항공우주공학

영어 명칭의 경우 오늘날에는 '에어로스페이스 엔지니어링(aerospace engineering)이라는 명칭을 제일 많이 사용한다.[1] 사실 항공기와 우주선은 학문을 적용하는 대상이 달라질 뿐이지 뿌리라고 볼 수 있는 기계공학 또는 전자공학과 아예 구분되는 별도의 학문은 아니다. 하지만 이 분야가 가지는 특수성 때문에 기계공학과 전자공학에서 갈라져 나와 하나의 학제간 연구 형식의 새로운 분야를 만든 것이다.[2] 항공우주공학의 다른 표기이거나 그 집합의 일부인 학문의 명칭들은 다음과 같은 것이 있다.

항공학(航空學, aeronautics) 또는 항공우주학(航空宇宙學)
항공공학(航空工學, aeronautical engineering)
우주공학(宇宙工學, space engineering)
우주발사체학(宇宙發射體學, astronautics 혹은 cosmonautics)
우주발사체공학(宇宙發射體工學, astronautical engineering)
항공우주공학(航空宇宙工學, aerospace engineering 혹은 aeronautics and astronautics)

이들 명칭은 단순히 패러프레이징을 위해 병용되는 경우가 있는가 하면, 민간 항공 또는 우주 기업의 차별적 프로모션을 위해 사용되거나, 대학의 학부나 연구실에서 특정 과목 또는 연구 분야에 더 특화되었음을 나타내기 위해 그 이름으로 선택하는 경우가 있다.

3. 분야

3.1. 기계공학

자세한 내용은 기계공학 문서 참고하십시오.

기계공학 Mechanical Engineering
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공식 및 법칙
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기계공학 교육 · 연구
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학과	기계공학과 · 항공우주공학과 · 조선해양공학과 · 로봇공학과 · 금형공학과 · 자동차공학과 · 기전공학과 · 원자력공학과
과목	공업수학 · 일반물리학 · 4대역학(동역학 · 정역학 · 고체역학 · 유체역학 · 열전달) · 수치해석 · 프로그래밍 · 캡스톤 디자인
관련 기관	국가과학기술연구회( 과학기술분야 정부출연연구기관)
자격증	기계 관련 자격증 · 항공기 관련 자격증

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3.1.1. 유체역학

자세한 내용은 유체역학 문서 참고하십시오.

유체역학 Fluid Mechanics
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유체역학 연구	전산유체역학( CFD) · 풍동 실험 · 차원분석	}}}}}}}}}

항공기를 다루는 일이 많다 보니 유체역학(Fluid dynamics), 그 중에서도 공기역학(Aerodynamics)을 깊게 다룬다. 그래서 의외로 항공 이외에도 응용 분야가 제법 넓다. 빠른 속도로 달리는 자동차들[3]은 옛날에는 그저 만들기 쉬운 형태나 그냥 멋들어진 형태로만 설계되었으나 오일 쇼크를 겪으면서 기름 값이 뛰기 시작하자 각 자동차 회사들은 항공우주공학에서 주로 다루던 공기역학 이론들을 끌어와 자동차의 외형을 설계, 공기저항을 줄여 자동차들의 연비를 높였다.[4]

과거에는 이러한 공기역학이 물리학의 한 갈래였으나, 현대 물리학은 주로 양자역학 같은 미시 세계에 대한 연구에 주력하는 동시에, 공기역학의 경우 과학적으로 다룰 수 있는 것은 이미 상당한 수가 다루어졌다. 따라서 현시대에서 공기역학은 실질적으로 과학이 아닌 공학의 관점에서 연구가 진행되고 있다. 즉, 완벽한 모델보다는 실제 현상을 '모사'할 수 있는 모델 개발과, 더 정확한 해석을 위한 수치적 모델 개발, 비행체들의 해석, 소음 해석 등을 수행하는 것이 주요 연구 분야이다. 이러다보니 자연스레 공기역학은 (그중에서도 특히 external flow를 다루는 공기 역학은) 항공우주공학의 한 갈래로 자리잡는 추세다. 물론 항공우주공학이 공기에 관한 연구만 한다고 생각하면 큰 오산이다. 항공기나 우주선은 엄청나게 다양한 시스템들이 복잡하게 얽혀 있어 항공우주공학이 다루는 분야도 발이 제법 넓다.

