stringtranslate.com

Аэрокосмическая техника

Аэрокосмическая техника является основной областью техники , связанной с разработкой самолетов и космических аппаратов . [3] Он состоит из двух основных и пересекающихся отраслей: авиационной техники и космонавтики . Авиационная инженерия аналогична, но занимается электроникой аэрокосмической техники.

«Авиационная техника» было первоначальным термином для этой области. По мере того, как летные технологии развивались и включали летательные аппараты, работающие в космическом пространстве , в употребление вошел более широкий термин « аэрокосмическая техника». [4] Аэрокосмическую технику, особенно отрасль космонавтики, часто в просторечии называют «ракетной наукой». [5] [а]

Обзор

Летательные аппараты подвергаются суровым условиям, например, вызванным изменениями атмосферного давления и температуры , при этом на компоненты транспортного средства воздействуют структурные нагрузки . Следовательно, они обычно являются продуктами различных технологических и инженерных дисциплин, включая аэродинамику , воздушное движение , авионику , материаловедение , структурный анализ и производство . Взаимодействие между этими технологиями известно как аэрокосмическая техника. Из-за сложности и количества задействованных дисциплин аэрокосмическая инженерия выполняется группами инженеров, каждый из которых имеет свою специализированную область знаний. [7]

История

Орвилл и Уилбур Райт летали на самолете Райт Флаер в 1903 году в Китти-Хок, Северная Каролина.

Зарождение аэрокосмической техники можно проследить до пионеров авиации конца 19 - начала 20 веков, хотя работы сэра Джорджа Кэли датируются последним десятилетием 18 - серединой 19 века. Один из самых важных людей в истории воздухоплавания [8] и пионер авиационной техники, [9] Кэли считается первым человеком, разделившим силы подъемной силы и сопротивления , которые влияют на любой летательный аппарат в атмосфере. [10]

Ранние знания в области авиационной техники были в основном эмпирическими, а некоторые концепции и навыки были заимствованы из других отраслей техники. [11] Некоторые ключевые элементы, такие как гидродинамика , были поняты учеными 18-го века. [12]

В декабре 1903 года братья Райт совершили первый продолжительный управляемый полет самолета тяжелее воздуха с двигателем, продолжительностью 12 секунд. В 1910-е годы произошло развитие авиационной техники благодаря проектированию военных самолетов времен Первой мировой войны .

Между Первой и Второй мировыми войнами в этой области были сделаны большие успехи, ускоренные появлением гражданской авиации. Известные самолеты этой эпохи включают Curtiss JN 4 , Farman F.60 Goliath и Fokker Trimotor . Известные военные самолеты этого периода включают Mitsubishi A6M Zero , Supermarine Spitfire и Messerschmitt Bf 109 из Японии, Великобритании и Германии соответственно. Значительным достижением в аэрокосмической технике стал первый действующий самолет с реактивным двигателем Messerschmitt Me 262 , который поступил на вооружение в 1944 году, ближе к концу Второй мировой войны. [13]

Первое определение аэрокосмической техники появилось в феврале 1958 года, [4] рассматривая атмосферу Земли и космическое пространство как единую сферу, тем самым охватывая как самолеты ( аэро ), так и космические корабли ( космос ) под недавно придуманным термином «аэрокосмическая промышленность» .

В ответ на запуск СССР первого спутника « Спутник » в космос 4 октября 1957 года американские аэрокосмические инженеры запустили первый американский спутник 31 января 1958 года. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства было основано в 1958 году в ответ на холодную войну . Война . В 1969 году состоялся «Аполлон-11» — первая космическая миссия человека на Луну. Он видел, как три астронавта вышли на орбиту вокруг Луны, а двое, Нил Армстронг и Базз Олдрин , посетили лунную поверхность. Третий астронавт, Майкл Коллинз , остался на орбите, чтобы встретиться с Армстронгом и Олдрином после их визита. [14]

Самолет в полете
AF/A-18F Super Hornet в полете, 2008 г.

