عبارت ”هوافضا“ طیف گستردهای از صنایع و خدمات را در برمیگیرد. هرآنچه که به طراحی، تولید، مدیریت، نگهداری، به کارگیری یا خدمات مربوط به وسایل پرنده (اعم از هواپیما، بالگرد، موشک و ماهواره) مربوط شود، میتواند به نوعی زیر چتر این عبارت قرار گیرد.

دانشجوی مهندسی هوافضا چه مطالبی را فرا میگیرد؟

مهندسی هوافضا در مقطع تحصیلی کارشناسی فاقد گرایش است اما در دروس اختصاصی در چهار حوزه: آیرودینامیک، دینامیک پرواز، پیشرانش و سازه ارئه میشوند. این 4 حوزه، گرایش های اصلی دوره کارشناسی ارشد را نیز با همین عناوین تشکیل میدهند. البته گرایشهایی مانند: مهندسی فضایی، سوانح، صلاحیت پروازی و مدیریت فناوری هوافضا نیز به صورت محدودی در دوره کارشناسی ارشد برخی دانشگاه ها دانشجو می پذیرند. با نگاهی به عناوین سرفصل های درسی و رویکردهای آموزشی این رشته میتوان دریافت که رشته مهندسی هوافضا در ایران بر مبنای چارچوب آموزشی این رشته در دانشکده های مهندسی هوافضای دانشگاههای آمریکا و انگلستان بنا نهاده شده است.

آیرودینامیک: این حوزه به بررسی رفتار و اثرات جریان هوا بر روی جسم پرنده میپردازد. دیباچه دروس شاخه آیرودینامیک در رشته مهندسی هوافضا، ”مکانیک سیالات“ است. مکانیک سیالات با دروس اختصاصی آیرودینامیک 1 و 2 دنبال میشود. دانشجویان علاقهمند آیرودینامیک میتوانند این تمایل خود را با برگزیدن دروس انتخابی مانند: آیرودینامیک تجربی، دینامیک گازها یا دینامیک سیالات محاسباتی(CFD)، به دانش آیرودینامیکی خود در دوره کارشناسی عمق بیشتری بخشند.

پیشرانش: این حوزه به طراحی و مهندسی سامانههای موتوری در وسایل پرنده میپردازد. شاخه پیشرانش با دروس ترمودینامیک و مکانیک سیالات شروع میشود. انتقال حرارت درس مهمی است که مرتبط با موتور است و در میانه دوره تحصیلی کارشناسی ارائه میشود. دانشجویان حوزه پیشرانش را با درس اصول جلوبرنده ها به پایان میبرند. آنچه که در این درس ارائه میشود بیشتر به درک اصول پایهای کارکرد موتورهای جت مربوط میشود. دروسی مانند اصول راکتها از درسهای اختیاری رایجی هستند که برای دانشجویان علاقهمند ارائه میشود و درکی از موتورهای راکتی که عمدتا در موشک ها استفاده میشوند برای دانشجو ایجاد میکنند

 

سازه: طراحی ساختمان سازه های وسایل پرنده موضوع این حوزه از مهندسی هوافضاست. شاخه سازه با درس مهم و زیرساختی استاتیک و بعد از آن با مقاومت مصالح شروع می شود. استاتیک و مقاومت مصالح ذهن دانشجو را برای پیگیری دروس تحلیل سازههای هوایی و طراحی سازههای هوایی آماده میکند. وسایل پرنده بیشتر با سازههای نظیر پوستهها و قابهای سبک وزن درگیر هستند که دانشجو با گذراندن این دروس با اصول و روشهای تحلیل و طراحی آن ها آشنا میشود. فضای دروس مهندسی هوافضا در این دو درس همپوشانی زیادی با دروس مهندسی عمران دارد. لرزش قطعات و سازهها پدیدهای است که کلیه وسایل پرنده با آن درگیر هستند. اصول بنایی این موضوع در درسی با عنوان ”ارتعاشات“ برای کلیه دانشجویان مهندسی هوافضا در میانه دوران تحصیل ارائه میشود. درس علم مواد نیز دانشجو را با ماهیت مواد به کار رفته در صنایع هوافضا آشنا میکند. دانشجویان علاقه مند به سازه و قطعات مکانیکی میتوانند با اخذ دروس اختیاری مانند طراحی اجزاء، طراحی سازه پیشرفته، خستگی و شکست یا اجزای محدود به درک بهتری از این شاخه مهندسی هوافضا برسند.

