Bằng kỹ thuật hàng không đại diện cho nhánh kỹ thuật liên quan đến nghiên cứu, thiết kế, phát triển, chế tạo, thử nghiệm, khoa học và công nghệ của máy bay. Lĩnh vực này cũng bao gồm việc điều tra các đặc điểm khí động lực học của máy bay, bao gồm các hành vi và các yếu tố liên quan như cánh gió, bề mặt điều khiển, lực nâng và lực cản. Trong những năm gần đây, kỹ thuật hàng không đã trở thành một trong hai ngành chính của kỹ thuật hàng không vũ trụ, trong đó kỹ thuật du hành vũ trụ là ngành thứ hai.
Nếu bạn bị cuốn hút bởi lịch sử và phương pháp luận đằng sau những chiếc máy bay – từ những bản phác thảo khái niệm ban đầu của Leonardo Da Vinci và chuyến bay nổi tiếng năm 1903 của anh em nhà Wright cho đến sự tinh vi và tiến bộ của những chiếc máy bay phản lực hiện đại – du học ngành kỹ thuật hàng không sẽ là sự lựa chọn dành cho bạn.
Cấu trúc khóa học & yêu cầu đầu vào
Những gì được mong đợi từ các bằng cấp kỹ sư hàng không
Bạn thường sẽ tìm thấy các bằng kỹ sư hàng không được gọi là B.Eng (Cử nhân Kỹ thuật) và M.Eng (Thạc sĩ Kỹ thuật). Các bằng kỹ sư hàng không ở bậc đại học thường kéo dài ba hoặc bốn năm, nhiều cơ sở giáo dục cho phép sinh viên học thẳng lên Thạc sĩ Kỹ thuật Hàng không, kéo dài thời gian khóa học thêm một hoặc hai năm.
Trong những trường hợp như vậy, sinh viên B.Eng và M.Eng tham gia các khóa học giống nhau trong hai hoặc ba năm đầu, và những sinh viên có thành tích phù hợp sau đó tiếp tục với B.Eng thêm một năm hoặc học lên M.Eng nâng cao hơn trong hai năm. Một số cơ sở giáo dục cũng có thể cho phép chuyển tiếp vào năm thứ nhất hoặc thứ hai của chương trình cấp bằng B.Eng. Một số học viện cũng cung cấp các chương trình cấp bằng liên kết, nhưng những chương trình này thường dành cho các chuyên gia kỹ thuật hành nghề đã tốt nghiệp trong lĩnh vực liên quan và muốn chuyển đổi nghề nghiệp sang kỹ thuật hàng không.
Việc giảng dạy chủ yếu dựa trên bài giảng, song song với việc sinh viên cũng phải hoàn thành các môn học và bài tập trong phòng thí nghiệm, tham dự các buổi hướng dẫn và tham gia các chuyến đi thực tế. Làm việc nhóm và thực hiện các bài tập thiết kế theo nhóm cũng là một yếu tố, cùng với các môn học đòi hỏi làm việc độc lập, và đánh giá được phân chia giữa các kỳ thi và các bài tập dự án. Tùy thuộc vào cơ sở vật chất của trường học mà bạn chọn, bạn có thể tham dự các bài giảng của các chuyên gia trong ngành hàng không vũ trụ và thậm chí trải nghiệm các chuyến bay trong buồng mô phỏng máy bay.
Yêu cầu đầu vào đối với các chương trình kỹ sư hàng không
Bạn cần phải có năng lực cao về toán học và vật lý để đăng ký – năng lực của bạn trong hai môn học này sẽ được kiểm tra nghiêm ngặt. Và, nếu chương trình bằng cấp của bạn được giảng dạy bằng tiếng Anh và bạn là sinh viên quốc tế, bạn có thể cần phải chứng minh trình độ của mình thông qua một kỳ thi tiêu chuẩn hóa như IELTS hoặc tham gia một khóa học tiếng Anh trước khi bắt đầu bằng cấp để có được thị thực sinh viên hoặc đạt yêu cầu đầu vào chương trình.
