Capitolo 1 : Ingegneria aerospaziale
L'ingegneria aerospaziale è il principale sottocampo dell'ingegneria che si concentra sulla progettazione e lo sviluppo di veicoli spaziali e aeroplani. L'ingegneria aeronautica e l'ingegneria astronautica sono i due principali sottocampi che si sovrappongono. Il campo dell'ingegneria avionica è paragonabile all'ingegneria aerospaziale, ma si concentra sugli aspetti elettronici del campo.
In passato era indicato come "ingegneria aeronautica" quando è stato istituito per la prima volta. L'espressione più generale "ingegneria aerospaziale" è entrata in uso a seguito dello sviluppo della tecnologia di volo che ora include veicoli in grado di funzionare nello spazio. "Scienza missilistica" è un termine che viene spesso usato nelle conversazioni educate per riferirsi al campo dell'ingegneria aerospaziale, in particolare al ramo astronautico.
I componenti dei veicoli di volo sono sottoposti a condizioni impegnative, come quelle indotte dalle variazioni di pressione atmosferica e temperatura, e ai componenti del veicolo vengono imposti carichi strutturali. Di conseguenza, sono in genere il risultato di sforzi tecnologici e ingegneristici multidisciplinari, come l'aerodinamica, la propulsione aerea, l'avionica, la scienza dei materiali, l'analisi strutturale e la produzione. L'area di studio nota come ingegneria aerospaziale riguarda la relazione tra queste tecnologie. Il campo dell'ingegneria aeronautica è svolto da team di ingegneri, ognuno dei quali ha la propria specifica area di conoscenza. Ciò è dovuto alla complessità intrinseca del campo e alle diverse discipline coinvolte.
Sebbene il lavoro di Sir George Cayley risalga all'ultimo decennio del XVIII secolo fino alla metà del XIX secolo, le fondamenta dell'ingegneria aeronautica possono essere fatte risalire ai pionieri dell'aviazione che vissero tra la fine del XIX secolo e l'inizio del XX secolo. Oltre ad essere un pioniere nel campo dell'ingegneria aeronautica, Cayley è considerato uno degli individui più influenti nella storia dell'aeronautica. È riconosciuto per essere stato la prima persona a distinguere tra le forze di portanza e resistenza, che sono presenti in qualsiasi veicolo di volo atmosferico.
La prima comprensione dell'ingegneria aeronautica si basava principalmente su prove empiriche, con alcuni concetti e abilità importati da altre aree di sviluppo ingegneristico. Durante il XVIII secolo, gli scienziati avevano una migliore comprensione di alcuni concetti fondamentali, come la fluidodinamica.
Nell'arco di dodici secondi, i fratelli Wright furono in grado di completare con successo il primo volo sostenuto di un aereo a motore, più pesante dell'aria. Questo volo ebbe luogo nel dicembre del 1903. Attraverso la progettazione di aerei militari per la prima guerra mondiale, il decennio degli anni 1910 vide lo sviluppo dei principi dell'ingegneria aeronautica.
Nel 1914, gli Stati Uniti d'America assegnarono a Robert Goddard due brevetti per razzi che utilizzavano combustibile solido, combustibile liquido, numerose cariche di propellente e design multistadio. In futuro, questo aprirebbe la strada all'uso in sistemi di propulsione multistadio per l'uso nello spazio.
La prima amministrazione per la ricerca aeronautica fu fondata dal Congresso degli Stati Uniti il 3 marzo 1915. All'epoca, si trattava di un'organizzazione chiamata National Advisory Committee for Aeronautics, o NACA in breve. Inizialmente, è stata la prima organizzazione a ricevere finanziamenti dal governo per assistere la ricerca sull'aviazione. Quando è stato istituito per la prima volta, il Langley Aeronautical Laboratory avrebbe dovuto fungere da comitato consultivo; Tuttavia, nel 1920, divenne il primo centro di ricerca e test sponsorizzato dall'organizzazione.
Tra la prima e la seconda guerra mondiale sono stati compiuti progressi significativi nel campo, accelerati dall'introduzione della tecnologia dell'aviazione civile. Curtiss JN 4, Farman F.60 Goliath e Fokker Trimotor sono alcuni degli aerei degni di nota prodotti durante questo periodo di tempo. Il Mitsubishi A6M Zero, il Supermarine Spitfire e il Messerschmitt Bf 109, prodotti rispettivamente in Giappone, Regno Unito e Germania, sono esempi di notevoli aerei militari prodotti in questo periodo di tempo. Il Messerschmitt Me 262, entrato in servizio nel 1944, è stato il primo aereo operativo con motore a reazione. Questo è stato uno sviluppo importante perché si è verificato verso la fine della seconda guerra mondiale.
Nel febbraio del 1958 fu pubblicata la prima definizione di ingegneria aerospaziale. Questa definizione considerava l'atmosfera della Terra e lo spazio esterno come un regno unificato. Di conseguenza, comprendeva sia gli aeroplani (aero) che i veicoli spaziali (spazio) sotto il nuovo termine aerospaziale.