전산유체역학 (電算流體力學, Computational fluid dynamics)
유체는 단일 기체로 가정되어 해석되는 경우가 대부분이나, 특수한 경우 화학종 및 화학 반응을 고려하여 해석되는 경우도 있다.

공력음향학 (空力音響學, Aeroacoustics)
항공기 및 로켓 등의 소음에 관한 음향학적 연구이다.

양자역학 (量子力學, Quantum mechanics)
재진입 비행체, 우주 발사체 플룸으로 인한 heating을 해석하기 위해 양자역학과 연계되어 복사 해석이 진행된다.

최적설계 (最適設計, Design optimization)
좋은 공력 특성을 위하여 다양한 최적 설계 기법과 연계되는 경우가 많다.

3.1.2. 구조역학

자세한 내용은 구조역학 문서 참고하십시오.
구조역학(構造力學, Structure mechanics)은 비행체의 뼈대와 같은 구조물들이 다양한 하중을 받는 상황에서도 어떻게 견디는지 살펴보는 분야이다. 특히 최근에는 복합재와 같은 소재에 관한 연구도 많이 다룬다. 또한, 단순히 구조물 자체만 다루는 것이 아니라 공기역학적인 힘에 의해 구조물이 변형되면 그 변형된 형상 때문에 다시 공기역학적인 힘이 변화하는 상호작용을 연구하는 공력-구조 연계해석이나 공탄성해석(이건 공기역학-구조역학-진동역학 3콤보)과 같은 내용을 다룬다.

3.1.3. 공탄성학

공탄성학(空彈性學, Aeroelasticity)은 항공기 기체 구조의 탄성 변화와 구조에 작용하는 공기력 하중의 상호 작용을 연구하는 학문이다. 공력에 의해 구조물이 변형되는 현상을 고려하여 유동 해석을 한다. 주로 aspect ratio가 큰 구조물에 대하여 공탄성 해석을 진행한다. (비행기 날개, 풍력 터빈, 헬리콥터 로터 블레이드 등) 일반적으로 구조 해석은 계산이 간단하고 잘 발산하지 않으므로 더 어려운 난이도를 가지는 CFD를 전공하는 곳에서 공탄성 해석을 진행하는 경우가 많다. 다만 CFD를 하는 곳에서 공탄성 해석을 진행할 경우 간단한 beam model을 사용하여 구조 해석을 하는 경우가 많다. (Euler beam, Timoshenko beam)

3.2. 전자공학

자세한 내용은 전자공학 문서 참고하십시오.

'''[[전기전자공학과\|전기·전자공학 {{{#!wiki style="font-family: Times New Roman, serif; font-style: Italic; display: inline;"]]'''
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3.2.1. 제어공학

자세한 내용은 제어공학 문서 참고하십시오.
항공기의 제어(制御)에 관한 내용이 주를 이룬다. 항공기는 비행시 다양한 공기힘에 의해 자세가 바뀌면 그에 따른 반응도 바뀌므로, 이것을 어떻게 제어할지에 대해 다룬다. 보통 제어시스템은 소프트웨어와 전자시스템이 동반되다 보니 은근히 전기전자 쪽과 연계되는 경우도 있다. 또한 항공기의 항법과 관련된 것도 주로 여기서 다룬다. 특히 최근에는 항공기에 제어용 컴퓨터가 필수로 들어가는 데다 무인기, 무인 우주선이 늘어감에 따라 제어공학의 중요성도 커져가고 있다.

3.2.2. 정보통신공학

IT의 바람은 항공업계에도 불어닥치고 있다. 날이 갈수록 신항공기를 개발하는 데 드는 돈에는 당장 눈에 보이는 항공기 몸체를 개발하는 것 못지 않게 그 안에 들어가는 소프트웨어를 개발하는 데에도 엄청난 돈이 드는 시대가 되었다. 또한 항공기 개발에 필요한 각종 설계 및 해석용 소프트웨어 개발도 제법 돈이 되기도 한다. 여기에 항공기용 전자장비(항전장비, Avionics)도 도리어 다른 IT 시장의 기술이 접목되는 상황에 이르렀다.