Chuyên ngành
Chuyên ngành kỹ thuật hàng không
Về mặt kỹ thuật, bằng kỹ sư hàng không của bạn sẽ được chuyên môn hóa ngay từ ngày đầu tiên, vì bạn sẽ tập trung vào một lĩnh vực cụ thể trong kỹ thuật. Tuy nhiên, bạn sẽ học kết hợp nhiều khái niệm kỹ thuật phổ biến trong chủ đề kỹ thuật hàng không. Như với bất kỳ khóa học kỹ thuật nào, do đó, bạn có thể sẽ bắt đầu với nền tảng về toán học, vật lý, cơ học và điện tử – tất cả các chủ đề cần thiết cho việc thiết kế, chế tạo và thử nghiệm máy bay.
Các chủ đề kỹ thuật hàng không cụ thể hơn mà bạn có thể học trong năm đầu tiên và năm thứ hai bao gồm: nhập môn khí động lực học, nhập môn phân tích cấu trúc và các khóa học về động lực học và điều khiển, cấu trúc và vật liệu, thiết kế máy bay, hiệu suất máy bay, máy tính, điện tử, cơ học chất lỏng, tĩnh học, kỹ thuật hệ thống, viễn thông và nhiệt động lực học.
Như bạn mong đợi, bạn càng tiến xa hơn trong chương trình học của mình, thì càng có nhiều phạm vi để theo đuổi sở thích của riêng bạn, mở rộng kiến thức nền tảng và cá nhân hóa bằng cấp của bạn. Khi đến lúc chọn chuyên môn của bạn, một số lựa chọn bao gồm:
Khí động lực học
Lĩnh vực kỹ thuật này liên quan đến sự tương tác giữa các vật thể và bầu khí quyển, và nghiên cứu các lực tổng hợp và chuyển động của các vật thể trong khí quyển. Nghiên cứu khí động lực học bao gồm các môn học như thiết kế khí động lực học, dòng chảy chịu nén, điều khiển lưu lượng, đo lưu lượng, điều khiển công suất, thiết kế kết cấu và động lực học chất lưu.
Bạn sẽ học cách sử dụng đường hầm gió và tính toán động lực học lưu chất (CFD) để lập mô hình khí động lực học, xây dựng mô hình tỷ lệ và thực hiện thử nghiệm bay. Bạn cũng sẽ tìm hiểu về kiểm soát và đánh giá lưu lượng, động cơ và khí động lực học thử nghiệm, khí động lực học cận thanh, siêu thanh và nhiệt động lực học.
Khi việc nghiên cứu cải tiến khí động lực học và tối ưu hóa hiệu suất cho thế hệ máy bay tiếp theo có thể tiếp tục, nhu cầu về các kỹ sư có kiến thức chuyên môn về hành vi của dòng chất lưu sẽ luôn phổ biến. Ngoài ra, nâng cao nhận thức về môi trường có nghĩa là có sự chú trọng nhiều hơn vào việc cải tiến khí động lực học trong các yếu tố như điều khiển chuyến bay và các khía cạnh động lực học của chuyến bay.
Tính đàn hồi
Lĩnh vực đàn hồi là nghiên cứu về sự tương tác của các lực quán tính, cấu trúc/đàn hồi và lực khí động lên máy bay, các tòa nhà và các phương tiện bề mặt, và ảnh hưởng của nghiên cứu này đến thiết kế. Dựa trên các khía cạnh của các khóa học nhập môn trước đó, chẳng hạn như động lực học, cấu trúc, toán học và khí động học, bạn sẽ được giới thiệu các khái niệm khí động lực học như “máy bay linh hoạt” và điều khiển đảo chiều, phân kỳ, rung lắc, dao động chu kỳ giới hạn và dòng xoáy.
