رشته مهندسی هوافضا

معرفی رشته مهندسی هوافضا

مقدمه

بسیاری‌ از داوطلبان‌ آزمون‌ سراسری‌ که‌ رشته‌ مهندسی‌ هوا فضا را انتخاب‌ می‌کنند، اطلاع صحیحی‌ نسبت‌ به‌ این‌ رشته‌ ندارند‌ و آن‌ را با خلبانی‌ یا نجوم‌ اشتباه‌ می‌گیرند. در حالی‌ که‌ هدف‌ این‌ رشته‌ آماده‌ کردن‌ مهندسی‌ است‌ که‌ بتواند در زمینه‌ طراحی‌، ساخت‌ و آزمایش‌ هواپیما فعالیت‌ کند.

در واقع‌ کار مهندس‌ هوا فضا قبل‌ از بیرون‌ آمدن‌ هواپیما از کارخانه‌ است‌ و او در مورد چگونگی‌ به‌ پرواز درآوردن‌ یک‌ هواپیما آموزش‌ نمی‌بیند.

به‌ عبارت‌ دیگر مهندسی‌ هوا فضا مجموعه‌ای‌ از علوم‌ و توانایی‌های‌ علمی‌ و عملی‌ در زمینه‌ تحلیل‌، طراحی‌ و ساخت‌ وسایل‌ پرنده‌ نظیر هواپیماها، بالگردها، گلایدرها، موشک‌ها و ماهواره‌ها است‌. این‌ رشته‌ بر چهار پایه‌ آئرودینامیک‌ ، جلوبرندگی‌ ، مکانیک‌ پرواز و سازه‌های‌ هوافضایی‌ استوار است‌.

که در این میان آئرودینامیک به مطالعه و بررسی جریان هوا، محاسبه نیروها و گشتاورهای ناشی از آن بر روی جسم پرنده می‌پردازد و مهندس هوافضا 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 در واقع علم مکانیک پرواز از “عملکرد” تشکیل می‌شود و “عملکرد” به بررسی بُرد، مسافت نشست و برخاست، مداومت پروازی در سرعت‌های مختلف و پایداری و کنترل وسایل پرنده می‌پردازد و در نهایت “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 را نیز داشته باشند.

در رشته مهندسی هوا فضا از همه علوم از جمله متالوژی ، کامپیوتر و الکترونیک استفاده می‌شود و هدف آن تربیت کارشناسانی است که کادر مورد نیاز محاسبات ، طراحی ، تحقیقات و ساخت صنایع مختلف هواپیمایی، چرخ‌بال‌سازی و موشکی را تامین سازند.

به همین دلیل دانشجویان این رشته موظف هستند که در طی تحصیل ۳ واحد پروژه بگیرند و در تابستان نیز در دفاتر مهندسی صنایع مربوط کارآموزی بکنند.
 
 
تاریخچه
مبدأ مهندسی هوافضا را می‌توان در اواخر سده ۱۹ و اوایل سده ۲۰ جستجو کرد. البته بسیاری، اولین کسی را که در زمینه مهندسی هوافضا پیش قدم بود سر جورج کیلی می‌دانند که کارهای او به اواخر سده هجدهم بر می‌گردد.

سر جورج کیلی به عنوان اولین فردی شناخته می‌شود که نیروهای وارد شده به وسایل نقلیه هوایی را به صورت نیروی برآ و نیروی پسا مجزا نمود.یکی از بزرگترین ای افراد شاخص در ایران سید کاظم حسینی است .
 
 
توانایی‌های‌ لازم :
زیربنای‌ این‌ رشته‌ ریاضیات‌ است‌ و همچنین‌ فیزیک‌ و شیمی‌ تا حدودی‌ لازم‌ می‌باشد و بیشتر دروس‌ این‌ رشته‌ به‌ زبان‌ انگلیسی‌ است‌.