دینامیک پرواز: دینامیک یا مکانیک پرواز اختصاصیترین شاخه در مهندسی هوافضاست. به سختی می توان ردپایی از آنچه که در هسته این شاخه ارائه میشود در سایر رشتههای مهندسی پیدا کرد. این حوزه عبارتست از بررسی و تحلیل رفتار دینامیکی و حرکتی وسیله پرنده و طراحی متناسب با آن. دانشجو پس از آن که دانش پایهای مکانیک خود را با گذراندن در دینامیک عمق بخشید، با گذراندن دروس دینامیک پرواز 1 و 2 با اصول مبانی دینامیک حرکتی و پایداری هواپیما آشنا میشود. دو درس طراحی هواپیما 1 و2 که در سال آخر تحصیل در دوره کارشناسی ارائه میشوند دانشجو را با اصول اولیه طراحی هواپیما آشنا میکنند. دانشجو پس از گذراندن این دروس قادر خواهد بود با توجه به الزامات و نیازمندیهای مشخص در فرایند طراحی یک هواپیما تا مرحله طراحی مفهومی نقشآفرینی کند. دانشجویان علاقه مند به هوانوردی معمولا این دو درس را به همراه دینامیک پرواز با جدیت بیشتری دنبال میکنند. 

 

 

درس طراحی هواپیما، فقط آشنایی صرف با فرآیند طراحی هواپیما نیست. این درس اگر با تدریس یک استاد آگاه، مجرب و صنعت دیده همرا شود، دانشجو را طی دو ترم تحصیلی با چرخه عمر کامل یکی از پیچیدهترین محصولات مهندسی یعنی هواپیما آشنا میکند. تاثیری که این درس در  ذهن دانشجو باقی میگذارد، باعث ایجاد نگاهی همه جانبهگر در دانش آموخته مهندسی هوافضا میشود که یقینا در هیچ رشته مهندسی دیگری نمیتوان مشابه آن را یافت. شاخه دینامیک پرواز (بویژه در دوره کارشناسی) مقدار زیادی ”هواپیما محور“ است. لذا علاقه مندان به حوزههای موشکی، بالگرد یا ماهواره چندان انعکاسی از علاقه مندی خود در دروس اجباری دوره کارشناسی پیدا نمیکنند. دروس اختیاری مانند: دینامیک مدارهای فضایی، اصول طراحی بالگرد، دینامیک پرواز موشک و ماهواره بر میتواند این خلاء را تا حدودی پر کند. درس کنترل نیز یکی از دروس اجباری مشترک با مهندسی برق است که دانشجو را با اصول کلی کنترل سامانههای مختلف مهندسی آشنا میکند و نقش بسزایی در آماده کردن ذهن دانشجو برای انتخاب شاخه دینامیک پرواز و کنترل در دوره کارشناسی ارشد دارد.

 

دروس عملی رشته مهندسی هوافضا: دانشجوی این رشته به غیر از آزمایشگاهها یا کارگاههای مربوط به برخی دروس پایه، که با رشته مکانیک مشترک است، به طور مشخص یک دوره آزمایشگاهی و دو دوره کارگاهی مختص رشته مهندسی هوافضا را میگذراند. آزمایشگاه آیرودینامیک، کارگاه موتور و بدنه و کارگاه ابزار دقیق هواپیما بخش عملی اختصاصی این دوره را در قالب 4 واحد درسی تشکیل میدهند. در آزمایشگاه آیرودینامیک دانشجو در عمل با مفاهیم پایهای آیرودینامیک و اندکی هم دینامیک پرواز آشنا می شود. در دو دوره کارگاهی نیز دانشجو از نزدیک و در ابتداییترین سطح ممکن با عملکرد و اجزای انواع موتور هواپیما (پیستونی و جت) و همچنین با نحوه کار ابزار دقیق و تجهیزات وسایل پرنده آشنا میشود.

 

 

مهندسی هوافضا به کجا ختم می شود؟

و جایگاه یک مهندس هوافضا در چرخه صنعت کجاست؟ اگر نگاهی به سر فصلهای دروس ارائه شده در این رشته بیاندازیم متوجه میشویم که دانش آموخته هوافضا در ایران می تواند طیف وسیعی از حوزه های صنعتی ورود پیدا کند. صنایع نفت و گاز، تولید برق، خودرو، راه آهن و رباتیک رشتههایی هستند که مهندس هوافضا به واسطه گذراندن دروسی مانند: مکانیک سیالات، دینامیک گازها، اصول جلوبرندهها (توربین ها)، تحلیل و طراحی سازهها و قطعات، کنترل، اجزای محدود، خستگی و شکست، سازههای مرکب و ... میتواند در آنها وارد شده و از زیر ساختدانشی خود استفاده کند. اما در یک فضای ایدهآل و با فرض اینکه زیر ساختهای صنعت هوافضا در کشور کاملا آماده جذب دانش آموختگان این رشته بوده و اکثر مهندسان تازه فارغ التحصیل شده هم مایل به حضور در این صنعت باشند، توانمندی و جایگاه یک مهندس هوافضا به شرح زیر است:

