آموزش مهندسی هوافضا

معرفی مهندسی هوافضا

افرادی که می‌خواهند در این رشته تحصیل نمایند، باید در دروس ریاضی، فیزیک، فناوری اطلاعات، زبان انگلیسی قوی باشند تا در تحصیل دچار مشکل نشوند و بتوانند دروس را به‌ خوبی فرا بگیرند. اما این رشته گرایش‌ها، موقعیت‌های شغلی و بازار کار‌های گوناگونی دارد که دغدغه بسیاری از دوست‌داران این رشته است و ما برای این موضوع تلاش کرده‌ایم تا در ادامه به این سوالات پاسخ دهیم.

مهندسی هوافضا در واقع شاخه‌ای از مهندسی مکانیک می‌باشد که به طراحی هواپیما و تجهیزات هوایی و فضایی می‌پردازد. اما ممکن است در بعضی شرایط مهندس هوافضا تمیم بگیرد که زمان خود را صرف ساخت سیستم‌های پیشرفته‌ای که به مصرف کمتر سوخت کمک می‌کند، اختصاص دهند.

مهندسی هوافضا برای پیشبرد اهداف خود از دانش‎‌های فراوان دیگری نیز استفاده می‌کند که عبارتند از:

• مهندسی مکانیک
• مهندسی متالوژی
• مهندسی کامپیوتر
• مهندسی عمران
• مهندسی الکترونیک

گرایش‌های مهندسی هوافضا

مهندسی هوافضا در مقطع کارشناسی گرایش نداشته و دانشجویان باید در مقطع بالاتر یعنی کارشناسی ارشد اقدام به انتخاب گرایش کنند. این رشته مهم فنی مهندسی دارای پنچ گرایش، آئرودینامیک، جلوبرندگی (پیشرانش)، سازه‌های هوایی، دینامیک پرواز و کنترل و مهندسی فضایی می‌باشد. این نکته را باید در این جا بیان کرد که انتخاب هر یک از گرایش‌ها به علاقه و توانمندی دانشجویان در دوره کارشناسی وابسته است. به گونه‌ای که گرایش‌های آئرودینامیک و پیشرانش بیشتر به بررسی سیالات و اثرات آن‌ها بر اجسام پرنده می‌پردازد و پایه آن دروس آیرودینامیک و سیالات است.

رشته سازه‌های هوایی به دنیای طراحی اسکلت و ساختار درونی وسایل پرنده پرداخته و شباهت بسیاری به دروس مقاومت مصالح و تحلیل سازه دارند. دینامیک و کنترل پرواز نیز بر پایه همان دروس مکانیک پرواز و کنترل کارشناسی بوده و مهندسی فضایی تنها رشته‌ای است که درس به خصوصی در مقطع کارشناسی ندارد. البته بعضی از دانشگاه‌ها درس مکانیک مدار‌های فضایی را جزو دروس انتخابی قرار می‌دهند. اما برای اینکه بیشتر با این رشته‌ها آشنا شوید در ادامه با ما همراه باشید و به ترتیب توضیح داده خواهند شد.

گرایش آئرودینامیک

این گرایش از مهندسی هوافضا به بررسی سیالات پیرامون اجسام پرنده و تاثیر آن بر روی وسیله می‌پردازد. دانش آموختگان این گرایش از رشته مهندسی هوافضا توانایی تحلیل جریان‌های پیچیده، پیرامون هر جسم پرنده را دارند و علاوه بر آن می‌توانند با استفاده از نرم افزار‌های شبیه سازی مخصوص این رشته و با محاسبه نیروی‌های اصلی آئرودینامیکی جسم پرنده، ضرایب آئرودینامیکی، پایداری وسیله و طراحی سازه را بهبود بخشند و پارامتر‌های مهمی را که طراحان حوزه مکانیک پرواز، کنترل و حتی سازه نیاز داشته تا وسیله را طراحی و بهینه نمایند در اختیار آن‌ها قرار دهند. از مهم‌ترین نرم افزار‌های رشته مهندسی هوافضا در گرایش آئرودینامیک، می‌توان به گمبیت، فلوئنت، انسیس، زبان برنامه نویسی فرترن و استار سی سی ام (STAR-CCM) اشاره کرد.

در یک جمع بندی کلی اگر بخواهیم این رشته را در یک پاراگراف توصیف کنیم از لحاظ تخصص و فنی ، دانشجویان این رشته افراد توانمندی در علوم دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) هستند که می‌توانند کمک حال طراحان باشند و برای طراحی و تست‌های تجربی، پیش فرض‌های دقیق‌تری برای مسائل خود آماده کنند، چرا که روش محسابات عددی دارای هزینه‌های به مراتب کمتر و پاسخگویی زودتری دارند. از اساتید برجسته این رشته می‌توان به دکتر رهنی و دکتر سلطانی در دانشگاه صنعتی شریف اشاره کرد.

