本课程涵盖以下主题。 统计学习的基础和要素——变量类型、术语、统计决策理论、统计模型。 航天、航空与民航工程中模型的本质与选择简介——回归、分类、平滑方法、模型评估与选择、模型推断与平均、决策树、神经网络、原型方法、最近邻。 航天、航空与民航工程中监督学习概述——线性模型、最小二乘法、最近邻方法、结构化回归模型。 航天、航空与民航工程中无监督学习概述——关联规则、聚类分析、独立成分分析、随机森林。 卫星与航天工程中人工智能技术案例研究——SpaceX及其人工智能能力，人工智能技术在轨道载具中的应用，GNSS定位误差，卫星图像中人工智能的简要介绍，火星着陆的简要介绍，太空技术及其全球影响和对人类连续性和深空研发的贡献。 航空工程中人工智能技术案例研究——UAS概念，无人机路径规划，自主飞行的简要介绍，人工智能在航空系统中的应用及其对社会可持续性、城市空中交通和智慧城市的影响。 民航工程中人工智能技术案例研究——延误及延误传播预测，航线网络分析，安全分析，理解航空安全和航空公司社会责任的重要性。 数据合规性，数据分析中的伦理问题，处理敏感数据、企业数据和客户资料——非披露协议的重要性，保护数据及其分析结果免受未授权或授权使用带来的意外或预期后果，人权和隐私（例如航空摄影、航空公司客户数据泄露、未经授权使用乘客行为数据进行促销）。 法律和伦理考量在航天与航空工程中的人工智能——国际民航组织（ICAO）、民航管理机构和适航性的全球立法和安全考虑，太空探索中的人类平等，意外事件、事故和事件的责任，以及人工智能使用中的偏见。
识别绿色航空和太空经济中的创新理念和新兴技术。 评估创新解决方案、市场细分、商业潜力、市场竞争力、市场准入的困难、分销渠道方法、财务计划和商业提案的规划与准备；以及创新和创业能力。 创新和组织管理在航空和航天工业中的策略、结构和流程。 社会影响、运营限制、法律考虑、航空和航天工业中创新和创业的伦理问题。 绿色航空——可持续航空燃料、航空固态电池、先进空中移动和自动化概念、蓝天和清洁航空能源、实现零净碳排放的飞行技术、可持续航空制造。 太空经济——卫星导航和运载火箭、轨道碎片和立方星解决方案、地球观测、UAS/UAV、太空旅行、太空探索、电信和移动服务。
1. 航空运输行业 - 航空运输的社会和经济影响 - 空中交通管制系统（ATCS）的作用，以及从实际操作角度出发，选择和实施ATCS以应对空中交通扩张及所有遇到的挑战 - 中心辐射概念 - 航空商业模式：高端/传统航空公司与低成本航空公司（LCC），以及每种模式的优缺点 - 每种模式为消费者提供的利益 - 危机管理 2. 航空公司机队选择/规划 - 短程 - 中程 - 长程 - 新飞机与二手飞机 - 购买与租赁的影响 - 对环境的影响 3. 航空公司经济 - 航空公司成本：直接运营成本（DOC）和间接运营成本（IOC） - 生产力测量指标 - 载客率/盈亏平衡载客率 - 可用座位公里（ASK） - 产出 - 收入乘客公里（RPK） - 每可用座位公里成本（CASK） - 每可用座位公里收入（RASK） - 燃油和货币对冲 4. 负责航空安全的主要利益相关方 - 国际民航组织（ICAO） - 管理机构（包括FAA、EASA、香港机场管理局、民航处、香港飞行情报区（HKFIR）及其与其他相邻飞行情报区的关系等） - 国际航空运输协会（IATA） - 航空公司 - 供应商/维修组织 - 其他相关航空组织：登机口服务等 5. 基础空气动力学/流体力学 - 流体静力学/动力学：流体压力、压力高度关系、浮力、流体性质、流线、粘度、可压缩性对流体的影响、比重和密度 - 热传递：对流、辐射和传导 - 升力、重量、推力和阻力之间的关系 - 升力的产生；伯努利定理和文丘里效应 - 操纵面的操作及其效果 - 滚转控制：副翼和减速板 - 俯仰控制：升降舵、水平安定面和可变迎角水平安定面 - 偏航控制，方向舵限制器 - 高升力装置，缝翼、襟翼、襟副翼 - 诱导阻力装置，减速板、升力卸载、减速板 6. 飞行模拟器体验或本地工业参观
