گرایش های کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا
رشته هوافضا ابتدا در 4 گرایش اصلی در مقطع کارشناسی ارشد
شروع به کار کرد و چند سالی است که یک گرایش دیگر نیز به این رشته اضافه
شده است. گرایش های اصلی این رشته در مقطع کارشناسی ارشد عبارتند از:
آیرودینامیک، پیشرانش یا جلوبرندگی، سازه، دینامیک پرواز و یک گرایش فضا که
به تازگی به جمع گرایش های این رشته اضافه شده است. البته با توجه به
پیشرفت اندک در 4 گرایش اصلی این رشته، گرایش جدید تنها به منظور تکمیل
شاخه های هوافضا در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه های ایران بوده و چندان
سیلابس درسی و پروژه های خاصی در این زمینه پیش بینی نشده است. در دوره
ارشد گرایش هوافضا مانند بسیاری از گرایش های مهندسی، 32 واحد دارد که در 2
یا حداکثر 3 سال به طول می انجامد. دروس دوره کارشناسی ارشد، شامل 24 واحد
یعنی 8 درس 3 واحدی است که به همراه 2 واحد درس سمینار و 6 واحد پروژه
کارشناسی ارشد مجموعاً 32 واحد دوره کارشناسی ارشد هوافضا را تشکیل می دهد.
البته ذکر این نکته ضروری است که این تعداد واحد منوط به این شرط است که
در ترم اول ورود به این رشته درسی پیش نیاز نخورده باشید. معمولاً
دانشجویان مکانیک و هوافضا دروس پیش نیاز ندارند.
گرایش آیرودینامیک در کارشناسی ارشد هوافضا
گرایش آیرودینامیک در کارشناسی ارشد هوافضا، یک گرایش
سیالاتی است که به بررسی جریان هوا روی هواپیما و قطعات آن می پردازد.
مهندس هوافضا با فراگیری این علم به تحلیل جریان‌های پیچیده در اطراف اجسام
پرنده پرداخته و با به دست آوردن نیروهای آئرودینامیكی امكان بررسی
پایداری و طراحی سازه را فراهم می‌كند. نرم افزارهای مختص
گرایش آیرودینامیک، گمبیت، فلوینت، فرترن و کدنویسی دینامیک سیالات
محاسباتی (CFD) است. این گرایش در میان دانشجویان کارشناسی ارشد هوافضا
پرطرفدار بوده و باتوجه به دروس دوره لیسانس یعنی سیالات و آیرودینامیک،
تقاضا برای آن بیشتر است. آیرودینامیک در دانشگاه های ایران اساتید زبده و
برجسته ای دارد که برای مثال دکتر طیبی رهنی و دکتر سلطانی در دانشگاه شریف
از مهمترین چهره های آن هستند.
گرایش پیشرانش در کارشناسی ارشد هوافضا
گرایش پیشرانش نیز مانند گرایش آیرودنیامیک در کارشناسی ارشد
هوافضا، یک گرایش سیالاتی است که عمدتاً به بخش موتور هواپیما و بخش های
تولید کننده تراست یا نیروی پیشران می پردازد. علم جلوبرندگی به مطالعه و
بررسی سیستم‌های جلوبرنده اعم از موتورهای پیستونی، توربینی، راكت‌ها و
نحوه تولید نیروی رانش در آن‌ها می‌پردازد. هسته اصلی عمده موتورها، توربین
گاز است و این بخش دنیایی از تکنولوژی و هنر مهندسی را در خود جای داده
است. بررسی هر بخش توربین گاز مثل خنک کاری، اتمایزرها، احتراق، توربین،
کمپرسور، نازل و ناپایداری احتراق، مجموعه بزرگی از علوم جدید و تحقیقات
آزمایشگاهی پیشرفته را می طلبد که نشان دهنده کیفیت گرایش پیشرانش در
کارشناسی ارشد هوافضا می باشد. البته گرایش پیشرانش و ایرودینامیک بسیار به
یکدیگر نزدیک هستند و در بعضی از دانشگاه های کشور در مقطع کارشناسی ارشد
با عنوان گروه آیروپیشرانش معرفی می شود. دروس دوره کارشناسی ارشد این
گرایش ها نیز هم پوشانی زیادی دارد. در این گرایش نرم افزارهای فلوینت،
فرترن و RPA بیشترین کاربرد را دارند.