또한 인공위성을 이용하여 통신 서비스를 제공하는 시스템을 필두로 최근 각광받고 있다. 최근 일론 머스크가 CEO로 있는 스페이스X사의 스타링크 서비스가 대표적인 접목의 예시.

3.2.3. 항공전자공학

자세한 내용은 항공전자 문서 참고하십시오.
항공전자공학(航空電子工學, Avionics), 또는 항전공학(航電工學)은 항공전자에 관한 연구 분야로, 항공, 우주의 비행, 미사일용 전자기기 장비에 관한 연구이다.

3.3. 화학공학

자세한 내용은 화학공학 문서 참고하십시오.

3.3.1. 추진공학

추진공학(推進工學, Propulsion engineering)은 로켓 등의 비행체가 추진하는 데 필요한 원리, 시스템과 그 효율 등을 주 목적으로 연구하는 항공우주공학의 한 분야이다.

주로 제트 엔진과 로켓 엔진 같은 분야를 다룬다. 이것들도 결국 공기의 힘을 이용하므로 공기역학과 비슷해 보이지만, 공기역학과는 달리 높은 온도나 다양한 화학반응을 동반한 해석과 실험을 한다. 물론 열역학도 필수. 특히 로켓 엔진 연구자들 중에는 아예 학위를 박사까지 화학공학으로 받고 로켓 만드는 이들도 있다. 로켓의 초창기부터 화학공학의 지식은 기계공학 못지 않은 중요한 분야여서 많은 화공 엔지니어들이 연구에 동원되었고, 많은 이들이 목숨을 잃기도 했다. 잘 알려진 희대의 로켓천재 베르너 폰 브라운의 로켓 동아리에서도 비록 대부분은 기계/항공/전자 전공이었지만 베르너의 동생 마그누스 폰 브라운 등 화학공학 전공자들이 여럿 포함되어 있었고, 우주왕복선의 SRB 제작사인 모턴 타이오콜은 초창기에는 화공 회사였다. 우주비행사들 역시 화학공학 전공자들이 은근히 있다.

로켓공학 (Rocketry)
추진공학 중에서도 특히 로켓 엔진에 관한 심도있는 연구를 한다.

3.4. 산업공학

자세한 내용은 산업공학 문서 참고하십시오.
최근에는 전통적인 연구와 더불어 산업공학(產業工學, Industrial engineering)적인 색채를 띄는 체계공학(體系工學, System Engineering)도 많이 접목되고 있다. 이는 항공기 및 우주선이라는, 복잡한 시스템이 서로 연계되어 있는 큰 시스템(체계)를 어떻게 최대한 삽질하지 않고 잘 개발할지 연구하는 학문.

4. 관련 문서

4.1. 항공우주공학과

자세한 내용은 항공우주공학과 문서 참고하십시오.
사실상 항공공학과 우주공학이 합쳐진 학과로, 기계공학과, 전기전자공학과, 정보통신공학과 등이 합쳐진 학제간 연구 분야로 볼 수 있다. 추진공학 쪽으로는 화학공학과과도 관련이 크고 구조 관련으로는 재료공학도 관련이 있다.

다른 공학과와 차별되는 점이라면 공기에 대한 유체역학을 배운다는 점이다. 기본적인 유체역학이나 물, 기름과 관련된 유체역학은 다른 과에서도 배우지만, 아음속-초음속 공기 속에서의 형상에 따른 공기역학은 항공우주공학과를 차별화하는 특징이다. 제어공학도 비행체의 3축 제어 위주로 배우게 된다.

4.2. 관련 기구

우주기구
{{{#!wiki style="margin: -0px -12px;" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -5px -1px;" {{{#efefef,#ccccfe
파일:NASA 로고.svg
미 항공우주국 (NASA)	로스코스모스 (Roscosmos)	유럽 우주국 (ESA)	일본 우주항공연구개발기구 (JAXA)



우주항공청 (KASA)	인도 우주연구기구 (ISRO)	중국 국가항천국 (CNSA)	국가항공우주기술총국 (NATA)



아랍에미리트 우주국 (UAESA)				}}}}}}}}}}}}

21세기의 우주개발
{{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px"	현재 주요 우주개발 프로젝트
루나 게이트웨이	♂ 화성 개척	아르테미스 계획
주요 우주개발 기관
파일:NASA 로고.svg