1. 今天的航空公司 - 航空运输的社会和经济影响 - 空中交通管制系统（ATCS）的作用，以及从实践角度出发，如何选择和实施ATCS以应对空中交通的扩张及其遇到的所有挑战 - 中心辐射状概念 - 航空商业模式：高端/传统航空公司与低成本航空公司（LCC），以及每种模式的优缺点 - 每种模式为消费者提供的益处 - 危机管理 2. 航空公司机队选择/机队规划 - 短程 - 中程 - 长程 - 新飞机与二手飞机 - 购买与租赁的影响 - 对环境的影响 3. 航空公司经济 - 航空公司成本：直接运营成本（DOC）和间接运营成本（IOC） - 生产力测量： - 载客率/盈亏平衡载客率 - 可用座位公里（ASK） - 产出 - 收入乘客公里（RPK） - 每可用座位公里成本（CASK） - 每可用座位公里收入（RASK） - 燃油和货币套期保值 4. 负责航空安全的主要利益相关方 - 国际民航组织（ICAO） - 管理机构（包括FAA、EASA、香港机场管理局、民航处、香港飞行情报区（HKFIR）及其与其他相邻飞行情报区的关系等） - 国际航空运输协会（IATA） - 航空公司 - 供应商/维修组织 - 其他相关航空组织：地面服务等 5. 基础空气动力学/流体力学 - 流体静力学/动力学：流体压力、压力高度关系、浮力、流体性质、流线、粘度、可压缩性对流体的影响、密度和比重 - 热传递：对流、辐射和传导 - 升力、重量、推力和阻力之间的关系； - 升力的产生；伯努利定理和文丘里效应 - 操纵面的操作及其效果： - 滚转控制：副翼和减速板； - 俯仰控制：升降舵、水平安定面和可变迎角水平安定面； - 偏航控制，方向舵限制； - 高升力装置，缝翼、前缘襟翼、襟副翼； - 产生阻力的装置，减速板、升力卸载装置、减速板； 6. 飞行模拟器体验或本地工业参观
这门课程通过应用物理、实践活动和实际案例介绍航天航空的基本知识。学生将了解航天航空的历史和挑战。 (3学时) 介绍：航天航空的历史、大气、航天航空器的分类、飞机和航天器的基本组件、飞行器控制面和系统、航天航空产业概览、主要航天航空企业和制造商。 飞行原理：音速的重要性、标准大气、伯努利原理、作用于飞机和航天器的气动力量、翼型命名、压力和速度分布、气动力量、升力和阻力的产生、超音速效应、气动中心、展弦比、压力中心、重心。 (2学时) 航天航空推进：推进系统、推进系统分类、推进系统的位置和工作原理。飞机和航天器推力产生的基本原理、布雷顿循环和赫普尔循环、喷气发动机、螺旋桨发动机、火箭发动机、冲压发动机和超燃冲压发动机。 (2学时) 航天器结构、机械和热设计：航天结构的基本原理；航天材料；结构失效模式的理解。航天结构的外部和内部载荷；机械部件的强度，重点是失效和疲劳设计。极端高温和低温的热防护；穿越阳光和阴影时的热循环。 (4学时) 发射车辆和卫星：发射车辆动力学、基本轨道力学、卫星工程史、卫星应用和轨道、GMAT软件、卫星子系统、太空碎片清除、任务设计理念、太空环境、闭环问题解决管理、环境测试。 (2学时) 无人驾驶系统火星和月球探测感知；无人驾驶系统火星和月球探测控制；航天工程未来面临的挑战；无人驾驶系统火星和月球探测介绍。
这门课程通过应用物理、实践活动和实际案例介绍航天航空的基本知识。学生将了解航天航空的历史和挑战。 1. 介绍：航天航空史、大气层、航天航空器分类、飞机和航天器的基本组件、飞行器控制面和系统、航天航空产业概览、主要航天航空企业和制造商。 2. 飞行原理：音速的重要性、标准大气、伯努利原理、作用于飞行器和航天器的气动力、翼型命名、压力和速度分布、气动力、升力和阻力的产生、超音速效应、气动中心、展弦比、压力中心、重心。 3. 航空航天推进：推进系统、推进系统分类、推进系统的位置和工作原理。飞机和航天器推力产生的基本原理、布雷顿循环和赫普默循环、涡轮喷气发动机、螺旋桨发动机、火箭发动机、冲压喷气发动机和超音速冲压喷气发动机。 