گرایش دینامیک پرواز در کارشناسی ارشد هوافضا
گرایش مکانیک پرواز در مقطع کارشناسی ارشد، یکی از گرایش های
هوافضایی و خاص این رشته می باشد که مشابه گرایش های کنترلی مکانیک است.
مكانیك پرواز به مطالعه و بررسی رفتار و حركات جسم پرنده با استفاده از
اطلاعات آئرودینامیكی، هندسی و وزنی می‌پردازد. درواقع علم مكانیك پرواز از
عملكرد تشكیل می‌شود و عملكرد، موضوعاتی مثل برد، مسافت نشست‌وبرخاست،
مداومت پروازی در سرعت‌های مختلف و پایداری و كنترل وسایل پرنده را بررسی
می کند. شاید تفاوت اصلی رشته هوافضا و مکانیک در دروس مربوط به این گرایش
هوافضا باشد. به همین دلیل به دانشجویان مکانیک که قصد شرکت در کنکور
کارشناسی ارشد هوافضا را دارند توصیه می شود در گرایش دینامیک پرواز ادامه
تحصیل ندهند زیرا عمده موضوعات، جدید و متفاوت با رشته مکانیک است. در این
گرایش نرم افزارهای دات کام، مطلب و شبیه سازهای پروازی بیشترین کاربرد را
دارد.
گرایش سازه های هوایی در کارشناسی ارشد هوافضا
گرایش سازه در کارشناسی ارشد هوافضا، یکی از گرایش های جذاب
محسوب می شود که به مطالعه و بررسی سازه‌های هواپیما و دیگر وسایل پرنده
می‌پردازد و هدف آن طراحی سازه‌هایی است كه علاوه بر استحكام كافی در برابر
بارهای آئرودینامیكی و سایر بارهای استاتیكی وارد بر وسایل پرنده، حداقل
وزن ممكن را نیز داشته باشند. در گرایش سازه های هوایی در مقطع کارشناسی
ارشد، موضوعات جدیدی از جمله مبحث کامپوزیت مطرح می شود که باتوجه به
پیشرفت های اخیر در این زمینه آینده خوبی در انتظار این گرایش است. یکی از
مزیت های این گرایش در این است که برخلاف سایر گرایش های رشته مهندسی
هوافضا در مقطع کارشناسی ارشد، وسایل آزمایشگاهی از جمله تست شکست و تست
کشش در بسیاری از آزمایشگاه های ایران وجود دارد و به اساتید و دانشجویان
این گرایش اجازه می دهد موضوعات متنوعی را به صورت آزمایشگاهی بررسی کنند.
وجود دستگاه های آزمایشگاهی در هر گرایشی به پیشرفت آن بسیار کمک می کند و
دنیای جذابی به نام کار آزمایشگاهی را به روی دانشجویان می گشاید. در گرایش
سازه های هوایی، نرم افزارهای انسیس و کتیا پرکاربرد هستند.
گرایش فضا و ماهواره در کارشناسی ارشد هوافضا
گرایش فضا یکی از گرایش های جدید در مقطع کارشناسی ارشد رشته
هوافضا است که به مباحث سامانه های فضایی از جمله ماهواره برها و سیستم های
درونی آن می پردازد. این گرایش که از گرایش مکانیک پرواز جدا شده شباهت
زیادی از لحاظ کاربردی به گرایش مکانیک پرواز دارد. باتوجه به جدید بودن
گرایش فضا و ماهواره در مقطع کارشناسی ارشد هوافضا، می توان بر روی آینده
آن امیدوار بود. نرم افزارهای شبیه سازی در این بخش ترکیبی از نرم افزارهای
محاسباتی و نرم افزارهای گرایش مکانیک پرواز است.
