הנדסת תעופה וחלל היא תחום STEM המתמקד בתכנון, פיתוח, בדיקה ותפעול של מטוסים וחלליות. התחום כולל יצירת כל דבר, החל ממל"טים ממוזערים ועד רקטות בין-כוכביות מעליות. כל מהנדסי התעופה והחלל צריכים להיות בעלי ידע מצוין בפיזיקה מכיוון שכל המכונות המעופפות נשלטות על ידי כללי התנועה, האנרגיה והכוח.
Takeaways מפתח: הנדסת חלל תעופה
- התחום עוסק בדברים שעפים. מהנדסי אווירונאוטיקה מתמקדים במטוסים ואילו מהנדסי אסטרונאוטיקה מתמקדים בחלליות.
- הנדסת תעופה וחלל מושכת רבות מפיזיקה ומתמטיקה; אפילו חישובים שגויים זעירים יכולים להיות קטלניים כאשר עובדים עם מטוסים וחלליות.
- הנדסת אוירונוטיקה וחלל היא תחום מיוחד מאוד, והמרכזי אינו מוצע על ידי כל בתי הספר עם תכניות הנדסיות.
מה עושים מהנדסי תעופה וחלל?
במונחים הפשוטים ביותר, מהנדסי תעופה וחלל עובדים על כל מה שעף. הם מתכננים, בודקים, מייצרים ומתחזקים מגוון רחב של כלי טיס וחלל טייסים ואוטונומיים. התחום מתחלק לרוב לשתי תת-התמחויות:
- מהנדסי אווירונאוטיקה עבודה במטוסים; כלומר, הם מתכננים ובודקים רכבים שטסים באטמוספירת כדור הארץ. מל"טים, מסוקים, מטוסים מסחריים, מטוסי קרב וטילי שיוט כולם נופלים תחת תחום עבודתו של מהנדס אווירונאוטיקה.
- מהנדסי אסטרונאוטיקה להתמודד עם תכנון, פיתוח ובדיקה של כלי רכב היוצאים מאווירת כדור הארץ. זה כולל מגוון רחב של יישומים צבאיים, ממשלתיים ופרטיים כמו רקטות, טילים, כלי רכב חלליים, בדיקות פלנטריות ולוויינים.
שני תחומי המשנה חופפים במידה ניכרת במערכות המיומנות הנחוצות להם, ובדרך כלל שתי ההתמחויות שוכנות באותה מחלקה באוניברסיטאות. המעסיקים הגדולים ביותר של מהנדסי אווירונאוטיקה וחלל נוטים לקיים מוצרים ומחקרים הכוללים גם אווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה. זה נכון לגבי בואינג, נורת'רופ גרוממן, נאס"א, SpaceX, לוקהיד מרטין, JPL (מעבדת הנעה של ג'ט), ג'נרל אלקטריק ועוד כמה חברות.
אופי עבודות ההנדסה והחלל משתנה משמעותית. חלק מהמהנדסים מבלים את רוב זמנם מול מחשב בו משתמשים בכלי דוגמנות וסימולציה. אחרים עובדים יותר במנהרות אוויר ובבדיקת שדה מודלים בקנה מידה ורכבי מטוסים וחלל בפועל. מקובל שגם מהנדסי תעופה וחלל יהיו מעורבים בהערכת הצעות הפרויקט, חישוב סיכוני בטיחות ופיתוח תהליכי ייצור.
מה לומדים מהנדסי תעופה וחלל במכללה?
מכונות מעופפות נשלטות על פי חוקי הפיזיקה, ולכן לכל מהנדסי התעופה והחלל יש הארקה משמעותית בפיזיקה ותחומים קשורים. כלי טיס וחלליות צריכים גם לעמוד בכוחות אדירים ובקצוות טמפרטורות תוך שמירה על משקל קל. מסיבה זו, לעיתים קרובות מהנדסי תעופה וחלל יהיו בעלי ידע טוב במדע החומרים.
מהנדסי תעופה וחלל צריכים להיות בעלי כישורים חזקים במתמטיקה, וקורסים נדרשים כמעט תמיד יכללו חישובים רב משתנים ומשוואות דיפרנציאליות. בכדי לסיים את לימודיהם בארבע שנים, באופן אידיאלי, התלמידים ישלימו חשבון אחד משתנה בבית הספר התיכון. קורסי הליבה יכללו גם כימיה כללית, מכניקה ואלקטרומגנטיות.
קורסים מומחים בתחום עשויים לכלול נושאים כמו אלה:
- אווירודינמיקה
- דינמיקת טיסות בחלל
- הנעה
- ניתוח מבני
- ניתוח ועיצוב מערכות בקרה
- דינמיקת נוזלים
מהנדסי תעופה וחלל המקווים לקדם את דרכם ואת פוטנציאל ההשתכרות שלהם יהיה חכם להשלים את עבודות ההנדסה שלהם עם קורסים בכתיבה / תקשורת, ניהול, וכן עסק. כישורים בתחומים אלה חיוניים למהנדסים ברמה גבוהה המפקחים על מהנדסים וטכנאים אחרים.
בתי הספר הטובים ביותר להנדסת תעופה וחלל
תכניות הנדסיות קטנות רבות פשוט אינן מציעות הנדסת חלל בגלל האופי המתמחה מאוד של התחום והצורך בגישה לציוד ומתקנים יקרים. בבתי הספר שלמטה, המופיעים לפי אלף-בית, כולם תכניות מרשימות.