4. 航天器机械、结构和热设计：航空航天结构的基本原理、航空航天材料、结构失效模式的理解、航空航天结构的外部和内部载荷、机械部件的强度，重点是失效和疲劳设计、极端高温和低温下的热保护、通过日光和阴影穿越时的热循环。 5. 发射车辆和卫星工程：基本轨道力学、卫星工程史、卫星应用和轨道、GMAT软件、卫星子系统、空间碎片清除、任务设计哲学、空间环境、闭环问题解决管理、环境测试。 6. 航天机器人：无人驾驶系统的感知、火星和月球探索的机器人系统、无人驾驶系统的控制、航空航天工程未来面临的挑战。
这门课程通过应用物理、实践活动和实际案例，介绍航天航空的基本知识。学生将了解航天航空的历史和挑战。 1. 介绍：航天航空史、大气层、航天航空器分类、飞机和航天器的基本组件、飞行器控制面和系统、航天航空产业概览、主要航天航空制造商。 2. 飞行原理：音速的重要性、标准大气、伯努利原理、作用于飞行器和航天器的气动力、翼型命名、压力和速度分布、气动力、升力和阻力的产生、超音速效应、气动中心、展弦比、压力中心、重心。 3. 航空航天推进：推进系统、推进系统分类、推进系统的位置和工作原理。飞机和航天器推力的基本原理、布雷顿循环和赫普尔循环、喷气发动机、螺旋桨发动机、火箭发动机、冲压发动机和超燃冲压发动机。 4. 航天器结构、机械和热设计：航空航天结构的基本原理；航空航天材料；结构失效模式的理解。航空航天结构的外部和内部载荷；机械部件的强度，重点是失效和疲劳设计。从阳光和阴影中穿越时的极端高温和低温热保护；热循环。 5. 发射车辆和卫星：发射车辆动力学、基本轨道力学、卫星工程史、卫星应用和轨道、GMAT软件、卫星子系统、空间碎片清除、任务设计理念、空间环境、闭环问题解决管理、环境测试。 6. 无人自主系统火星和月球探测感知；无人自主系统火星和月球探测控制；航空航天工程未来挑战；无人自主系统（UAS）火星和月球探测介绍。
飞机控制系统 – 飞行控制原理，包括主飞行控制和次飞行控制舵面，如副翼、升降舵、方向舵、增升装置、平衡片等，飞行控制连杆系统，人工感觉系统，飞行控制作动筒等。 起落架系统 – 构造，减震；收放系统：正常和应急；指示和警告；轮胎、刹车、防滞和自动刹车；地面感应。 发动机系统 – 不同类型发动机的工作原理，包括涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮轴和涡轮螺旋桨发动机；发动机涂层结构；发动机构造，包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮和排气；发动机操作程序；发动机性能。 燃油系统 – 飞机燃油系统的特性；航空燃油；燃油系统组件。飞机重量和载荷。系统布局；燃油箱；供油系统；燃油系统工作模式。 液压系统 – 液压静力学；飞行控制和辅助功能，包括应急电源、起落架系统、刹车和防滞；液压系统组件，包括作动筒、油箱、管路、阀、泵、过滤器；液压油；动力分配。 电气系统 – 民用飞机电气系统的特性；负载；电源生成，包括电池、交流和直流电源生成、应急电源生成；电源控制，逆变器、变压器和整流器；电源分配；电路保护；外部/地面电源。 大气条件 – 空气的性质；地球大气；不同高度的定义；标准大气；大气风和湍流。 气动系统 – 气动系统及其组件，包括空气供应、压力调节、空气控制、作动筒；气动系统用作作动筒；引气系统，如发动机空气分配和防冰控制系统的操作，包括内部冷却、密封和外部空气服务；皮托管静压系统。 环境控制系统 – 对客舱和设备进行调节的必要性；空调系统，包括加热、冷却、湿度控制；空气循环和蒸汽循环机；增压系统；客舱噪音；抗G系统；防冰、除冰、雨滴散射、除雾系统； 应急系统 – 警告系统；火警和烟雾探测与警告系统；应急电源；爆炸抑制；应急氧气；乘客疏散和机组逃生；撞击记录器；应急着陆。 螺旋桨 – 叶片元件理论的基本原理。高/低桨叶角、反桨角、迎角、转速；螺旋桨滑流；气动、离心和推力力；扭矩；桨叶迎角上的相对气流；振动和共振；速度控制和桨距变化方法。
