Аэрокосмическая техника - Aerospace engineering

Аэрокосмический инженер
Почтовый ящик Аполлона-13 в Mission Control.jpg
Инженеры НАСА, замеченные здесь в центре управления полетом во время Аполлон-13, усердно работали, чтобы защитить жизни космонавтов, участвовавших в миссии.
Род занятий
ИменаАэрокосмический инженер
Инженер
Тип занятия
Профессия
Сферы деятельности
Аэронавтика, космонавтика, наука
Описание
КомпетенцииТехнические знания, управленческие навыки
(смотрите также глоссарий аэрокосмической техники )
Требуется образование
Степень бакалавра[1][2]
Поля
занятость
Технологии, наука, исследование космического пространства, военный
Часть серии по
Астродинамика
Угловые параметры эллиптической орбиты

Аэрокосмическая техника это основная область инженерное дело озабочены развитием самолет и космический корабль.[3] Он имеет две основные и перекрывающиеся ветви: авиационный инженерия и космонавтика инженерия. Авионика инженерия аналогична, но имеет дело с электроника сторона аэрокосмической техники.

«Авиационная техника» было первоначальным термином для обозначения этой области. По мере развития летной техники и транспортных средств, работающих в космическое пространство, более широкий термин "аэрокосмический машиностроение ».[4] Аэрокосмическая техника, особенно отрасль космонавтики, часто в разговорной речи называется «ракетостроение».[5]

Обзор

Летательные аппараты подвергаются жестким условиям, например, вызванным изменениями в атмосферное давление и температура, с участием структурные нагрузки наносится на компоненты автомобиля. Следовательно, они обычно являются продуктами различных технологических и инженерных дисциплин, включая аэродинамика, движение, авионика, 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

Смотрите также: История авиации
Орвилл и Уилбур Райт летал Райт Флаер в 1903 году в Китти Хок, Северная Каролина.

Происхождение аэрокосмической техники можно проследить до пионеров авиации в конце 19 - начале 20 веков, хотя работы сэра Джордж Кэли датируется последним десятилетием XVIII - серединой XIX века. Один из самых важных людей в истории воздухоплавания.[7] и пионер в авиационной технике,[8] Кэли считается первым человеком, разделившим силы поднимать и тянуть, которые влияют на любой атмосферный летательный аппарат.[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, например динамика жидкостей, были поняты учеными 18 века.

В декабре 1903 г. Братья Райт выполнил первый устойчивый управляемый полет летательного аппарата тяжелее воздуха продолжительностью 12 секунд. 1910-е годы были отмечены развитием авиационной техники благодаря дизайну Первая Мировая Война военный самолет.

Между Первой и Второй мировыми войнами были сделаны большие скачки в этой области, ускоренные появлением основной гражданской авиации. Известные самолеты этой эпохи включают Curtiss JN 4, то Фарман F.60 Голиаф, и Fokker Trimotor. Известные военные самолеты этого периода включают Митсубиси А6М Ноль, то Супермарин Спитфайр и Мессершмитт Bf 109 из Японии, Великобритании и Германии соответственно. Значительное развитие в аэрокосмической технике произошло с появлением первых Реактивный двигатель Самолет с двигателем Messerschmitt Me 262 который поступил на вооружение в 1944 году ближе к концу Второй мировой войны.

Первое определение аэрокосмической техники появилось в феврале 1958 года.[4] рассматривая атмосферу Земли и космическое пространство как единую область, таким образом, охватывая оба самолета (аэро) и космических аппаратов (Космос) под новым термином аэрокосмический.

