مهندسی هوا فضا

Aerospace Engineering

هوا فضا چیست ؟ کار یک مهندس هوافضا چیست ؟ یک مهندس هوا فضا در پایان دوره کارشناسی چه توانایی هایی دارد ؟ هدف از تربیت یک کارشناس هوافضا چیست ؟ گرایشها و شاخه های رشته دانشگاهی مهندسی هوافضا در دوره کارشناسی ارشد چیست ؟

قصد داریم تا در این مقاله به بخشی از این سوالات پاسخ دهیم .

پس با ما همراه باشید .

رشته هوا فضا یکی از رشته های گروه فنی مهندسی است . با توجه به رشد سریع و ناگهانی این علم در دهه های اخیر هم اکنون  این رشته جزو رشته های استراتژیک علوم به حساب می آید . ولی با این وجود این رشته در ایران از قدمت زیادی بر خوردار نیست .

رشته مهندسی هوا فضا برای اولین بار در سال 1366 وارد ایران شد و اولین دوره کارشناسی این رشته را دانشگاه پلیتکنیک ( امیرکبیر ) راه اندازی کرد . هم اکنون این رشته در 6 دانشگاه صنعتی شریف ، امیرکبیر ، امام حسین (ع) ، شهید ستاری ، مالک اشتر و آزاد شعبه علوم و تحقیقات تدریس میشود .

همچون اکثر دیگر رشته های مهندسی طول متوسط دوره تحصیلی برای دوره کارشناسی 4 سال است . و همچون بسیاری از رشته های مهندسی دروس اين مجموعه شامل دروس عمومي ، پايه ، اصلي ، تخصصي ، كارگاهي و كارآموزي است و زمينه‌هايي چون آيروديناميك ، سازه هوايي ، مكانيك پرواز و جلوبرنده‌ها دروس تخصصی این رشته را شامل میشوند .

بايد توجه داشت كه صنايع هوافضا در دنيا يكي از پيشروترين زمينه‌هاي تحقيقاتي است و همواره موجبات ترقي و جهش در ساير رشته‌هاي علوم و مهندسي را فراهم ساخته و در اين راستا بودجه‌هاي عظيم نظامي و غيرنظامي را به خود اختصاص داده است ، موضوعاتي از قبيل طراحي و ساخت هليكوپتر ، هواپيماي بدون سرنشين ، بدون موتور ، عمود پرواز و يا جنگنده از يك طرف و ساخت پايگاههاي فضايي ، مسافرت به كرات ديگر و از طرف ديگر جامعيت و حساسيت اين رشته را بيش از پيش روشن مي‌سازد . 

به طور کلی میتوان گفت هدف از تحصیل در این رشته آشنایی با شرایط اجسام پرنده و یا اجسام دارای شرایط جسم پرنده و بررسی و تحلیل این شرایط است .

دكتر كامران رئيسي استاد رشته مهندسي هوافضاي دانشگاه صنعتي اميركبير در معرفي اين رشته مي‌گويد : مهندسي هوافضا مجموعه‌اي از علوم و توانايي‌هاي علمي و عملي در زمينه تحليل ، طراحي و ساخت وسايل پرنده‌ نظير هواپيماها ، چرخ‌بال‌ها ، گلايدرها ، موشك‌ها و ماهواره‌ها است.

يكي از دانشجويان كارشناسي ارشد اين رشته نيز مهندسي هوا فضا را علمي استراتژيك مي‌داند كه در آن از همه علوم از جمله متالوژي ، كامپيوتر و الكترونيك استفاده مي‌شود و هدف آن تربيت كارشناساني است كه كادر مورد نياز محاسبات ، طراحي ، تحقيقات و ساخت صنايع مختلف هواپيمايي ، چرخ‌بال‌سازي و موشكي را تامين سازند. به همين دليل دانشجويان اين رشته موظف هستند كه در طي تحصيل 3 واحد پروژه بگيرند و در تابستان نيز در دفاتر مهندسي صنايع مربوط كارآموزي بكنند .