رشته‌ی مهندسی هوافضا
رشته‌ی مهندسی هوافضا که مربوط
به طراحی و محاسبات اجسام متحرک در هوا و فضا همچون هواپیمای بال ثابت،
بالگرد، موشک، فضاپیما و غیره می‌باشد، یکی از پیشرفته‌ترین رشته‌های
مهندسی است. بسیاری از زمینه‌های علوم و مهندسی در این رشته متبلور
می‌شود. به عنوان نمونه، مواد پیشرفته (همانند مواد مرکب) در آغاز در
این صنعت به کار رفته است. همچنین، روش مهم عددی اجزای محدود نخستین بار
در سازه‌ی هواپیما مورد استفاده قرار گرفته است.
پیشرفت همه‌جانبه‌ی کشور و
توسعه‌ی پایدار آن بدون گام نهادن در عرصه‌ی فناوری‌های برتر مانند
هوافضا، فناوری اطلاعات، زیست‌فناوری و … میسر نخواهد بود. در این مسیر،
فناوری هوافضا دارای دو شاخص ویژه است. از یک سو این فناوری می‌تواند
موتور محرک سایر فناوری‌ها بوده و باعث رشد همه‌جانبه در بسیاری از
فناوری‌ها گردد و از سوی دیگر دست‌یابی به دانش و فناوری نوین هوافضا از
مظاهر اقتدار کشورها به شمار می‌رود. در واقع، هوافضا یک رشته‌ی راهبردی و
نشانه‌ی پیشرفت در همه‌ی کشورهای جهان می‌باشد. بودجه‌های کلان نظامی و
غیرنظامی که صرف این رشته می‌شود زمینه‌های پیشرفت و جهش در دیگر
رشته‌های دانش و مهندسی را فراهم ساخته است.
هدف رشته‌ی دانشگاهی مهندسی هوافضا،
تربیت کارشناسانی است که نیروی انسانی مورد نیاز برای طراحی، پژوهش و ساخت
در صنایع گوناگون هوافضایی را فراهم سازند. رشته‌ی دانشگاهی هوافضا
نزدیکی زیادی با رشته‌ی مهندسی مکانیک دارد. به گونه‌ای که دارای شمار
زیادی از درس‌های مشترک با مهندسی مکانیک می‌باشد. در برخی از
دانشگاه‌هایی که دانشکده‌ی مستقل هوافضا وجود ندارد، رشته‌ی مهندسی هوافضا
در قالب دانشکده‌ی مهندسی مکانیک ارائه می‌شود.
پایه‌ی بیشتر درس‌های این رشته بر ریاضی
است، مانند دینامیک سیالات برای آئرودینامیک یا معادلات حرکت برای دینامیک
پرواز. با این‌همه، اجزای تجربی بسیاری نیز در این رشته وجود دارد. از
نظر تاریخی، این اجزای تجربی از آزمایش مدل‌های کوچک و نمونه اولیه، در
تونل باد و یا در فضای باز منشا گرفته‌اند. پیشرفت‌های صنعت رایانه این
امکان را به وجود آورده که از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و شبیه سازی
رفتار سیال، بتوان برای کاهش هزینه و زمان صرف شده در آزمایش تونل باد
استفاده کرد.
فارغ‌التحصیلان رشته‌ی
مهندسی هوافضا دانش‌های لازم در زمینه‌ی آیرودینامیک، مکانیک پرواز،
پیشرانش و سازه‌ها و نیز طراحی و ساخت اجسام پرنده مانند هواپیما را بدست
می آورند. یک مهندس هوافضا، افزون بر قابلیت‌های گفته شده، توانایی
کار بر روی آیرودینامیک خودرو، سازه‌های زمینی و دریایی، و نیز
توربوماشین‌ها را دارد.