مهندسی‌ هوا فضا یک‌ رشته‌ فنی‌ است‌ و عموماً کسانی‌ که‌ وارد رشته‌های‌ فنی‌ می‌شوند، باید آمادگی‌ کار در کارخانجات‌ را داشته‌ باشند و همچنین‌ باید افرادی‌ قوی‌ و دارای‌ پشتکار باشند.
 
 
گرایش‌ها

  • آیرودینامیک

از مهم‌ترین پایه‌های هوافضا به‌شمار می‌رود. علم آیرودینامیک به مطالعه و بررسی جریان هوا و محاسبهٔ نیروها و گشتاورهای ناشی از آن بر روی جسم پرنده، می‌پردازد.

مهندسین هوافضا در این گرایش جریان‌های پیچیده در اطراف جسم پرنده را تحلیل می‌کنند و با بدست آوردن نیروهای آیرودینامیکی به بررسی پایداری و طراحی سازهٔ شناور در سیال – بیشتر هوای اطراف زمین که در ارتفاعات مختلف فاکتورهای متفاوت دارد، مورد بحث است – می‌پردازند.

به جز تحلیل، همواره یکی از اصلی‌ترین دغدغه‌های مهندسین آیرودینامیک، طراحی بال‌ها و بدنه‌هایی با بیشترین کاربرد و کمترین هزینه است.

  • پیشرانش

دانش پیشرانه‌ها به مطالعه و بررسی سامانه‌های جلوبرنده (موتور)، اعم از موتورهای هوازی و غیرهوازی می‌پردازد. موتورهای هوازی شامل موتورهای پیستونی و چرخ‌پره‌ای (توربینی) است که از هوا به‌عنوان اکسیدکننده استفاده نموده و سوخت را با خود حمل می‌کنند.

اما موتورهای غیرهوازی مانند موتور موشک‌ها و فضاپیماها است که سوخت و اکسیدکننده را با خود حمل می‌کنند. در این دانش نحوهٔ تولید نیروی رانش و همچنین ساختار کلی انواع موتورهای هوافضایی بررسی و مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. طراحی و تعیین میزان عملکرد انواع سامانه‌های جلوبرنده نیز بسیار مورد توجه مهندسین پیشرانش هستند.

این گرایش بسیار شبیه به مکانیک – تبدیل انرژی و سیستم‌های انرژی می‌باشد و دروس مشترک بسیاری با هم دارند و زمینه‌های کاری بیشتری نسبت به گرایش‌های دیگر هوافضا دارد. (شرکت نفت، ایران خودرو، صنایع دفاع، نیروگاه‌ها و…) عمده دانشجویان و فارغ التحصیلان این گرایش به شبیه‌سازی عددی رفتار سیال [CFD] می‌پردازند.

  • دینامیک پرواز و کنترل

دینامیک پرواز با بهره‌گیری از داده‌های هواپویشی، هندسی و وزنی، به مطالعه و بررسی رفتار و حرکات هواپیما می‌پردازد. در واقع علم دینامیک پرواز به بررسی برد، مسافت نشست و برخاست (طول باند)، چگونگی تاف وسیلهٔ پرنده می‌شود می‌پردازد.

به‌طور خلاصه، تحلیل نحوهٔ حرکت یک وسیله در هوا یا فضا و ارائهٔ طرح‌هایی به‌منظور بهینه‌سازی این حرکت، وظیفهٔ دینامیک پرواز و کنترل است. این بخش بسیار مهم به مطالعهٔ سازه‌های موتوری هوایی و فضایی و بهبود کیفیت آنها متناسب با نوع سازه می‌پردازد.

