Въведение В Авиониката За Инженери

Откакто Братя Райт се появиха във въздуха, авиацията е една от инженерните области, които се променят най-бързо.

В началото пилотите са управлявали самолети само по инстинкт и умения.

Но с напредването на авиационната технология се подобряват и системите, които поддържат съвременните самолети във въздуха.

Авиониката е част от инженерството, която се занимава с проектиране, изграждане и поддръжка на електронните системи, които контролират всичко - от двигателите на самолета и управлението на полета до неговите комуникационни и навигационни системи.

Модерният полет не би бил възможен без авионика.

В тази статия ще говоря за очарователния свят на авиониката и ще обясня защо всеки амбициозен инженер трябва да знае за него.

Въведение в авиониката

Официална дефиниция:

Проектиране и производство на бордови електрически и електронни устройства; Терминът произлиза от авиационната електроника.

Въведение в авиониката в инженерството

Авиониката е комбинация от думите "авиация" и "електроника". Това е името на електрическите системи, използвани в самолети, космически кораби и създадени от човека спътници.

Тези системи са много важни за съвременните самолети, защото помагат с неща като управление на двигателя, системи за управление на полета, навигация, комуникации, системи за осветление, откриване на заплахи, горивни системи, електрооптични (EO/IR) системи, метеорологични радари, монитори за ефективност, и още.

Целта на тази статия е да даде общ преглед на авиониката и нейните различни части.

Навигационни системи

Навигацията е една от най-важните системи за авионика, използвани в съвременните самолети.

Навигационните системи помагат на пилотите да разберат къде се намират над повърхността на Земята и да отведат самолета там, където трябва да отиде.

В миналото самолетите използваха радио и инерционни навигационни програми на земята. Съвременната авионика, от друга страна, измина дълъг път и сега използва сателитни системи като GPS и WAAS, за да даде по-точни и надеждни данни за местоположението.

Към съвременната авионика са добавени допълнителни части за подобряване на надеждността на навигационните системи.

Например GPS се използва като основен начин за намиране на пътя, а радиото се използва като резервно в случай на спешност.

Това гарантира, че самолетът все още ще бъде в безопасност, дори ако основната навигационна система спре да работи.

Нормативни изисквания

Преди излитане Федералната авиационна администрация (FAA) изисква всички самолети да имат инсталирана авионика.

Правилата гарантират, че авиониката на самолета отговаря на определени стандарти за безопасност и е в крак с най-новите технологии.

FAA също така изисква системите на авиониката да се проверяват и коригират редовно, за да се гарантира, че продължават да работят.

Авиационни системи и устройства

Функции на авиационните системи

Авиационните системи в самолетите правят много различни неща, като например:

• Органи за управление на двигателя: контрол и управление на двигателите на самолета.
• Системи за контрол на полета: гарантиране, че самолетът се движи и върви в правилната посока.
• Навигация: да разберете къде и как е самолетът
• Комуникации: позволява ви да говорите с други самолети и станции на земята.
• Записващи устройства за полет: Записвайте информация за полет, така че да може да бъде разгледан след инцидент.
• Системи за осветление: позволяват на полетите да излитат и кацат чрез излъчване на светлина.
• Откриване на заплахи: намиране на възможни заплахи и съобщаване на екипажа за тях.
• Горивни системи: управление и следене на изразходваното количество гориво.
• Електрооптични и инфрачервени (EO/IR) системи: Те помагат на пилотите да виждат по-добре при условия на ниска видимост.
• Метеорологичен радар: определяне и показване на времето.
• Монитори на ефективността: проследяване и показване на данни за това как се справя самолетът.

Местоположение на авиационните системи

Авиониката обикновено се намира в пилотската кабина на самолета.

Кокпитът е мястото, където се намират системите за контрол, наблюдение, комуникация, навигация, метеорологични условия, система против сблъсък и други.

Основната система за авионика се състои от няколко части, като комуникация, навигация, управление на дисплея, прожектори на полицейски хеликоптери и други.

