معرفی رشته ی مهندسی هوا و فضا

معرفی:

صنایع هوافضا در دنیا یکی از پیشروترین زمینه‌های تحقیقاتی است و همواره موجبات ترقی و جهش در سایر رشته‌های علوم و مهندسی را فراهم ساخته و در این راستا بودجه‌های عظیم نظامی و غیرنظامی را به خود اختصاص داده است، موضوعاتی از قبیل طراحی و ساخت هلیکوپتر، هواپیمای بدون سرنشین، بدون موتور، عمود پرواز و یا جنگنده از یک طرف و ساخت پایگاههای فضایی، مسافرت به کرات دیگر و جنگ ستارگان از طرف دیگر جامعیت و حساسیت این رشته را بیش از پیش روشن می‌سازد.

مهندسی هوافضا مجموعه‌ای از علوم و توانایی‌های علمی و عملی در زمینه تحلیل، طراحی و ساخت وسایل پرنده‌ نظیر هواپیماها، چرخ‌بال‌ها، گلایدرها، موشک‌ها و ماهواره‌ها است.

به طور کلی مهندسی هوا فضا علمی است که در آن از همه علوم از جمله متالوژی ، کامپیوتر و الکترونیک استفاده می‌شود.

گرایش های مختلف:

این رشته پنج گرایش دارد:1 ) آیرودینامیک ، 2) جلوبرندگی، 3) مکانیک پرواز ،4) سازه‌های هوافضایی، 5) سوانح‌ هوایی و صلاحیتهای‌پروازی
«آیرودینامیک» به مطالعه و بررسی جریان هوا، محاسبه نیروها و گشتاورهای ناشی از آن بر روی جسم پرنده می‌پردازد و مهندس هوا فضا با فراگیری این علم به تحلیل جریان‌های پیچیده در اطراف اجسام پرنده پرداخته و با به دست آوردن نیروهای آئرودینامیکی امکان بررسی پایداری و طراحی سازه را فراهم می‌کند.
«جلوبرندگی» به مطالعه و بررسی سیستم‌های جلوبرنده اعم از موتورهای پیستونی ، توربینی ، راکت‌ها و نحوه تولید نیروی رانش در آنها می‌پردازد.
«مکانیک پرواز»‌ به مطالعه و بررسی رفتار و حرکات جسم پرنده با استفاده از اطلاعات آئرودینامیکی ، هندسی و وزنی می‌پردازد و در واقع علم مکانیک پرواز از «عملکرد» تشکیل می‌شود و «عملکرد» به بررسی برد، مسافت نشست و برخاست، مداومت پروازی در سرعت‌های مختلف و پایداری و کنترل وسایل پرنده می‌پردازد.
«سازه‌های هوافضایی» به مطالعه و بررسی سازه‌های هواپیما و دیگر وسایل پرنده می‌پردازد و هدف آن طراحی سازه‌هایی است که علاوه بر استحکام کافی در برابر بارهای آئرودینامیکی و سایر بارهای استاتیکی وارد بر وسایل پرنده، حداقل وزن ممکن را نیز داشته باشند.

مواد امتحانی و ضرایب:

1. زبان‌ عمومی‌وتخصصی,2.ریاضیات(معادلات‌دیفرانسیل و ریاضیات‌مهندسی‌) , 3.آئرودینامیک( مکانیک‌سیالات, آئرودینامیک ‌ ,ترمودینامیک و اصول جلوبرندگی‌) , 4.مکانیک پرواز (کنترل اتوماتیک,عملکرد,پایداری وکنترل‌) ,5. سازه‌های ‌ هوایی (دینامیک ‌,ارتعاشات ‌, مقاومت‌ مصالح‌ ,تحلیل‌ سازه‌ها) , 6.طراحی‌اجسام پرنده‌.ضرایب به ترتیب دروس: (1, 2, 2, 2, 2, 2)

رشته‌های نزدیک به این رشته و دروس این رشته :

با توجه به این که این رشته قبلاً در مقطع کارشناسی از زیرشاخه‌های مهندسی مکانیک بوده است، لذا دارای تعداد واحدهای مشترک زیادی با رشته مهندسی مکانیک می‌باشد. و عده زیادی از فارغ التحصیلان مکانیک این رشته را برای ادامه تحصیل در کارشناسی ارشد انتخاب می کنند.

در مقطع کارشناسی ارشد دروس گرایش های مختلف با هم تفاوت دارند اما دروس مشترک بین گرایش های مختلف محاسبات عددی پیشرفته، ریاضیات مهندسی پیوسته و مکانیک محیط پیوسته می باشند.

