航空航天工程专业介绍
一、 专业概述
一）简介
航空航天工程学（Aerospace Engineering）是航空工程学与航天工程学的总称，涉及航空飞行器与航天飞行器有关的工程领域。它包含固体力学、流体力学（特别是空气动力学）、航天动力学、天体力学、热力学、导航、航空电子、自动控制、电机工程学、机械工程、通信工程、材料科学和制造等领域。
一般来讲，航空航天工程学分为下面两个大的分支：
航空工程学（Aeronautics）：有关航空器（含固定翼飞机、直升机、自旋翼机、滑翔机、巡航导弹、气球、飞艇）等大气层内飞行器的设计、试验和生产的工程领域。
航天工程学（Astronautics）：有关航天器（含宇宙飞船、空间探测器、人造卫星、空间站、运载火箭、登陆器）等大气层外飞行器的设计、试验和生产的工程领域。
细致来看，航空航天类专业包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造与工程、飞行器环境与生命保障工程 4 个专业。设计与工程做的是飞行器的总体设计，包括外形和结构设计；飞行器动力工程做的是飞行器动力装置和动力装置控制系统，属于核心技术；飞行器制造与工程在于“制造 ”，对飞行器的零件加工与成型工艺、装配工艺独成一门；飞行器环境与生命保障工程是学习民用领域的热能利用、空调、供暖等系统设计，到了研究生阶段还要深入学习航空航天环境模拟与控制系统设计、航空航天生理和生命保障。
二）AE 专业发展简述
美国是飞机的诞生地，但美国的航空航天技术曾长期落后于欧洲。在第1次世界大战中，美国空军的飞机几乎都出自欧洲设计师之手。1915 年，美国组建了国家航空咨询委员会——美国国家航空航天局的前身。自此，美国航空航天领域的科研活动走上了正轨，各大学也纷纷组建航空航天专业，这些专业逐步发展成为独立的系科乃至学院，从而大大提升了美国航空航天技术的发展在学术界科研水平不断提高的前提下，美国航空航天工业拥有了从未有过的规模和优势。航空航天工业的发展反过来又提高了各高校航空航天专业的科研及教学水准，二者相辅相成，使美国的航空航天技术水平一直在全球处于领导地位。国内专业航校的航空航天学科以“飞行器设计与工程 ”为标志性专业。国内综合性大学，几乎都在原有的工程力学或力学系基础上建立，故专业形式基本仍以原“工程力学或力学专业 ”为基础，在专业分流上引入航空航天相关内容。
三）航天航空工程专业研究方向
美国大学航空航天系的本科都按大类设置，代表性本科专业为 Aerospace Engineering（航空工程）和 Aeronautical and Astronautical Engineering（航空航天工程），等同于国内“航空宇航科学与技术 ”一级学科名。具体分类如下：
①飞行器设计与工程
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，能从事飞行器（包括航天器与运载器）总体设计、结构设计与研究、结构强度分析与试验，并有从事通用机械设计及制造的高级工程技术人员和研究人员。
②飞行器动力工程
本专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，能在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其它热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。
③飞行器制造工程
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
航空技术将运用微电子技术、计算机、新材料、新工艺和新能源来发展性能更优良的产品扩大应用范围。航空器将进一步向一体化、综合化、信息化的方向发展。新动力、新气动布局、新材料、新技术的应用将大大改善飞机的性能。飞机的载重能力、机动性、适应性和经济性都将有新的突破。即使是制造噪声低、污染少、经济性能好的远程超音速客机这样一类复杂的飞机，从科学技术角度来说，也是完全可能的，关键在于人们对这种需要的迫切程度以及是否值得花费巨大的人力和物力。这种飞机将把洲际旅行时间缩短到几个小时。航空运输将会更普及、更安全、更经济，为人类的工作、旅游和生活带来更多的方便。航空器将在农业、牧业、 渔业、探矿、气象、体育和环境保护等方面得到更加广泛的应用。
二、美国大学的专业分支设置：
美国大学航空航天系各级学位的授予，虽然称呼上很单一，但涉及航空航天诸多领域，籍此，我们将其涉及的航空航天领域用我国的二级学科分类进行归属并基于统计得出学科分布，主要归结为以下三点：
（1）美国大学航空航天系涉及的代表性一级学科为：力学、航空宇航科学与技术、控制科学与工程和动力工程及工程热物理；此外，交通运输工程、信息与通讯工程、生物医学工程和材料科学与工程也占到一定比例。上述各一级学科都隶属工学。对比于我国专业航校以及综合性大学的航院（代表性一级学科为力学、航空宇航科学与技术），美国大学所涉及的学科要比我们更为宽泛。
（2）力学、航空宇航科学与技术、控制科学与工程和动力工程及工程热物理代表性一级学科中代表性二级学科分别为：流体力学、飞行器设计、控制理论与控制工程和热能工程。
（3）美国大学航空航天系下属研究机构非常丰富，甚至涉及管理学、理学和经济学门类下属的二、三级学科，且有些是国际航空产业巨头所设立的联合研究机构。无论从研究机构还是培养方案都反映：美国大学航空航天系非常注重教学、研究和公司间的关系，也就是产学研间的关系。力学兼具基础性和应用性特点，且基础性研究是技术创新的源泉，在此也得以充分的体现。
在专业分支上，如上所述，美国大学的航天/航空工程主要包括：飞行器/航天器设计、计算流体动力学、飞行器动力工程、飞行器制造与工程、动力学与控制、流体、导航、复合材料、飞行器环境与生命保障工程等分支。
1.飞行器/航天器设计
飞行器设计是一级学科“航空宇航科学与技术 ”所属的二级学科，“飞行器设计 ”学科逐渐形成了五个主要研究方向："飞行动力学与控制"、"飞行器系统工程与可靠性"、"飞机综合设计技术"、"导弹与空间飞行器设计"及"先进无人机系统设计技术"，飞行器设计作为指导飞行器研制和应用的理论基础,将获得空前的发展机遇和面临新的挑战。
2.计算流体动力学
计算流体力学或计算流体动力学，英文 Computational Fluid Dynamics，简称 CFD,是用电子计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个分支。计算流体力学是目前国际上一个强有力的研究领域,是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术，广泛应用于航天设计、汽车设计、生物医学工业、化工处理工业、涡轮机设计、半导体设计、HAVC&R 等诸多工程领域，板翅式换热器设计是 CFD 技术应用的重要领域之一。
3.飞行器动力工程
以飞行器动力（发动机）总体设计、部件设计、控制系统设计及热能工程中的动力机械为主要内容。主干学科：工程热物理、流体力学、固体力学、机械学、电工与电子技术、自动控制。获得的专业知识、综合能力和工程创新能力包括发动机总体性能分析、总体与部件设计、发动机结构设计及强度和振动分析、计算、试验及测试、控制系统分析、设计及试验 、热能系统部件与系统设计及试验 、一般机械设备与装置的设计、工程分析及开发相近专业：热力涡轮机、火箭发动机、热能工程、内燃机、机械设计与制造、热能动力、机械与装置、工程热物理、流体控制与操纵系统、自动控制、工业自动化。
