Sei nato 100 anni troppo tardi.

Per essere un miglioramento rispetto ai progetti esistenti, gli aeroplani diventano sempre più complessi e ogni dettaglio viene ottimizzato nel corso degli anni e degli anni. I giorni in cui qualcuno come Robert Hall o Kurt Tank progettava e provava i loro progetti sono ormai lontani.

Il meglio che puoi fare è progettare un velivolo sperimentale e magari commercializzarlo come autocostruito o in kit. Ma dimentica di progettare combattenti di prima linea da solo: questo coinvolge ormai migliaia di ingegneri ei piloti collaudatori hanno carriere molto diverse da quelle degli ingegneri capo.

Piuttosto che occuparci dei titoli, diamo uno sguardo a cosa comporta la progettazione / analisi / certificazione di un aereo moderno:

• Aerodinamica esterna: dedurre le caratteristiche aerodinamiche e proporre modifiche linea del modello esterno come richiesto per ottenere le caratteristiche desiderate. Competenze : matematica applicata, ingegneria aeronautica.

• Scienza del volo: dedurre le caratteristiche di prestazioni, controllabilità e stabilità dell'aereo e proporre modifiche nei controlli di volo / aerodinamica come richiesto per ottenere le caratteristiche desiderate. Competenze : matematica applicata, ingegneria aeronautica.

• Carichi e dinamica: dedurre l'accoppiamento strutturale / aerodinamico sull'aereo e risolvere carichi esterni sulle strutture, controllo superfici e carrello di atterraggio. Competenze : matematica applicata, ingegneria aeronautica.

• Termodinamica: dedurre i requisiti di riscaldamento e raffreddamento, flusso di gas interno e soluzioni antigelo. Competenze : ingegneria meccanica.

• Struttura: progetta le strutture interne che danno forma al velivolo e i meccanismi meccanici che svolgono le funzioni previste. Competenze : ingegneria meccanica.

• Stress: dedurre le sollecitazioni all'interno delle strutture dei velivoli e proporre modifiche in modo che le parti rilevanti raggiungano i cicli di fatica richiesti. Competenze : ingegneria meccanica.

• Controlli di volo (tradizionali): progettazione dell'architettura e dell'interconnessione meccanica / idraulica per ottenere i percorsi meccanici desiderati per l'attivazione del controllo di volo superfici. Competenze : ingegneria meccanica, ingegneria idraulica.

• Controlli di volo (FBW): progettazione delle architetture elettriche, informatiche e idrauliche per ottenere un azionamento sicuro e affidabile delle superfici di controllo del volo. Competenze : ingegneria meccanica, ingegneria elettrica, informatica.

• Legge di controllo (FBW): progettazione del modello matematico e implementazione software delle leggi di controllo del volo / autopilota per ottenere un controllo preciso e robusto dell'aereo. Competenze : ingegneria elettrica, ingegneria dei sistemi di controllo, matematica applicata.

• Sistemi elettrici: progettazione dei sistemi ad alta e bassa tensione che inviano potenza dai generatori elettrici a aree previste in modo sicuro e affidabile. Competenze : ingegneria elettrica.

• Fattori umani: analisi e progettazione di interfacce hardware / software intuitive, precise e robuste per piloti / operatori / occupanti. Competenze : ingegneria industriale.

• Interni: sebbene spesso cagato in quanto non abbastanza aeronautico, è uno dei punti di forza più importanti di un aereo per quanto riguarda gli occupanti (soprattutto business jet). Competenze : ingegneria industriale, design di interni.

• Integrazione: anche elencare quanto sopra ha richiesto del tempo, quindi è importante delucidare, tracciare e convalidare i requisiti tale che quando tutto è messo insieme, si adattano. Ciò può coinvolgere dozzine o addirittura centinaia di fornitori che potrebbero avere un ambito limitato per l'obiettivo di progettazione generale. Competenze : ingegneria dei sistemi, ingegneria industriale

• Affidabilità e sicurezza: dedurre la probabilità di guasti di qualsiasi sistema / parte dell'aeromobile e assicurarsi che la criticità del guasto garantisce la probabilità progettata. Competenze : ingegneria dei sistemi.

Probabilmente mi mancano alcune aree chiave. Ma come puoi vedere, progettare un aereo è un'impresa estremamente diversificata che richiederebbe conoscenza ed esperienza per tutta la vita. Puoi essere un esperto in un numero qualsiasi di campi e dare comunque contributi indispensabili alla progettazione complessiva.