آینده شغلی ، بازار کار ، درآمد:

همان‌طور که پیش از این گفتیم هدف اصلی صنعت هوافضا طراحی و ساخت وسایل پرنده است، در نتیجه فارغ‌التحصیلان مهندسی هوافضا می‌توانند در صنایع و موسسات تحقیقاتی هواپیمایی ، موشکی و ماهواره فعالیت بکنند و همچنین در کلیه موسسات و سازمانهایی که به نحوی از وسایل پرنده استفاده می‌کنند، به عنوان کارشناس تحقیق در عملیات و تعمیر و نگهداری خدمت کنند. اما علاوه بر اشتغال در مراکز فوق، یک مهندس هوافضا با تسلط بر علوم آئرودینامیک، طراحی سازه و روشهای طراحی توربو ماشین‌ها توانایی‌ کار در شاخه‌های متعددی از مهندسی و پروژه‌های خارج از حیطه صنایع هوافضایی را نیز دارد.

کاربرد زمینه‌های مطالعاتی یک مهندس هوافضا تنها به طراحی هواپیما و وسایل پرنده محدود نمی‌شود. برای مثال آئرودینامیک خودروهااز برخی جهات شباهت زیادی به آئرودینامیک هواپیما دارد و امروزه در اغلب صنایع خودروسازی با استفاده از تونل باد و علم آئرودینامیک ، خودروهای کم مصرفتری می‌سازند. فرایند سیستم‌های کنترل صنعتی نیز با فرایندهای طراحی کنترل در وسایل پرنده بر یک مبنا است و همچنین سازه اتومبیل و کشتی مشترکات زیادی با سازه یک هواپیما دارد و بالاخره توربین‌های گاز یک نیروگاه یا ایستگاه پمپ گاز همانند یک موتور جت تحلیل و طراحی می‌گردند. در نتیجه یک مهندس هوافضا علاوه بر شرکت‌های هوایی در نیروگاهها، صنایع نفت و گاز و صنایع خودروسازی فرصتهای شغلی خوبی دارد.
نکات تکمیلی:

یکی از نکات مهمی که باید اضافه کرد ، جدید بودن این رشته است با این حال هم اکنون امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی هوافضا در داخل کشور تا مقطع دکترا میسر است. و شاید جالب باشد که بدانید دکتر مجتبی شهرامیار ، نخستین دانش آموخته ی مقطع دکترای مهندسی هوا فضا در ایران شهریور سال 1383 در گرایش سازه از دانشکده مهندسی هوا فضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر فارغ التحصیل شد .

ماهیت کار

مهندسین هوا- فضا مسئولیت طراحی و ساخت ماشینهای غیر عادی ، از هواپیماهای با وزن بیش از 250 تن گرفته تا فضا پیماهائی که قادر به طی مسافتهای طولانی با سرعتی بالاتر از 30000 کیلومتر در ساعت هستند ، میباشند. آنها هواپیماها و فضاپیماها و موشکها را طراحی کرده و توسعه داده ومورد آزمایش قرار میدهند و بر مراحل ساخت آنها نظارت میکنند . مهندسین هوا- فضایی که با هواپیما سروکار دارند را مهندسین هوانوردی و آنهائی را که اختصاصا با فضاپیما کار میکنند ، مهندسین فضانوردی گویند .
مهندسین هوا- فضا فناوریهای جدیدی را برای استفاده در هوانوردی ،‌ سیستمهای دفاعی و اکتشافات فضائی بوجود آورده و اغلب در زمینه هایی مانند طراحی ساختار ، هدایت ، ناوبری و مراقبت ، تجهیز و ارتباطات و یا شیوه های تولید متخصص میشوند. آنها اغلب از طراحی رایانه ای ( کد ) ،‌ دستگاههای خودکار ( روبوتیکز) ، لیزر و تجهیزات نوری الکترونیکی پیشرفته در کارشان بهره میگیرند.
آنها ممکن است درزمینه یکی از تولیدات خاص هوا- فضا مانند حمل و نقل تجاری (هواپیماهای باری و مسافربری ) ، جتهای جنگنده نظامی ، هلیکوپترها ، فضا پیماها و یا موشکها وراکتها تخصص بگیرند.
مهندسین هوا- فضا ممکن است در آیرودینامیک ( دانش مربوط به حرکت اجسام در گازها و هوا ) ،‌ ترمودینامیک ( مبحث فعالیت مکانیکی و رابطه آن با حرارت ) ،‌ مکانیک سماوی ، نیروی محرکه ، آکوستیک ( علم اصوات ) ، و یا سیستمهای هدایت و مراقبت ، مهارت داشته باشند.
مهندسین هوا- فضا عموما در صنعت هوا- فضا به کار گرفته میشوند ، اگر چه مهارت آنها به صورت روزافزونی در رشته های دیگر نیز کاربرد پیدا میکند. به عنوان مثال ،‌در صنعت تولید وسایط نقلیه موتوری ، مهندسین هوا- فضا خودروهائی را با مقاومت هوائی کمتر طراحی میکنند که این کار، کارآیی مصرف سوخت آنها را بالاتر میبرد.
فرصتهای شغلی
بیشترین فرصتهای کاری برای مهندسین هوا- فضا در صنایع تولید هواپیما ، قطعات هواپیما ،‌ موشکهای هدایت شونده و فضا پیما میباشد. بعضی از آنها به استخدام وزارت دفاع در می آیند . دیگر فرصتهای شغلی در زمینه های خدمات مهندسی و ساخت و ساز ، سرویسهای تحقیقاتی و آزمایشی و شرکتهای تجهیزات ناوبری میباشند.
چشم انداز آینده
با افزایش نیاز به صنایع دفاعی ،‌ نیاز به متخصصین این رشته نیز افزایش میابد. از طرف دیگر ،‌ با رشد ترافیک هوائی و افزایش تعداد مسافران و نیز برای جایگزینی ناوگانهای هوائی موجود با هواپیماهائی با سرعت بالاتر و مصرف سوخت کمتر ، نیاز به مهندسین هوا- فضا افزایش خواهد یافت . با گرایش شرکتهای سازنده هواپیما برای استفاده از فناوری موجود در زمینه های جدید، فرصتهای شغلی جدیدی برای این مهندسین بوجود خواهد آمد. بعضی فرصتهای استخدامی نیز در صنایعی که واضحا با هوا- فضا ارتباطی ندارند ، مانند صنایع اتومبیل سازی ایجاد خواهد شد.
میزان درآمد
درآمد میانگین سالیانه برای مهندسین هوا- فضا درسال 2000 در ایالات متحده 67930 دلار بوده است .

