항공우주공학

Aerospace engineering
항공우주기술자
Apollo 13 Mailbox at Mission Control.jpg
아폴로 13호기 동안 임무통제실에서 목격된 NASA 엔지니어들은 작전과 탑승 우주인들의 안전을 보장하기 위해 일했다.
직종.
이름항공우주기술자
기사.
직업 유형
직업
액티비티 섹터
항공, 우주, 과학
묘사
능력기술 지식, 관리 기술
(항공우주공학 용어집 참조)
필요한 교육
학사 학위[1][2]
필드
고용.
기술, 과학, 우주 탐사, 군사
시리즈의 일부
천체역학
Angular parameters of an elliptical orbit
궤도 요소
2체 궤도의 종류:
편심
방정식
중력의 영향
N체 궤도
프리플라이트 엔지니어링
효율화 대책

항공우주공학은 항공기와 [3]우주선의 개발과 관련된 공학의 주요 분야이다.항공 공학과 우주 공학의 두 가지 주요 중복 분야가 있다.항전공학은 비슷하지만 항공우주공학에서 전자공학적인 측면을 다룬다.

"항공우주공학"은 이 분야의 원래 용어였다.우주공간에서 운행하는 차량을 포함하는 비행 기술이 발전함에 따라, "우주 공학"이라는 용어가 [4]널리 쓰이게 되었다.항공우주공학, 특히 우주공학 부문은 흔히 "로켓 과학"[5][a]으로 불린다.

개요

비행체는 기압 및 온도 변화로 인해 발생하는 것과 같은 까다로운 조건에 노출되며, 구조 하중은 차량 구성 요소에 가해진다.따라서 일반적으로 [공기역학], [공기추진], 항전학, 재료과학, 구조분석 및 제조를 포함한 다양한 기술 및 엔지니어링 분야의 산물이 됩니다.이 기술들 사이의 상호작용은 항공우주공학으로 알려져 있다.항공우주공학은 복잡성과 관련된 분야 수 때문에 엔지니어 팀에 의해 수행되며, 각 팀은 각자의 전문 [7]분야를 가지고 있습니다.

역사

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오빌과 윌버 라이트는 1903년 노스캐롤라이나주 키티호크에서 라이트 플라이어를 날렸다.

항공우주공학의 기원은 조지 케일리 경의 업적이 18세기 후반에서 19세기 중반까지 거슬러 올라가지만, 19세기 후반에서 20세기 초반까지 거슬러 올라갈 수 있다.항공학의[8] 역사에서 가장 중요한 사람 중 한 명이자 항공 [9]공학의 선구자였던 케일리는 어떤 대기 [10]비행체에도 영향을 미치는 양력과 항력을 분리한 최초의 사람으로 인정받고 있다.

항공 공학에 대한 초기 지식은 대부분 경험적이었고,[11] 일부 개념과 기술은 공학의 다른 분과에서 수입되었습니다.유체역학 같은 중요한 요소들은 18세기 [citation needed]과학자들에 의해 이해되었다.

1903년 12월, 라이트 형제는 12초 동안 지속되고, 공중보다 무거운 동력 항공기의 첫 번째 지속적이고 통제된 비행을 수행했다.1910년대는 제1차 세계 대전 군용기의 설계를 통해 항공 공학의 발전을 보았다.

제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 사이에, 주류 민간 항공의 등장으로 이 분야에서 큰 도약이 이루어졌다.이 시대의 주목할 만한 비행기로는 Curtiss JN 4, Farman F.60 Goliath, Fokker Trimotor 등이 있다.이 시기의 주목할 만한 군용기는 각각 일본, 영국, 독일에서 온 미쓰비시 A6M 제로, 슈퍼마린 스피트파이어, 메시슈미트 Bf 109 등이다.항공 우주 공학에서 중요한 발전은 제2차 세계대전이 [citation needed]끝나갈 무렵인 1944년에 취역한 최초의 제트 엔진으로 움직이는 비행기인 Messerschmitt Me 262와 함께 이루어졌다.

1958년 [4]2월, 지구의 대기와 외계를 하나의 영역으로 간주하여 항공우주공학이라는 신조어로 항공기와 우주선(우주)을 포괄하는 최초의 정의가 등장했다.