Авионика Databus протоколи

Протоколите за авионика за шината на данни се използват от мрежите на самолетите за свързване на системите за авионика на военни и търговски самолети.

Тези протоколи позволяват на различни системи да комуникират и споделят информация, което е от съществено значение за ефективните и безопасни полети.

Източници на електрическа енергия

Повечето самолети използват 14- или 28-волтови DC системи за захранване на своята авионика.

Но по-големите и по-сложни самолети използват източници на променлив ток с по-високо напрежение, за да захранват авиониката си.

Авионика и авиационна безопасност

Авиониката е важна част от авиационната безопасност и ефективност, защото дава на самолетите инструментите и електрониката, от които се нуждаят, за да избягват или да се справят с опасности, да навигират, комуникират и работят добре.

Модерните системи за авионика предлагат решения, които изискват много изчислителна мощност за по-дълги, по-безопасни и по-ефективни полети във всяко въздушно пространство или време.

Подобряване на приложенията за планиране на полети и предупреждения

Технологията на авиониката може също така да помогне на търговските авиокомпании, корпоративната авиация и операциите с хеликоптери да подобрят планирането на полетите и предупрежденията, като предоставят точна информация за времето преди време.

Тази информация може да помогне за намаляване на загубите и да направи нещата по-безопасни, като позволи на диспечерите да избират алтернативни маршрути, които използват най-малко количество газ и имат най-малък шанс да бъдат объркани от лошо време.

Освен това пилотите могат да дадат на пътниците си по-добро изживяване, когато знаят точно какво да очакват от времето и кога да го очакват.

Подобряване на безопасността

Пилотите могат да избегнат възможни сблъсъци и други опасности, като получат информация от други самолети и системи на земята.

Системите за предупреждение за трафик и избягване на сблъсък (TCAS) използват технология за авионика, за да уведомят пилотите, когато други самолети са наблизо, и да им помогнат да избегнат възможни сблъсъци.

Безопасността на самолета и неговите пътници зависи и от метеорологичните радари и сателитните навигационни системи.

Бъдещето на авиониката

Очаква се авиониката да се промени много през следващите няколко години, благодарение на подобренията в технологиите, които ще доведат до по-лесни за използване интерфейси, сензорни екрани, сензори и автоматизация.

Тези подобрения ще направят пилотите по-безопасни и по-наясно със заобикалящата ги среда.

Напредък във възможностите на авиониката

Авиониката се променя бързо с нови технологии като безпилотни летателни апарати, изкуствен интелект, биометрия, роботика, блокчейн, алтернативни горива и електрически самолети.

До 2036 г. Авиационната индустрия иска почти да удвои броя на пътниците и товарите.

Това ще изисква нови технологии и начини за правене на нещата, за да се отговори на търсенето.

Това може да включва по-големи екрани в пилотската кабина, инструменти, които улесняват виждането на тъмно, и сензори, които могат да виждат през облаци или мъгла.

Свързване в пилотските кабини

През следващите пет години начинът, по който се използва свързаността в пилотските кабини, вероятно ще се промени.

Операциите, базирани на траекторията, и подобрената връзка за данни ще станат по-често срещани.

Тези технологии ще помогнат на пилотите да прогнозират и реагират по-добре на промените във времето, въздушния трафик и други неща, които влияят на полетните операции.

Напредък в безпилотните летателни системи

През следващите десет години е вероятно технологията за безпилотни летателни системи също да се подобри.

Textron Systems и други компании работят върху нови функции за тези системи, които могат да улеснят използването на безпилотни самолети в широк спектър от ситуации.

Промени в авиационните пазари

Авиационните пазари по света също се очаква да се променят много до 2025 г.

Очаква се Китай да изпревари САЩ като най-големия пазар за въздушен транспорт в света, а Индия се очаква да се изкачи от седмо място на трето.

Тези промени могат да накарат авиокомпаниите да се конкурират повече помежду си, докато търсят начини да бъдат различни от своите конкуренти.

