【中華百科全書●工學●航空工程學】

楊籍富

【中華百科全書●工學●航空工程學】

 

航空工程學（AeronauticalEngineering），乃為工學之專門學科之一。

 

最初專注於飛機之設計、製造與操作，如今則擴及對所有各類航空器（FlightVehicle）之設計、製造、評估與操作。

 

航空器此一名詞除指各型飛機外，實包括所有在地球表面大氣層及太空中航行之各種飛具，如滑翔機、直昇機、火箭、飛彈、人造衛星、太空船及太空梭等皆屬之。

 

航空工程學為自機械工程學分支演變而成，且由於其近數十年來快速之發展，如今亦有稱之為太空工程學（AerospaceEngineering）者。

 

然二者並無明顯區分，且太空工程之發展仍以航空基本工程為基礎，並且不出航空範疇，惟其研究對象更為廣泛而已。

 

航空或太空工程學所基於之科學與工藝（Technology），主要包括空氣動力學、飛行力學、結構學、材料科學、推進理論、電子學、控制原理及人體科學等。

 

如今設計及發展一優良之航空器，實際幾乎涉及所有各類工藝與科學之貢獻與成果。

 

優良之航空器設計工程師除考慮航空工程本身技術問題外，更應考慮到能源之消耗及製造成本等問題。

 

一、發展簡史：航空工程學之誕生可溯自美國萊特兄弟於西元一九○三年十二月十七日首次試飛彼等自製之飛機成功開始，然直到一九一五年，航空工程學仍被認為是機械工程學之一部分。

 

當時飛機推進系與汽車引擎類似，飛機結構亦多為土木工程中所常用之簡單鉸接桁架結構，空氣動力學亦尚未發展至可供工程應用之程度，設計則主要依賴經驗。

 

迄第一次世界大戰，飛機在軍事上之應用始導致對航空問題進行廣泛之理論與實驗方面之研究，其成果亦即成為此一新興學科早期之基礎。

 

由於飛機在軍用與民用的雙重需要與價值，第二次世界大戰更加速了航空工程學之研究與發展。

 

渦輪噴射引擎（TurbojetEngine）的發展使飛機的飛行速度打破了音速之限制，進入了超音速之領域。

 

巨型火箭的出現使人造的航空工具達到了以前飛機所不能達到的高空。

 

繼之導航飛彈（GuildedMissile）及長程洲際彈道飛彈（IntercontinentalBallisticMissile，簡稱ICBM）亦問世，由於此等飛彈之飛行速度最快時可達到數倍音速之高，因而除航空工程學研究與發展之重點，已由次音速飛行之空氣動力學進展到超音速氣動力學，繼而到高超音速（Hypersonic）氣動力學外，亦激勵與帶動了抗熱材料及導引控制方法等方面之研究。

 

在航空工程快速發展過程中，擴大其原有範疇之最驚人成就，當屬蘇俄於一九五七年十月四日，成功的發射了第一枚人造衛星環繞地球而運行，由於其軌道已在距地面二百公里以外，幾乎無大氣存在的空間，於是人類的航空乃擺脫了氣層之限制，而進入於太空的領域，亦遂揭開了太空發展的序幕。

 

到現在，人類憑藉日益增強的火箭，已經登陸月球。

 

而無人的太空船則更深入星空，趨向太陽系的邊緣，美國太空梭於一九八一年四月，成功的發射及安全飛返地球表面降落，更使得人類往返於太空與地球間之運輸交通進入一個新紀元。

 

二、我國航空工程教育與發展：與其他工程專門學科之教育體系相同，亦可分為專科與大學教育二類，前者修業二年，後者四年。

 

大學航空及太空工程之課程，前二學年多為工科之基礎共同必修課程，專業課程多自第三學年開始，主要者包括空氣動力學、飛行力學、熱力學、航空發動機、自動控制原理、航空器結構學、飛機設計、火箭概論、航空儀表及航空工程實驗等科目，視學校之不同而有所差異。

 

完成四年大學教育後獲航空工程工學士學位。

 

其後亦可進研究所繼續高深之專門研究，課程則較大學部者更具彈性而多為選修科日，以符合研究者之個人志趣，並有專題討論及論文寫作。

 

所頒授之學位則為航空工程碩士，繼而為航空工程博士。

 

我國航空工程學分為專門學科始自民國二十三年北洋大學於機械系內增設航空工程組，二十四年成立航空工程系（該校於抗戰時內遷，改為西北工學院）。

 

二十四至二十五年間，相繼設立航空工程組或系之大學尚有交通大學、清華大學及中央大學等校。

 

後於民國三十三年，四川大學亦增設航空工程學系。

 

浙江大學、廈門大學則於抗戰勝利後始設航空工程學系。

 

最早成立航空研究所者為清華大學。

 

政府遷臺後，各大專院校中最早成立航空工程學系者乃為中正理工學院，時為民國五十六年。

 

目前淡江大學、成功大學及逢甲大學皆設有航空工程學系。

 

中正理工學院並設有航空研究所，臺灣大學機械工程研究所內亦設有航空組，以培植高級航空工程科技專門人才，而授予碩士學位。

 

我國航空工業發展，雖最早於民國九年在福建已創建海軍飛機製造廠，並研製完成水上教練機一架，而為我航空工業啟蒙。

 

可惜歷年來因北伐、抗戰及戡亂等所帶來之因素而未能持續發展，至政府遷臺初期，我航空工業已陷入完全停頓狀態。

 

直至十餘年前，中正理工學院創設航空工程學系之時，政府遂再籌設各專業研究發展機構。

 

目前負責飛機及航空發動機發展之機構，為航空工業發展中心，負責火箭與飛彈發展者為中山科學研究院。

 

近年來二者皆有成果展示，描出航空及尖端科技發展的遠景。

 

（王石生）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=6907