I test pilota sperimentali sono probabilmente quanto di più vicino potrebbe fare chiunque per essere un tuttofare. La maggior parte dei piloti collaudatori che conosco ha più familiarità con la progettazione e i sistemi complessivi del velivolo rispetto alla maggior parte dei progettisti del proprio campo. Oltre ad aver accumulato molte ore di volo (la maggior parte delle quali militari), sono esperti in ingegneria tecnica e la maggior parte di loro ha un master in ingegneria.

Affronterò la domanda nel titolo: come entrare nella progettazione di un intero velivolo . Non tutti i componenti, ma prendere le decisioni più importanti e visibili.

Tali lavori esistono, ma non sono facili da ottenere. Il design è un processo iterativo che va sempre più in profondità in ogni fase. Inizia con un documento di requisiti, a cui viene risposto con proposte di progettazione, che vengono poi elaborate per almeno 3 passaggi: progettazione concettuale, preliminare e di dettaglio. Ogni passaggio richiede più di 10 volte il numero di persone rispetto al precedente.

Per progettare l'intero velivolo, o almeno una gran parte di esso, devi essere in quell'1% selezionato coinvolto nella progettazione concettuale. Per questo, la laurea primaria da ottenere è specificamente Ingegneria aerospaziale. Qualunque altra cosa, più specifica, è troppo probabile che ti incaselli in uno dei dipartimenti che si occupano della progettazione dei dettagli. Per la progettazione generale, in cui dovrai selezionare la forma in pianta e i motori, hai bisogno di ampiezza di conoscenza più che di profondità.

Diamo un'occhiata a tre modi per farlo:

1. Grande industria. Sembra ovvio, dato che verrai assunto subito dopo il college, ma la parte difficile è trovare il lavoro giusto. I nuovi ingegneri iniziano la progettazione in dettaglio e la maggior parte degli ingegneri rimane lì. Per ogni persona che prende decisioni importanti, il grande settore aerospaziale ha bisogno di 100 ingegneri di grado e file che si limitano a creare i modelli 3D e compilare gli elenchi delle parti.

Fatti strada attraverso promozioni e spostamenti laterali può funzionare, ma corre il rischio aggiuntivo di staccarsi dal lavoro tecnico. Dovrai renderti estremamente visibile, all'interno e all'esterno della tua azienda, mostrando in particolare il tuo interesse e la capacità di creare o sviluppare concetti di design.

La maggior parte se non tutte le grandi aziende aerospaziali hanno un'unità simile a "Skunk works", che tra le altre cose gioca con progetti a torta. Questo è il tuo obiettivo, devi entrare. Ciò richiede reputazione, e guadagnarla mentre svolgi i tuoi compiti di base è paragonabile a fare un lavoro a tempo pieno e un dottorato di ricerca. in una volta - in effetti, un approccio è fare proprio questo. Non avrai quasi tempo libero, ma conosco persone che ci sono riuscite. Questo è un approccio difficile con scarse possibilità di successo, ma il vantaggio è che sarai comunque finanziariamente sicuro; nella peggiore delle ipotesi potresti annoiarti.

2. Startup. Iniziare come le più piccole aziende che ancora progettano e costruiscono aerei è un modo più sicuro per arrivare a progettare almeno qualcosa . Può essere una startup che sta giocando con ultraleggeri, elettrici o semplicemente idee insolite. Tali aziende evitano o esternalizzano il lavoro di basso livello, rimandano la dolorosa fase di riduzione del peso e si concentrano sugli aspetti generali.

Questo ti porterà a lavorare in un team di progettazione molto piccolo, costruendo aeroplani proprio come li stai progettando, e forse anche volandoli. Per entrare a far parte di un'azienda del genere, le capacità di pilotaggio possono essere più importanti di una laurea avanzata e l'esperienza con gli homebuilt può semplicemente conquistarli: stanno cercando appassionati, non persone dalle 9 alle 5.

Questo percorso è meno selettivo degli altri due, ma è meglio che tu abbia un buon piano per mantenerti, poiché la scuola di volo e le costruzioni domestiche saranno grandi spese vive, specialmente se prese durante il college (vuoi iniziare presto, Dopotutto). In altre parole, è rischioso. Ma l'esperienza di progettazione "full-stack" in una piccola azienda può portarti a ricoprire ruoli di progettazione concettuale in aziende sempre più grandi. Alla fine potresti finire per guidare un grande progetto o persino gestire la tua azienda: le startup ti preparano meglio del lavoro d'ufficio.