دروس تخصصی رشته مهندسی هوافضا بر چهار پایه کلی استوارند این چهار رکن اصلی عبارتند از :  آيروديناميك ، جلوبرنده ها ، مكانيك پرواز و سازه‌هاي هوافضايي .

به عنوان توضیح میتوان به این نکات اشاره کرد که :

آيروديناميك به مطالعه و بررسي جريان هوا ، محاسبه نيروها و گشتاورهاي ناشي از آن بر روي جسم پرنده مي‌پردازد و مهندس هوا فضا با فراگيري اين علم به تحليل جريان‌هاي پيچيده در اطراف اجسام پرنده پرداخته و با به دست آوردن نيروهاي آئروديناميكي امكان بررسي پايداري و طراحي سازه را فراهم مي‌كند .

جلوبرنده ها به مطالعه و بررسي سيستم‌هاي جلوبرنده اعم از موتورهاي پيستوني ، توربيني ، راكت‌ها و نحوه توليد نيروي رانش در آنها مي‌پردازد .

مكانيك پرواز به مطالعه و بررسي رفتار و حركات جسم پرنده با استفاده از اطلاعات آئروديناميكي ، هندسي و وزني مي‌پردازد و در واقع علم مكانيك پرواز از عملكرد ( performance ) تشكيل مي‌شود و عملكرد به بررسي برد ، مسافت نشست و برخاست ، مداومت پروازي در سرعت‌هاي مختلف و پايداري و كنترل وسايل پرنده مي‌پردازد .

سازه‌هاي هوافضايي به مطالعه و بررسي سازه‌هاي هواپيما و ديگر وسايل پرنده مي‌پردازد و هدف آن طراحي سازه‌هايي است كه علاوه بر استحكام كافي در برابر بارهاي آئروديناميكي و ساير بارهاي استاتيكي وارد بر وسايل پرنده ، حداقل وزن ممكن را نيز داشته باشند .

قابل ذکر است که این رشته در مقطع کارشناسی ارشد ( در ایران ) دارای همین گرایشها میباشد و هم اکنون قابلیت ادامه تحصیل در رشته هوا فضا در داخل کشور تا مقطع دکترا میسر میباشد .

رشته هوافضا قرابت زیادی با تمامی گرایشهای مهندسی مکانیک دارد به این جهت دارای تعدادی واحد مشترک با گرایشهای مهندسی مکانیک مثل جامدات و سیالات میباشد .

و اما در مورد دورنمای شغلی و آینده کاری فارق التحصیلان رشته مهندسی هوا فضا :

در این زمینه دکتر رئیسی اشاره میکند که :

همان‌طور كه پيش از اين گفتيم هدف اصلي صنعت هوافضا طراحي و ساخت وسايل پرنده است ، در نتيجه فارغ‌التحصيلان مهندسي هوافضا مي‌توانند در صنايع و موسسات تحقيقاتي هواپيمايي ، موشكي و ماهواره فعاليت بكنند و همچنين در كليه موسسات و سازمانهايي كه به نحوي از وسايل پرنده استفاده مي‌كنند ، به عنوان كارشناس تحقيق در عمليات و تعمير و نگهداري خدمت كنند. اما علاوه بر اشتغال در مراكز فوق يك مهندس هوافضا با تسلط بر علوم آئروديناميك ، طراحي سازه و روشهاي طراحي توربو ماشين‌ها توانايي‌ كار در شاخه‌هاي متعددي از مهندسي و پروژه‌هاي خارج از حيطه صنايع هوافضايي را نيز دارد.