В ответ на запуск СССР первого спутника Спутник 4 октября 1957 года американские аэрокосмические инженеры запустили в космос первый американский спутник 31 января 1958 г. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства была основана в 1958 году в ответ на «холодную войну». В 1969 г. Аполлон-11, состоялся первый пилотируемый космический полет на Луну. Он увидел три космонавты выйти на орбиту вокруг Луны с двумя, Нил Армстронг и Базз Олдрин, посетив лунную поверхность. Третий космонавт, Майкл Коллинз, остался на орбите, чтобы встретиться с Армстронгом и Олдрином после их визита.[11]

Инженер Ball Aerospace выполняет окончательную проверку перед отправкой космического корабля в НАСА с Космический центр Кеннеди во Флориде для обработки запуска.

Важное нововведение произошло 30 января 1970 г., когда Боинг 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] благодаря своей способности вмещать до 480 пассажиров.[13]

Еще одно важное событие в аэрокосмической технике произошло в 1976 году, когда был разработан первый пассажирский самолет. сверхзвуковой самолет, Конкорд. Разработка этого самолета была согласована французами и англичанами 29 ноября 1962 года.[14]

21 декабря 1988 г. Антонов Ан-225 Мрия грузовой самолет начал свой первый полет. Он является рекордсменом по числу 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.[нужна цитата ]

25 октября 2007 г. Airbus A380 совершил свой первый коммерческий рейс из Сингапура в Сидней, Австралия. Этот самолет стал первым пассажирским самолетом, превосходящим Боинг 747 с точки зрения пассажировместимости - 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

Вернер фон Браун, с Двигатели Ф-1 из Сатурн V первый этап на Космический и ракетный центр США
Союз ТМА-14М космический корабль спроектирован для спуска на парашюте
Испытания реактивного двигателя истребителя. Туннель за двигателем позволяет избежать шума и выхлопных газов.
Смотрите также: Список тем аэрокосмической техники

Некоторые из элементов аэрокосмической техники:[16][17]

В основе большинства этих элементов лежат теоретические физика, такие как динамика жидкостей для аэродинамики или уравнения движения за динамика полета. Также есть большой эмпирический составная часть. Исторически этот эмпирический компонент был получен в результате тестирования масштабных моделей и прототипов либо в аэродинамические трубы или в свободной атмосфере. Совсем недавно успехи в вычисление позволили использовать вычислительная гидродинамика для моделирования поведения жидкости, сокращая время и затраты на испытания в аэродинамической трубе. Те, кто изучает гидродинамику или гидроакустика 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, коммуникации, терморегулирование, жизнеобеспечение и т. д.) и его жизненный цикл (конструкция, температура, давление, радиация, скорость, продолжительность жизни ).

Дипломные программы

Основная статья: Список школ аэрокосмической техники

Аэрокосмическую технику можно изучать в Диплом, бакалавр, магистр, и Кандидат наук. уровни на факультетах аэрокосмической техники во многих университетах, а также в машиностроение отделы у других. Несколько факультетов предлагают ученые степени в области космонавтики, ориентированной на космос. Некоторые учреждения различают авиационную и космонавтическую инженерию. Высшее образование предлагается в областях продвинутой или специальной для аэрокосмической промышленности.

Опыт работы в области химии, физики, информатики и математики важен для студентов, изучающих аэрокосмическую инженерию.[19]

