Аэрокосмическая техника
 |
Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей.
|
Авиационно-космическая техника — основная область инженерии, занимающаяся созданием и развитием летальных и космических аппаратов. Она разделена на две основные части: авиационная техника и техника астронавтики. Авиационная техника была первоначальным термином, но технологии полета использующиеся в космическом пространстве дало шаг другому термину, более широкому «аэрокосмический инжиниринг», который используется и по сегодняшний день.[1] Аэрокосмическая промышленность, в частности, филиал космонавтики, часто называют её ракетостроением.
Обзор
Летательные аппараты подвергаются суровым условиям, таким как: изменения, производимые атмосферным давлением и температурой, структурные нагрузки, приложенные к летательному аппарату.[2]
История
Зарождение аэрокосмической техники как науки можно наблюдать с конца XIX — начала XX веков, хотя работа сэра Джорджа Кейли датируется последним десятилетием XVIII века до середины XIX века. Один из самых важных людей в истории воздухоплавания[3], Кейли был пионером в области авиационной техники[4]. Ранее знания об авиационной технике во многом были эмпиричными, некоторые понятия и навыки были взяты из других областей инженерного дела[5]. Ученые поняли некоторые ключевые элементы аэрокосмической техники в XVIII веке. Много лет спустя, после успешных полетов братьев Райт, в 1910-е года развитие авиационной техники произошло за счёт необходимости в разработке военных самолетов для Первой мировой войны.
Первое определение авиационно-космической техники появилось в феврале 1958 года[1]. Определение объединяло атмосферу Земли и космическое пространство в единую сферу и тем самым охватило оба термина: самолеты (аэро) и космические аппараты (космос). В ответ на первый запуск СССР первого спутника Земли в космос 4 октября 1957 года, инженеры аэрокосмической отрасли США запустили первый американский спутник 31 января 1958 года. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства было основано в 1958 году как ответ в результате Холодной войны[6].
Элементы
Приведем некоторые элементы аэрокосмической техники:[7][8]
- Механика жидкости - исследование течения жидкости вокруг объектов. В частности аэродинамики корабля относительно потока воздуха, таких как крыльев, аэродинамические трубы.
- Аэроупругость- взаимодействие аэродинамических сил и структурная гибкость, потенциально вызывающие вибрации, дивергенцию и т.д.
- Твердая механика - тесно связанная с материальной наукой твердая механика, которая имеет дело с напряженно-деформированным анализом компонентов аэромобиля. В настоящее время существует несколько программ , таких как MSC Nastran Patran /, которые помогают инженерам в аналитическом процессе.
- Авиационные конструкции – моделирование физической конфигурации корабля, чтобы противостоять силам, возникающим во время полета. Авиационно-космическая техника стремится сохранить структуру легкой и недорогой, сохраняя структурную целостность.[9]
- Астродинамика - изучение орбитальной механики, включающее прогнозирование орбитальных элементов при введении несколько переменных. В то время как несколько школ в Соединенных Штатах учат этому на университетском уровне, некоторые из аспирантов, охватывают эту тему (как правило, в сочетании с кафедрой физики колледжа или университета).
- Статика и динамика (инженерная механика) - изучение движения, сил, моментов в механических системах.
- Математика - в частности, исчисления, дифференциальные уравнения и линейная алгебра.
- Электротехника - изучение электроники в пределах инженерии.
- Привод - энергия для перемещения транспортного средства через воздух (или в космосе) обеспечивается двигателями внутреннего сгорания, реактивными двигателями и турбомашинами, или ракет. Более недавнее дополнение к этому: модуль электрический силовой и ионные двигатели.
- Автоматика - изучение математического моделирования динамического поведения систем и их разработке, обычно с использованием сигналов обратной связи, так что их динамическое поведение является желательным.
- Материаловедение – связанно со структурами аэрокосмической техники и изучает материалы, из которых должны быть построены аэрокосмические конструкции. Изобретены новые материалы с очень специфическими свойствами, или изменены существующие для повышения их эффективности.
- Авионика - дизайн и программирование компьютерных систем на борту воздушного судна или корабля, и моделирование систем.