Важное нововведение произошло 30 января 1970 года, 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» [15] благодаря своей способности вместить до 480 пассажиров. [16]

Еще одно значительное событие в аэрокосмической технике произошло в 1976 году с разработкой первого пассажирского сверхзвукового самолета « Конкорд» . Разработка этого самолета была согласована французами и британцами 29 ноября 1962 года. [17]

21 декабря 1988 года грузовой самолет Ан-225 «Мрия» совершил свой первый полет. Он является рекордсменом по количеству самых тяжелых самолетов в мире, самого тяжелого груза, перевозимого по воздуху, и самого длинного груза, перевозимого по воздуху, а также имеет самый широкий размах крыльев среди всех самолетов, находящихся в эксплуатации. [18]

25 октября 2007 года Airbus A380 совершил свой первый коммерческий рейс из Сингапура в Сидней, Австралия. Этот самолет был первым пассажирским самолетом, превзошедшим Боинг 747 по пассажировместимости - 853 пассажира. Хотя разработка этого самолета началась в 1988 году как конкурента 747, А380 совершил свой первый испытательный полет в апреле 2005 года. [19]

Элементы

Вернер фон Браун с двигателями F-1 первой ступени Сатурна V в Космическом и ракетном центре США.
Космический корабль «Союз ТМА-14М» спроектирован для спуска на парашюте
Двигатель реактивного истребителя проходит испытания. Туннель позади двигателя позволяет выводить шум и выхлопные газы.

Некоторые элементы аэрокосмической техники: [20] [21]

Основа большинства этих элементов лежит в теоретической физике , такой как гидродинамика для аэродинамики или уравнения движения для динамики полета . Существует также большая эмпирическая составляющая. Исторически этот эмпирический компонент был получен в результате испытаний масштабных моделей и прототипов либо в аэродинамических трубах , либо в свободной атмосфере. Совсем недавно достижения в области вычислений позволили использовать вычислительную гидродинамику для моделирования поведения жидкости, сокращая время и затраты, затрачиваемые на испытания в аэродинамической трубе. Те, кто изучает гидродинамику или гидроакустику, часто получают степень в области аэрокосмической техники.

Кроме того, аэрокосмическая инженерия занимается интеграцией всех компонентов, составляющих аэрокосмический аппарат (подсистемы, включая мощность, аэрокосмические подшипники , связь, тепловой контроль , систему жизнеобеспечения и т. д.) и его жизненный цикл (конструкция, температура, давление, радиация , скорость , продолжительность жизни ).

Дипломные программы

Аэрокосмическую технику можно изучать на высшем уровне , бакалавриате , магистратуре и докторантуре. уровни на факультетах аэрокосмической техники во многих университетах и ​​на факультетах машиностроения в других. Несколько факультетов предлагают степени в области космонавтики, ориентированной на космос. Некоторые учреждения проводят различие между авиационной и космонавтической техникой. Высшие степени предлагаются в передовых или специальных областях аэрокосмической промышленности.

Для студентов, получающих степень в области аэрокосмической инженерии, важно иметь знания в области химии, физики, информатики и математики. [23]

В популярной культуре

Термин «ученый-ракетчик» иногда используется для описания человека с большим интеллектом , поскольку ракетостроение рассматривается как практика, требующая больших умственных способностей, особенно технических и математических. Этот термин по иронии судьбы используется в выражении «Это не ракетостроение», чтобы указать, что задача проста. [24] Строго говоря, использование слова «наука» в термине «ракетостроение» является неправильным, поскольку наука занимается пониманием происхождения, природы и поведения Вселенной; инженерия – это использование научных и инженерных принципов для решения проблем и разработки новых технологий. [5] [6] Более этимологически правильная версия этой фразы — «инженер-ракетостроитель». Однако слова «наука» и «техника» часто неправильно используются как синонимы. [5] [6] [25]

Смотрите также

Сноски

  1. ^ Однако термин «ракетостроение» является неправильным термином, поскольку аэрокосмические инженеры не являются учеными [5] [6] и не обязательно работают над ракетными двигателями.