Bạn sẽ sử dụng các mô hình của hệ thống cánh máy bay, thân máy bay và cánh quạt cùng với một loạt các công cụ để lập mô hình động lực học cấu trúc phức tạp của máy bay và máy bay trực thăng, đồng thời khám phá sự tương tác của nó với khí động lực học và tính ổn định. Bạn cũng sẽ học cách thực hiện kiểm tra đường hầm gió, kiểm tra độ rung trên mặt đất và kiểm tra độ rung khi bay để đánh giá các vấn đề về tính đàn hồi của máy bay. Kiến thức về tính đàn hồi cũng có thể được áp dụng cho một loạt các lĩnh vực như thu hoạch năng lượng và thậm chí hiểu được chứng ngáy ngủ!
Phân tích vật liệu tổng hợp
Nghiên cứu vật liệu composite tiên tiến (ACM), phân tích vật liệu tổng hợp bao gồm phân tích các vật liệu composite hiệu suất cao về khả năng của chúng trong các dòng máy bay mới, các bộ phận cấu trúc hàng không vũ trụ và các ứng dụng kỹ thuật đầy thách thức khác. Bạn sẽ hiểu sâu hơn về các hệ thống vật liệu tổng hợp (polyme, kim loại, gốm) và tìm hiểu các kỹ thuật phân tích như đo đứt gãy, thử nghiệm cơ học, phân tích ứng suất, phân tích phần tử hữu hạn và phân tích cán mỏng. Bạn cũng sẽ học thiết kế, lắp ráp, phát hiện sai khuyết, kiểm tra không phá hủy, độ mỏi, tác động, môi trường, giao diện sợi/ma trận, độ cứng/sức mạnh và khoa học sản xuất. Phân tích vật liệu tổng hợp rất quan trọng trong nhiệm vụ chế tạo vật liệu nhẹ hơn nhưng bền hơn cho máy bay.
Điện tử hàng không
Thuật ngữ điện tử hàng không dùng để chỉ các hệ thống điện tử được sử dụng trên máy bay, vệ tinh nhân tạo và tàu vũ trụ. Là từ ghép của ‘hàng không’ và ‘điện tử’, hệ thống điện tử hàng không bao gồm thiết bị bay, màn hình buồng lái, máy tính, thiết bị dẫn đường, hệ thống lái tự động, hệ thống radar, hệ thống thu thập dữ liệu, hệ thống chẩn đoán, hệ thống liên lạc và kiểm soát không lưu, hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu, hộp đen, hệ thống thời tiết, định hướng và phân phối vũ khí, cảm biến độ độ cao và cảm biến tốc độ.
Bắt đầu với phần nhập môn về hệ thống điện tử hàng không, bạn sẽ học các chủ đề như hệ thống điện tử hàng không và thiết kế, khả năng tương thích điện từ, động lực bay và điều hướng, điều khiển chuyển động và hệ thống truyền động servo, radar và điều hướng, tính an toàn và hỏng hóc cũng như thiết bị đo đạc tiên tiến.
Lực đẩy
Lĩnh vực này liên quan đến nghiên cứu cơ học chất lưu, nhiệt động lực học, động lực học chất khí và sức mạnh của vật liệu. Nhìn vào lựa chọn động cơ xe thích hợp, lực đẩy là nghiên cứu về thiết kế, phát triển, sản xuất, lắp ráp và thử nghiệm động cơ máy bay đáp ứng các yêu cầu nhất định về công suất và hiệu suất.
Bạn sẽ tập trung vào những chú ý cơ bản về động cơ, động cơ tua-bin, buồng đốt, vòi đốt sau, thiết kế vòi phun tên lửa, thiết kế cửa nạp cận âm và siêu âm và cấu hình tuabin khí. Bạn sẽ học lý thuyết về lực đẩy dựa trên cánh quạt, điều tra hiệu suất đẩy của các loại động cơ đẩy máy bay khác nhau, xem xét tác động môi trường của động cơ đẩy cho máy bay và bay tốc độ cao của máy bay, và nhận thức về nhiệt động lực học và khí động lực học của chất lưu trong tuabin khí. Bạn cũng có thể tìm hiểu về các hình thức đẩy khác nhau bao gồm cả lực đẩy điện và lựu đẩy ion.