航空运输组织——航空运营人证书；航线规划。航空公司运营；飞行运营；航空安全培训。 机场运营——机场规划和运营概述；乘客和货物终端运营；电气、机械和电子系统的维护：机场运营安全管理。机场设施的运营与发展；空中交通管制的作用；航空安全和跑道系统设计；起飞和着陆间隔最小值；减少垂直间隔最小值。 航空与环境——航空对环境的影响；飞机排放和噪音；香港民航处噪音缓解离场和噪音减轻措施。 国际组织——国际民航组织（ICAO）；国际机场理事会（ACI）；国际航空运输协会（IATA）。
基本定律：电路元件；基尔霍夫电流定律（KCL）；基尔霍夫电压定律（KVL）；欧姆定律；串联和并联电路。半导体：本征半导体，p型半导体，n型半导体。二极管及其电路：PN结的形成，二极管的工作原理及其基本电路。晶体管及其电路：BJT的电流放大效应；BJT中的载流子运动分析。逻辑运算及其电路：基本逻辑运算和器件，组合逻辑运算及其电路，时序逻辑运算及其电路。其他基本电子电路：滤波器，ADC，译码器，计数器等。
本课程为专业工程师提供了广泛的基础工程实践，包括工程制图与CAD、工业安全与电子产品质量检测实践、基础机电实践和基础科学计算，旨在为所有一年级对工程感兴趣的学生提供必要的技术技能。
1. 工作室安全：使用灭火器；使用呼吸器；使用坠落保护和坠落阻止设备。 2. 手工具使用：在台架装配中使用手工具；使用划线工具；使用测量仪器；在航空器维护中使用手工具；扭矩加载技术；台架装配；制作零件。 3. 工程图：读取和绘制正投影图；读取和绘制等轴测图；读取和绘制图层、块、属性；读取和绘制剖视图；读取和规定尺寸公差；读取和绘制螺纹和紧固件；绘制三维实体组件；读取和绘制装配图；读取和绘制电气电路和组件。 4. 电子安全测试与实践：航空电子通用测试设备；焊接。
流体力学导论 - 气动变量、力和力矩。 基本原理与方程 - 控制体和流体元素；实质导数；雷诺运输定理；连续性方程；动量方程；能量方程；欧拉方程。 量纲分析 - 布基姆比派定理；流动相似；无量纲数：马赫数、雷诺数、普朗特数和弗劳德数。 不可压缩流 - 毕奥-萨伐尔定律；管道中的流动 - 文丘里管和低速风洞；皮托管测量空速；无旋流动；环量；流函数和速度势；拉普拉斯方程和基本解 - 均匀流动、源、汇、偶极子、非升力和升力流动过圆柱、涡流流动；库塔-朱可夫斯基定理关于环量和升力。 不可压缩流过机翼 - 机翼命名和特性；库塔条件；环量和升力；Kelvin环量定理和起始涡；薄机翼理论；粘性机翼阻力。 有限翼展机翼的不可压缩流 - 下洗和诱导阻力；有限翼展机翼上的涡系；涡运动定律；普朗特升力线理论。 不可压缩、可压缩流 - 正常激波关系；面积-速度关系；斜激波关系；普朗特-迈耶膨胀波；线性化流动；普朗特-格劳尔规则；临界马赫数；超临界机翼。
航空结构特性 – 航空结构元件。机翼、机身、尾翼和起落架。铆接、紧固件和胶接接头。 航空结构分析 – 作用在航空器上的典型载荷。薄壁结构的弯曲、剪切、扭转。结构理想化。结合载荷下机翼和机身的实用应力分析。 航空材料基础 – 材料基础。金属合金及其热处理。复合材料。 各向同性材料的失效准则 – 脆性材料的强度准则。延性材料的屈服准则。应力集中。疲劳。梁在横向和轴向载荷下的稳定性。 航空复合材料基础 – 复合材料的力学行为。航空复合材料的加工和制造技术。