Gli ingegneri aerospaziali statunitensi lanciarono il primo satellite americano il 31 gennaio 1958, in reazione al lancio del primo satellite in orbita da parte dell'Unione Sovietica il 4 ottobre 1957. Questo è stato il primo satellite mai lanciato dagli Stati Uniti. A seguito degli eventi catastrofici che si verificarono con lo Sputnik nel 1958, fu istituita la National Aeronautics and Space Administration. La missione Apollo 11, che è stato il primo viaggio spaziale umano sulla Luna, ha avuto luogo nell'anno 1969. Tre uomini sono stati in grado di entrare in orbita intorno alla Luna durante questa missione, con due di loro, Neil Armstrong e Buzz Aldrin, che hanno viaggiato sulla superficie della luna. Quando Armstrong e Aldrin tornarono dalla loro missione, il terzo astronauta, Michael Collins, rimase in orbita in modo da poterli incontrare.
Il 30 gennaio 1970, il Boeing 747 condusse il suo primo volo commerciale da New York a Londra. Questo evento ha simboleggiato un'innovazione significativa nel settore dell'aviazione. A causa della sua capacità di trasportare fino a 480 passeggeri, questo aereo divenne noto come "Jumbo Jet" o "Whale". È stato un pioniere nel settore dell'aviazione.
Il Concorde, il primo aereo supersonico passeggeri al mondo, è stato sviluppato con successo nel 1976, segnando un altro grande sviluppo nel settore dell'aviazione. Fu il 29 novembre 1962 che i francesi e gli inglesi raggiunsero un accordo sullo sviluppo di questo determinato velivolo.
L'aereo cargo Antonov An-225 Mriya ha effettuato il suo viaggio inaugurale il 21 dicembre 1988. È stato il primo volo del suo genere. L'aereo è quello che detiene il record per essere l'aereo più pesante del mondo, il carico trasportato in aereo più pesante e il carico trasportato in aereo più lungo di qualsiasi aereo attualmente in servizio attivo.
Il primo volo commerciale dell'Airbus A380 ha avuto luogo il 25 ottobre 2007 ed è stato un viaggio da Singapore a Sydney all'interno dell'Australia. Questo aereo è stato il primo aereo di linea passeggeri a superare il Boeing 747 in termini di capacità passeggeri, con un massimo di 853 passeggeri con capacità di imbarco. L'A380 ha effettuato il suo primo volo di prova nell'aprile del 2005, nonostante il fatto che lo sviluppo di questo velivolo, che doveva essere un concorrente del 747, sia iniziato nel 1988.
Questi sono alcuni dei componenti che compongono l'ingegneria aerospaziale:
È il campo della fisica teorica che funge da base per la maggior parte di questi componenti, come la fluidodinamica per l'aerodinamica e le equazioni del moto per la dinamica del volo. C'è anche una quantità significativa di prove empiriche. Nel corso della storia, questa componente empirica è stata ottenuta dalla sperimentazione di prototipi e modelli in scala, che potevano avvenire in galleria del vento o all'aria aperta. Più recentemente, gli sviluppi nell'informatica hanno reso possibile l'utilizzo della fluidodinamica computazionale per imitare il comportamento del fluido. Ciò ha comportato una riduzione della quantità di tempo e denaro spesi per la sperimentazione in galleria del vento. I diplomi universitari in ingegneria aeronautica sono spesso conseguiti da studenti che si specializzano in idrodinamica o idroacustica.
Inoltre, l'ingegneria aerospaziale si occupa dell'integrazione di tutti i componenti che compongono un veicolo aerospaziale (sottosistemi come alimentazione, cuscinetti aerospaziali, comunicazioni, controllo termico, sistema di supporto vitale e così via) nonché del ciclo di vita del veicolo (design, temperatura, pressione, radiazione, velocità e durata).
Ci sono un certo numero di università che offrono programmi di ingegneria aerospaziale a livello di diploma avanzato, laurea, master e dottorato. Questi programmi sono offerti nei dipartimenti di ingegneria meccanica di alcune istituzioni e nei dipartimenti di ingegneria aerospaziale di altre. Ci sono alcuni dipartimenti che offrono lauree in ingegneria astronautica con una concentrazione sullo spazio. Ci sono diversi stabilimenti che fanno una distinzione tra ingegneria astronautica e ingegneria aeronautica. Ci sono corsi di laurea disponibili in campi avanzati o specializzati per coloro che lavorano nel settore aerospaziale.
Gli studenti interessati a conseguire una laurea in ingegneria aeronautica dovrebbero avere una solida base in matematica, chimica e diversi rami della fisica e dell'informatica.
L'espressione "scienziato missilistico" è occasionalmente usata per rappresentare una persona che possiede un alto livello di intelligenza. Ciò è dovuto al fatto che la scienza missilistica è considerata un campo che richiede un alto livello di attitudine mentale, in particolare nei settori della matematica e della tecnologia. Quando ci si riferisce a un compito, la frase "Non è scienza missilistica" viene utilizzata in modo umoristico per...