주요 우주개발 기업


국가기관 주력 발사체
[[러시아\| ]] 소유즈	[[러시아\| ]] 안가라	[[러시아\| ]] 프로톤
[[미국\| ]] SLS	베가-C	[[중국\| ]] 창정
[[인도\| ]] PSLV	[[인도\| ]] GSLV	[[일본\| ]] 엡실론
[[대한민국\| ]] 누리	[[북한\| ]] 천리마-1
민간기업 주력 발사체
[[미국\| ]] 팰컨 9	[[미국\| ]] 팰컨 헤비	[[미국\| ]] 아틀라스 V
[[미국\| ]] 델타 IV 헤비	[[미국\| ]] 벌컨	[[일본\| ]] H-IIA
[[일본\| ]] H-III	[[중국\| ]] 콰이저우
소형 발사체
[[미국\| ]] 일렉트론	[[미국\| ]] 런처원	[[미국\| ]] 페가수스
[[대한민국\| ]] 한빛-TLV
운용 예정 발사체
[[미국\| ]] 스타십	[[미국\| ]] 뉴 글렌	[[미국\| ]] 뉴트론
[[미국\| ]] 테란 1	[[러시아\| ]] 이르티시	아리안 6
[[대한민국\| ]] KSLV-III
소형 발사체
[[대한민국\| ]] 고체연료 발사체		[[대한민국\| ]] KSLV-s

}}}}}}}}} ||

4.3. 관련 자격/면허/시험

항공기사
항공기체기술사
항공기관기술사

4.4. 관련 정보

4.5. 관련 인물

4.6. 관련 문서

5. 기타

우주공학을 서구권에서는 흔히 Rocket Science라는 별칭으로 보통 사람들은 이해할 수 없는 마술같은 것의 대명사로 쓰인다. 알고 보면 이해할 수 있는 것들을 가리켜 It's not a rocket science 라고 하는 식.[5]

대형 건설사업이나 토목사업시 큰 구조물은 바람의 영향을 무시할 수 없는데, 이때 보통 설계에 앞서 모형을 만든 다음 바람을 모형에 직접 불어서 그 영향을 평가한다. 이 바람을 불어주는 시설, 즉 풍동(wind tunnel)도 본래는 항공기 개발을 위해 많이 쓰이기 시작한 물건이다.

[1] 그러다 보니 많은 사람들이 NASA를 'National AeroSpace Agency'로 잘못 알고 있지만, 사실 NASA는 'National Aeronautics and Space Administration'이다. [2] 비슷하게 파생한 학문의 예로 자동차공학과를 들 수 있다. [3] 특히 슈퍼카나 경주차. [4] 그래서 60-70년대에는 미학적 감성을 강조한 곡선 디자인의 차라 많았지만 80년대 들어선 전세계 모든 차량들이 각디자인이 된 이유다. 겉보기엔 공기역학적으로 불리할 것 같으나 당시 컴퓨터 디자인 등 최신 기술이 집약된 첨단 그 자체였다. 실제로도 당시 [math(C_d)]값은 준수한 수준이였다. [5] 물론 아래 설명되는 항공공학 같은 게 아니라 10년 간의 우주 궤도를 계산해서 날아오는 혜성에 탐사선을 보내는 것 같은 일에 빗대어 말하는 것.

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국가기관 주력 발사체
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[[인도\| ]] PSLV	[[인도\| ]] GSLV	[[일본\| ]] 엡실론
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민간기업 주력 발사체
[[미국\| ]] 팰컨 9	[[미국\| ]] 팰컨 헤비	[[미국\| ]] 아틀라스 V
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소형 발사체
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[[대한민국\| ]] 한빛-TLV
운용 예정 발사체
[[미국\| ]] 스타십	[[미국\| ]] 뉴 글렌	[[미국\| ]] 뉴트론
[[미국\| ]] 테란 1	[[러시아\| ]] 이르티시	아리안 6
[[대한민국\| ]] KSLV-III
소형 발사체
[[대한민국\| ]] 고체연료 발사체		[[대한민국\| ]] KSLV-s