گرایش جلوبرندگی (پیشرانش)

یکی دیگر از گرایش‌های جذاب رشته مهندسی هوافضا که دانشجویان مکانیک و هوافضا آن را برای ادامه تحصیل در مقطع بالاتر انتخاب می‌کنند، پیشرانش یا همان جلوبرندگی است. دانشجویان در این رشته به بررسی موتور‌های پیشران و نحوه عملکرد و طراحی آن به خصوص در قسمت‌های مهمی همچون، توربین‌ها، کمپرسورها و محفظه‌های ‌ورودی هوا موتور می‌پردازند. در این رشته نکات بسیار زیادی در حوزه موتور‌ها و سیستم‌های‌ جانبی آن مانند سیستم خنک کاری، سوخت رسانی، احتراق، طراحی نازل و همچنین به بررسی ناپایداری احتراق پرداخته می‌شود.

جلوبرندگی نیز یک رشته سیالاتی بوده و بسیار به گرایش آئرودینامیک شبیه است به حدی که در بعضی از دانشگاه‌ها با نام آئرو پیش‌رانش شناخته می‌شود. نرم افزار‌های‌ این رشته نیز مشابه آئرودینامیک می‌باشد. دنیای طراحی و ساخت موتور‌های هواپیما بسیار پیچیده بوده و کشور‌هایی که دارنده چنین علمی باشند قطعا پیشتاز خواهند بود و یکی از مواردی که توانایی کشور‌ها را در تولید موشک و هواپیما می‌توان سنجید همین پیش‌گام بودن در صنعت پیشرانش و موتور است.

گرایش دینامیک پرواز و کنترل

دینامیک پرواز یکی از تخصصی‌ترین گرایش‌های رشته مهندسی هوافضا می‌باشد که از جهاتی نزدیک به رشته کنترل در مکانیک است. این رشته به بررسی رفتار حرکتی اجسام پرنده مطابق ضرایب آئرودینامیکی می‌پردازد. در این گرایش عملکرد و کارایی وسایل پرونده در حالت پرواز، محاسبه مسافت باند پروازی، مداوت پروازی، سرعت‌های به خصوص پروازی، شعاع گردش، هدایت و کنترل مورد تحقیق و تحلیل قرار می‌گیرد. در دینامیک پرواز شبیه سازی معادلات 6 درجه آزادی بسیار کاربردی است و دانشجویان این رشته می‌بایست برنامه نویسی را خوب فرا بگیرند و معمولا نرم افزار اصلی که با آن برنامه نویسی می‌شود، نرم افزار متلب است.

گرایش سازه‌های هوایی

گرایش سازه‌های هوایی در مقطع ارشد رشته هوافضا از جمله رشته‌هایی است که بسیاری از دانشجویان مکانیک نیز در آن شرکت می‌کنند و از شانس خوبی نیز برخوردار هستند. همان طور که از نام این رشته می‌توان برداشت کرد ، دانشجویان گرایش سازه‌های هوایی می‌توانند بعد اتمام تحصیل به عنوان متخصص به بررسی و تحلیل سازه‌های وسایل پرنده، استحکام آن در مقابل نیرو‌های وارده و بار‌های استاتیکی و وزن آن بپردازند. همچنین بحث‌های جنس بدنه و استفاده از کامپوزیت‌ها و نوع ساختار و اسکلت داخلی نیز به عهده متخصصین این رشته است. از جمله نرم افزار‌های مهم این رشته نیز می‌توان به انسیس، کتیا، سالیدورک، آباکوس اشاره کرد.

گرایش مهندسی فضایی

مهندسی فضایی از جدیدترین گرایش‌های رشته هوافضا است که به مباحث خارج از جو و وسایل فضایی و سامانه‌های آن می‌پردازد. در گرایش مهندسی فضایی شاید بتوان گفت که نسبت دیگر گرایش‌ها فاز تحقیقاتی آن بیشتر از عملیاتی و ساخت می‌باشد. دانشجویان در این رشته به بررسی مدار قرار گیری ماهواره، سرعت تزریق، زمان و سرعت حرکت در مدار و دیگر جزئیات وسایل فضایی می‌پردازد. جالب است که بدانید در این رشته مسائل آئرودینامیک کمتر دیده می‌شود و بیشتر مسائل به سرعت و زاویه تزریق در مدار می‌پردازد. در این رشته هم برنامه نویسی کاربرد بسیاری در پیشرفت دانشجو دارد.