1957년 10월 4일 소련이 첫 인공위성 스푸트니크를 우주로 쏘아올린 것에 대한 대응으로, 미국의 항공 우주 공학자들이 1958년 1월 31일 첫 미국 인공위성을 발사했다.미항공우주국은 냉전에 대한 대응으로 1958년에 설립되었다.1969년, 아폴로 11호, 인류 최초의 달 탐사 임무가 이루어졌다.그것은 닐 암스트롱과 버즈 올드린 두 명의 우주 비행사가 달 표면을 방문하면서 3명의 우주 비행사가 달 궤도에 진입하는 것을 보았다.세 번째 우주인 마이클 콜린스는 [12]암스트롱과 올드린을 만나기 위해 궤도에 머물렀다.

A jet in flight
2008년 F/A-18F Super Hornet 비행 중

1970년 1월 30일 보잉 747기가 뉴욕에서 런던까지 첫 상업 비행을 했을 때 중요한 혁신이 일어났다.이 항공기는 역사를 만들었고 최대 480명의 [14]승객을 수용할 수 있는 능력 때문에 "점보 제트" 또는 "고래"[13]로 알려지게 되었다.

1976년 최초의 초음속 항공기 콩코드가 개발되면서 항공 우주 공학에서 또 다른 중요한 발전이 이루어졌다.이 항공기의 개발은 1962년 [15]11월 29일 프랑스와 영국에 의해 합의되었다.

1988년 12월 21일 안토노프 An-225 Mriya 화물기가 첫 비행을 시작했다.세계에서 가장 무거운 항공기, 가장 무거운 항공 화물, 가장 긴 항공 화물 기록을 보유하고 있으며,[citation needed] 운용 중인 항공기 중 날개 폭이 가장 넓다.

2007년 10월 25일, Airbus A380은 싱가포르에서 호주 시드니까지 첫 상업 비행을 했습니다.이 항공기는 최대 853명으로 보잉 747기를 능가하는 최초의 여객기였다.이 항공기의 개발은 1988년 747의 경쟁 기종으로 시작되었지만,[16] A380은 2005년 4월에 첫 시험 비행을 했다.

요소들

베르너 폰 브라운, 새턴 V의 F-1 엔진 탑재, 미국 우주 로켓 센터
소유스 TMA-14M 우주선으로 낙하산 강하 설계
테스트 중인 전투기 엔진입니다엔진 뒤에 있는 터널은 소음과 배기가스가 빠져나갈 수 있게 해줍니다.
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항공 우주 공학에는 다음과 같은 요소가 있습니다.[17][18]