Освен това може да видим нови самолети в небето от компании като Eviation Alice, които правят електрически самолети, одобрени за търговска употреба.

Авионика Обучение и сертифициране (пример за САЩ)

За да станете техник или инженер на авиониката, трябва да завършите програма за обучение, която отнема около 2000 часа и включва практически опит.

Федералната авиационна администрация (FAA) трябва да одобри програмата за обучение и кандидатът трябва също така да получи акредитация за корпус и силова установка (A&P).

Правилата на FAA също така казват, че кандидатът трябва да е поне на 18 години, да говори добре английски и да премине писмени, устни и практически тестове.

Специализация в различни роли

Техниците по авионика могат да бъдат стенд техници, специалисти по отстраняване на неизправности в системата или линейни техници, наред с други неща.

Всяка роля се нуждае от различен набор от умения и опит, така че кандидатите трябва да търсят правилното обучение, за да отговорят на нуждите на желаната от тях роля.

Възможности за преследване на кариера в авиониката

Техниците по авионика могат да си намерят работа само с диплома за средно образование или еквивалент и да се учат на работа.

Те могат също така да получат асоциирана или бакалавърска степен по автомобилни технологии, авиация или електроинженерство.

Различните училища и нива на степени имат различни изисквания за всяка образователна пътека.

Умения за кариера в авиониката

Авиотехниката винаги трябва да показва неща като внимание към детайла, надеждност и способност за аналитично мислене.

Авиотехниката трябва да знае за неща като FAA, ръчни инструменти и електрически системи, но те също трябва да могат да мислят критично и да решават проблеми, за да коригират проблеми, когато възникнат.

За да върви добре работата на полето, трябва също да можете да движите добре ръцете и очите си и да обръщате голямо внимание на детайлите.

Комуникация и работа в екип

Авиотехниците често работят в екипи, така че трябва да могат да общуват добре и да се разбират с други хора.

Може също така да се наложи да обяснят сложна техническа информация на други членове на екипа, пилоти или хора от контрола на въздушното движение, така че е важно да можете да говорите и пишете добре.

Комуникацията е много важна в много авиационни професии, като летателния екипаж, кабинния екипаж и контрола на въздушното движение, където може да бъде въпрос на живот и смърт ясното предаване на съобщението.

Работата в екип е особено важна в авиационната механика и инженерство, където хора с различни видове технически умения трябва да работят заедно, за да се уверят, че сложните системи и машини се поддържат в добра форма.

Физическа издръжливост и адаптивност

Физическата издръжливост и сръчност също са важни за техниците на авиониката, тъй като може да се наложи да работят в тесни пространства, да се катерят по стълби или да работят на височини и да изпълняват повтарящи се задачи за дълги периоди от време.

Освен това, тъй като авиационните технологии непрекъснато се променят, техниците по авионика трябва да бъдат гъвкави и да имат желание да усвояват нови умения и технологии, за да бъдат в крак с индустрията.

Личностни черти

Повечето техници по авионика са практични хора, които обичат да работят навън или по проекти, които могат да правят с ръцете си.

Те също са склонни да бъдат разследващи, което означава, че са много любопитни и често обичат да бъдат сами.

Авиотехниците се справят добре на теста за социална отговорност, което показва, че искат справедливи резултати и се грижат за хората като цяло.

Те също са склонни да постигат високи резултати по скалата за съвестност, което означава, че са методични, надеждни и обикновено планират нещата предварително.

Видео: Какво прави инженер или техник на авиониката?

Съвет: Включете бутона за надписи, ако имате нужда от него. Изберете „автоматичен превод“ в бутона за настройки, ако не сте запознати с английския език. Може да се наложи първо да щракнете върху езика на видеоклипа, преди любимият ви език да стане достъпен за превод.

Заплата на авиотехника

Информация за заплатите

В зависимост от това къде гледате, средната заплата за техник по авионика може да бъде различна.