- Программное обеспечение - спецификация, дизайн, разработка, тестирование и внедрение программного обеспечения для авиационно-космической промышленности.
- Риск и надежность - изучение методов оценки риска и надежности, участвующих в количественных методах математики.
- Контроль шума - изучение механики звука передачи.
- Летные испытания - проектирование и выполнение тестовых программ полета для того, чтобы собрать и проанализировать качественные характеристики и управляемость, с целью определения, выполняет ли воздушное судно свои конструктивные и рабочие цели, согласно требованиям сертификации.
В основе большинства из этих элементов лежит теоретическая физика, например, гидродинамика для аэродинамики или уравнений движения для динамики полета. Существует также большие эмпирические компоненты. Исторически сложилось так, что эмпирический компонент был получен из испытаний масштабных моделей и прототипов, либо в аэродинамических трубах или в свободной атмосфере. Совсем недавно достижения в вычислительной технике позволили использовать вычислительную гидродинамику для моделирования поведения жидкости, уменьшая время и счет, потраченный на аэродинамической трубе тестирования. Кроме того, аэрокосмическая техника решает интеграцию всех компонентов, которые составляют воздушно-космическое транспортное средство (в том числе подсистемы питания , аэрокосмические подшипники , связь, тепловой контроль, жизнеобеспечение и т.д.) и его жизненный цикл (проектирование, температура, давление, радиация, скорость, время жизни ).
Степень программ
Авиационно-космическая техника может быть изучена в качестве дипломной работы степени бакалавра, магистра и доктора наук в аэрокосмических инженерных отделах во многих университетах, и в механических инженерных отделах. Некоторые учреждения различают авиационную технику и астронавтику. Подготовка в области химии, физики, математики, имеет большое значение для студентов, обучающихся в области авиационно-космической техники .[10]
В популярной культуре
Термин «учёный в области ракетостроения» иногда используется, чтобы описать человека с великим интеллектом, так как «ракетостроение» рассматривается как практика, требующая большие умственные способности, особенно в технической и математической областях. Термин иронически используется в выражении «Это не ракетостроение», чтобы указать, что задача проста.[11] Строго говоря, использование слова «наука» в «ракетостроении» является неправильным, так как наука о понимании истока, сущности и поведения вселенной; инженерия об использовании научных и инженерных принципов, решениях проблем и разработки новых технологии.[12][13] Тем не менее, средства массовой информации и общественность часто используют «науку» и «Ракетостроение » как синонимы.[12][13][14]
Напишите отзыв о статье "Аэрокосмическая техника"
Примечания
- ↑ 1 2 Stanzione, Kaydon Al (1989), "Engineering", Encyclopædia Britannica, vol. 18 (15 ed.), Chicago, pp. 563–563
- ↑ [www.princetonreview.com/cte/profiles/dayInLife.asp?careerID=5 Career: Aerospace Engineer]. Career Profiles. The Princeton Review. — «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.» Проверено 8 октября 2006.
- ↑ [www.britannica.com/EBchecked/topic/100795/Sir-George-Cayley-6th-Baronet Sir George Cayley (British Inventor and Scientist)]. Britannica (n.d.). — «English pioneer of aerial navigation and aeronautical engineering and designer of the first successful glider to carry a human being aloft.» Проверено 26 июля 2009.
- ↑ [www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html The Pioneers: Aviation and Airmodelling]. ?. — «Sir George Cayley is sometimes called the 'Father of Aviation'. A pioneer in the field, he is credited with the first major breakthrough in heavier-than-air flight. He was the first to identify the four aerodynamic forces of flight – weight, lift, drag, and thrust – and their relationship and also the first to build a successful human carrying glider.» Проверено 26 июля 2009.
- ↑ Kermit Van Every (1988), "Aeronautical engineering", Encyclopedia Americana, vol. 1, Grolier Incorporated
- ↑ [www.hq.nasa.gov/office/pao/History/factsheet.htm A Brief History of NASA]. Hq.nasa.gov. Проверено 20 марта 2012.