  • 레이더 단면 – 레이더에 의한 원격 감지에 명백한 차량 시그니처에 대한 연구.
  • 유체 역학 – 물체 주위의 유체 흐름을 연구하는 학문입니다.특히 날개와 같은 물체 위 또는 풍동 같은 물체를 통과하는 공기의 흐름에 관한 공기역학(양력 및 항공학 참조).
  • 천체역학 – 선택된 몇 가지 변수가 주어졌을 때 궤도 요소의 예측을 포함한 궤도 역학의 연구.미국에서 학부 수준에서 이를 가르치는 학교는 거의 없지만, 일부 학교는 이 주제를 다루는 대학원 프로그램을 가지고 있다(보통 해당 대학 또는 대학의 물리학과와 연계).
  • Statics and Dynamics (엔지니어링 역학) – 기계 시스템의 움직임, 힘, 모멘트에 대한 연구.
  • 수학 – 특히 미적분, 미분 방정식 및 선형 대수.
  • 일렉트로테크놀로지 – 엔지니어링 분야에서의 전자제품 연구.
  • 추진 – 공기(또는 우주 공간)를 통해 차량을 이동시키는 에너지는 내연기관, 제트 엔진 및 터보 기계 또는 로켓(프로펠러 및 우주선 추진 참조)에 의해 제공됩니다.이 모듈에 최근 추가된 것은 전기 추진과 이온 추진입니다.
  • 제어 공학 – 시스템의 동적 거동에 대한 수학적 모델링 연구 및 피드백 신호를 사용하여 시스템의 동적 거동이 바람직하도록 설계합니다(대규모의 오차 없이 안정적인 상태).이는 항공우주 차량에 존재하는 항공기, 우주선, 추진 시스템 및 하위 시스템의 동적 거동에 적용된다.
  • 항공기 구조물 – 비행 중 발생하는 힘을 견딜 수 있는 비행기의 물리적 구성의 설계.항공우주공학은 구조 [19]무결성을 유지하면서 구조물을 경량화 및 저비용으로 유지하는 것을 목표로 한다.
  • 재료 과학 – 구조물과 관련된 항공 우주 공학은 항공 우주 구조물이 건설될 재료를 연구합니다.매우 특정한 특성을 가진 새로운 재료가 발명되거나 기존 재료는 성능을 향상시키기 위해 수정됩니다.
  • 고체 역학 – 재료 과학과 밀접한 관련이 있는 것은 차량 구성 요소의 응력 및 변형률 분석을 다루는 고체 역학입니다.오늘날에는 MSC Patran/Nastran과 같은 여러 유한 요소 프로그램이 있어 분석 프로세스에서 엔지니어를 지원합니다.
  • 공기 탄성 – 공기 역학적 힘과 구조적 유연성의 상호작용으로 잠재적으로 흔들림, 발산 등을 일으킨다.
  • 항전 – 항공기 또는 우주선에 탑재된 컴퓨터 시스템의 설계 및 프로그래밍 및 시스템 시뮬레이션.
  • 소프트웨어 – 비행 소프트웨어, 지상 관제 소프트웨어, 테스트 및 평가 소프트웨어 등을 포함한 항공우주 애플리케이션용 컴퓨터 소프트웨어의 사양, 설계, 개발, 테스트 및 구현
  • 위험과 신뢰성 – 위험과 신뢰성 평가 기법과 정량적 방법에 관련된 수학의 연구.
  • 소음 제어 – 소리 전달 메커니즘에 대한 연구.
  • 항공 음향학 – 난류 유체 운동 또는 표면과 상호작용하는 공기역학적 힘을 통한 소음 발생 연구.
  • 비행 시험 – 항공기가 설계 및 성능 목표와 인증 요건을 충족하는지 여부를 판단하기 위해 성능 및 취급 품질 데이터를 수집하고 분석하기 위한 비행 시험 프로그램 설계 및 실행.

이러한 요소의 대부분은 공기 역학을 위한 유체 역학이나 비행 역학을 위한 운동 방정식과 같은 이론 물리학에 기초가 있습니다.큰 경험적 요소도 있다.역사적으로 이 경험적 구성요소는 풍동 또는 자유 대기의 스케일 모델과 프로토타입 테스트에서 도출되었다.최근에는 컴퓨팅의 발전으로 계산 유체 역학을 사용하여 유체의 동작을 시뮬레이션할 수 있게 되어 풍동 테스트에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있게 되었습니다.유체역학이나 유체음향학을 공부하는 사람들은 종종 항공우주공학 학위를 취득한다.

또한 항공 우주 공학은 항공 우주 차량을 구성하는 모든 구성 요소(전력, 항공 우주 베어링, 통신, 열 제어, 생명 유지 장치 등 하위 시스템)와 수명 주기(설계, 온도, 압력, 방사선, 속도, 수명)의 통합을 다룬다.

학위 프로그램

주요 기사:항공 우주 공학 학교 목록

항공우주공학은 많은 대학의 항공우주공학부와 다른 대학의 기계공학부에서 고급 졸업장, 학사, 석사 및 박사학위 수준에서 공부할 수 있습니다.몇몇 학과는 우주 중심의 우주 공학 학위를 제공한다.몇몇 기관들은 항공 공학과 우주 공학을 구별한다.대학원 학위는 항공우주 산업을 위한 고급 또는 전문 분야에서 제공됩니다.

항공우주공학을 전공하는 학생들에게 화학, 물리학,[20] 컴퓨터 과학, 수학의 배경은 중요하다.

대중문화에서

"로켓 과학자"라는 용어는 로켓 과학이 특히 기술적으로나 수학적으로 엄청난 정신 능력을 필요로 하는 것으로 보여지기 때문에 때때로 대단한 지능을 가진 사람을 묘사하기 위해 사용된다.이 용어는 아이러니하게도 작업이 [21]간단하다는 것을 나타내기 위해 "It's not rocket science"라는 표현에서 사용됩니다.엄밀히 말하면, "로켓 과학"에서 "과학"을 사용하는 것은 잘못된 명칭이다. 왜냐하면 과학은 우주의 기원, 자연, 그리고 행동을 이해하는 것이기 때문이다; 공학은 문제를 해결하고 새로운 [5][6]기술을 개발하기 위해 과학적이고 공학적 원리를 사용하는 것이다.이 문구의 어원적으로 더 정확한 버전은 "로켓 엔지니어"일 것입니다.하지만, "과학"과 "공학"은 [5][6][22]동의어로 종종 오용된다.