Например, според Бюрото по трудова статистика (BLS), средната годишна заплата за техниците по авионика в Съединените щати е била 66 440 долара към май 2020 г.

Средната заплата за техник по авионика е $55 545 на година или $26,7 на час.

В тази област 10% от най-добре печелещите правят средно $75 000 или повече на година.

Местоположението също може да повлияе на това колко може да очаква да направи един техник по авионика, като най-добре плащащите щати са Вашингтон, Калифорния, Невада, Аляска и Орегон.

Фактори, влияещи върху заплатата

Някои от нещата, които могат да повлияят на заплатата на техник по авионика, са тяхното ниво на образование, техните специфични работни задължения и отговорности, вида на самолета, на който работят (като търговски, военен или частен) и търсенето на техните умения в пазар на труда.

Заплатата на техниците може също да бъде повлияна от размера на компанията, за която работят, и от всички допълнителни сертификати, които печелят.

Други съображения относно заплатата

Важно е да се отбележи, че техниците по авионика могат да получават заплащане на час или на месец, а някои може да получават допълнителни пари като заплащане за извънреден труд или бонуси.

Според BLS производството на аерокосмически продукти и части, редовният въздушен транспорт и поддържащите дейности за въздушен транспорт плащат най-много за техниците по авионика.

И накрая, важно е да запомните, че данните за заплатите могат да бъдат повлияни от икономически и специфични за индустрията фактори и че индивидуалните доходи могат да варират в зависимост от редица фактори.

Фактори, влияещи върху цената на авиониката

Авиониката е скъпа поради редица неща, като например:

Разходи за материали

Когато става дума за части на авиониката, прецизността е много важна.

Авиационните системи се нуждаят от микромеханични части, магнитометри и други сложни части, за да работят по начина, по който трябва.

Тези специализирани материали и части са скъпи и поради това цената на авиониката може да се повиши много.

Разходи за труд

Необходими са техници и инженери с много обучение, за да направят, инсталират и поправят системи за авионика.

Това е така, защото системите на авиониката са сложни и трябва да се управляват, поддържат и поправят от хора със специализирани знания и умения.

Поради това заплатите на тези квалифицирани работници могат да добавят към цената на авиониката като цяло.

FAA Сертифициране

Федералната авиационна администрация (FAA) има строги правила за това как трябва да се изграждат и поддържат системите за авионика, които работят в националната система за въздушно пространство.

Сертифицирането на FAA е скъп процес, който включва много внимателно тестване и оценка на авионичните системи, за да се гарантира, че те следват правилата за безопасност.

Цената за получаване на сертификат от FAA може да бъде голяма част от цената на авиониката като цяло.

Ограничен производствен обем

Тъй като не се използват толкова много самолети, компаниите за авионика произвеждат по-малко части, което означава, че всяка част струва повече.

Това е така, защото разходите за изработване на единична част се разпределят върху по-малък брой единици, което я прави по-скъпа за изработка.

Авиониката е скъпа, защото е направена от прецизни части, изисква сертификат от FAA и се произвежда само в малки количества.

Тези неща увеличават цената на системите за авионика, което ги прави голяма инвестиция за хора, които притежават или управляват самолети.

Авионика във военната и търговската авиация

Както военната, така и търговската авиация използват авиониката по много начини. Може да помогне с неща като навигация, комуникация, контрол на полета и забелязване на заплахи.

Системите за авионика на военните самолети са направени да отговарят на по-строги стандарти от търговските системи. Те може да имат функции като електронно противодействие, криптирана комуникация и сензори, които могат да засекат входящи ракети или вражески самолети.

Технологията на авиониката доведе до разработването на по-добри метеорологични радари и навигационни системи, които правят летенето по-безопасно и по-ефективно, както и по-усъвършенствани системи за управление на полета, които могат да пестят гориво и да намалят замърсяването.

Разлики между военната и търговската авиация

Тъй като военните самолети са изправени пред уникални и често трудни условия, техните системи за авионика обикновено са по-силни и по-надеждни от тези в търговските самолети.

