. | |
| Занятие | |
|---|---|
| Имена | Аэрокосмический инженер Инженер |
| Тип занятия | Профессия |
| Сферы деятельности | Воздухоплавание , космонавтика , наука |
| Описание | |
| Компетенции | Технические знания, управленческие навыки (см. Также глоссарий аэрокосмической техники ) |
| Требуется образование | Степень бакалавра [1] [2] |
| Сферы занятости | Технологии , наука , освоение космоса , военный объект |
| Часть серии по |
| Астродинамика |
|---|
 |
Инженерия и эффективность |
Аэрокосмическая техника - это основная область инженерии, связанная с разработкой самолетов и космических кораблей . [3] Он имеет две основные и пересекающиеся отрасли: авиационная техника и космонавтика . Техника авионики похожа, но занимается электронной стороной аэрокосмической техники.
«Авиационная техника» - это первоначальный термин для обозначения этой области. По мере того, как летная техника развивалась и включала в себя аппараты, работающие в космическом пространстве , вошел в употребление более широкий термин « аэрокосмическая техника». [4] Аэрокосмическая техника, особенно отрасль космонавтики, часто в просторечии называется «ракетостроение». [5]
Обзор [ править ]
Летательные аппараты подвергаются суровым условиям, например, из-за изменений атмосферного давления и температуры , когда конструктивные нагрузки прикладываются к компонентам транспортного средства. Следовательно, они обычно являются продуктами различных технологических и инженерных дисциплин, включая аэродинамику , двигательные установки , авионику , материаловедение , структурный анализ и производство.. Взаимодействие между этими технологиями известно как аэрокосмическая техника. Из-за сложности и количества задействованных дисциплин аэрокосмическое проектирование выполняется командами инженеров, каждая из которых имеет свою специализированную область знаний. [6]
История [ править ]
Этот раздел нуждается в расширении за счет: более новой истории, включая недавние события. Вы можете помочь, добавив к нему . ( Ноябрь 2009 г. ) |
Происхождение аэрокосмической техники можно проследить до пионеров авиации в конце 19 - начале 20 веков, хотя работы сэра Джорджа Кэли относятся к последнему десятилетию 18 - середине 19 века. Один из самых важных людей в истории воздухоплавания [7] и пионер в авиационной технике [8] Кейли считается первым человеком, который разделил силы подъемной силы и сопротивления , которые влияют на любой летательный аппарат в атмосфере. [9]
Ранние знания в области авиационной техники были в основном эмпирическими, с некоторыми концепциями и навыками, заимствованными из других областей техники. [10] Некоторые ключевые элементы, такие как гидродинамика , были поняты учеными 18 века.
В декабре 1903 года братья Райт совершили первый устойчивый управляемый полет летательного аппарата тяжелее воздуха продолжительностью 12 секунд. В 1910-х годах развитие авиационной техники было связано с проектированием военных самолетов времен Первой мировой войны .
Между Первой и Второй мировыми войнами произошел большой скачок в этой области, которому способствовало появление массовой гражданской авиации. Известные самолеты этой эпохи включают Curtiss JN 4 , Farman F.60 Goliath и Fokker Trimotor . Известные военные самолеты этого периода включают Mitsubishi A6M Zero , Supermarine Spitfire и Messerschmitt Bf 109 из Японии, Великобритании и Германии соответственно. Значительное развитие в аэрокосмической технике произошло с первым действующим самолетом с реактивным двигателем , Messerschmitt Me 262, который поступил на вооружение в 1944 году в конце Второй мировой войны.
Первое определение аэрокосмической техники появилось в феврале 1958 года [4], в котором атмосфера Земли и космическое пространство рассматривались как единое целое, тем самым охватывая как самолеты ( аэро ), так и космические аппараты ( космос ) под новым термином « аэрокосмический» .
В ответ на запуск СССР в космос 4 октября 1957 года первого спутника " Спутник" 31 января 1957 года американские аэрокосмические инженеры запустили первый американский спутник . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства было основано в 1958 году в ответ на холод. Война. В 1969 году состоялся первый пилотируемый космический полет на Луну « Аполлон-11» . Он видел, как три астронавта вышли на орбиту вокруг Луны, а двое, Нил Армстронг и Базз Олдрин , посетили поверхность Луны. Третий астронавт, Майкл Коллинз , остался на орбите, чтобы встретиться с Армстронгом и Олдрином после их визита. [11]
Важное нововведение произошло 30 января 1970 года, когда Boeing 747 совершил свой первый коммерческий рейс из Нью-Йорка в Лондон. Этот самолет вошел в историю и стал известен как «Джамбо-Джет» или «Кит» [12] из-за его способности вмещать до 480 пассажиров. [13]
Еще одно важное событие в аэрокосмической технике произошло в 1976 году, когда был разработан первый пассажирский сверхзвуковой самолет Concorde . Разработка этого самолета была согласована между французами и британцами 29 ноября 1962 года [14].