Kết cấu và vật liệu
Nếu bạn yêu thích các khóa học cơ bản về cấu trúc và vật liệu, bạn có thể chọn chuyên sâu về lĩnh vực này sau này trong chương trình học của mình. Bạn sẽ tìm hiểu thuật ngữ điển hình liên quan đến cấu trúc máy bay và cách đánh giá hành vi của cấu trúc thông qua sự kết hợp của các kỹ thuật phân tích, thử nghiệm và số học như phân tích phần tử hữu hạn. Bạn cũng sẽ học cách dự đoán và xác nhận thông qua thử nghiệm, hành vi của các bộ phận kết cấu dưới tải trọng, cách thiết kế và kích thước cấu hình máy bay với các tổ hợp tải trọng khác nhau và tìm hiểu về (và có thể là phát minh) các vật liệu mới, kết hợp vật liệu lai ghép và khám phá các khái niệm cấu trúc mới – tất cả đều nhằm mục đích giữ cho cấu trúc và vật liệu càng nhẹ càng tốt.
Trong khi nhiều chủ đề chính về kỹ thuật hàng không được liệt kê ở trên, các tùy chọn chuyên môn khác bao gồm nhưng không giới hạn ở:
- Tĩnh học và động lực học (nghiên cứu chuyển động, lực và mômen trong các hệ thống cơ học)
- Phần mềm (bao gồm đặc điểm kỹ thuật, thiết kế, phát triển và thử nghiệm phần mềm máy tính cho các ứng dụng hàng không)
- Cơ học rắn (phân tích ứng suất và biến dạng của các bộ phận của xe)
- Aeroacoustics (nghiên cứu về sự tạo ra tiếng ồn trong chuyến bay)
- Aervo- và hệ thống điện- (nghiên cứu hệ thống thủy lực và điện để ổn định và điều khiển các máy không khí)
- Bạn cũng có thể chọn chuyên sâu về một sản phẩm kỹ thuật hàng không cụ thể như vận tải thương mại, máy bay chiến đấu quân sự, trực thăng, tàu vũ trụ hoặc tên lửa.
Cơ hội nghề nghiệp khi học kỹ thuật hàng không
Mỗi lĩnh vực về kỹ thuật hàng không mà bạn sẽ học trong thời gian học của mình sẽ có thể có vai trò tương ứng trong sự nghiệp kỹ thuật hàng không. Cho dù bạn quan tâm đến thiết kế, thử nghiệm hoặc tư vấn, trong các lĩnh vực thương mại, khoa học hoặc quân sự, có khả năng bạn sẽ cần phải học ít nhất một bằng thạc sĩ để đạt được mức độ chuyên môn cao cần thiết để được chấp nhận vào các vị trí trong ngành kỹ thuật hàng không. Bạn sẽ cần phải đảm bảo rằng bạn theo kịp những phát triển trong lĩnh vực này trong suốt sự nghiệp của mình.
Một số nghề nghiệp kỹ thuật hàng không phổ biến bao gồm:
Kỹ sư hàng không
Là một kỹ sư hàng không, bạn sẽ áp dụng các nguyên tắc khoa học, công nghệ và toán học để nghiên cứu, thiết kế, phát triển, bảo trì và kiểm tra hiệu suất của máy bay dân dụng và quân sự, bao gồm vũ khí, vệ tinh và thậm chí cả phương tiện vũ trụ. Bạn cũng có thể làm việc trên thiết kế (sử dụng phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD)) sản xuất và sửa đổi các thành phần khác nhau tạo nên máy bay và các hệ thống này.
