航空航天工程（私人飞行员教学） BEng (Hons)

The University of Sheffield - 谢菲尔德大学

全院范围内的全球工程挑战周是第一年课程的必修部分，该项目旨在发展学生的学术、可转移和就业技能，并拓宽他们作为全球公民的视野。在一整周的时间里，学院的所有学生以六人一组的方式工作，从一系列主题下的项目中进行选择，包括水、信息和通信技术、废物管理和能源，场景设置在一个发展中国家。一些项目是基于无国界工程师挑战赛*，其他项目是由乌干达马凯雷雷大学的一位学者建议的（他参与了利用信息技术系统为发展中国家的健康、农业和资源问题开发解决方案）。学生在作为专业工程师的一些方面接受学院校友和一些当地工业工程师的评估。*EWB挑战赛是一个由澳大利亚无国界工程师组织在国际上协调的设计项目，在澳大利亚、新西兰、英国和爱尔兰的大学进行。它为学生提供机会，通过真实的、鼓舞人心的、可持续的和跨文化的发展项目来学习设计、团队合作和沟通。通过参加EWB挑战赛，学生们获得了一个绝好的机会，为真正的EWB项目所确定的问题设计创造性的解决方案。每年，EWB挑战赛的设计概要都是基于EWB与其社区伙伴组织确定的一套可持续发展项目。

该课程提供了工程静力学和动力学中使用的基本概念和技术。涵盖了二维静力学，包括力和力矩系统、自由体图、平衡、摩擦，以及对典型航空航天工程机械的应用。还包括对三维静力学要点的介绍。涵盖粒子和刚体的二维运动学和动力学。还介绍了动力学中工能方法的使用。不需要事先了解静力学或动力学的知识；处理的重点是物理理解和航空航天工程中的应用，而不是使用高级数学处理方法。

本模块旨在加强学生以前的知识，并开发新的基本数学技术，以支持1级和2级的工程科目。它还为相应工程系的2级数学课程提供了基础。

本模块将介绍简单连续动力系统的建模原理。本模块还介绍了线性模型的分析。它包括对一阶和二阶系统动态行为的详细分析，将行为与物理参数联系起来，如上升时间、稳定时间、过冲、稳态。阻尼和阻尼比以及谐振。也会讨论频率响应。我们将通过提供开环和闭环控制的例子来介绍控制和反馈这一主题，并对线性模型进行详细分析，重点是一阶和二阶系统。学生将被介绍到简单实用的反馈机制，包括PID控制器和性能标准，如偏移、稳定性、极点和零点。你将学习如何使用拉普拉斯变换来解决线性微分方程的原理，并使用传递函数和框图代数来表示系统。你还将通过使用傅里叶级数来发展对系统分析的频域含义的理解。MATLAB被用来加强对所有模块内容和课程作业的模拟和分析。

本模块将向学生介绍飞机设计的基本概念，并以设计、建造和测试小型模型飞机为高潮，学生必须预测其飞行性能.

本模块研究材料的宏观特性是如何由原子的排列和原子间的结合决定的。考虑加工如何影响这些原子排列，从而影响材料的微观结构和性能。最后介绍了考虑到多种标准的航空航天应用的材料选择。

本模块介绍了预测由理想电压和/或电流源（可能是交流或直流源）驱动的无源电路元件、电阻、电容和电感组合行为的概念和分析工具。所涉及的思想不仅从实际电子电路建模的角度来看是重要的，而且因为生物学、医学和机械工程中的许多复杂过程本身就是由电路建模的。无源思想被扩展到有源电子元件；二极管、晶体管和运算放大器以及使用这些设备的电路。还包括变压器、磁学和直流电动机。

本课程概述了空气动力学和热力学的基本原理，这些原理对于一名航天工程师来说是必不可少的。该课程为以后的进一步学习提供了坚实的理论基础。它的设计也是为了让学生能够进行相对简单的计算，以实现部件和系统的空气动力学和热力学设计。

全院范围内的工程--你被雇用周是第二年课程的必修部分，该周被设计用来发展学生的学术、可转移和就业技能。在为期一周的密集项目中，学生们将在大约六人的多学科小组中工作，研究一个现实世界的问题。这些项目是基于工业伙伴提供的问题，学生们将提出解决这些问题的想法和进一步发展这些想法的项目建议。

本模块的目的是为学生提供与飞机驾驶有关的所有问题的良好工作知识，并为他们在轻型飞机上进行五小时的飞行训练做好准备。该模块包括飞行原理和飞机常识背后的理论、航空法、气象学、飞行计划和性能、与飞行飞机有关的人为因素、无线电电话和导航。学生在这一年里将进行5个小时的飞行训练，这将有助于他们把地面训练的内容。

该模块为理解反馈控制系统的分析、设计和应用提供了坚实的理论基础，适合于普通工程学生。这得到了硬件实验室、PC实验室活动和课程作业的支持。内容包括标准的分析工具，如根联、Bode图、Nyquist图和z-transforms。课程的后半部分着重于使用这些分析工具设计常见的反馈策略，学生将进行指示性设计，并通过应用于实验室和硬件系统来加强学习.