- ↑ [open-site.org/Science/Engineering/Aerospace/ "Science: Engineering: Aerospace"], Open Site, <open-site.org/Science/Engineering/Aerospace/>. Проверено 8 октября 2006.
- ↑ Gruntman, Mike (September 19, 2007). "[www.aiaa.org/agenda.cfm?lumeetingid=1808&viewcon=agenda&pageview=2&programSeeview=1&dateget=19-Sep-07&formatview=1 The Time for Academic Departments in Astronautical Engineering]" in [www.aiaa.org/content.cfm?pageid=230&lumeetingid=1808&viewcon=submit AIAA SPACE 2007 Conference & Exposition]. AIAA SPACE 2007 Conference & Exposition Agenda, AIAA.
- ↑ [aerospaceengineering.aero/aircraft-structures-in-aerospace-engineering/ Aircraft Structures in Aerospace Engineering]. Aerospace Engineering, Aviation News, Salary, Jobs and Museums. Проверено 6 ноября 2015.
- ↑ [www.myfuture.com/careers/education/aerospace-engineers_17-2011.00 Entry education, Aerospace Engineers]. myfuture.com. Проверено 22 июня 2015.
- ↑ Bailey, Charlotte. [www.telegraph.co.uk/news/newstopics/debates/3394545/Oxford-compiles-list-of-top-ten-irritating-phrases.html Oxford compiles list of top ten irritating phrases], The Daily Telegraph (7 November 2008). Проверено 18 ноября 2008. «10 - It's not rocket science».
- ↑ 1 2 NASA. [history.nasa.gov/Remembering_Space_Age_A.pdf Remembering the Space Age: Proceedings of the 50th Anniversary Conference] / Steven J. Dick. — P. 92.
- ↑ 1 2 Petroski, Henry [spectrum.ieee.org/at-work/tech-careers/engineering-is-not-science Engineering Is Not Science]. IEEE Spectrum (23 November 2010). — «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.» Проверено 21 июня 2015.
- ↑ Neufeld Michael. Von Braun: Dreamer of Space, Engineer of War. — First. — Vintage Books. — P. xv.
Отрывок, характеризующий Аэрокосмическая техника
– Через час, я думаю.– Успеем переодеть?
– Не знаю, генерал…
Полковой командир, сам подойдя к рядам, распорядился переодеванием опять в шинели. Ротные командиры разбежались по ротам, фельдфебели засуетились (шинели были не совсем исправны) и в то же мгновение заколыхались, растянулись и говором загудели прежде правильные, молчаливые четвероугольники. Со всех сторон отбегали и подбегали солдаты, подкидывали сзади плечом, через голову перетаскивали ранцы, снимали шинели и, высоко поднимая руки, натягивали их в рукава.
Через полчаса всё опять пришло в прежний порядок, только четвероугольники сделались серыми из черных. Полковой командир, опять подрагивающею походкой, вышел вперед полка и издалека оглядел его.
– Это что еще? Это что! – прокричал он, останавливаясь. – Командира 3 й роты!..
– Командир 3 й роты к генералу! командира к генералу, 3 й роты к командиру!… – послышались голоса по рядам, и адъютант побежал отыскивать замешкавшегося офицера.
Когда звуки усердных голосов, перевирая, крича уже «генерала в 3 ю роту», дошли по назначению, требуемый офицер показался из за роты и, хотя человек уже пожилой и не имевший привычки бегать, неловко цепляясь носками, рысью направился к генералу. Лицо капитана выражало беспокойство школьника, которому велят сказать невыученный им урок. На красном (очевидно от невоздержания) носу выступали пятна, и рот не находил положения. Полковой командир с ног до головы осматривал капитана, в то время как он запыхавшись подходил, по мере приближения сдерживая шаг.
– Вы скоро людей в сарафаны нарядите! Это что? – крикнул полковой командир, выдвигая нижнюю челюсть и указывая в рядах 3 й роты на солдата в шинели цвета фабричного сукна, отличавшегося от других шинелей. – Сами где находились? Ожидается главнокомандующий, а вы отходите от своего места? А?… Я вас научу, как на смотр людей в казакины одевать!… А?…
Ротный командир, не спуская глаз с начальника, всё больше и больше прижимал свои два пальца к козырьку, как будто в одном этом прижимании он видел теперь свое спасенье.