1.  مهندس هوافضا کسی است که در یکی از شاخههای مربوط به وسایل پرنده (هواپیما، بالگرد، موشک یا ماهواره) اطلاعات مهندسی خوبی دارد. الزاما زیر سامانهها را با جزئیات نمیشناسد، اما دانش خوبی در زمینه نحوه عملکرد و ارتباط آن ها در قالبهای یکپارچه و سامانهای دارد.

2.  مهندس هوافضا با ورود به صنعت در یک دفتر طراحی وارد شده و در جریان چرخه تحلیل و طراحی بخش یا بخشهایی از یک وسیله پرنده یا امور مرتبط با آن مشغول به کار میشود.

3.  مهندس هوافضا پس از سال ها کسب تجربه، آماده میشود تا مدیریت پروژههای سامانههای مربوط به وسایل پرنده یا نظارت بر آن ها را و یا پیادهسازی و نظارت بر استانداردها را بر عهده گیرد.

تصورات نادرست در مورد ماهیت رشته مهندسی هوافضا یک از رایجترین دیدگاههای نادرست در مورد این رشته در ایران این است که تصور میشود مهندسی هوافضا با فن پرواز گره خورده است و شخص پس از اتمام دوره مهندسی هوافضا قابلیت پرواز با انواعی از هواپیماها را پیدا میکند. حتی گاهی مهندس هوافضا به ایجاد زمینه و آمادگی برای سفر به فضا و فضانوردی تعبیر می شود! رشته مهندسی هوافضا هیچ ارتباطی با فن خلبانی ندارد و دانشجوی مهندسی هوافضا  هیچگونه آموزش یا تجربه خلبانی یا کمک خلبانی را در دوران تحصیل خود نخواهد داشت. البته به یقین کسی که این دوره مهندسی را با علاقه و اشتیاق به انجام رساند دید بهتر و عمیق تری نسبت به یک وسیله پرنده مانند هواپیما دارد و ذهنش تا حدودی برای فراگیری فن خلبانی آماده شده است. اما به هر حال خلبانی یک فن است که مسیر یادگیری آن فرسنگ ها با مسیر مهندسی هوافضا فاصله دارد. البته اگر یک مهندسی هوافضا، فن خلبانی را هم فرا بگیرد در جایگاه ویژه ای قرار میگیرد. همچنین مهندس هوافضا هیچ گونه آموزشی در مورد تعمیر و نگهداری هواپیما یا بالگرد و اجزای آن (موتور، بال، بدنه، اویونیک و ...) نمی بینید. تعمیر و نگهداری هواپیما دوره های خاص خود را دارد که معمولا در مراکز آموزشی مرتبط با هوانوردی ارائه می شود. یکی دیگر از تصورات نادرست از مهندسی هوافضا؛ (دانش آموخته می تواند بلافاصله بعد از دوران تحصیل یا حداکثر با دو یا سه سال کار به عنوان یک مهندس طراح موشکی یا هوایی ظاهر شود) این رشته گاهی با تخصص های هواشناسی یا نجوم نیز اشتباه گرفته می شود که کاملا نادرست است و این حوزه ها هیچ ارتباطی به هوافضا  ندارند. رشته مهندسی هوافضا یک رشته کاملا صنعتی است. دانش آموخته مهندسی هوافضا (در هر مقطعی) پس از اتمام دوران تحصیل باید وارد صنعت شده و با استفاده از زیر ساخت دانشی که به دست آورده، کسب تجربه کرده و از نزدیک با صنعت آشنا شود. بطور متوسط یک مهندس خوب این رشته پس از 10 سال فعالیت کاری در حوزه ای مشخص از صنعت هوافضا به درجاتی از پختگی، تخصص و قابلیت اطمینان میرسد. البته زمینه کاری این رشته به گونهای است که در دوران دانشجویی (در تمام مقاطع) زمینههایی برای فعالیت های صنعتی یا تحقیقاتی دانشجو وجود دارد که میتواند به توانمندیهای دانشجویان این رشته ارتقا بخشد و مقدمات کاری آینده را فراهم آورد.

 

(منبع: ماهنامه صنایع هوافضا)

تهیه و تدوین : محمد هادی فعال، کارشناس هوافضا