4.飞行器制造与工程
飞行器制造工程涉及机械工程、电机工程、电子技术、计算机技术、材料科学、管理工程、控制工程和系统工程等许多科学技术领域。各种新结构（复合材料结构、整体结构、夹层结构、超塑性成形与扩散连接的组合结构）、新组件（新型激光组件、敏感组件）、新材料（钛、铍、高温合金）、新工艺（各种型面的精密加工和超精加工、无余量精铸和精锻工艺、叶片的定向凝固和单晶技术、快速凝固技术）、新方法（先进质量控制技术）的应用，正在加速整个飞行器制造工程的发展。 设计-结构-材料-工艺技术的配合将是飞行器制造工程中的一个新趋向。
三、 就业前景分析
航空航天科技工业是知识密集和技术密集的高技术领域，航空航天技术的广泛应用影响到政治、经济、军事、科技、文化及通信、气象、能源、探测等领域，成为社会进步的强大动力。从世界范围来看，航空航天科技工业是朝阳产业，在提升国家整体科技水平和综合国力方面起着龙头的作用。
但在航空航天工程领域中就业还是面临着激烈的竞争。制造公司和政府部门会寻找最出色的学生来填补由于老员工退休或调动工作而引起的职位空缺。在此行业中的职位空缺多数由新的工作引起，然而工作的要求和对人员资历要求很高，通常调动是很少发生的。在美国学习该专业的学生毕业后，除了能回国进入各大航空航天科研院所、军科院和航空公司，也可以进入美国航空航天行业，同样有不错的发展。所有的工程师都会享受假期和病假工资、带薪假期、健康保险、人寿保险和退休金这些福利项目。
四、 热门学校分析
2020 US News 航空航天工程专业排名：
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1 California Institute of Technology 加州理工学院 |
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1 Massachusetts Institute of Technology 麻省理工学院 |
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3 Stanford University 斯坦福大学 |
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4 Georgia Institute of Technology 佐治亚理工学院 |
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5 University of Michigan--Ann Arbor 密歇根大学安娜堡分校 |
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6 Purdue University--West Lafayette 普渡大学 |
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7 University of Illinois--Urbana-Champaign 伊利诺伊大学香槟分校 |
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8 Texas A&M University--College Station 德州农工大学 |
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9 Princeton University 普林斯顿大学 |
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9 University of Colorado—Boulder 科罗拉多大学博尔德分校 |
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9 University of Texas—Austin 德州大学奥斯汀分校 |
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12 Cornell University 康奈尔大学 |
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12 University of California--Los Angeles 加州大学洛杉矶分校 |
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12 University of Maryland--College Park 马里兰大学帕克分校 |
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15 Pennsylvania State University--University Park 宾州州立大学帕克分校 |
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15 University of Minnesota--Twin Cities 明尼苏达大学双城分校 |
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15 Virginia Tech 弗吉尼亚理工学院 |
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18 Ohio State University 俄亥俄州立大学 |
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18 University of California--San Diego 加州大学圣地亚哥分校 |
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18 University of Washington 华盛顿西雅图大学 |
五．高中推荐课程及本科经典课程
1. 高中推荐课程
AP Calculus BC/AP 微积分 BC
AP Physics C/AP 物理 C
AP Computer Science/AP 计算机科学
AP Chemistry/AP 化学
2. 本科经典课程
Chemistry/化学
Calculus/微积分
Differential Equations/微分方程
Mechanics/动力学
Aerospace Flight Mechanics/航空航天飞行动力学
Aerospace Dynamical Systems/航空航天动力系统
Thermodynamics/热力学
Aerospace Control Systems/航空航天控制系统
Aerospace System Design/航空航天系统设计