– Ну, что ж вы молчите? Кто у вас там в венгерца наряжен? – строго шутил полковой командир.
– Ваше превосходительство…
– Ну что «ваше превосходительство»? Ваше превосходительство! Ваше превосходительство! А что ваше превосходительство – никому неизвестно.
– Ваше превосходительство, это Долохов, разжалованный… – сказал тихо капитан.
– Что он в фельдмаршалы, что ли, разжалован или в солдаты? А солдат, так должен быть одет, как все, по форме.
– Ваше превосходительство, вы сами разрешили ему походом.
– Разрешил? Разрешил? Вот вы всегда так, молодые люди, – сказал полковой командир, остывая несколько. – Разрешил? Вам что нибудь скажешь, а вы и… – Полковой командир помолчал. – Вам что нибудь скажешь, а вы и… – Что? – сказал он, снова раздражаясь. – Извольте одеть людей прилично…
И полковой командир, оглядываясь на адъютанта, своею вздрагивающею походкой направился к полку. Видно было, что его раздражение ему самому понравилось, и что он, пройдясь по полку, хотел найти еще предлог своему гневу. Оборвав одного офицера за невычищенный знак, другого за неправильность ряда, он подошел к 3 й роте.
– Кааак стоишь? Где нога? Нога где? – закричал полковой командир с выражением страдания в голосе, еще человек за пять не доходя до Долохова, одетого в синеватую шинель.
Долохов медленно выпрямил согнутую ногу и прямо, своим светлым и наглым взглядом, посмотрел в лицо генерала.
– Зачем синяя шинель? Долой… Фельдфебель! Переодеть его… дря… – Он не успел договорить.
– Генерал, я обязан исполнять приказания, но не обязан переносить… – поспешно сказал Долохов.
– Во фронте не разговаривать!… Не разговаривать, не разговаривать!…
– Не обязан переносить оскорбления, – громко, звучно договорил Долохов.
Глаза генерала и солдата встретились. Генерал замолчал, сердито оттягивая книзу тугой шарф.
– Извольте переодеться, прошу вас, – сказал он, отходя.
– Едет! – закричал в это время махальный.
Полковой командир, покраснел, подбежал к лошади, дрожащими руками взялся за стремя, перекинул тело, оправился, вынул шпагу и с счастливым, решительным лицом, набок раскрыв рот, приготовился крикнуть. Полк встрепенулся, как оправляющаяся птица, и замер.
– Смир р р р на! – закричал полковой командир потрясающим душу голосом, радостным для себя, строгим в отношении к полку и приветливым в отношении к подъезжающему начальнику.
По широкой, обсаженной деревьями, большой, бесшоссейной дороге, слегка погромыхивая рессорами, шибкою рысью ехала высокая голубая венская коляска цугом. За коляской скакали свита и конвой кроатов. Подле Кутузова сидел австрийский генерал в странном, среди черных русских, белом мундире. Коляска остановилась у полка. Кутузов и австрийский генерал о чем то тихо говорили, и Кутузов слегка улыбнулся, в то время как, тяжело ступая, он опускал ногу с подножки, точно как будто и не было этих 2 000 людей, которые не дыша смотрели на него и на полкового командира.
Раздался крик команды, опять полк звеня дрогнул, сделав на караул. В мертвой тишине послышался слабый голос главнокомандующего. Полк рявкнул: «Здравья желаем, ваше го го го го ство!» И опять всё замерло. Сначала Кутузов стоял на одном месте, пока полк двигался; потом Кутузов рядом с белым генералом, пешком, сопутствуемый свитою, стал ходить по рядам.
