CapÃtulo 1 : Engenharia aeroespacial
A engenharia aeroespacial é o principal subcampo da engenharia que se concentra no projeto e desenvolvimento de naves espaciais e aviões. A engenharia aeronáutica e a engenharia astronáutica são os dois principais subcampos que se sobrepõem. O campo da engenharia aviônica é comparável à engenharia aeroespacial, mas se concentra nos aspetos eletrônicos do campo.
Antigamente era referida como "engenharia aeronáutica" quando foi criada. A expressão mais geral "engenharia aeroespacial" tornou-se utilizada como resultado do desenvolvimento da tecnologia de voo que agora inclui veículos capazes de funcionar no espaço sideral. "Ciência de foguetes" é um termo que é frequentemente usado em conversas educadas para se referir ao campo da engenharia aeroespacial, especificamente o ramo astronáutico.
Os componentes dos veículos de voo são submetidos a condições exigentes, como as induzidas por variações de pressão atmosférica e temperatura, e cargas estruturais são impostas aos componentes do veículo. Como consequência disso, eles são tipicamente os resultados de empreendimentos tecnológicos e de engenharia multidisciplinares, como aerodinâmica, propulsão aérea, aviônica, ciência dos materiais, análise estrutural e fabricação. A área de estudo conhecida como engenharia aeroespacial está preocupada com a relação entre essas tecnologias. O campo da engenharia aeronáutica é realizado por equipas de engenheiros, cada um dos quais tem a sua própria área específica de conhecimento. Isto deve-se à complexidade inerente ao campo, bem como às várias disciplinas que estão envolvidas.
Embora o trabalho de Sir George Cayley remonte à última década do século 18 até meados do século 19, a fundação da engenharia aeronáutica pode ser rastreada até os pioneiros da aviação que viveram por volta do final do século 19 e início do século 20. Além de pioneiro no campo da engenharia aeronáutica, Cayley é considerado um dos indivíduos mais influentes da história da aeronáutica. Ele é reconhecido por ser a primeira pessoa a distinguir entre as forças de elevação e arrasto, que estão presentes em qualquer veículo de vôo atmosférico.
A compreensão inicial da engenharia aeronáutica foi baseada principalmente em evidências empíricas, com certos conceitos e habilidades sendo importados de outras áreas do desenvolvimento da engenharia. Durante o século 18, os cientistas tiveram uma melhor compreensão de certos conceitos fundamentais, como a dinâmica dos fluidos.
Em um espaço de doze segundos, os irmãos Wright foram capazes de completar com sucesso o primeiro voo sustentado de uma aeronave motorizada e mais pesada do que o ar. Este voo ocorreu em dezembro de 1903. Através do projeto de aeronaves militares para a Primeira Guerra Mundial, a década de 1910 testemunhou o desenvolvimento dos princípios de engenharia aeronáutica.
Em 1914, os Estados Unidos da América concederam a Robert Goddard duas patentes para foguetes que utilizavam combustível sólido, combustível líquido, numerosas cargas propulsoras e projetos de vários estágios. No futuro, isso abriria caminho para o uso em sistemas de propulsão de vários estágios para uso no espaço sideral.
A primeira administração de pesquisa aeronáutica foi fundada pelo Congresso dos Estados Unidos em 3 de março de 1915. Na época, era uma organização chamada National Advisory Committee for Aeronautics, ou NACA para abreviar. Inicialmente, foi a primeira organização a obter financiamento do governo para ajudar a pesquisa de aviação. Quando foi criado, o Langley Aeronautical Laboratory deveria servir como um conselho consultivo; No entanto, em 1920, tornou-se o primeiro centro de pesquisa e testes patrocinado pela organização.
Entre a I e a II Guerras Mundiais, realizaram-se progressos significativos no domínio entre a I e a Segunda Guerras, que foram acelerados pela introdução da tecnologia de aviação civil dominante. Curtiss JN 4, Farman F.60 Goliath, e Fokker Trimotor são algumas das aeronaves notáveis que foram produzidas durante este período. O Mitsubishi A6M Zero, o Supermarine Spitfire e o Messerschmitt Bf 109, que foram fabricados no Japão, Reino Unido e Alemanha, respectivamente, são exemplos de aeronaves militares notáveis que foram produzidas durante este período. O Messerschmitt Me 262, que entrou em serviço em 1944, foi o primeiro avião operacional movido a motor a jato. Este foi um grande desenvolvimento porque ocorreu no final da Segunda Guerra Mundial.
Em fevereiro de 1958, foi publicada a primeira definição de engenharia aeroespacial. Esta definição considerava a atmosfera da Terra e o espaço sideral como um reino unificado. Como resultado, englobava aviões (aero) e naves espaciais (espaço) sob o recém-criado termo aeroespacial.