رشته هوافضا در دانشگاههای ایران

هدف رشته دانشگاهی هوافضا تربیت کارشناسانی است که کارکنان مورد نیاز محاسبات، طراحی، پژوهش و ساخت صنایع گوناگون هواپیمایی، بالگردسازی و موشکی را فراهم سازند. دانشجویان این رشته موظف هستند که در طی تحصیل ۳ واحد پروژه بگیرند و در تابستان نیز در دفاتر مهندسی صنایع مربوط کارآموزی بکنند .
دروس تخصصی رشته مهندسی هوافضا بر چهار پایه کلی استوارند: هواپویش (آیرودینامیک)، پیشرانه‌ها (جلوبرنده ها)، مکانیک پرواز، سازه‌های هوافضایی و هواکشسانی.
هواپویش
هواپویِش یا آیرودینامیک به مطالعه و بررسی جریان هوا، محاسبه نیروها و گشتاورهای ناشی از آن بر روی جسم پرنده می‌پردازد. مهندس هوافضا با فراگیری این دانش به تحلیل جریان‌های پیچیده در اطراف پیکرهای پرنده پرداخته و با به دست آوردن نیروهای هواسرشی امکان بررسی پایداری و طراحی سازه را فراهم می‌کند .
پیشرانه ها
درس پیشرانه‌ها به مطالعه و بررسی سامانه‌های جلوبرنده اعم از موتورهای پیستونی، چرخپره‌ای (توربینی)، موشک‌ها و نحوه تولید نیروی رانش در آنها می‌پردازد.
مکانیک پرواز
مکانیک پرواز به مطالعه و بررسی رفتار و حرکات هواگرد با بهره گیری از داده‌های هواپویشی، هندسی و وزنی می‌پردازد و در واقع علم مکانیک پرواز از عملکرد تشکیل می‌شود و عملکرد به بررسی برد، مسافت نشست و برخاست، مداومت پروازی در سرعت‌های گوناگون و پایداری و کنترل وسایل پرنده می‌پردازد .
سازه‌های هوافضایی
سازه‌های هوافضایی به مطالعه و بررسی سازه‌های هواپیما و دیگر هوا/فضاگردها می‌پردازد و هدف آن طراحی سازه‌هایی است که علاوه بر استواری کافی در برابر بارهای آیرودینامیکی و دیگر بارهای استاتیکی وارد بر وسایل پرنده، کمترین وزن ممکن را نیز داشته باشند.
هواکشسانی
هواکشسانی یا آیروالاستیسیته برهمکنش نیروهای هواسرشی و نرمش سازه‌ای است که می‌تواند باعث اهتزاز (فلاتر)، واگرایی و جز اینها شود.
رشته دانشگاهی هوافضا خویشاوندی زیادی با تمامی گرایشهای مهندسی مکانیک دارد به این جهت دارای شماری درس‌های مشترک با گرایشهای مهندسی مکانیک مثل مکانیک جامدات و مکانیک شاره‌ها است .
پایه بیشتر این درس‌ها بر ریاضی است، مانند دینامیک سیالات برای آئرودینامیک یا معادلات حرکت برای دینامیک پرواز. با این‌همه، اجزا تجربی بسیاری نیز در این رشته وجود دارد. از نظر تاریخی، این اجزا تجربی از آزمایش مدلهای کوچک و نمونه اولیه، در تونل باد و یا در فضای باز منشا گرفته است. پیشرفت‌های رایانه ما را قادر ساخته از دینامیک سیالات رایانه‌ای، و شبیه سازی رفتار سیال، برای کاهش هزینه و زمان صرف شده در آزمایش تونل باد استفاده کنیم.

/ 1 نظر / 40 بازدید