朱城宇
“同學(xué),你咋不上天呢?”
可能對其他人來講,這無非一句玩笑話,但對我們學(xué)航空航天的人來說,“上天”就是我們的理想和奮斗目標(biāo)。
航空航天工程具體做什么?
以我們學(xué)院為例。我們學(xué)院的航空宇航工程系下設(shè)五大研究所:工程動力學(xué)研究所、飛行器設(shè)計研究所、人機與環(huán)境工程研究所、空天信息技術(shù)研究所、推進與動力技術(shù)研究所。下面給大家簡單介紹一下。
工程動力學(xué)研究所主要研究一些重大工程中的動力學(xué)問題,包含航空航天、國防科技和石油工程等多個領(lǐng)域,研究成果廣泛應(yīng)用于載人航天、探月工程、大型衛(wèi)星平臺等,如小行星的抓捕與防御、飛行器機動顫振研究等。這里的同學(xué)有機會接觸到國家重要的核心科技!
飛行器設(shè)計研究所涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計、空氣動力學(xué)、多體動力學(xué)、控制與導(dǎo)航等多個學(xué)科方向的研究內(nèi)容。除了理論研究,學(xué)生也有機會參與微小型衛(wèi)星和小型飛機的研制項目,甚至有機會參與和國家航天航空部門合作的重大項目。這里非常適合那些鐘愛飛機、充滿創(chuàng)意的同學(xué)。
人機與環(huán)境工程研究所主要研究人、設(shè)備與環(huán)境的相互作用,最直接的應(yīng)用就是航天員的醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備。另外,研究的方向也可以跟醫(yī)學(xué)的前沿技術(shù)相結(jié)合,如幫助治療帕金森、癲癇等疾病。喜愛醫(yī)學(xué)的同學(xué)可以考慮。
空天信息技術(shù)研究所面向航天航空應(yīng)用的通信、電路、微電子、微波等一些重要的研究領(lǐng)域,如衛(wèi)星的信號傳輸。如果大家對電子信息相關(guān)專業(yè)情有獨鐘,那么這里一定是一個很不錯的選擇。
推進與動力技術(shù)研究所的專業(yè)背景涉及力學(xué)、工程熱物理、機械、材料、控制等多個學(xué)科,針對國家在航空宇航推進領(lǐng)域的重大需求,面向國際前沿,其最直接的應(yīng)用就是在航空發(fā)動機、火箭發(fā)動機、燃?xì)廨啓C等領(lǐng)域。發(fā)動機是飛行器的心臟,航空發(fā)動機又被譽為“工業(yè)界的皇冠”。所以說,來到這里的同學(xué)都是任重而道遠(yuǎn)的。
需強調(diào)的一點是,不同學(xué)校的航空航天專業(yè)各有自己的特色,有的側(cè)重培養(yǎng)專業(yè)理論,有的側(cè)重培養(yǎng)專業(yè)技能。但航空航天工程研究的很多課題都站在科學(xué)界的前沿,參與的很多項目都與國防軍事存在緊密的聯(lián)系。另外,航空航天工程又與通信、醫(yī)療、能源等多個領(lǐng)域存在交叉與合作,所以,未來發(fā)展的平臺十分寬廣。
本科階段,數(shù)學(xué)物理都是基礎(chǔ)
航空航天工程非常注重牢固的基礎(chǔ)。
我們在大一、大二就接觸了不下五門的數(shù)學(xué)必修課,如微積分、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)、數(shù)理方程引論、概率論與統(tǒng)計等。最關(guān)鍵的是,這些數(shù)學(xué)科目都有“一脈相承”的特點,如果前邊的課沒學(xué)扎實,那么后面的內(nèi)容學(xué)起來就難免四處碰壁,只能無奈地拿起上學(xué)期的課本“回爐重造”,如此往復(fù)……當(dāng)時包括我在內(nèi)的好多同學(xué)都在想,我們是工科生,為什么要上這么多數(shù)學(xué)課?隨著學(xué)習(xí)的深入,我才發(fā)現(xiàn),其實很多工程問題,最核心的部分總會回歸到某種數(shù)學(xué)模型或者數(shù)理模型。倘若沒有一定的數(shù)學(xué)功底,遇到這些問題簡直寸步難行。在高中的時候我就聽到過這樣一句話:“最優(yōu)秀的工程師往往是優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家?!边M入這個行業(yè)后,我深有體會。
物理也是必修課。雖然很多人說大學(xué)物理很像是“結(jié)合了高等數(shù)學(xué)的高中物理”,但這只是片面的印象。大學(xué)物理最難也最重要的一點就是要拋棄許多以前的固有思維,建立一套更加客觀完整的體系。學(xué)航空航天工程會接觸力學(xué)、機械、電學(xué)、信號系統(tǒng)等課程,而這些內(nèi)容基本都是建立在大學(xué)物理基礎(chǔ)之上的。
另外,我們的培養(yǎng)方案中還有超過60個學(xué)時的大學(xué)物理實驗課程,我們可以充分體驗預(yù)習(xí)實驗、完成預(yù)習(xí)報告、操作實驗器材、觀測實驗現(xiàn)象、祈禱理想的實驗結(jié)果、整理實驗數(shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)分析、撰寫實驗報告這一系列流程。雖然實驗課最開始是枯燥的,但是當(dāng)你養(yǎng)成了良好的實驗習(xí)慣以后,很多物理現(xiàn)象就會變得真實而有趣。
機電雙修,技能拉滿
航空航天工程屬于機械大類,自然也會學(xué)到很多有關(guān)機械的課程,如大一的機械制圖、大二的機械原理、大三的機械設(shè)計。相較數(shù)學(xué)來說,機械類課程學(xué)起來沒有那么難,但是想學(xué)好也絕非易事。特別是機械設(shè)計這門課,非常注重知識點的積累和融會貫通。比方說,如果我們要設(shè)計一個零件,那么除考慮其用途之外,還需要仔細(xì)考慮它能不能適應(yīng)工作環(huán)境,是否便于加工、拆裝和檢修……機械的知識看起來比較多、比較雜,但不怕用不到,就怕用的時候想不到。不過,機械課絕不是紙上談兵——再豐富的圖紙也比不上親自實踐,因此,我們有很多機會可以親自組裝機械零件,并展示自己的設(shè)計成果。
另外還有工程材料、工程制造這兩門課。通過這兩門課,我們可以認(rèn)識到那些常用的機械部件應(yīng)該用什么材料制造以及用什么方法制造出來。除此之外,每個工科生都會有一次“金工實習(xí)”的機會,以親自體驗各種制造工藝的過程。記得當(dāng)時我們每個人都制作了一把屬于自己的錘子——最初用鋸子一點一點鋸出錘頭的初型,再在車床上小心翼翼地加工出錘柄,最后再經(jīng)過鉆孔、攻絲、打磨、組裝,如此,那一把堂堂發(fā)亮的“小錘錘”才能面世。
航空航天工程不光要學(xué)“機”,也要學(xué)“電”。“電”是指關(guān)于航電的課程。本科初期有電工電子、信號系統(tǒng)、自動控制這幾門基礎(chǔ)課。往后深入學(xué)習(xí)的話還有航電概論、飛行器控制、發(fā)動機控制等。這些課程雖然內(nèi)容比較抽象,但其也是整個專業(yè)學(xué)習(xí)中極其重要的一環(huán)。因為搞航空航天的人不僅要讓飛行器飛起來,還要讓它們飛得安全及便于控制。如果你以后想往航電方向發(fā)展,這些內(nèi)容都算得上是“敲門磚”。
除了理論學(xué)習(xí),有些課程還需要用到各種工程軟件,或者需借助計算機編程。所以,如果大家選擇航空航天工程,計算機水平也需要慢慢培養(yǎng)起來。
力學(xué)!力學(xué)!力學(xué)!永遠(yuǎn)的重頭戲
力學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,也是理科與工科的橋梁,因此成了許多工科專業(yè)的基礎(chǔ)課。從學(xué)科關(guān)系上看,力學(xué)是航空航天的基石,航空和航天是力學(xué)的重要應(yīng)用。研究飛機在空氣中的升阻力需要力學(xué),研究火箭的推力需要力學(xué),研究衛(wèi)星的運動軌跡也需要力學(xué),可見力學(xué)對于航空航天的重要性。
我們航天航空學(xué)院的前身就是工程力學(xué)系。我們在大一、大二時就要面對三門力學(xué)必修課:理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)(被我們稱為“力學(xué)三巨頭”)。根據(jù)自己的個人方向,在大三、大四時會接觸到更加深入的力學(xué)課程,如以理論力學(xué)為基礎(chǔ)的航天器動力學(xué)、多體動力學(xué),以材料力學(xué)為基礎(chǔ)的彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué),以流體力學(xué)為基礎(chǔ)的粘性流體力學(xué)、高速流體力學(xué),等等。
除此之外,計算力學(xué)也是很重要的一個力學(xué)分支,它基于離散化的理論模型,利用計算機強大的計算能力來進行力學(xué)分析。根據(jù)研究對象的不同,計算力學(xué)又分為計算固體力學(xué)與計算流體力學(xué)??偠灾?,目前人類研究力學(xué)主要有三種方式:理論分析、計算模擬、實驗?zāi)M。這也意味著如果選擇以力學(xué)作為方向進行深造的話,那么必然需要選擇自己擅長的研究方式和研究方向。
或許有人會問,力學(xué)好像是比較理論性和傳統(tǒng)性的學(xué)科,現(xiàn)在有什么應(yīng)用前景呢?其實力學(xué)的應(yīng)用非常廣泛,除航空航天領(lǐng)域之外,在許多民用領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用。如固體力學(xué)可以應(yīng)用于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計、橋梁的探傷檢測、車輛碰撞的變形分析、人體軟組織的受力分析;流體力學(xué)可以應(yīng)用于車輛的外型設(shè)計、船舶螺旋槳的外型優(yōu)化,甚至在金融領(lǐng)域也有人引入流體力學(xué)模型來研究金融湍流現(xiàn)象。所以說,力學(xué)無處不在。學(xué)好力學(xué),未來才可以在更多領(lǐng)域綻放光彩。
航空航天工程的未來
選擇航空航天工程專業(yè)并不意味著你以后會開飛機或是上火箭。你很可能會成為一名卓越的工程師,參與國家航空航天項目;或者成為一名資深的科研工作者,研究航空航天領(lǐng)域的各種關(guān)鍵技術(shù)。
我們學(xué)院的畢業(yè)生主要去往制造業(yè)、信息技術(shù)業(yè)、科研這三個領(lǐng)域,也有活躍于管理、教育、交通等行業(yè)的。從就業(yè)比例來看,大部分航空航天專業(yè)的同學(xué)進入國企和民企,其次是到高等院校、科研單位工作,少部分會進入政府部門或者金融業(yè)。
另外,很多本科畢業(yè)生都會選擇繼續(xù)讀研或者出國深造,本科畢業(yè)直接步入工作崗位的占比并不大。畢竟,只有本領(lǐng)學(xué)扎實了,在社會上才有根本的立足之地。
目光放遠(yuǎn),求學(xué)不問路艱
小時候的我就向往星辰大海,后來又受到各種科幻書籍以及家庭的熏陶,因此高考之后,我便選擇了航天航空學(xué)院。但說實話,進入大學(xué)的前兩年于我來說是比較苦悶的,因為每周都充斥著硬核的課程,特別是大二遇到了三門力學(xué)課,學(xué)習(xí)壓力突然增大,總覺得自己的能力實在有限,夢想仿佛越來越遙不可及。不過,心中總有個聲音告訴自己,未來的路還很長,不能在起點就自暴自棄。于是,我一步一步堅持,慢慢找到了自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏,明確了自己熱愛的奮斗方向。若說四年下來有什么感悟的話,我覺得,其實萬事開頭難,很多事物只有在你把它理解透徹之后,方能體會其魅力之所在。
學(xué)航空航天的人總要耐受一定的寂寞。選擇這條路,往往意味著更遠(yuǎn)大的追求,更持久的奮斗。我們不是要當(dāng)時尚的寵兒,也不是要奔著多高的社會地位,而是去做扎實的事、有意義的事。腳踏實地,仰望星空,回想一下老一輩航空航天人的執(zhí)著與奉獻,就能明白,這條路是多么的任重道遠(yuǎn)又多么值得自豪。