Vai trò này liên quan đến việc cải thiện an toàn bay, tiết kiệm nhiên liệu, tốc độ và trọng lượng, giảm chi phí hệ thống, sử dụng các công nghệ tiên tiến để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, nghiên cứu và phát triển các thông số kỹ thuật thiết kế, giải quyết tác động môi trường của việc di chuyển bằng đường hàng không và vật liệu/hệ thống bạn sẽ thiết kế. Bạn cần có khả năng giải quyết mọi vấn đề phát sinh trong quá trình thiết kế, phát triển và thử nghiệm, bao gồm điều tra mọi vụ tai nạn máy bay và quản lý dự án.
Thuật ngữ kỹ sư hàng không trên thực tế là một thuật ngữ rất rộng bao gồm nhiều vị trí. Các vị trí này có thể được phân loại theo loại vai trò và theo lĩnh vực kỹ thuật cụ thể. Ngoài ra còn có rất nhiều phạm vi để thử sức tùy vào lượng kiến thức kỹ thuật dồi dào của bạn. Một số vị trí/chuyên môn có sẵn được liệt kê dưới đây.
Nhà nghiên cứu hàng không
Một nhà nghiên cứu hàng không có nhiệm vụ nghiên cứu các công nghệ, vật liệu, hệ thống và thiết bị mới trong lĩnh vực kỹ thuật hàng không. Bạn sẽ tham gia vào việc phân tích và thử nghiệm các khám phá, so sánh các phát hiện với kiến thức hiện có, thách thức sự khác biệt, viết báo cáo nêu kết luận và đảm bảo bạn sử dụng các kỹ thuật cụ thể, chính xác cho từng nghiên cứu. Bạn có thể chuyên sâu về nhiều lĩnh vực kỹ thuật, ví dụ như nghiên cứu một quy trình mới để tăng sức đẩy, một vật liệu nhẹ hơn để cải tiến thiết kế khí động học, một cánh quạt linh hoạt hơn, cách bố trí cánh hiệu quả hơn hoặc các giải pháp để giải quyết băng giá trong chuyến bay. Nghiên cứu có thể mất vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm để hoàn thành, đỉnh điểm là phát hiện của bạn được công bố trên các tạp chí trong ngành.
Là một nhà nghiên cứu hàng không cao cấp, bạn sẽ phụ trách toàn bộ quá trình nghiên cứu bao gồm đặt hàng, thu thập và xác minh nguồn cung cấp, tập hợp và giám sát một nhóm và đảm bảo tuân thủ an toàn, chính xác, tiến độ và ngân sách.
Nhà thiết kế hàng không
Một nhà thiết kế hàng không thường tham gia vào việc cung cấp kiến thức chuyên môn về thiết kế và chi tiết cho các công ty phát triển các thành phần, sản phẩm và hệ thống hàng không. Bạn sẽ cần đảm bảo sự xuất sắc về kỹ thuật đồng thời duy trì độ trung thực với mọi thông số kỹ thuật và yêu cầu thiết kế do khách hàng của bạn đưa ra. Từ thiết kế, xây dựng, thử nghiệm và lắp đặt đến kiểm tra, xác nhận và phân tích sản phẩm mới, bạn cần đảm bảo sản phẩm tuân thủ các yêu cầu do các cơ quan quản lý cấp quốc gia và quốc tế đặt ra.
Bạn sẽ cần cung cấp bản vẽ và sơ đồ bằng phần mềm chuyên dụng (điều này sẽ khác nhau tùy thuộc vào công ty bạn làm việc và những gì bạn đang thiết kế). Sau đó, bạn sẽ tóm tắt những phát hiện của mình và thông báo những kết quả này cho các thành viên khác trong nhóm và/hoặc khách hàng của bạn. Bạn sẽ cần hiểu rõ về phương pháp lắp ráp, phương pháp sản xuất (gia công, khuôn ép, lắp ghép) và thiết kế hiệu quả về chi phí, đồng thời cần phải cập nhật các công nghệ vật liệu mới nhất và những tiến bộ trong quy trình sản xuất. Các sản phẩm bạn có thể đang nghiên cứu bao gồm thiết kế khung máy bay, thiết kế động cơ và thiết kế hệ thống tiện nghi trong khoang máy bay.