بخش پژوهش عملیاتی، موسسات
آموزشی، مدیریت حمل و نقل و ترابری، عملیات نیروگاهی، عملیات تأسیسات گازی
و نفتی و صنایع خودرو، چند نمونه از مواردی هستند که از تخصص
فارغ‌التحصیلان مهندسی هوافضا استفاده می‌کنند.
همانگونه که گفته شد، هوافضا یک دانش
راهبردی است و در آن، از دانش‌های دیگر مانند متالورژی، علوم رایانه و
الکترونیک بهره‌گیری می‌شود.
گرایش‌های رشته‌ی مهندسی هوافضا
آیرودینامیک
آیرودینامیک به مطالعه و بررسی جریان هوا پیرامون جسم پرنده و محاسبه‌ی نیروها و گشتاورهای ناشی از آن بر روی جسم می‌پردازد.
پیشرانش (جلوبرندگی)
پیشرانش
به مطالعه و بررسی سامانه‌های جلوبرنده، اعم از موتورهای هوازی و
غيرهوازی می‌پردازد. موتورهای هوازی شامل موتورهای پيستونی و چرخپره‌ای
(توربینی) است كه از هوا به عنوان اكسيدكننده استفاده نموده و سوخت را با
خود حمل می‌كنند. اما موتورهای غيرهوازی مانند موتور موشک‌ها و فضاپيماها
است كه سوخت و اكسيدكننده را با خود حمل می‌كنند. در اين دانش نحوه‌ی
توليد نيروی پیشرانش و همچنین ساختار كلی انواع موتورهای هوافضایی بررسی و
مورد تجزيه و تحليل قرار می‌گيرد.
سازه های هوایی (سازه های هوافضایی)
سازه‌های
هوافضایی به مطالعه و بررسی سازه‌های هواپیما و دیگر هوا-فضاگردها
می‌پردازد. هدف آن طراحی سازه‌هایی است که علاوه بر استواری کافی در برابر
بارهای آیرودینامیکی و دیگر بارهای استاتیکی وارد بر وسایل پرنده، کمترین
وزن ممکن را نیز داشته باشند.
مکانیک پرواز و کنترل (دینامیک پرواز و کنترل)
مکانیک
پرواز با بهره‌گیری از داده‌های آیرودینامیکی (هواپویایی)، هندسی و وزنی
به مطالعه و بررسی رفتار و حرکات هواپیما می‌پردازد. در واقع علم مکانیک
پرواز از کارایی و عملکرد تشکیل می‌شود و عملکرد به بررسی برد، مسافت نشست و
برخاست، مداومت پروازی در سرعت‌های گوناگون و پایداری و کنترل وسایل
پرنده می‌پردازد.
مهندسی فضایی
مهندسی
فضایی شاخه‌ای از هوافضا است که به بررسی پیشرانش، آیرودینامیک، سازه و
مکانیک پرواز پرتاب‌گر (موشک یا ماهواره‌بر) و پرتابه (ماهواره) در فضا
می‌پردازد. افزون بر آن در این شاخه بیشتر بر کاربرد فضایی بودن (صرف نظر
از پسا) و در نظر گرفتن شرایط ویژه فضا (پرتو های کیهانی، الکتریسیته ساکن و
…) پرداخته می‌شود. علم مکانیک سماوی (Celestial mechanics) در دو بخش
عمده مطرح است. یکی از بخش‌های این شاخه از علم مرتبط است با حرکت اجسام
در فضا تحت تاثیر جاذبه که این با همان نام مکانیک مدارهای فضایی مطرح
بوده است شاخه‌ی دیگر از مکانیک سماوی در خصوص دینامیک وضعیت اجسام (به
دور مرکز ثقل خودشان) صحبت می‌کند (Attitude Dynamics).