  • سازه‌های هوافضایی

سازه‌های هوافضایی به مطالعه، بررسی و بهینه‌سازی سازه‌های هواپیما و دیگر وسایل پرنده می‌پردازد. هدف اصلی آن طراحی و تحلیل سازه‌هایی است که علاوه بر استواری کافی در مقابل بارهای آیرودینامیکی و دیگر بارهای استاتیکی وارد بر وسایل پرنده، کمترین وزن ممکن را نیز داشته باشند. ضمن اینکه باید بتوانند در برابر ارتعاشات و سایر عوامل محیطی نظیر تغییرات زیاد و سریع دما و رطوبت نیز مقاوم باشند.

  • مهندسی فضایی

مهندسی فضایی شاخه‌ای از هوافضا است که به بررسی پیشرانش، آیرودینامیک، سازه و مکانیک پرواز حامل (موشک) و پرتابه (ماهواره) در فضا می‌پردازد. علاوه بر آن در این شاخه بیشتر به مبحث طراحی سیستمی پرتابه توجه می‌شود.

در این گرایش به مباحث فضایی (صرف نظر از پسا) و در نظر گرفتن شرایط ویژه فضا (پرتوهای کیهانی، الکتریسیته ساکن و…)، همچنین طراحی مسیر پرتاب و مدار ماهواره پرداخته می‌شود.

در واقع رویکرد اصلی در این شاخه استفاده از تمامیه دانش گسترده هوافضا به منظور محقق کردن یک هدف فضایی مانند ماموریت‌های علمی، اکتشاف اعماق فضا، مخابراتی و… می‌باشد.

در اغلب کشورهای توسعه یافته بلندپروازانه‌ترین پروژه‌ها در زمینه فضایی تعریف می‌شوند که ایران هم با توجه به قابلیت‌های علمی دردسترس از این قاعده مستثنی نیست.

مهندسی فضایی در ایران به طور چشم گیری در حال توسعه و پیشرفت است و ساخت ماهواره و موشک به عنوان یکی از اهداف علمی کشور شناخته می‌شود.
 
 
موقعیت‌ شغلی‌ در ایران :
مهندسین‌ هوا فضا می‌توانند در صنایع‌ و مؤسسات‌ تحقیقاتی‌ هواپیمایی‌، موشکی‌ و ماهواره‌ فعالیت‌ کنند. همچنین‌ در کلیه‌ مؤسسات‌ و سازمان‌هایی‌ که‌ به‌ نحوی‌ از وسایل‌ پرنده‌ استفاده‌ می‌کنند، به‌ عنوان‌ کارشناس‌ تحقیق‌ در عملیات‌ و تعمیر و نگهداری‌ فعالیت‌ نمایند.

از سوی‌ دیگر چون‌ سازه‌ اتومبیل‌ و کشتی‌ مشترکات‌ زیادی‌ با سازه‌ یک‌ هواپیما دارد و توربین‌های‌ گاز یک‌ نیروگاه‌ یا ایستگاه‌ پمپ‌گاز همانند یک‌ موتور جت‌ تحلیل‌ و طراحی‌ می‌گردد، یک‌ مهندس‌ هوا فضا علاوه‌ بر شرکت‌های‌ هوایی‌ در نیروگاه‌ها، صنایع‌ نفت‌ و گاز و صنایع‌ خوردوسازی‌ فرصت‌های‌ شغلی‌ خوبی‌ دارد.

علاوه‌ بر ساخت‌ هواپیما فارغ‌التحصیلان‌ این‌ رشته‌ می‌توانند در فرودگاهها در قسمت‌ تعمیر و نگهداری‌ هواپیما‌ و همچنین‌ در صنایع‌ دفاع‌ روی‌ طراحی‌ موشک‌ و جنگ‌افزارها فعالیت‌ کنند یا می‌توانند روی‌ آئرودینامیک‌ خودروها، سازه‌های‌ خودروسازی‌ و تولید توربین‌های‌ بخار برای‌ تولید برق‌ کار کنند.
 