Kỹ thuật viên bảo trì hàng không (AMT)
Là một kỹ thuật viên bảo trì hàng không (AMT), bạn sẽ có chứng chỉ thợ máy do một tổ chức được công nhận cấp, chẳng hạn như Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA), xác nhận rằng bạn hoàn toàn đủ điều kiện để xử lý các hoạt động kiểm tra bảo dưỡng hàng không. Bạn sẽ chịu trách nhiệm về toàn bộ các thành phần cơ khí và cấu trúc của máy bay, bao gồm động cơ, hộp số, điều khiển bay, thiết bị hạ cánh, hệ thống thủy lực, điều hòa không khí, hệ thống nhiên liệu và chống đóng băng.
Công việc này bao gồm việc kiểm tra, thử nghiệm, chẩn đoán, thay thế và sửa chữa các bộ phận cơ khí và điện tử hàng không của máy bay khi cần thiết, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và vận hành. Một số kỹ thuật viên có thể chuyên về một phần cụ thể của một loại máy bay như khung máy bay, động cơ, hệ thống thủy lực hoặc hệ thống điện. Bạn cũng có thể chịu trách nhiệm giám sát một nhóm lớn hơn gồm các kỹ thuật viên và thợ bảo dưỡng máy bay.
Chuyên gia tư vấn hàng không
Một nhà tư vấn hàng không sử dụng nhiều năm kinh nghiệm của họ để cung cấp các giải pháp kinh doanh và kỹ thuật trên nhiều lĩnh vực trong ngành hàng không. Bạn có thể chọn cung cấp tư vấn cho một bộ phận khách hàng hạn chế hoặc cho khối lượng lớn khách hàng từ sân bay và hãng hàng không đến quản lý không lưu, nhà sản xuất, đội bảo dưỡng, nhà cung cấp dịch vụ và thậm chí cả khách sạn và các đại lý du lịch. Bạn sẽ thực hiện phân tích các thực tiễn hiện có của khách hàng, thực hiện định giá tài sản (máy bay và động cơ), thực hiện đánh giá an toàn, đề xuất các giải pháp thay thế và/hoặc cải tiến, đồng thời giúp họ thực hiện những cải tiến này để tối đa hóa lợi nhuận, an toàn và hiệu quả.
Hầu hết các chuyên gia tư vấn hàng không phải đăng ký với một công ty tư vấn được công nhận chẳng hạn như Hiệp hội Tư vấn Hàng không Anh. Tư vấn thường đòi hỏi kiến thức tốt về xu hướng thị trường và thực tiễn kinh doanh.
Một lựa chọn khác là kiểm nghiệm hàng không, bao gồm thực hiện các bài kiểm tra độ tin cậy trên các sản phẩm mới và hiện có, phát triển các quy trình kiểm tra mới, sử dụng các phương pháp kiểm tra thực nghiệm và thực hiện phân tích lỗi do các bài kiểm tra này và sản xuất hàng không liên quan đến thiết kế, xây dựng, thử nghiệm, bán và bảo dưỡng máy bay, bộ phận máy bay, tên lửa và/hoặc tàu vũ trụ. Bạn cũng có thể dạy kỹ thuật hàng không để truyền cảm hứng cho thế hệ sinh viên tốt nghiệp ngành kỹ thuật hàng không tiếp theo.
Trong số các nghề nghiệp kỹ thuật hàng không, bạn cũng có thể chọn một lĩnh vực cụ thể của kỹ thuật hàng không. Bạn có thể là một chuyên gia về động cơ đẩy, điện tử hàng không, cấu trúc máy bay, tích hợp hệ thống, khí động lực học và vật liệu và cấu trúc, hoặc nhà phát triển cánh cố định, cánh quay, kỹ thuật máy bay, tên lửa, phần mềm và động cơ tên lửa. Bạn cũng có thể tiếp tục các vai trò trong quản lý kỹ thuật, có thể là giám đốc điều hành của hãng hàng không chở hành khách hoặc hàng hóa.