21 декабря 1988 года грузовой самолет Антонов Ан-225 « Мрия» совершил первый полет. Он является рекордсменом по количеству самых тяжелых самолетов в мире, самых тяжелых грузов, перевозимых по воздуху, и самых длинных грузов, перевозимых по воздуху, и имеет самый широкий размах крыльев среди всех самолетов, находящихся в эксплуатации. [ необходима цитата ]
25 октября 2007 года Airbus A380 совершил свой первый коммерческий рейс из Сингапура в Сидней, Австралия. Этот самолет был первым пассажирским самолетом, который превзошел Boeing 747 по пассажировместимости с максимальной пассажировместимостью 853. Хотя разработка этого самолета началась в 1988 году в качестве конкурента 747, A380 совершил свой первый испытательный полет в апреле 2005 года. [15]
Элементы [ править ]
Некоторые из элементов аэрокосмической техники: [16] [17]
- Поперечное сечение радара - исследование следа транспортного средства, очевидного для дистанционного зондирования с помощью радара .
- Механика жидкости - исследование обтекания объекта жидкостью . В частности, аэродинамика, касающаяся потока воздуха над телами, такими как крылья, или через такие объекты, как аэродинамические трубы (см. Также подъемник и аэронавтику ).
- Астродинамика - изучение орбитальной механики, включая предсказание орбитальных элементов при задании нескольких выбранных переменных. В то время как несколько школ в Соединенных Штатах преподают это на уровне бакалавриата, некоторые из них имеют программы для выпускников, охватывающие эту тему (обычно совместно с физическим факультетом указанного колледжа или университета).
- Статика и динамика (инженерная механика) - изучение движения, сил, моментов в механических системах.
- Математика - в частности, исчисление , дифференциальные уравнения и линейная алгебра .
- Электротехнология - изучение электроники в машиностроении.
- Движение - энергия для перемещения транспортного средства по воздуху (или в космическом пространстве) обеспечивается двигателями внутреннего сгорания , реактивными двигателями и турбомашинами или ракетами (см. Также пропеллер и двигательные установки космического корабля ). Более поздним дополнением к этому модулю является электрическая и ионная силовая установка .
- Контроль инженерно - изучение математического моделирования в динамическом поведении систем и проектирования их, как правило , с использованием сигналов обратной связи, так что их динамическое поведение является желательным (стабильная, без больших экскурсий, с минимальной погрешностью). Это относится к динамическому поведению самолетов, космических аппаратов, силовых установок и подсистем, существующих на аэрокосмических аппаратах.
- Конструкции летательного аппарата - конструкция физической конфигурации летательного аппарата, позволяющая выдерживать силы, возникающие во время полета. Аэрокосмическая инженерия стремится сохранять конструкции легкими и недорогими при сохранении структурной целостности. [18]
- Материаловедение - относящееся к конструкциям, аэрокосмическая техника также изучает материалы, из которых будут построены аэрокосмические конструкции. Изобретаются новые материалы с очень специфическими свойствами или модифицируются существующие, чтобы улучшить их характеристики.
- Механика твердого тела - Тесно связана с материаловедением механика твердого тела, которая занимается анализом напряжений и деформаций компонентов транспортного средства. В настоящее время существует несколько программ конечных элементов, таких как MSC Patran / Nastran, которые помогают инженерам в аналитическом процессе.
- Аэроупругость - взаимодействие аэродинамических сил и гибкости конструкции, потенциально вызывающее флаттер , расхождение и т. Д.
- Авионика - проектирование и программирование компьютерных систем на борту самолета или космического корабля и моделирование систем.
- Программное обеспечение - спецификация, дизайн, разработка, тестирование и внедрение программного обеспечения для использования в аэрокосмической промышленности, в том числе программного обеспечения полета , программное обеспечение наземного контроля , тест и оценки программного обеспечения и т.д.
- Риск и надежность - изучение методов оценки риска и надежности, а также математики, связанной с количественными методами.
- Шумоподавление - изучение механики передачи звука.