В популярной культуре

Период, термин "ученый в области ракетостроения "иногда используется для описания великих интеллект поскольку ракетостроение рассматривается как практика, требующая больших умственных способностей, особенно в техническом и математическом плане. Этот термин иронично используется в выражении «Это не ракетостроение», чтобы указать, что задача проста.[20] Строго говоря, использование «науки» в «ракетостроении» неверно, поскольку наука - это понимание происхождения, природы и поведения Вселенной; инженерия - это использование научных и инженерных принципов для решения проблем и разработки новых технологий.[5][21] Однако «наука» и «инженерия» часто неправильно используются как синонимы.[5][21][22]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Обязательное образование». study.com. Получено 2015-06-22.
  2. ^ «Образование, аэрокосмические инженеры». myfuture.com. Получено 2015-06-22.
  3. ^ Энциклопедия аэрокосмической техники. Джон Уайли и сыновья, 2010. ISBN  978-0-470-75440-5.
  4. ^ а б Станция, Кайдон Аль (1989). «Инжиниринг». Британская энциклопедия. 18 (15 изд.). Чикаго. п. 563.
  5. ^ а б c НАСА (2008). Стивен Дж. Дик (ред.). Вспоминая космическую эру: Материалы конференции к 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 с фон Брауном. Он отражает культурную оценку огромных достижений команды, но, тем не менее, неверен. ...
  6. ^ «Карьера: аэрокосмический инженер». Профили карьеры. Принстонский обзор. Архивировано из оригинал на 2006-05-09. Получено 2006-10-08. 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.
  7. ^ "Сэр Джордж Кэли". flyingmachines.org. Получено 2009-07-26. Сэр Джордж Кейли - 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.
  8. ^ «Сэр Джордж Кэли (британский изобретатель и ученый)». Британника. н.д.. Получено 2009-07-26. Английский пионер в области воздушной навигации и авиационной техники и разработчик первого успешного планера, который поднял в воздух человека.
  9. ^ "Сэр Джордж Кэли". Комиссия США по случаю столетия полетов. Архивировано из оригинал 24 февраля 2014 г.. Получено 31 января 2016. 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 - тяги, подъемной силы, сопротивления и веса - и описать отношения друг с другом.
  10. ^ Кермит Ван Эвери (1988). «Авиационная техника». Энциклопедия Американа. 1. Grolier Incorporated.
  11. ^ «Краткая история НАСА». НАСА. Получено 2012-03-20.
  12. ^ Герман, Кент. «Боинг 747: королева неба на 50 лет». CNET. Получено 2019-09-11.
  13. ^ «Боинг 747-100 - Технические характеристики - Технические данные / Описание». www.flugzeuginfo.net. Получено 2019-09-11.
  14. ^ Чжан, Бенджамин. «Конкорд совершил свой последний полет 15 лет назад, и сверхзвуковые воздушные путешествия еще не восстановились - вот оглянемся на его потрясающую историю». Business Insider. Получено 2019-09-10.
  15. ^ «История Airbus A380». интересноengineering.com. 2019-03-31. Получено 2019-09-11.
  16. ^ "Наука: Техника: Аэрокосмическая промышленность". Открыть сайт. Получено 2006-10-08.
  17. ^ Грунтман, Майк (19 сентября 2007 г.). «Время академических кафедр в области космонавтики». Программа конференции и выставки AIAA SPACE 2007. Конференция и выставка AIAA SPACE 2007. AIAA. Архивировано из оригинал 18 октября 2007 г.
  18. ^ "Конструкции самолетов в аэрокосмической технике". Аэрокосмическая техника, Авиационные новости, Заработная плата, Работа и музеи. Архивировано из оригинал на 2015-11-09. Получено 2015-11-06.
  19. ^ «Начальное образование, аэрокосмические инженеры». myfuture.com. Получено 2015-06-22.
  20. ^ Бейли, Шарлотта (7 ноября 2008 г.). «Оксфорд составляет список из десяти самых раздражающих фраз». Дейли Телеграф. Получено 2008-11-18. 10 - Это не ракетостроение
  21. ^ а б Петроски, Генри (23 ноября 2010 г.). «Инженерия - это не наука». IEEE Spectrum. Получено 21 июн 2015. 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.
  22. ^ Нойфельд, Майкл. Фон Браун: мечтатель о космосе, инженер войны (Первое изд.). Винтажные книги. стр. xv. Англоязычные СМИ и популярная культура глубоко укоренились в неспособности разобраться в различии между наукой и инженерией.

дальнейшее чтение

  • Дхармахиндер Сингх Чанд. Аэротехническая термодинамика. Кривая знаний, 2017. ISBN  978-93-84389-16-1.

внешняя ссылка