
航空工程处理飞行的设计和建筑机器。这是工程,始于19世纪的第一次实验。随着技术的进行,出现了两个专业。航空工程涉及设计飞机,例如电动轻型飞机,滑翔机,固定翼飞机和喷气机,自动摩托车和直升机;和宇航工程,侧重于航天器的设计和开发。
换句话说,航空工程师主要参与设计在地球大气中飞行的飞机,而宇航员工程师与航天器的科学和技术合作,这些飞机是在地球大气层之外飞行的航天器。美国劳工统计局(BLS)。
航空工程历史
早期的动力,轻型飞行器的创新者包括朱尔斯·亨利·吉法德(Jules Henri Giffard),他于1852年飞行首先是可驾驶蒸汽动力的飞艇;查尔斯·雷纳德(Charles Renard)和亚瑟·康斯坦丁·克雷布斯(Arthur Constantin Krebs),他们于1884年驾驶第一批高级飞艇返回其起点。和Ferdinand von Zeppelin他于1900年建造并飞行了第一艘僵化的飞艇。
导致飞机的大部分早期工作涉及滑翔机,而19世纪则进行了数十个滑翔机实验。乔治·卡利爵士从1804年开始,表达了比空中飞行重的原则,1856年让·玛丽·勒布里斯(Jean-Marie Le Bris)飞行了第一个载人滑翔机,攀登高于其发射点。勒布里斯(Le Bris)沿着海滩拖着滑翔机来做到这一点。
缺乏合适的发动机挫败了许多早期的努力,以比空中飞行更重。第一次成功的驱动飞行被认为是奥维尔和威尔伯·赖特。兄弟俩结合了举起,重量,拖曳和推力从适当强大的发动机和三轴控制音高,滚动和偏航。在这样做的过程中,发明者创建了第一架能够自身乘坐力量,飞行很长的距离并进行控制的飞行的飞机。
固定翼飞机发明后,是第一架旋转翼飞机,其中包括自动射击机和直升机。基于最初在公元前400年的中国飞行玩具中证明的原则,旋转翼飞机的想法激发了许多发明家尝试使用旋转螺旋桨垂直飞行。建造了许多由弹簧和橡皮筋提供动力的小型型号,但同样,第一架真正的直升机必须等待适当强大的发动机。
直升机和自动设计在接下来的几十年中逐步发展。胡安·德拉·凯尔瓦(Juan de la Cierva)归功于发明Autogyro,这是一种带有固定翅膀的飞机,该飞机使用转子进行升降机和推力螺旋桨进行推力。他在旋转设计方面的进步直接导致了第一架现代直升机,这通常归因于伊戈尔·西科斯基(Igor Sikorsky)1942年。
航空工程的另一侧是火箭和航天器。该领域最著名的开拓者是罗伯特·戈达德(Robert Goddard),他建造并成功推出了第一个液体燃料的火箭;Werner von Braun,他开发了第一枚弹道导弹,然后成为第一位董事NASA马歇尔飞行中心;和Konstantin Tsiolkovsky,被认为是俄罗斯的火箭之父。
几名宇航员是航空工程师,包括Kalpana Chawla,在太空中死亡的第一位印度出生的妇女,她死于哥伦比亚灾难的航天飞机;和尼尔·阿姆斯特朗,月球上的第一个人。阿姆斯特朗本人曾经说过:“我是,并且将永远是一条白色袜子,口袋保护套书呆子工程师。”
其他著名的航空工程师包括Boback Ferdowski,担任NASA火星好奇的Rover Mission的“莫霍克人”,他伯特·鲁坦该公司的公司缩放了复合材料,设计了太空飞船,这是第一个非政府载人航天器。
航空工程师做什么?
根据BLS,航空航天工程师设计飞机,航天器,卫星和导弹。此外,这些工程师测试了原型,以确保它们根据计划的运作。这些专业人员还为这些手工艺设计组件和副组件。这些零件包括引擎,机身,机翼,起落架,控制系统和仪器。此外,工程师可以执行或编写针对飞机和零件的强度,功能,可靠性和长期耐用性的破坏性和无损测试的规格。
以下是航空工程中的一些最新发展:
- 许多航空航天的创新正在进入汽车技术,例如使用热量产生电力的热电发生器和氢气燃料电池,这些燃料会吸收氢气并将其与氧气混合以产生有用的电力,热量和水。
- 一组工程师开发了一种算法,可以将脑波转换为飞行命令。团队希望做心灵控制的飞机现实。
- 研究人员故意在国际空间站开火以学习“燃烧的”火焰,这可能导致更高的汽车发动机对环境的污染较少。
BLS说,当今的航空航天工程师仍在使用空气动力学的基本概念,还必须对飞机发电厂等工作知识,例如活塞发动机,涡轮道和喷气机。
宇航工程师还必须了解其他概念,例如航天器推进系统,其中包括固体和液体燃料火箭以及离子驱动。载人任务需要生命支持系统来提供空气,食物,水,温度控制和废物处理,因此太空飞行工程师还必须熟悉这些概念。
航空航天工程需要深入的技能和理解物理学,数学,空气动力学和材料科学。 BLS说,这些专业人员必须熟悉高级材料,例如金属合金,陶瓷,聚合物和复合材料。这些知识使工程师甚至可以在设计之前预测设计的性能和故障条件。
航空工程师越来越多地依靠计算机辅助设计(CAD)系统来快速轻松地制图和修改设计以及成品零件和组件的3D可视化。计算机仿真对于在可能遇到的所有可能条件下对发动机,机翼,控制表面,甚至完整的飞机和航天器进行虚拟测试至关重要。
根据罗伯特·扬西(Robert Yancey),Altair Engineering,Inc。的航空解决方案副总裁:“模拟对定义概念设计产生了更大的影响。这需要设计工程师,他们传统上没有模拟技能,才能开始在模拟方面发展一些能力。”计算机模拟大大减少了测试飞行员的危险和任务失败的成本。
航空工程师在哪里工作?
航空航天工程师通常在专业办公环境中工作。根据BLS,他们有时可能会参观问题或设备需要个人关注的制造和测试设施。航空工程师主要在制造业和联邦政府中工作。此外,选择了一些航空航天工程师。国际空间站。
大多数航空工程工作至少需要工程学学士学位。许多雇主,特别是提供工程咨询服务的雇主,也需要作为专业工程师的认证。晋升管理通常需要硕士学位,工程师需要持续的教育和培训,以跟上技术,材料,计算机硬件和软件以及政府法规的进步。此外,许多航空工程师属于美国航空与宇航学研究所(AIAA)。
根据BLS的说法,一些航空航天工程师从事与国防部有关的项目,因此必须获得安全许可。
根据salary.com,截至2014年7月,具有学士学位的新毕业航空航天工程师的薪水范围为52,572美元至73,535美元。具有硕士学位和5到10年经验的中级工程师的范围是73,823至114,990美元,拥有硕士学位或博士学位的高级工程师的范围和15年以上的经验为93,660美元至147,582美元。许多具有高级学位的经验丰富的航空航天工程师被提升为管理职位,在那里他们可以赚更多的钱。
航空工程的未来是什么?
BLS预计航空工程师在2012年至2022年期间增长了7%,比所有职业的平均水平慢。但是,“对于高素质的申请人来说,应该有很多机会,尤其是那些与最新技术发展的人,” BLS说。 “从高度评价的机构中获得良好的成绩应该使求职者比竞争对手有优势。”