По тому, как полковой командир салютовал главнокомандующему, впиваясь в него глазами, вытягиваясь и подбираясь, как наклоненный вперед ходил за генералами по рядам, едва удерживая подрагивающее движение, как подскакивал при каждом слове и движении главнокомандующего, – видно было, что он исполнял свои обязанности подчиненного еще с большим наслаждением, чем обязанности начальника. Полк, благодаря строгости и старательности полкового командира, был в прекрасном состоянии сравнительно с другими, приходившими в то же время к Браунау. Отсталых и больных было только 217 человек. И всё было исправно, кроме обуви.
Кутузов прошел по рядам, изредка останавливаясь и говоря по нескольку ласковых слов офицерам, которых он знал по турецкой войне, а иногда и солдатам. Поглядывая на обувь, он несколько раз грустно покачивал головой и указывал на нее австрийскому генералу с таким выражением, что как бы не упрекал в этом никого, но не мог не видеть, как это плохо. Полковой командир каждый раз при этом забегал вперед, боясь упустить слово главнокомандующего касательно полка. Сзади Кутузова, в таком расстоянии, что всякое слабо произнесенное слово могло быть услышано, шло человек 20 свиты. Господа свиты разговаривали между собой и иногда смеялись. Ближе всех за главнокомандующим шел красивый адъютант. Это был князь Болконский. Рядом с ним шел его товарищ Несвицкий, высокий штаб офицер, чрезвычайно толстый, с добрым, и улыбающимся красивым лицом и влажными глазами; Несвицкий едва удерживался от смеха, возбуждаемого черноватым гусарским офицером, шедшим подле него. Гусарский офицер, не улыбаясь, не изменяя выражения остановившихся глаз, с серьезным лицом смотрел на спину полкового командира и передразнивал каждое его движение. Каждый раз, как полковой командир вздрагивал и нагибался вперед, точно так же, точь в точь так же, вздрагивал и нагибался вперед гусарский офицер. Несвицкий смеялся и толкал других, чтобы они смотрели на забавника.
Кутузов шел медленно и вяло мимо тысячей глаз, которые выкатывались из своих орбит, следя за начальником. Поровнявшись с 3 й ротой, он вдруг остановился. Свита, не предвидя этой остановки, невольно надвинулась на него.
– А, Тимохин! – сказал главнокомандующий, узнавая капитана с красным носом, пострадавшего за синюю шинель.
Казалось, нельзя было вытягиваться больше того, как вытягивался Тимохин, в то время как полковой командир делал ему замечание. Но в эту минуту обращения к нему главнокомандующего капитан вытянулся так, что, казалось, посмотри на него главнокомандующий еще несколько времени, капитан не выдержал бы; и потому Кутузов, видимо поняв его положение и желая, напротив, всякого добра капитану, поспешно отвернулся. По пухлому, изуродованному раной лицу Кутузова пробежала чуть заметная улыбка.
– Еще измайловский товарищ, – сказал он. – Храбрый офицер! Ты доволен им? – спросил Кутузов у полкового командира.
И полковой командир, отражаясь, как в зеркале, невидимо для себя, в гусарском офицере, вздрогнул, подошел вперед и отвечал:
– Очень доволен, ваше высокопревосходительство.
– Мы все не без слабостей, – сказал Кутузов, улыбаясь и отходя от него. – У него была приверженность к Бахусу.
Полковой командир испугался, не виноват ли он в этом, и ничего не ответил. Офицер в эту минуту заметил лицо капитана с красным носом и подтянутым животом и так похоже передразнил его лицо и позу, что Несвицкий не мог удержать смеха.
Кутузов обернулся. Видно было, что офицер мог управлять своим лицом, как хотел: в ту минуту, как Кутузов обернулся, офицер успел сделать гримасу, а вслед за тем принять самое серьезное, почтительное и невинное выражение.
Третья рота была последняя, и Кутузов задумался, видимо припоминая что то. Князь Андрей выступил из свиты и по французски тихо сказал:
– Вы приказали напомнить о разжалованном Долохове в этом полку.
– Где тут Долохов? – спросил Кутузов.
Долохов, уже переодетый в солдатскую серую шинель, не дожидался, чтоб его вызвали. Стройная фигура белокурого с ясными голубыми глазами солдата выступила из фронта. Он подошел к главнокомандующему и сделал на караул.