「 」를 참조해 주세요.

각주

  1. ^ 하지만, "로켓 과학"은 항공 우주 공학자들이 [5][6]과학자가 아니며 로켓 추진에 반드시 관여하는 것은 아니기 때문에 잘못된 명칭이다.

레퍼런스

  1. ^ "Required Education". study.com. Retrieved 2015-06-22.
  2. ^ "Education, Aerospace Engineers". myfuture.com. Archived from the original on 2015-06-22. Retrieved 2015-06-22.
  3. ^ 항공우주공학 백과사전.John Wiley & Sons, 2010.ISBN 978-0-470-75440-5.
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  5. ^ a b c d NASA (2008). Steven J. Dick (ed.). Remembering the Space Age: Proceedings of the 50th Anniversary Conference (PDF). p. 92. The term "rocket scientist" is a misnomer used by the media and in popular culture and applied to a majority of engineers and technicians who worked on the development of rockets with von Braun. It reflects a cultural evaluation of the immense accomplishments of the team but is nevertheless incorrect. ...
  6. ^ a b c Petroski, Henry (23 November 2010). "Engineering Is Not Science". IEEE Spectrum. Retrieved 21 June 2015. Science is about understanding the origins, nature, and behavior of the universe and all it contains; engineering is about solving problems by rearranging the stuff of the world to make new things.
  7. ^ "Career: Aerospace Engineer". Career Profiles. The Princeton Review. Archived from the original on 2006-05-09. Retrieved 2006-10-08. Due to the complexity of the final product, an intricate and rigid organizational structure for production has to be maintained, severely curtailing any single engineer's ability to understand his role as it relates to the final project.
  8. ^ "Sir George Cayley". flyingmachines.org. Retrieved 2009-07-26. Sir George Cayley is one of the most important people in the history of aeronautics. Many consider him the first true scientific aerial investigator and the first person to understand the underlying principles and forces of flight.
  9. ^ "Sir George Cayley (British Inventor and Scientist)". Britannica. n.d. Retrieved 2009-07-26. English pioneer of aerial navigation and aeronautical engineering and designer of the first successful glider to carry a human being aloft.
  10. ^ "Sir George Cayley". U.S. Centennial of Flight Commission. Archived from the original on 24 February 2014. Retrieved 31 January 2016. A wealthy landowner, Cayley is considered the father of aerial navigation and a pioneer in the science of aerodynamics. He established the scientific principles for heavier-than-air flight and used glider models for his research. He was the first to identify the four forces of flight--thrust, lift, drag, and weight—and to describe the relationship each had with the other.
  11. ^ Kermit Van Every (1988). "Aeronautical engineering". Encyclopedia Americana. Vol. 1. Grolier Incorporated.
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  14. ^ "Boeing 747-100 - Specifications - Technical Data / Description". www.flugzeuginfo.net. Retrieved 2019-09-11.
  15. ^ Zhang, Benjamin. "The Concorde made its final flight 15 years ago and supersonic air travel has yet to recover — here's a look back at its awesome history". Business Insider. Retrieved 2019-09-10.
  16. ^ "History of the Airbus A380". interestingengineering.com. 2019-03-31. Retrieved 2019-09-11.
  17. ^ "Science: Engineering: Aerospace". Open Site. Retrieved 2006-10-08.
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  20. ^ "Entry education, Aerospace Engineers". myfuture.com. Archived from the original on 2015-06-22. Retrieved 2015-06-22.
  21. ^ Bailey, Charlotte (7 November 2008). "Oxford compiles list of top ten irritating phrases". The Daily Telegraph. Archived from the original on 2022-01-11. Retrieved 2008-11-18. 10 - It's not rocket science
  22. ^ Neufeld, Michael. Von Braun: Dreamer of Space, Engineer of War (First ed.). Vintage Books. pp. xv. There has been a deep-rooted failure in the English-speaking media and popular culture to grapple with the distinction between science and engineering.

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