航空航天工程

航空工程与航天工程的总称

航空航天工程（Aerospace Engineering）是航空工程（Aeronautical Engineering）与航天工程（Astronautical Engineering）的总称，涉及飞机等航空器与人造卫星等航天器的研究、设计、开发、建造和测试，是工程学的一个分支，包含数学、物理、计算机、材料学等多个领域的知识。

历史

航空航天工程的定义首次出现在1958年，当时只考虑地球大气层及其上层空间作为飞行器发展的单一领域。随着技术的不断进步，飞行器的飞行空间不断拓展，航空航天工程的定义也随之发生变化。截至目前，航空航天工程包含航空工程和航天工程两部分。其中，航空工程主要研究地球大气内飞行器的设计和制造等技术，例如飞机、滑翔机、固定翼飞机、喷气式飞机、旋翼机和直升机；航天工程主要研究地球大气外飞行器的设计和制造等技术，例如人造卫星、着陆器、空间站等。

航空工程

航空工程起源于机械工程以及空气动力学的研究。最早的飞行器草图由达·芬奇绘制，并提出两个想法：一是扑翼飞行器，使用扑翼模仿鸟类飞行；二是螺旋机，即直升机的概念雏形。首次载人飞行在1783年由法国孟格菲兄弟在其所设计的热气球中实现。首次提出通过推进系统向前推进能够实现气球飞行这一想法的人包括富兰克林，这直接导致了飞船的发展。首架动力驱动的可驾驶飞艇在1852年由法国人亨利·吉法尔制造。1799年飞机的发展取得了突破性进展，英国男爵乔治·凯利爵士画出了一架飞机，包括一个用于升力的固定翼、一个尾翼（包括用于稳定和控制的水平和垂直尾翼）以及一个单独的推进系统。由于当时不存在发动机，凯利转向滑翔机设计，并在1849年成功建造了第一架滑翔机。1903年12月17日，莱特兄弟首次试飞了完全受控、依靠自身动力、机身比空气重、持续滞空不落地的飞机，也就是世界上第一架飞机“飞行者一号”。之后，英国在1920年成功发展了具有12名乘客运输能力的运输机，为民用航空铺平了道路。在1927年查尔斯·奥古斯都·林德伯格完成穿越大西洋的单人飞行之后，航空业开始蓬勃发展。涡轮动力飞机的出现极大地改变了航空运输业。1939年8月27日，德国的喷射式飞机He178实现了首次飞行；1958年，波音707 喷气式飞机成功直飞跨大西洋航班，标志着商业航空的成熟。

将火箭发动机用于飞机推进促进了航空工程的拓展。1926年3月16日，美国人罗伯特·戈达德成功开发、制造并飞行了第一枚液体推进剂火箭。1938年，美国人詹姆斯·哈特·伟尔德设计、制造并测试了第一个美国再生冷却液体火箭发动机。1947年，伟尔德的火箭发动机为美国空军上尉查尔斯·耶格尔驾驶的第一架超音速飞机X-1提供动力。超音速飞行为航空工程师提供了推进、结构和材料、高速气动弹性以及跨音速、超音速和高超音速空气动力学方面的新挑战。

航天工程

航天工程源于火箭技术的发展。1897年，齐奥尔科夫斯基推导出了著名的火箭运动方程式；1919年罗伯特·哈金斯·戈达德提出了火箭飞行的数学原理，并于1926年3月16日成功发射了世界第一枚液体火箭；1923年，德国的奥伯特确立了火箭在真空中工作的基本原理并且指出只要能够产生足够推力，便能绕地球飞行。1942年10月3日，韦纳·冯·布劳恩设计的V-2火箭首次发射成功，并于1969年通过研制的土星5号运载火箭将第一艘载人登月飞船阿波罗11号月球。第二次世界大战结束后，苏联和美国都通过仿制V-2火箭积累了研制现代火箭系统的经验，在研制大型远程弹道导弹的同时，解决了发射人造地球卫星的一系列技术问题。1957年10月4日，苏联把世界上第一颗人造地球卫星送上太空，开创了人类航天的新纪元。随后，美国于1958年1月31日发射了一颗只有4. 8千克的人造地球卫星。此外，法国、日本、中国、英国等也先后用自己研制的运载火箭，成功地发射了各自的人造地球卫星。卫星发射成功之后，人类开始了更广泛的太空探测。

从1959年开始，苏联和美国发射了许多月球探测器，并以绕月飞行、硬着陆、软着陆等方式对月球进行了科学考察。1969年7月16日，美国航天员首次登上月球，随后又进行了多次登月活动。对太阳系内行星的探测是从20世纪60年代初期开始的，苏联和美国都发射了许多的空间探测器，分别对金星、火星、水星、木星、土星以及行星际空间和彗星进行了探测。其中美国发射的先驱者10号于1973年12月飞近木星，向地球发回500幅木星照片。它利用木星引力场加速飞向土星，又借助土星引力场加速，于1983年6月飞出海王星轨道，成为第一个飞出太阳系的人造物体。第一个载人航天站是苏联于1971年4月发射的“礼炮号”，美国在1973年发射了近地轨道的“天空实验室”，并于1981年成功试飞可重复使用的航天飞机。

专业分类

航空航天工程是工学学科，本科专业，隶属航空航天类，专业代码是082001。

主要课程