1. 引言——推进技术简介——推进技术简史，活塞发动机，螺旋桨，涡轮喷气发动机，航空燃气涡轮发动机（涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴），涡轮风扇发动机的性能参数，其他空气喷气发动机，火箭 2. 热力学——系统及其性质，测量诊断，热力学第一定律，功和热的多种形式，理想气体定律，内能，焓，比热容，稳定流动过程中的质量守恒和动量守恒，热力学第二定律，熵，热机，气体动力循环（卡诺循环、奥托循环、戴维循环、布拉顿循环） 3. 可压缩流动——音速，马赫数，静止性质，临界性质，喷管流动，激波，测量诊断和流动可视化 4. 航空发动机子系统——整流罩，进气道，喷管，风扇，压气机，涡轮，燃烧室，加力燃烧室，流体系统（空气、油和燃油），控制系统，发动机测试和维护，发动机启动 5. 发动机性能参数、参数循环分析和部件性能——涡轮喷气发动机、带加力燃烧室的涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
一阶和二阶系统动态响应 - 通过微分方程对动态系统（元件或元件的连接）进行数学建模，一阶和二阶系统的关键参数，使用拉普拉斯变换分析阶跃、斜坡和脉冲输入下的系统响应。 一阶和二阶系统频率响应 - 谐波响应，根轨迹，伯德图，频率域规范，频率响应应用，奈奎斯特准则和奈奎斯特图。 反馈控制的基本方法 - 开环和闭环系统分析，传递函数，框图，时间域规范，控制系统的时域分析，系统稳定性，劳斯-赫尔维茨稳定性准则。 基本反馈控制器 - 自动控制器，P、PD、PID控制器，稳态误差。
介绍 - 安全。产品和服务质量。可靠性。保证。合规。全生命周期关怀：航空公司、机场、空中交通管制、维修基地、原始设备制造商和利益相关者。 航空错误与违规 - 事故和事件调查模型；维护错误决策模型；根本原因分析。 认证与合规 - 航空当局和管理机构的作用。航空业中的重要证书和规范。文件和实施。审核。不合规及后续措施。 可靠性概念与应用 - 故障。故障率。平均故障间隔时间（MTBF）。可靠性分布。串联和并联冗余。不完全维修。可靠性评估。故障预防工具。 性能测量 - 安全管理系统。危险分析与控制。绩效指标。统计控制技术。安全文化。
热力学基础 – 包括系统、状态、过程、平衡、热力学循环；状态方程；热力学第一定律，应用于封闭系统；热力学第二定律，热机和制冷机的概念；可逆和不可逆系统；熵；物质的熵。 热传递机制 – 热传导；对流；边界层流动；热辐射；辐射特性；平行壁和圆柱壁的热阻。 流体运动的运动学 – 流体的性质；流线、迹线和路径线；欧拉描述和拉格朗日描述；物质导数；雷诺输运定理；速度、旋度和应变。 控制体分析 – 质量守恒；动量分析；能量分析。 流体控制方程 – 连续性方程，流函数；动量方程，应力张量，本构方程，纳维-斯托克斯方程，欧拉方程；能量方程。 流体静力学 – 流体压力；帕斯卡定律和压力高度关系；浸没物体的流体静压力；浮力。 流体动力学分析 – 伯努利方程；势流，基本解，绕圆柱流动，库塔-朱可夫斯基定理；库厄流。 管道流动 – 管道流动特性；粘度；雷诺数；泊肃叶流动；摩擦系数；局部损失。 外部流动 – 升力和阻力；阻力分类，钝体和流线型体；边界层；流动分离；平板上流动的阻力；圆柱绕流的阻力。 强制对流热传递 – 努塞尔数；热边界层，普朗特数；平板、圆柱和球体流动的强制对流特性；圆管中的热分析。
凸性——仿射集和凸集；超平面；凸函数及其性质；共轭函数，拟凸函数，对数凹函数和对数凸函数；广义不等式下的凸性。 线性规划与凸优化问题——线性规划的基本性质；线性规划的基本定理；单纯形法；对偶性及对偶定理；灵敏度分析和互补松弛性。 约束最小化/最大化——超平面；极点；原问题方法，对偶和割平面方法；原问题与对偶问题方法。 航空运输操作及其应用——凸优化和航空工程问题中的优化方法；关键路径法和航空运输操作中的资源计划；航空物流运输问题及其优化；精确方法、启发式方法；以及计算分析方法在航空运输工程中的应用。
航空商务环境——航空公司业务中的政策和法规，市场结构和竞争；航空运输的利益和环境影响；航空业的特点和风险。 航空公司财务管理——航空定价和收入管理；机场停机位协调、政策和法规；飞机租赁和财务运营。 航空公司运营与管理——航空公司需求预测与分析，机队管理，航线规划，航空公司竞争与市场分析；航空公司运营中的法规；航空公司地面服务管理；人力资源管理：机组排班和排班管理。