 
وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر
رشته مهندسی هوافضا نیازمند سرمایه‌گذاری کلان است و بیش از سایر صنایع از وضعیت اقتصادی کشور تاثیر می‌پذیرد یعنی اگر رشد اقتصادی خوبی داشته باشیم سرمایه‌گذاری در این بخش بیشتر می‌باشد و البته عکس این قضیه نیز صادق است.

در سال ۷۰ وزارت صنایع لایحه‌ای به مجلس داد که بر اساس آن بخش خصوصی می‌توانست در کشور فعالیت‌هایی در زمینه هوافضا انجام بدهد. از سال ۷۲ نیز به صورت رسمی مجموعه‌ای در وزارت صنایع متولی این کار شد و به صورت هدایت‌کننده شرکت‌ها و مجموعه‌های بخش خصوصی فعالیت خود را آغاز کرد که حاصل این کار، تولیداتی مثل ساخت هواپیمای گلایدر بود که طراحی آن توسط فارغ‌التحصیلان همین رشته انجام شد و در حال حاضر نیز تعدادی از این هواپیما تولید شده و با اخذ مجوزهای بین‌المللی در باشگاههای سازمان هواپیمایی کشوری شروع به فعالیت کرده است.

همچنین می‌توان به پروژه طراحی و ساخت هواپیمای سبک موتوردار اشاره کرد که با موفقیت انجام شده و پروازهای آزمایشی را نیز انجام داده است و بالاخره پروژه هواپیمای سم‌پاش از پروژه‌هایی است که در کشور مطرح شده است.

فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در فرودگاهها در قسمت تعمیر و نگهداری هوایی و همچنین در صنایع دفاع روی طراحی موشک و جنگ‌افزارها فعالیت بکنند.علاوه بر اینها می‌توانند روی آئرودینامیک خودروها، سازه‌های خودروسازی و تولید توربین‌های بخار برای تولید برق کار بکنند.

فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در شرکت‌های خصوصی، هواپیماهای کوچک دو نفره و یا چهارنفره‌ای را که در دست ساخت است با استانداردهای بین‌المللی تطابق داده و برای هواپیما گواهی پرواز یا تولید بگیرند.
 
 
دروس پایه رشته مهندسی هوافضا:
ریاضی عمومی ۱و۲ ، فیزیک ۱و۲ ، آزمایشگاه فیزیک ۱و۲ ، معادلات دیفرانسیل ، برنامه نویسی ، محاسبات عددی
 
 
دروس اصلی رشته مهندسی هوافضا :
نقشه کشی ۱و۲ ، استاتیک ، مقدمه ای بر مهندسی هوا فضا ، کارگاه ۱و۲و۳ ، مکانیک سیالات ، ریاضی مهندسی ، دینامیک ، ترمودینامیک ۱و۲ ، مبانی برق ، آزمایشگاه مبانی برق ، مقاومت مصالح ، ارتعاشات ، کنترل اتوماتیک ، آزمایشگاه مکانیک سیالات ، علم مواد ، آزمایشگاه مقاومت  ، مصالح ، انتقال حرارت ، آزمایشگاه موتور انتقال
 
 
دروس تخصصی رشته مهندسی هوافضا :
آیرودینامیک۱و۲ ، مکانیک پرواز ۱و۲ ، آزمایشگاه آیرودینامیک۱و۲ ، طراحی هواپیما ۱و۲ ، تحلیل سازه ها ، اصول جلوبرندگی ، زبان تخصصی ، طراحی سازه های هوایی ، پروژه
 
 
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر
امکان ادامه تحصیل در مقاطع کارشناسی ارشد در گرایشهای جلوبرندگی ، مکانیک پرواز، سازه‌های هوایی ، آیرودینامیک ، هوافضا میسر است.
 
 
رشته‌های مشابه و نزدیک به این رشته
این رشته قبلا از زیرشاخه‌های مهندسی مکانیک بوده است لذا دارای تعداد واحدهای مشترک زیادی با رشته مهندسی مکانیک است.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید