从嫦娥探月到火星探测,航空航天类专业的辉煌之旅

芃斐

嫦娥探月工程中的专业贡献

探测器设计与制造专业嫦娥系列探测器的成功研制离不开航天器设计、制造等专业人才的努力。他们精心设计探测器的结构、热控系统、能源系统等，确保探测器在极端的月球环境中能够稳定运行并完成探测任务。例如，嫦娥五号探测器的返回舱设计，需要考虑如何在高速再入地球大气层时保证样本安全返回，这涉及到复杂的气动外形设计、防热材料选择与应用等专业知识。轨道控制与导航专业将嫦娥探测器准确地送入地月转移轨道，并实现月球轨道的精确捕获和绕月飞行，以及在采样返回过程中的轨道控制，都需要轨道控制与导航专业的精确计算和操作。他们通过对火箭发动机的点火时机、推力大小和方向的精确控制，以及对探测器姿态的调整，确保探测器沿着预定轨道飞行并准确到达目标位置。通信与测控专业在嫦娥探月工程中，探测器与地球之间的通信和测控至关重要。通信与测控专业人员负责建立和维护可靠的通信链路，确保探测器在月球轨道和月面工作期间能够将数据及时、准确地传回地球，并接收地面的指令。这需要攻克深空通信中的信号衰减、时延等技术难题，以及建立全球范围的测控网络。

火星探测中的专业力量

星际航行技术专业火星距离地球非常遥远，天问一号探测器需要经过漫长的星际航行才能到达火星。星际航行技术专业的人员负责设计探测器的推进系统、轨道优化方案等，使探测器能够在有限的燃料和时间内准确抵达火星。例如，采用了霍曼转移轨道等优化轨道设计，以及先进的化学火箭发动机和姿态控制技术，确保探测器在长达数月的航行中保持正确的航向和姿态。火星大气与着陆技术专业火星的大气环境与地球大不相同，探测器在进入火星大气层时面临着高温、高速等严峻挑战。火星大气与着陆技术专业的专家通过研究火星大气的物理特性，设计了合适的气动外形和减速方案，如采用降落伞减速、反推发动机等多种手段，确保探测器能够在火星表面安全着陆。天问一号的着陆巡视器在着陆过程中，成功实现了 “恐怖 7 分钟” 的软着陆，展现了该专业在应对复杂大气环境和精确着陆方面的卓越能力。火星科学探测与研究专业探测器在火星表面和轨道上开展了多项科学探测任务，如火星地质结构、气象环境、水冰分布等的探测和研究。火星科学探测与研究专业的人员负责设计和操作科学载荷，对探测数据进行分析和解读，为人类深入了解火星的起源、演化和潜在的生命迹象等提供了重要依据。天问一号搭载的多种科学载荷，如相机、雷达、光谱仪等，为火星科学研究提供了丰富的数据。

专业概述


航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律，致力于培养能够把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。
主要专业介绍

航空航天工程培养具备航空航天领域多学科知识，能运用理论分析、数值模拟和实验研究等手段解决实际问题，从事导弹、航天器、飞行器等总体、结构和系统设计工作的高级工程技术人才。该专业注重总体设计和系统分析能力的培养，需要扎实的数学、物理、力学、实验及计算机基础。飞行器设计与工程主要对飞机、导弹等飞行器进行设计，包括飞行器整体设计、飞机的结构设计与研究，以及各种航天飞行器如人造卫星、宇宙飞船、空间站、深空探测器、运载火箭、航天飞机等的设计。旨在培养具备较好数学、力学基础知识和飞行器工程基本理论，及飞行器总体结构设计与强度分析、试验能力的高级工程技术人员和研究人员。飞行器制造工程以一般机械制造工程为基础，吸收先进技术和科学理论成果，针对飞行器特点研究制造方法的机理和应用，探求制造过程的规律，以实现先进设计思想的产品化。该专业培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的高级工程技术人才和管理人才。飞行器动力工程从广义上讲属于能源动力工程，主要研究飞机和火箭上的发动机。由于航空发动机的高性能、高精度、高可靠性要求，该专业的设计和制造都十分复杂困难。学生主要学习飞行器动力装置的基础理论和基本知识，受到机械工程设计、实验测试和计算机应用等方面的基本训练，具有飞行器动力装置及控制系统的设计、实验和运行维护等方面的基本能力。飞行器环境与生命保障工程培养具备航空、航天环境模拟及控制、生命保障系统设计与研究能力，能在航空航天领域从事环境控制与生命保障系统设计，在民用领域从事热能利用、空调、供暖等系统设计的工程技术人才。学生主要学习航空航天生理、空间环境工程、热控系统理论、控制理论、人机系统工程等基础理论。飞行器质量与可靠性以航空、航天等高科技大型复杂工程项目为背景，重点培养能运用系统工程的理论和方法，掌握产品可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性设计与试验（验证）技术的高层次、综合性、复合型高级工程技术人才。主要课程包括飞行器设计系统工程、系统可靠性设计与分析、飞行器维修性设计与验证、可靠性试验技术等。飞行器适航技术培养具有良好数学、力学和电学基础，熟悉适航法规和标准，能从事飞机总体和结构设计与适航符合性评估、飞机系统安全性设计、可靠性工程、飞机适航审定以及适航管理技术等方面工作的高级技术研究、工程应用和管理人才。飞行器控制与信息工程是国家重点建设、社会发展急需的方向，具有广阔的发展前景。培养掌握高等数学、工程数学和大学物理等基本理论，掌握机械设计、计算机应用、电工电子等方面知识，了解项目策划管理及技术经济分析等基本方法，掌握工程力学、控制理论和飞行器设计等专业基本理论和工程知识，接受飞行器设计与工程方面的基本训练，能独立承担设计任务的高级复合型人才。无人驾驶航空器系统工程主要研究无人机的各组成系统，包括气动外形、结构系统、自动驾驶系统、通讯导航系统、任务载荷系统等，以及各系统之间的组织、协调关系。所学内容涵盖航空、机械、电子、通讯、软件等工程学科在无人机领域的知识和技能，是一个多学科交叉融合，且突出实践应用能力的新学科。