3. Test pilota . Questo è meno progettare, più volare. Essere sia un pilota collaudatore che un ingegnere non è solo fattibile: una laurea è già un prerequisito comune per diventare un pilota militare e l'ingegneria aerospaziale è la scelta perfetta.

Per arrivare da lì per essere coinvolti nel design, devi essere un pilota collaudatore. Questo lavoro non riguarda solo il volo, ma la valutazione dell'aereo, che richiede molte conoscenze fondamentali. Non tutti i piloti collaudatori provengono da un background militare, ma il volo militare è una pista veloce comprovata. Una laurea avanzata in un campo correlato è comune anche per ottenere una posizione di pilota collaudatore e aggiornerà le tue conoscenze tecniche.

Questo è meno probabile che ti porti a un ruolo decisionale, ma può farti entrare nel team principale, dove la tua esperienza e il tuo contributo aiutano a guidare le decisioni. Nelle aziende più piccole, è possibile combinare ruoli di test pilota e ingegneri. Se mantieni e sviluppi le tue capacità ingegneristiche, l'esperienza del pilota collaudatore ti aprirà anche molte porte extra: un ingegnere che sa in prima persona come le decisioni di progettazione influenzano le caratteristiche di volo è molto utile nelle prime fasi di progettazione. I tuoi ruoli tenderanno al lavoro di consulente piuttosto che a quello del personale.

Per riassumere, tutti e 3 i percorsi iniziano con una laurea in ingegneria aerospaziale. Quindi:

• Scuola di volo -> resume-building (homebuilt, lavori, pubblicazioni, ecc) -> startup (sei lì, progettando aerei sperimentali) -> venditi per progettare cose più grandi .
  Richiede: molto entusiasmo, preferibile ossessione.
  Rischi: rimanere senza soldi.
  Ricompensa bonus: il divertimento inizia subito; molta innovazione sul lavoro.
• Industria -> laurea / dottorato di ricerca -> visibilità pubblica -> scala le classifiche -> prova per i team in stile "Skunk works".
  Richiede: alto intelligenza, abilità d'ufficio.
  Rischi: rimanere bloccati nella progettazione dei dettagli.
  Ricompensa bonus: grandi progetti, molti fondi.
• Militare (ufficiale) -> formazione pilota -> servizio -> diploma avanzato -> test pilota -> lavoro nel settore. Questo risponde al tuo desiderio di costruire e volare aerei, con un focus sulla parte volante.
  Richiede: ottima forma fisica + intelligenza + disciplina.
  Rischi: non fare il taglio per un pilota.
  Ricompensa bonus: volare con le cose più belle.

Nessuna di queste sarà probabilmente una strada diritta. Questi sono solo posti di blocco da raggiungere; farai molte altre cose lungo il percorso, accumulando conoscenza, esperienza e visibilità. Ma sviluppare intenzionalmente le tue competenze verso questo obiettivo ti dà una possibilità.

Come altre risposte hanno delineato, ci sono molti lavori diversi nella progettazione di aeromobili e hanno requisiti diversi. Le persone di talento possono entrare nella progettazione concettuale da qualsiasi punto di partenza nel settore e tu potresti attraversare diverse discipline. I percorsi sopra sono solo alcuni dei modi per massimizzare le tue possibilità.

In ogni caso, inizia presto . Raccogli un po 'di lettura leggera, aggiungi aerodinamica, costruisci un modello di aereo, guida un simulatore, raggiungi gli aerei reali quando puoi. Crea dozzine di modelli di carta, ognuno più dettagliato dell'altro. Al college, fai il maggior numero di domande, salta su ogni progetto rilevante, vai a ogni conferenza, cogli ogni opportunità; sii uno studente di punta, se puoi, o almeno il geek tra i geek. Il tipo di lavoro che cerchi richiede tutta la conoscenza che puoi ottenere sui diversi aspetti dell'aviazione, quindi usa il tempo che hai.

Non per aeroplani moderni. Facciamo un esempio.

Prendi un piccolo aeroplano, il Cessna Skyhawk.