- המכון הטכנולוגי בקליפורניה: קלטק הוא בית ספר בלתי סביר שיופיע ברשימה זו, מכיוון שהוא מציע קטינה אווירית וחלל, לא רב סרן. סטודנטים המעוניינים בהנדסת תעופה וחלל ישלימו את הדרישות הקטינות בנוסף לתואר שני בהתמחות כמו הנדסת מכונות. היחס בין סטודנטים / סגל לסטודנטים / סגל של Caltech בין 3 למעבדות תעופה וחלל מעולה הופכים את זה למקום שם אפילו קטין בהנדסה אווירית וחלל יכול לעבוד מקרוב עם סטודנטים בפקולטה לתארים מתקדמים שדה.
- האוניברסיטה לאווירונאוטיקה אמברי: בעוד שאמברי-רידל בחוף דייטונה לא נוטה לעמוד בראש הדירוג של תוכניות הנדסת חלל, המיקוד בלייזר שלה בתחום האווירונאוטיקה ו קמפוס עם שדה תעופה משלו יכול להפוך אותו למוסד אידיאלי לסטודנטים בעלי אינטרסים בצד האדמה של הנדסת חלל. האוניברסיטה גם נגישה יותר מכל בתי הספר האחרים המוצגים כאן: ציוני SAT ו- ACT שהם מעט מעט מעל הממוצע יהיו לעתים קרובות מספיק.
- ג'ורג'יה טק: עם יותר מ- 1,200 מגמות הנדסיות בחלל, לג'ורג'יה טק יש את אחת התוכניות הגדולות במדינה. עם הגודל מגיעים משאבים רבים, כולל למעלה מ- 40 חברי סגל המסלול, מעבדת למידה שיתופית (ה- Aero) Maker Space), ומתקני מחקר רבים שיכולים להתמודד עם תהליכי בעירה ואווירודינמית במהירות גבוהה בדיקה.
- המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס: MIT שוכנת במנהרת רוח מאז 1896, וה- AeroAstro שלה הוא העתיק ביותר והיוקרתי במדינה. הבוגרים המשיכו לתפקידים ראשיים בנאס"א, בחיל האוויר ובחברות פרטיות רבות. בין אם מעצבים מל"טים ובין אם מדובר במיקרו-אטלים, הסטודנטים זוכים להתנסות רבה במתקנים כמו מעבדת מערכות החלל ומעבדת גלב.
- אוניברסיטת פרדו: Purdue סיים 24 אסטרונאוטים, 15 מהם ביה"ס לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה. באוניברסיטה שישה מרכזי מצוינות הקשורים להנדסת חלל, ולסטודנטים יש המון הזדמנויות להסתבך במחקר כולל דרך SURF, מלגת המחקר לתואר ראשון בקיץ תכנית.
- אוניברסיטת סטנפורד: סטנפורד היא אחת האוניברסיטאות היוקרתיות והסלקטיביות במדינה, ותוכנית האווירונאוטיקה והאסטרונאוטיקה שלה נמצאת בעקביות בין הטובות במדינה. התוכנית לתואר ראשון הינה מבוססת פרויקטים, וכל הסטודנטים לומדים להגות, לתכנן, ליישם ולהפעיל מערכות הקשורות להנדסת חלל. מיקומו של סטנפורד בלב עמק הסיליקון נותן לו יתרון למחקר הנדסי שקשור לאוטומציה, תכנות משובצות ועיצוב מערכות.
- אוניברסיטת מישיגן: התוכנית האווירית והחלל מישיגן, שהוקמה לפני למעלה ממאה שנה, היא בעלת היסטוריה ארוכה ועשירה. התוכנית מסיימת כמאה סטודנטים לתואר ראשון בשנה והם נתמכים על ידי 27 חברי סגל קבוע. באוניברסיטה נמצאים 17 מתקני מחקר התומכים בעבודה בהנדסת חלל. אלה כוללים את מצפה הכוכבים של Peach Mountain, מנהרת רוח קולית ומעבדה להנדסת הנעה ושריפה.
שכר ממוצע למהנדסי חלל
על פי הלשכה לסטטיסטיקה של העבודההתשלום השנתי החציוני של מהנדסי תעופה וחלל בארצות הברית היה 113,030 דולר בשנת 2017 (מכונאים וטכנאים שעובדים בכלי טיס וציוד אוויוניקה יכולים לצפות להכניס כמחצית מהסכום). סולם שכר מציגה משכורת טיפוסית בתחילת הקריירה עבור מהנדסי תעופה וחלל כ- 68,700 דולר לשנה, והשכר הממוצע באמצע הקריירה הוא 113,900 דולר לשנה. המשכורות עשויות להשתנות במידה ניכרת בהתאם לשאלה האם המעביד הוא מוסד פרטי, ממשלתי או חינוכי.
טווחי שכר אלה מציבים מהנדסי תעופה וחלל באמצע כל תחומי ההנדסה. מומחי תעופה וחלל נוטים לעשות קצת פחות מ מהנדסי חשמל, אבל קצת יותר מהנדסי מכונות ו מדעני חומרים.