- Аэроакустика - исследование генерации шума за счет турбулентного движения жидкости или аэродинамических сил, взаимодействующих с поверхностями.
- Летные испытания - разработка и выполнение программ летных испытаний для сбора и анализа данных о характеристиках и обработке данных о качестве, чтобы определить, соответствует ли воздушное судно своим конструктивным и эксплуатационным целям и требованиям сертификации.
В основе большинства этих элементов лежит теоретическая физика , например гидродинамика для аэродинамики или уравнения движения для динамики полета . Есть также большая эмпирическая составляющая. Исторически этот эмпирический компонент был получен в результате тестирования масштабных моделей и прототипов либо в аэродинамических трубах, либо в свободной атмосфере. Совсем недавно достижения в области вычислений позволили использовать вычислительную гидродинамику для моделирования поведения жидкости, сокращая время и расходы, затрачиваемые на испытания в аэродинамической трубе. Те, кто изучает гидродинамику или гидроакустику часто получают ученые степени в области авиакосмической техники.
Кроме того, в аэрокосмической технике рассматривается интеграция всех компонентов, составляющих аэрокосмический аппарат (подсистемы, включая питание, аэрокосмические подшипники , связь, терморегулирование , жизнеобеспечение и т. Д.), И его жизненного цикла (конструкция, температура, давление, излучение , скорость , срок службы. ).
Дипломные программы [ править ]
Аэрокосмическую инженерию можно изучать на высшем уровне , на уровне бакалавра , магистра и доктора философии. уровни на факультетах аэрокосмической техники во многих университетах и на факультетах машиностроения в других. Несколько факультетов предлагают ученые степени в области космонавтики, ориентированной на космос. Некоторые учреждения различают авиационную и космонавтическую инженерию. Ученые степени предлагаются в областях повышения квалификации или специальности для аэрокосмической промышленности.
Опыт работы в области химии, физики, информатики и математики важен для студентов, получающих степень в области аэрокосмической инженерии. [19]
В популярной культуре[ редактировать ]
Термин « ученый-ракетчик » иногда используется для описания человека с большим интеллектом, поскольку ракетостроение рассматривается как практика, требующая больших умственных способностей, особенно в техническом и математическом отношении. Этот термин иронично используется в выражении «Это не ракетостроение», чтобы указать, что задача проста. [20] Строго говоря, использование слова «наука» в «ракетостроении» неверно, поскольку наука заключается в понимании происхождения, природы и поведения Вселенной; инженерия - это использование научных и инженерных принципов для решения проблем и разработки новых технологий. [5] [21] Более этимологическиправильным вариантом этой фразы будет «инженер-ракетчик». Однако «наука» и «инженерия» часто неправильно используются как синонимы. [5] [21] [22]
См. Также [ править ]
- Американский институт аэронавтики и астронавтики
- Международное Американское Вертолетное Общество
- Летные испытания
- Глоссарий аэрокосмической техники
- Указатель статей по аэрокосмической технике
- Список школ аэрокосмической инженерии
- Список аэрокосмических инженеров
- Список российских аэрокосмических инженеров
- Sigma Gamma Tau (почетное общество аэрокосмической техники)
- Космический энергетический объект
Ссылки [ править ]
- ^ «Обязательное образование» . study.com . Проверено 22 июня 2015 .
- ^ "Образование, аэрокосмические инженеры" . myfuture.com . Проверено 22 июня 2015 .
- ^ Энциклопедия аэрокосмической техники . John Wiley & Sons , 2010. ISBN 978-0-470-75440-5 .
- ^ a b Stanzione, Kaydon Al (1989). «Инжиниринг». Британская энциклопедия . 18 (15 изд.). Чикаго. п. 563.
- ^ а б в НАСА (2008). Стивен Дж. Дик (ред.). Вспоминая космическую эру: материалы конференции, посвященной 50-летию (PDF) . п. 92.
Термин «ученый-ракетчик» является неправильным употреблением в средствах массовой информации и в массовой культуре и применяется к большинству инженеров и техников, которые работали над разработкой ракет вместе с фон Брауном. Это отражает культурную оценку огромных достижений команды, но, тем не менее, неверно. ...
- ^ «Карьера: аэрокосмический инженер» . Профили карьеры . Принстонское обозрение. Архивировано из оригинала на 2006-05-09 . Проверено 8 октября 2006 .
Из-за сложности конечного продукта необходимо поддерживать сложную и жесткую организационную структуру для производства, что серьезно ограничивает способность любого отдельного инженера понимать свою роль в окончательном проекте.