Anche su un aereo così piccolo, Cessna non lo sa t fare tutti i componenti da solo. Ad esempio, il motore è di Lycoming, l'avionica è fornita da Garmin, l'elica è di McCauley ecc. Non c'è una posizione al Cessna coinvolta nella progettazione di tutti i componenti , perché La stessa Cessna non li progetta nemmeno tutti.

Diventa ancora più complesso su velivoli più grandi e / o con prestazioni più elevate come gli aerei da caccia.

Ogni sottosistema è diventato così specializzato che gli esperti in quel campo sono tenuti a progettare componenti all'avanguardia e le forze di mercato rendono più efficiente per un'azienda specializzarsi in un sottosistema e fornire quel sottosistema a tutti i produttori di aeroplani (ad es. avionica Garmin) invece che a ciascun produttore avere un piccolo team di specialisti per ogni sottosistema.

La cosa più vicina che potresti fare (come altri menzionati) sarebbe creare e vendere kit di aerei sperimentali, ma anche in questo caso probabilmente esternalizzerai almeno il motore e avionica.

Se per vedere un aereo come un veicolo in grado di volare guadagnando supporto dall'aria, la definizione può riguardare anche droni di ogni tipo. Quindi un modo realistico sarebbe creare una startup che progetta un drone.

Ad esempio, conosco una startup svizzera che ha progettato un insolito drone ad ala fissa VTOL che offre molta più resistenza del suo concorrenti simili a elicotteri. Aveva bisogno di un controller molto complesso solo per eseguire la transizione. Il drone ora è eccezionale nei rilievi aerei ad alta precisione.

La startup è stata creata da pochi studenti fin dall'università.

Probabilmente l'ultimo ragazzo che è riuscito a farlo con successo è stato Burt Rutan. Una persona la cui storia vale la pena studiare se sei interessato a questo genere di cose. Progettare un aereo completo da zero oggi è molto meno probabile che progettare un'auto completa.

In una sola fase, rimuovi il calcolo tecnico.

Nel corso dei quattro anni in cui ho lavorato nel calcolo tecnico presso BAE SYSTEMS, ho aiutato a progettare:

• Simulazione di ricerca operativa Observe Orient Decide Act loop
• Integrazione del sensore
• Progettazione genetica della forma dell'ala
• Ricottura simulata dell'allocazione del processore
• Modellazione dell'integrità strutturale
• Stima della sezione trasversale radar
• Prevenzione delle collisioni del sistema aereo autonomo (per cui ho dovuto imparare le regole del pilota dell'aria, ecc.)
• Rilevamento dei guasti nei sistemi di alimentazione

Essenzialmente il lavoro è avere abbastanza ingegneria del software per creare strumenti per risolvere problemi che gli esperti in questi domini non potrebbero risolvere utilizzando strumenti standard, matlab o numpy.

Ognuno di questi diversi argomenti era qualcosa su cui dovevo imparare abbastanza da tradurre le conoscenze dei diversi specialisti in risultati significativi.

Tutti gli ingegneri sono specialisti, ma gli unici altri ingegneri che dovevano anche conoscerne un po ' ma tutto erano gli ingegneri della sicurezza dei sistemi.

In qualità di ingegnere professionista, come hanno detto altre risposte, non sarai mai in grado di costruire un intero aereo da solo.

Esistono però corsi che ti consentono di studiare le basi di tutti gli elementi principali di progettazione di sistemi aeronautici e avionici, quindi specializzarsi nel campo prescelto. Ad esempio, questo corso della Loughborough University nel Regno Unito.

https://www.lboro.ac.uk/study/undergraduate/courses/az/aeronautical-engineering-beng/

Studia Ingegneria aerospaziale a Stoccarda, Germania.

Ti concentri sulla progettazione di aeromobili. La facoltà progetta, costruisce e gestisce i propri velivoli sperimentali. Immagino che il 40-60% degli studenti abbia una licenza di pilotaggio. Puoi anche unirti all ' Akademische Fliegergruppe Stuttgart (AKAFLIEG).

Per quanto ne so, ci sono università simili in altri paesi, ad es. il SUPAERO in Francia.

Questa potrebbe essere una risposta insolita alla domanda, ma la carriera che stai cercando è quella di uno YouTuber. Colin Furze è una persona che progetta e pilota i propri veicoli. Ci vorrebbe un sacco di conoscenza dei media e rabbrividirei a pensare ai suoi aspetti economici, ma il gioco è fatto.