Рекомендации

  1. ^ «Необходимое образование». исследование.com . Проверено 22 июня 2015 г.
  2. ^ «Образование, аэрокосмические инженеры». myfuture.com. Архивировано из оригинала 22 июня 2015 г. Проверено 22 июня 2015 г.
  3. ^ Энциклопедия аэрокосмической техники . Джон Вили и сыновья , 2010. ISBN 978-0-470-75440-5 . 
  4. ^ ab Stanzione, Кайдон Эл (1989). «Инжиниринг». Британская энциклопедия . Том. 18 (15 изд.). Чикаго. п. 563.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  5. ^ abcd НАСА (2008). Стивен Дж. Дик (ред.). Вспоминая космическую эпоху: материалы конференции, посвященной 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 вместе с фон Брауном. Это отражает культурную оценку огромных достижений команды, но, тем не менее, неверно. ...
  6. ^ abc Петроски, Генри (23 ноября 2010 г.). «Инженерия – это не наука». IEEE-спектр . Проверено 21 июня 2015 г. Наука занимается пониманием происхождения, природы и поведения Вселенной и всего, что она содержит; инженерия – это решение проблем путем переустройства вещей в мире для создания новых вещей.
  7. ^ «Карьера: аэрокосмический инженер». Карьерные профили . Принстонское обозрение. Архивировано из оригинала 9 мая 2006 г. Проверено 8 октября 2006 г. Из-за сложности конечного продукта необходимо поддерживать сложную и жесткую организационную структуру производства, что серьезно ограничивает способность любого отдельного инженера понимать свою роль в конечном проекте.
  8. ^ "Сэр Джордж Кэли". www.flyingmachines.org . Проверено 26 июля 2009 г. Сэр Джордж Кэли — один из самых важных людей в истории воздухоплавания. Многие считают его первым настоящим научным исследователем с воздуха и первым человеком, который понял основные принципы и силы полета.
  9. ^ «Сэр Джордж Кэли (британский изобретатель и ученый)» . Британника. нд . Проверено 26 июля 2009 г. Английский пионер воздушной навигации и авиационной техники и конструктор первого успешного планера, способного поднять человека в воздух.
  10. ^ "Сэр Джордж Кэли". Комиссия по столетию полетов США. Архивировано из оригинала 24 февраля 2014 года . Проверено 31 января 2016 г. Богатый землевладелец, Кэли считается отцом воздушной навигации и пионером науки аэродинамики. Он установил научные принципы полета на самолетах тяжелее воздуха и использовал для своих исследований модели планеров. Он был первым, кто определил четыре силы полета — тягу, подъемную силу, сопротивление и вес — и описал взаимосвязь каждой из них с другой.
  11. ^ Кермит Ван Эвери (1988). «Авиационная техника». Американская энциклопедия . Том. 1. Гролье Инкорпорейтед.
  12. ^ Джон Д. Андерсон младший (2010). «Краткая история раннего развития теоретической и экспериментальной гидродинамики». Энциклопедия аэрокосмической техники . Проверено 2 апреля 2023 г. Фундаментальные достижения в области гидродинамики, произошедшие в XVIII веке, начались с работ Даниэля Бернулли (1700–1782).
  13. ^ "Messerschmitt Me 262 A-1a Schwalbe (Ласточка)" . Проверено 20 ноября 2022 г.
  14. ^ «Краткая история НАСА». НАСА. Архивировано из оригинала 18 ноября 2010 г. Проверено 20 марта 2012 г.
  15. ^ Немецкий, Кент. «Боинг 747: королева неба на протяжении 50 лет». CNET . Проверено 11 сентября 2019 г.
  16. ^ «Боинг 747–100 - Технические характеристики - Технические данные / описание» . www.flugzeuginfo.net . Проверено 11 сентября 2019 г.
  17. ^ Чжан, Бенджамин. «Конкорд совершил свой последний полет 15 лет назад, а сверхзвуковые авиаперевозки еще не восстановились — вот взгляд на его удивительную историю». Бизнес-инсайдер . Проверено 10 сентября 2019 г.
  18. ↑ Гай, Джек (28 февраля 2022 г.). «Самый большой в мире самолет уничтожен в Украине». CNN . Проверено 20 ноября 2022 г.
  19. ^ «История Airbus A380». Интересный инжиниринг.com . 31 марта 2019 г. Проверено 11 сентября 2019 г.
  20. ^ «Определение аэрокосмической техники» (PDF) . Атлантический международный университет . Проверено 30 апреля 2023 г.
  21. ↑ Грантман, Майк (19 сентября 2007 г.). «Время академических кафедр космонавтики». Программа конференции и выставки AIAA SPACE 2007 . Конференция и выставка AIAA SPACE 2007. Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA). Архивировано из оригинала 18 октября 2007 года.
  22. ^ «Авиационные конструкции в аэрокосмической технике». Аэрокосмическая техника, Новости авиации, Зарплата, Работа и Музеи . Архивировано из оригинала 09.11.2015 . Проверено 6 ноября 2015 г.
  23. ^ «Начальное образование, аэрокосмические инженеры». myfuture.com. Архивировано из оригинала 22 июня 2015 г. Проверено 22 июня 2015 г.
  24. ^ Бэйли, Шарлотта (7 ноября 2008 г.). «Оксфорд составил список десяти самых раздражающих фраз» . «Дейли телеграф» . Архивировано из оригинала 11 января 2022 г. Проверено 18 ноября 2008 г. 10 – Это не ракетостроение
  25. ^ Нойфельд, Майкл. Фон Браун: Космический мечтатель, военный инженер (Первое изд.). Винтажные книги. стр. xv. Англоязычные средства массовой информации и массовая культура глубоко укоренились в неспособности разобраться в различии между наукой и инженерией.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В Викиверситете есть учебные ресурсы по аэрокосмической технике.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с аэрокосмической техникой .