- ^ "Сэр Джордж Кэли" . flyingmachines.org . Проверено 26 июля 2009 .
Сэр Джордж Кэли - один из самых важных людей в истории воздухоплавания.
Многие считают его первым настоящим научным воздушным исследователем и первым человеком, который понял основные принципы и силы полета.
- ^ «Сэр Джордж Кэли (британский изобретатель и ученый)» . Британника. nd . Проверено 26 июля 2009 .
Английский пионер в области воздушной навигации и авиационной техники и разработчик первого успешного планера, который поднял в воздух человека.
- ^ "Сэр Джордж Кэли" . Комиссия США по случаю столетия полетов. Архивировано из оригинального 24 февраля 2014 года . Проверено 31 января 2016 года .
Богатый землевладелец, Кэли считается отцом воздушной навигации и пионером в области аэродинамики.
Он установил научные принципы полета тяжелее воздуха и использовал модели планеров для своих исследований.
Он был первым, кто определил
четыре силы полета -
тягу, подъемную силу, сопротивление и вес - и описал отношения между ними.
- ^ Кермит Ван Эвери (1988). «Авиационная техника». Энциклопедия Американа . 1 . Grolier Incorporated.
- ^ «Краткая история НАСА» . НАСА . Проверено 20 марта 2012 .
- ^ Немецкий, Кент. «Боинг 747: королева неба на 50 лет» . CNET . Проверено 11 сентября 2019 .
- ^ «Боинг 747-100 - Технические характеристики - Технические данные / Описание» . www.flugzeuginfo.net . Проверено 11 сентября 2019 .
- ^ Чжан, Бенджамин. «Конкорд совершил свой последний полет 15 лет назад, а сверхзвуковые воздушные путешествия еще не оправились - вот оглянемся на его потрясающую историю» . Business Insider . Проверено 10 сентября 2019 .
- ^ "История Airbus A380" . интересноengineering.com . 2019-03-31 . Проверено 11 сентября 2019 .
- ^ "Наука: Техника: Аэрокосмическая промышленность" . Открыть сайт . Проверено 8 октября 2006 .
- ^ Gruntman, Майк (19 сентября 2007). «Время академических кафедр в области космонавтики» . Программа конференции и выставки AIAA SPACE 2007 . Конференция и выставка AIAA SPACE 2007 . AIAA . Архивировано из оригинального 18 октября 2007 года.
- ^ "Конструкции самолетов в аэрокосмической технике" . Аэрокосмическая техника, Авиационные новости, Заработная плата, Работа и музеи . Архивировано из оригинала на 2015-11-09 . Проверено 6 ноября 2015 .
- ^ "Начальное образование, аэрокосмические инженеры" . myfuture.com . Проверено 22 июня 2015 .
- ↑ Бейли, Шарлотта (7 ноября 2008 г.). «Оксфорд составляет список из десяти самых раздражающих фраз» . Дейли телеграф . Проверено 18 ноября 2008 .
10 - Это не ракетостроение
- ^ a b Петроски, Генри (23 ноября 2010 г.). «Техника - это не наука» . IEEE Spectrum . Проверено 21 июня 2015 года .
Наука заключается в понимании происхождения, природы и поведения Вселенной и всего, что она содержит;
инженерия - это решение проблем путем переустройства вещей в мире для создания новых вещей.
- ^ Нойфельд, Майкл. Фон Браун: мечтатель о космосе, военный инженер (первое издание). Винтажные книги. стр. xv.
В англоязычных СМИ и массовой культуре глубоко укоренилась неспособность разобраться в различии между наукой и инженерией.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Дхармахиндер Сингх Чанд. Аэротехническая термодинамика . Кривая знаний, 2017. ISBN 978-93-84389-16-1 .
Внешние ссылки [ править ]
 | В Викиверситете есть учебные ресурсы по аэрокосмической технике |
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с аэрокосмической техникой . |
- NDTAeroTech.com, Интернет-сообщество специалистов по неразрушающему контролю в аэрокосмической отрасли
- Кроо, Илан. «Конструирование летательных аппаратов: синтез и анализ» . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 23 февраля 2001 года . Проверено 17 января 2015 года .
- Air Service Training Aviation Maintenance UK
| vтеИнженерное дело | ||
|---|---|---|
| Гражданское |
| |
| Механический |
| |
| Электрические |
| |
| Химическая |
| |
| Междисциплинарный |
| |
| Глоссарии |
| |
| ||
Категория