دانشگاه‌های دارای رشته مهندسی هوافضا

در ایران دانشگاه‌های بسیاری رشته مهندسی هوافضا را در سه مقطع کارشناسی، ارشد و دکتری ارائه می‌کنند. از جمله این دانشگاه‌ ها می‌توان به دانشگاه صنعتی شریف، صنعتی علم و صنعت، امیر کبیر، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تربیت مدرس،  فردوسی، دانشگاه پیام نور و چندین دانشگاه دیگر اشاره کرد. هر دانشگاه در یک گرایش از قدمت و تخصص بیشتری برخوردار هستند. که بسیار مهم است و دانشجویان متقاضی ادامه تحصیل در مقطع ارشد و دکتری، می‌بایست در این زمینه تحقیق نمایند تا بهترین دانشگاه را بر اساس علاقه‌مندی خود انتخاب نمایند.

یکی از نکات مهم در این زمینه که دانشجویان باید به آن توجه نمایند، نحوه تحصیل، اساتید و سابقه دانشگاه در آن رشته است. به طور مثال تحصیل در دانشگاه جامع امام حسین تمام وقت بوده و دانشجو باید علاوه بر تحصیل در مراکز علمی آن نیز فعالیت نماید. در دانشگاه تربیت مدرس کسانی که تحصیل کرده و فارغ التحصیل شوند، دانشگاه به آن ‌ها مدرکی معتبر جهت توانایی تدریس در مراکز علمی می‌دهد. نکته مهم‌تری که می‌بایست به آن نیز توجه کرد قصد ادامه تحصیل داشتن در مقطع دکتری است. بهتر است که دانشگاهی را انتخاب نمایند که در همان رشته مقطع دکتری نیز وجود داشته باشد تا در صورت شرکت در کنکور دکتری و مصاحبه، شانس بهتری برای موفقیت و قبولی داشته باشد.

فرصت‌های شغلی مهندسی هوافضا و کاربرد آن در صنعت

شاید یکی از مهم ترین و اساسی ترین پارامتر‌های که یک دانشجو در انتخاب رشته خود به آن دقت می‌کند، بازار کار و ظرفیت کاری رشته انتخابی می‌باشد. هوافضا هم مانند دیگر رشته‌های فنی، بازار کار دارد اما برای بدست آوردنش باید تلاش کرد و برای مشغول شدن در این رشته تخصص کافی و مهارت لازم را بدست آورد. مراکز تحقیقاتی، پژوهشکده ها، ارگان‌های نظامی، شرکت‌های هواپیمایی و شرکت‌های فنی هواپیمایی از مهم ترین مکان‌هایی است که می‌توان در آن شاغل شد. علاوه بر این هر گرایش می‌تواند در قسمت‌های دیگر که به تخصص مشابه آن ‌ها نیاز دارند نیز مشغول به کار شوند.

به طور مثال متخصصین آئرودینامیک و پیشرانش می‌توانند در شرکت‌های طراحی و تولید خودرو (طراحی بدنه و موتور)، صنایع نفت و نیروگاهی فعالیت کنند. همچنین شرکت‌های مهمی همچون مپنا، صنایع موشکی نیز فرصت‌های شغلی خوبی برای این متخصصین دارد و به تازگی به خاطر رشد صنعت‌های نوین در داخل کشور و داغ شدن بحث خودکفایی و بومی سازی، شرکت‌های کوچک و بزرگ مهندسی معکوس راه اندازی شده و می‌شوند که ظرفیت خوبی برای جذب چنین دانش آموخته‌هایی دارد.

کشور‌های پیشگام در علم و صنعت هوافضا

به توجه به اینکه رشته مهندسی هوافضا یک رشته استراتژیک به حساب می‌آید، بسیاری از کشور‌ها اقدام به تاسیس بسیاری پژوهشکده، مرکز تحقیقات و تاسیسات جانبی مانند تونل‌های باد‌های آزمایشگاهی کرده‌اند و هزینه‌های بسیاری برای این رشته و توسعه آن اختصاص داده و پروژه‌های تحقیقاتی بسیاری را شروع کرده‌اند. از جمله کشور‌های پیشرو در این زمینه می‌توان به آمریکا، روسیه، چین، ژاپن، استرالیا، فرانسه و ایران اشاره کرد. در صنعت هوافضا یکی از مهم ترین مسائلی که در حال حاضر کشور ‌ها به آن روی آورده‌اند ، آزمایشگاه ‌ها ماوراء صوت و سلاح‌های ماوراء صوت است. به حدی این مسئله مهم است که دارندگان چنین تجهیزات و موشک‌هایی را می‌توان برنده و تعیین کننده مسائل نظامی و سیاسی در جدال بین کشور‌ها دانست.

 

همان طور که در ابتدا نیز گفته شد برای اینکه یک دانشجو مهندسی هوافضا بتواند در هر یک از گرایش‌های این رشته موفق باشد باید بتواند دروس تخصصی این رشته را بخوبی فراگرفته و به آن ‌ها تسلط پیدا کند. در این راه استفاده از فایل‌های آموزشی، کلاس‌های تخصصی و مشاوره‌ای می‌تواند تاثیر گذار باشد و بهترین نتیجه را برای آن‌ها رقم بزند.