Os engenheiros aeroespaciais dos EUA lançaram o primeiro satélite americano em 31 de janeiro de 1958, em reação ao lançamento do primeiro satélite em órbita pela União Soviética em 4 de outubro de 1957. Este foi o primeiro satélite lançado pelos Estados Unidos. Após os eventos catastróficos que ocorreram com o Sputnik em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço foi estabelecida. A missão Apollo 11, que foi a primeira viagem espacial humana à Lua, ocorreu no ano de 1969. Três homens conseguiram entrar em órbita ao redor da Lua durante esta missão, com dois deles, Neil Armstrong e Buzz Aldrin, viajando para a superfície da Lua. Quando Armstrong e Aldrin retornaram de sua missão, o terceiro astronauta, Michael Collins, permaneceu em órbita para que ele pudesse se encontrar com eles.
Em 30 de janeiro de 1970, o Boeing 747 realizou seu primeiro voo comercial de Nova York para Londres. Este evento simbolizou uma inovação significativa na indústria da aviação. Devido à sua capacidade para transportar até 480 passageiros, esta aeronave tornou-se conhecida como o "Jumbo Jet" ou a "Baleia". Foi pioneira na indústria da aviação.
O Concorde, o primeiro avião supersônico de passageiros do mundo, foi desenvolvido com sucesso em 1976, marcando mais um grande desenvolvimento na indústria da aviação. Foi em 29 de novembro de 1962 que os franceses e os britânicos chegaram a um acordo sobre o desenvolvimento desta aeronave.
O avião de carga Antonov An-225 Mriya teve sua viagem inaugural em 21 de dezembro de 1988. Foi o primeiro voo do género. A aeronave é a que detém os recordes de ser a aeronave mais pesada do mundo, a carga transportada mais pesada e a carga transportada mais longa de qualquer aeronave que está atualmente em serviço ativo.
O primeiro voo comercial do Airbus A380 ocorreu em 25 de outubro de 2007, e foi uma viagem de Singapura para Sydney dentro da Austrália. Esta aeronave foi o primeiro avião de passageiros a superar o Boeing 747 em termos de capacidade de passageiros, com um máximo de 853 passageiros com capacidade para embarcar. O A380 fez seu primeiro voo de teste em abril de 2005, apesar do fato de que o desenvolvimento desta aeronave que se destinava a ser um concorrente do 747 começou em 1988.
Estes são alguns dos componentes que compõem a engenharia aeroespacial:
É o campo da física teórica que serve de base para a maioria desses componentes, como a dinâmica de fluidos para aerodinâmica e equações de movimento para dinâmica de voo. Há também uma quantidade significativa de evidências empíricas. Ao longo da história, esta componente empírica foi obtida a partir do teste de protótipos e modelos à escala, que podiam ter lugar em túneis de vento ou ao ar livre. Mais recentemente, os desenvolvimentos na computação tornaram possível utilizar a dinâmica de fluidos computacional para imitar o comportamento do fluido. Isto resultou numa redução do tempo e do dinheiro despendidos na experimentação em túnel de vento. Os graus universitários em engenharia aeronáutica são frequentemente obtidos por estudantes que se especializam em hidrodinâmica ou educação hidroacústica.
Além disso, a engenharia aeroespacial está preocupada com a integração de todos os componentes que compõem um veículo aeroespacial (subsistemas como potência, rolamentos aeroespaciais, comunicações, controle térmico, sistema de suporte de vida, etc.), bem como o ciclo de vida do veículo (projeto, temperatura, pressão, radiação, velocidade e vida útil).
Há uma série de universidades que oferecem programas de engenharia aeroespacial nos níveis de diploma avançado, bacharelado, mestrado e doutorado. Estes programas são oferecidos nos departamentos de engenharia mecânica em algumas instituições e departamentos de engenharia aeroespacial em outras. Existem alguns departamentos que oferecem cursos de engenharia astronáutica com concentração no espaço. Existem vários estabelecimentos que fazem uma distinção entre engenharia astronáutica e engenharia aeronáutica. Existem programas de pós-graduação disponíveis em áreas avançadas ou especializadas para aqueles que trabalham no setor aeroespacial.
Os estudantes que estão interessados em obter um grau em engenharia aeronáutica devem ter uma base forte em matemática, química, e vários ramos da física e ciência da computação.
A expressão "cientista de foguetes" é ocasionalmente usada para representar uma pessoa que possui um alto nível de inteligência. Isso se deve ao fato de que a ciência de foguetes é considerada um campo que requer um alto nível de aptidão mental, particularmente nas áreas de matemática e tecnologia. Quando se refere a uma tarefa, a frase "Não é ciência de foguete" é usada de forma bem-humorada para...