该课程的总体目标是清楚地解释固体力学的一些基本理论，用于基本飞机结构问题的建模。具体而言，这意味着桁架系统分析、静态确定和不确定梁的弯曲、横截面分析、对称轴、结构梁的截面特性、由弯矩和UDL加载的梁、点载荷和弯矩下的梁的Macaulay方法、开放和封闭截面薄壁梁的一般应力、应变和位移、剪切流和剪切中心、封闭和开放截面梁的扭转、梁的扭转、飞机结构材料和飞机结构部件.

本模块巩固了以前的数学知识，并发展了与航空航天工程学科相关的新的数学技术。

该模块旨在巩固和扩展学生对基本流体流动特性、流体流动以及应用分析技术解决工程流体问题的理解。该模块将涵盖积分控制量和微分分析技术的使用。这些将被应用于一系列简单的工程流体系统，牛顿层状分析将被应用于内部流动。边界层将被引入并与阻力和传热的概念相关。可压缩喷嘴流动、窒息和冲击波的概念将被涵盖。将介绍亚音速和音速可压缩流动。学生还将被介绍到使用FLUENT的计算流体动力学，并获得实际操作经验。

该模块旨在向工程专业学生介绍工程师在其工作环境中可能遇到的一些关键的财务和法律问题。该模块将直接借鉴工程项目和/或产品开发背景下的预算编制、融资、评估财务风险和做出财务决策等实际问题。同时，该模块将培养学生对签订工程项目和产品的开发和交付合同的法律方面的理解，以及对环境法规、数据保护和知识产权的认识。通过一系列这两个学科的平行讲座，该模块将提供这两个领域的工作知识以及它们如何影响工程实践。作为评估的一部分，将着重强调小组工作、报告撰写和陈述，并辅以在线练习和个人作品集。

本模块旨在为学生提供对空气动力学基本理论的良好理解，并将其纳入设计过程中。它强调了空气动力学在工程产品设计中的作用，其中气流在几何形状周围施加的力是至关重要的，例如，对于飞机或赛车。空气动力学原理将通过其在航空和汽车设计中的作用得到证明。学生应该能够将这些基本原理应用于更广泛的工程领域，如风力涡轮机、发动机风扇、建筑物、帆船等的设计。

该模块旨在向你介绍你在学习和工作中需要的关键技能之一。你将学习为什么项目是工程环境的一个关键特征。你还将被介绍到项目管理概念和术语的基础知识。此外，你将学习如何计划一个项目并为其成功完成而交付。它将介绍项目管理主题，如计划、范围、日程安排、资源、成本和约束。此外，你将在实践中认识到人对成功交付项目的重要性，包括利益相关者和团队的动态。

该项目旨在发展学生的技术知识和理解、技术和个人技能以及对其研究的更广泛背景的欣赏。它使学生有机会通过将知识和技能应用于一个特定的问题领域，并进一步发展。这也是为了培养学生更高层次的独立性。该项目的具体目标是：-为学生提供自由，探索真实工程问题的可能解决方案，使他们能够展示他们对实际航空航天工程的理解。-使学生在进行技术调查时能够进行独立思考和判断。

本模块的目的是让学生了解应用于航空推进和发电的燃气轮机的运行原理。本模块介绍了燃气轮机的理论以及它们应该如何运行。该研究以基本的热力学和流体力学分析为基础，并介绍了提高效率和增加特定工作输出的方法。燃烧的简单热力学的影响，喷气发动机的损失和效率，以及对涡轮喷气和涡轮风扇设计的分析都被考虑在内。网站版本：该模块为学生提供了对燃气轮机、脉冲喷气、RAM喷气以及固体和液体燃料火箭发动机的操作原理的理解，并将其应用于航空推进。这种理解是建立在对每种推进方式的部件和系统的基本热力学和流体力学分析之上。还介绍了提高效率和增加组件的具体工作输出的方法，以及对燃烧、损失和效率的介绍。

航空航天工程是一个迷人的领域，需要来自不同学科的知识。本模块的目的是为学生提供这样的基础知识和对飞机性能、飞行动力学和控制飞机运动的问题的理解。涵盖了飞机性能的各个方面，包括直线、平飞和机动。该模块介绍了刚体飞机的运动方程，然后确定空气动力和力矩。静态和动态的稳定性和响应特性被定义。分析了飞机的飞行和操纵质量，以及影响其运动的干扰，.

这个模块提供给第三年的所有航空航天工程课程。它提供了关于飞机概念设计的所有元素的全面知识，并促进学习和应用基于给定要求设计飞机的工业程序。主题包括但不限于：概念设计和尺寸，初步设计，匹配图，机翼设计，推进系统选择，机身设计等。在教学过程中，将通过使用特定的主动学习技术（见下文），在建设性的基础上进行调整。目的：学生将能够从成本客户和性能要求中设计一个飞机概念.