كاربرد زمينه‌هاي مطالعاتي يك مهندس هوافضا تنها به طراحي هواپيما و وسايل پرنده محدود نمي‌شود. براي مثال آئروديناميك خودروها از برخي جهات شباهت زيادي به آئروديناميك هواپيما دارد و امروزه در اغلب صنايع خودروسازي با استفاده از تونل باد و علم آئروديناميك ، خودروهاي كم مصرفتري مي‌سازند. فرايند سيستم‌هاي كنترل صنعتي نيز با فرايندهاي طراحي كنترل در وسايل پرنده بر يك مبنا است و همچنين سازه اتومبيل و كشتي مشتركات زيادي با سازه يك هواپيما دارد و بالاخره توربين‌هاي گاز يك نيروگاه يا ايستگاه پمپ گاز همانند يك موتور جت تحليل و طراحي مي‌گردند. در نتيجه يك مهندس هوافضا علاوه بر شركت‌هاي هوايي در نيروگاهها ، صنايع نفت و گاز و صنايع خودروسازي فرصتهاي شغلي خوبي دارد.

و اما در مورد مشكلات و دشواري‌هاي شغلي فارغ‌التحصيلان اين رشته نيز میتوان به این نکات اشاره کرد که : مهمترين مشكل اين رشته جديد بودن آن است و اين كه هنوز براي آن برنامه‌ريزي‌هاي لازم به صورت كلان تدوين نشده است و در نتيجه پراكنده‌كاري در اين رشته زياد است و در كل جذب نيروي انساني از كانال صحيحي انجام نمي‌گيرد وگرنه عمدتا فارغ‌التحصيلان اين رشته از نظر بازاركار مشكلي ندارند.

رشته مهندسي هوافضا نيازمند سرمايه‌گذاري كلان است و بيش از ساير صنايع از وضعيت اقتصادي كشور تاثير مي‌پذيرد يعني اگر رشد اقتصادي خوبي داشته باشيم سرمايه‌گذاري در اين بخش بيشتر مي‌باشد و البته عكس اين قضيه نيز صادق است.

فارغ‌التحصيلان كادر مورد نياز محاسبات ، طراحي، تحقيقات و ساخت صنايع مختلف هواپيمايي، هليكوپترسازي، موشكي و صنايع ديگر را تامين مي‌كنند.

و اما هوافضا در بخش خصوصی چه جایگاهی دارد ؟

در سال 70 وزارت صنايع لايحه‌اي به مجلس داد كه بر اساس آن بخش خصوصي مي‌توانست در كشور فعاليت‌هايي در زمينه هوافضا انجام بدهد . از سال 72 نيز به صورت رسمي مجموعه‌اي در وزارت صنايع متولي اين كار شد و به صورت هدايت‌كننده شركت‌ها و مجموعه‌هاي بخش خصوصي فعاليت خود را آغاز كرد كه حاصل اين كار ، توليداتي مثل ساخت هواپيماي گلايدر در بخش خصوصی بود كه طراحي آن توسط فارغ‌التحصيلان همين رشته انجام شد و در حال حاضر نيز 10 فروند از اين هواپيما توليد شده و با اخذ مجوزهاي بين‌المللي در باشگاههاي سازمان هواپيمايي كشوري شروع به فعاليت كرده است. همچنين مي‌توان به پروژه طراحي و ساخت هواپيماي سبك موتوردار اشاره كرد كه با موفقيت انجام شده و پروازهاي آزمايشي را نيز انجام داده است و بالاخره پروژه هواپيماي سم‌پاش از پروژه‌هايي است كه به تازگي در بخش خصوصی صنایع كشور مطرح شده است .

در حال حاضر در كشور ما به ساخت هواپيما به دليل عدم سرمايه‌گذاري توجه زيادي نمي‌شود اما فارغ‌التحصيلان اين رشته مي‌توانند در فرودگاهها در قسمت تعمير و نگهداري هوايي و همچنين در صنايع دفاع روي طراحي موشك و جنگ‌افزارها فعاليت بكنند. علاوه بر اينها مي‌توانند روي آئروديناميك خودروها، سازه‌هاي خودروسازي و توليد توربين‌هاي بخار براي توليد برق كار بكنند. فارغ‌التحصيلان اين رشته مي‌توانند در شركت‌هاي خصوصي، هواپيماهاي كوچك دو نفره و يا چهارنفره‌اي را كه در دست ساخت است با استانداردهاي بين‌المللي تطابق داده و براي هواپيما گواهي پرواز يا توليد بگيرند.