Военните самолети също могат да имат допълнителни функции на авиониката като криптирана комуникация, електронни противодействия и системи за откриване на заплахи.

Последни постижения в авиониката технология

Последните подобрения в технологията на авиониката доведоха до нови функции като системи за полет по кабел, напълно електронни дисплеи и комуникация чрез оптични влакна.

Някои технологии, създадени за военните, сега се използват в граждански самолети.

Други интересни приложения на технологията за авионика както във военната, така и в търговската авиация включват системи за синтетично зрение, хедс-ъп дисплеи, системи с добавена реалност, безпилотни летателни апарати и системи за прецизно кацане.

Авионика от следващо поколение технологии

Правят се нови изследвания върху технологиите за авионика от следващо поколение, като електрически хибридни самолети, захранвани от батерии или горивни клетки, усъвършенствани навигационни системи, които използват базиран на сателит контрол на въздушното движение, и автономни системи за контрол на полета, които могат да се използват както за военни, така и за цивилни цели.

Като цяло технологията на авиониката продължава да бъде ключова част както от военната, така и от гражданската авиация, правейки самолетите по-безопасни, по-ефективни и способни да правят повече.

Случаи на употреба

Използвано в:	Описание:
Навигационни системи	Авиониката не може да работи без навигационни системи. Те имат GPS, инерционна навигация и други системи, които помагат на пилотите да разберат къде се намират и как да се придвижват безопасно. Тези системи използват сензори, компютри и софтуер, за да кажат на пилотите в реално време къде се намират, колко бързо се движат и на каква височина са.
Системи за управление на полета	Друг важен начин за използване на авиониката е в системите за управление на полета. Тези системи използват сензори и компютърни програми, за да поддържат самолета стабилен и под контрол, докато е във въздуха. Те могат да помогнат на пилотите да запазят своята надморска височина, скорост и посока, както и да наблюдават и да се коригират за турбуленция и други условия във въздуха.
Комуникационни системи	Друга важна част от авиониката са комуникационните системи. В тези системи има радиостанции, транспондери и други устройства, които позволяват на пилотите да говорят с хората на земята, други пилоти и други части от авиационната инфраструктура. Комуникационните системи помагат на пилотите да получават актуална информация за времето, инструкции от контрола на въздушното движение и друга важна информация.
Системи за безопасност	Авиационните системи могат също така да имат функции за безопасност като избягване на сблъсъци, откриване и предупреждение за терена и използване на метеорологичен радар. Тези системи използват сензори, алгоритми и софтуер за намиране и справяне с възможни опасности. Това помага за безопасността на самолета и неговите пътници.
Управление на двигателя	Авиониката може да се използва и за управление на двигателите на самолет. Сензори и компютри се използват в тези системи за проследяване на работата на двигателя, използването на гориво и други фактори. Това позволява на пилотите да подобрят работата на двигателя и да спестят гориво.

Заключение

Както видяхме, авиониката е важна част от съвременната авиация.

Неговата задача е да гарантира, че полетите са безопасни и протичат гладко, както и да пести гориво и да намалява замърсяването.

Но с промените в авиацията ще се променят и задачите, които инженерите на авиониката трябва да изпълняват.

Тъй като самоуправляващите се самолети стават все по-често срещани и необходимостта от данни и анализи в реално време нараства, авиониката ще стане още по-важна част от бъдещето на авиацията.

И бъдещето изглежда добро за хората, които искат да работят в авиониката.

Тъй като необходимостта от висококвалифицирани инженери по авионика нараства през цялото време, има почти безкрайни възможности за личен и професионален растеж.

И така, авиониката е област, която трябва да разгледате, независимо дали сте опитен инженер или току-що започващ.

Никога не е имало по-добро време да се потопите в завладяващия свят на авиониката, с нейните уникални предизвикателства, авангардни технологии и важна роля в света на авиацията.