学习内容与课程设置

基础课程通常包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学化学、理论力学、材料力学、电工电子技术、计算机技术基础等，为后续专业课程的学习奠定坚实的理论基础。专业课程因专业而异，如飞行器设计与工程专业的空气动力学、飞行力学、飞行器结构力学、飞行器总体设计、飞行器结构设计等；飞行器动力工程专业的工程热力学、流体力学、航空发动机原理、航空发动机结构与强度等；飞行器制造工程专业的机械制造技术基础、航空制造工程概论、飞行器制造工艺学等。实践课程有课程实验、课程设计、实习、毕业设计等。例如，在飞行器设计与工程专业中，会有飞行器设计课程设计，要求学生完成一个小型飞行器的总体设计或部件设计；在飞行器制造工程专业中，会有金工实习、生产实习等，让学生深入工厂了解飞行器的制造过程。

就业前景与方向

就业前景随着我国航空航天事业的蓬勃发展，对航空航天类专业人才的需求日益增长。无论是在国家航天局、航空航天研究院等科研机构，还是在航空航天科技公司、航空公司、大型企事业单位等，都有大量的就业机会。同时，随着航空航天技术的不断进步和应用领域的不断拓展，毕业生还将有更多的机会参与到国际合作与交流中。就业方向可以在航空航天科研院所从事飞行器设计、研发、试验等工作；在航空公司担任飞机维修工程师、飞行员、空管人员等；在航天企业参与航天器的研制、发射和运营；在国防单位从事军用飞机和导弹等的研究与生产；还可以在相关企业从事航空航天产品的市场营销、售后服务等工作。

院校推荐顶尖学府

北京航空航天大学在航空航天领域具有顶尖的教学和科研水平，拥有优秀的师资队伍和先进的实验设备，航空航天工程专业在国内乃至国际上都有很高的声誉。西北工业大学是我国航空、航天、航海工程教育和科学研究的重要基地之一，航空航天工程专业实力强劲，在航空航天材料、飞行器结构设计、飞行力学等方面的研究成果显著。哈尔滨工业大学综合实力名列前茅，在载人航天、小卫星、机器人等领域有着大量的科研成果，在航空航天工程的教学和科研方面有着深厚的积淀。清华大学国内顶尖的综合性大学，其航空航天工程专业也具有很高的水平，在航空航天领域的基础研究和前沿技术研究方面取得了不少成果。

重点院校

北京理工大学按照 “强地、扬信、拓天” 的总体发展战略，在航空航天工程专业人才培养方面具有独特的优势，注重基础理论与工程实际相结合1。上海交通大学在工程领域具有强大的实力，其航空航天工程专业依托学校的综合优势，在航空航天材料、航空发动机制造等方面有着出色的研究和教学水平。国防科技大学直属于中央军委，是解放军唯一一所 958 工程院校，在航空航天领域拥有着天河超级计算机、北斗卫星等世界级科研成果。电子科技大学在电子信息领域具有优势，其航空航天工程专业注重与电子信息技术的结合，培养出的学生在航空电子系统、飞行器测控等方面具有较强的能力。

普通院校

沈阳航空航天大学是东北地区专门培养航空航天人才的重要院校之一，在飞行器制造、航空发动机维修等方面具有较强的实力，为我国航空航天事业培养了大量的技术人才。南昌理工学院作为一所民办院校，也开设了航空航天工程专业，学校注重实践教学，为学生提供了一定的实践机会和实习平台。郑州航空工业管理学院以航空航天为特色，在航空航天工程的管理、飞行器维修等方面具有一定的优势，培养的学生在航空航天领域的管理和技术保障方面具有较强的能力。

其他院校

四川大学是一所综合性大学，其航空航天工程专业在教学和科研方面也有一定的实力，学校在航空航天材料、飞行器制造等领域开展了相关的研究工作。中山大学在南方地区具有较高的知名度，其航空航天工程专业注重培养学生的创新能力和实践能力，为学生提供了丰富的实践机会1。中国民航大学隶属于中国民用航空局，是一所工、管、理、经、文、法、艺等学科协调发展的多科性大学，是民航局、天津市、教育部共建高校，在飞行器适航技术等专业上有一定优势。