Introduktion Til Flyelektronik For Ingeniører

Siden Wright Brothers kom i luften, har luftfart været et af de ingeniørområder, der har ændret sig hurtigst.

I begyndelsen fløj piloter fly af instinkt og dygtighed alene.

Men i takt med at luftfartsteknologien er blevet bedre, er de systemer, der holder moderne fly i luften, også blevet det.

Avionics er den del af teknikken, der beskæftiger sig med design, bygning og vedligeholdelse af de elektroniske systemer, der styrer alt fra et flys motorer og flyvekontrol til dets kommunikations- og navigationssystemer.

Moderne flyvning ville ikke være mulig uden flyelektronik.

I denne artikel vil jeg tale om den fascinerende verden af ​​flyelektronik og forklare, hvorfor enhver håbefuld ingeniør har brug for at vide om det.

Introduktion til flyelektronik

Formel definition:

Design og produktion af luftbårne elektriske og elektroniske enheder; udtrykket er afledt af luftfartselektronik.

Introduktion til luftfartsteknologi i teknik

Avionics er en kombination af ordene "luftfart" og "elektronik". Det er navnet på de elektriske systemer, der bruges i fly, rumskibe og menneskeskabte satellitter.

Disse systemer er meget vigtige for moderne fly, fordi de hjælper med ting som motorstyring, flyvekontrolsystemer, navigation, kommunikation, lyssystemer, trusselsdetektion, brændstofsystemer, elektro-optiske (EO/IR) systemer, vejrradar, præstationsmonitorer, og mere.

Målet med denne artikel er at give et generelt overblik over flyelektronik og dets forskellige dele.

Navigationssystemer

Navigation er et af de vigtigste flyelektroniksystemer, der bruges i moderne fly.

Navigationssystemer hjælper piloter med at finde ud af, hvor de er over jordens overflade og få flyet, hvor det skal hen.

Tidligere brugte fly radio- og inerti-navigationsprogrammer på jorden. Moderne flyelektronik er på den anden side nået langt og bruger nu satellitsystemer som GPS og WAAS til at give mere nøjagtige og pålidelige placeringsdata.

Moderne flyelektronik har tilføjet ekstra dele for at forbedre pålideligheden af ​​navigationssystemerne.

For eksempel bruges GPS som den primære måde at finde vej på, og radioer bruges som backup i tilfælde af en nødsituation.

Dette sikrer, at flyet stadig er sikkert, selvom hovednavigationssystemet holder op med at fungere.

Regulatoriske krav

Før afgang kræver Federal Aviation Administration (FAA), at alle fly har et flyelektroniksystem installeret.

Reglerne sikrer, at et flys avioniksystemer opfylder visse sikkerhedsstandarder og er opdateret med den nyeste teknologi.

FAA kræver også, at flyelektroniksystemerne inspiceres og repareres regelmæssigt for at sikre, at de bliver ved med at fungere.

Avioniksystemer og -enheder

Funktioner af flyelektroniksystemer

Avioniksystemer i fly gør mange forskellige ting, såsom:

• Motorstyring: kontrol og styring af flyets motorer.
• Flyvekontrolsystemer: Sørg for, at flyet bevæger sig og går i den rigtige retning.
• Navigation: finde ud af, hvor og hvordan flyet er
• Kommunikation: Lader dig tale med andre fly og stationer på jorden.
• Flight recorders: Registrer oplysninger om en flyvning, så den kan ses på efter en ulykke.
• Belysningssystemer: tillader flyvninger at lette og lande ved at afgive lys.
• Trusseldetektion: finde mulige trusler og fortælle besætningen om dem.
• Brændstofsystemer: styre og holde styr på, hvor meget brændstof der bruges.
• Elektrooptiske og infrarøde (EO/IR) systemer: De hjælper piloter med at se bedre under dårlige sigtbare forhold.
• Vejrradar: finde ud af og vise hvordan vejret er.
• Ydeevnemonitorer: holde styr på og vise data om, hvordan et fly klarer sig.

Placering af flyelektroniksystemer

Flyelektronikudstyr findes normalt i cockpittet på et fly.

Cockpittet er der, hvor kontrol, overvågning, kommunikation, navigation, vejr, anti-kollision og andre systemer er.

Et grundlæggende flyelektroniksystem består af flere dele, såsom kommunikation, navigation, displaystyring, projektører på politihelikoptere og andre.

Avionics Databus-protokoller

Avionics databus-protokoller bruges af flynetværk til at forbinde flyelektroniksystemerne i militære og kommercielle fly.

Disse protokoller gør det muligt for forskellige systemer at kommunikere og dele information, hvilket er afgørende for effektive og sikre flyoperationer.

Elektriske strømkilder

De fleste fly bruger 14- eller 28-volt DC-systemer til at drive deres flyelektronik.

Men større og mere komplekse fly bruger AC-strømkilder med en højere spænding til at drive deres flyelektronik.

Flyelektronik og luftfartssikkerhed

Flyelektronik er en vigtig del af luftfartssikkerhed og effektivitet, fordi det giver fly de instrumenter og elektronik, de har brug for til at undgå eller håndtere farer, navigere, kommunikere og fungere godt.

Moderne flyelektroniksystemer tilbyder løsninger, der kræver meget computerkraft til længere, sikrere og mere effektive flyvninger i ethvert luftrum eller vejr.

Forbedring af flyveplanlægning og alarmeringsapplikationer

Avionikteknologi kan også hjælpe kommercielle flyselskaber, virksomhedsflyvning og helikopteroperationer med at forbedre flyplanlægning og alarmering ved at give nøjagtige vejroplysninger på forhånd.

Disse oplysninger kan hjælpe med at reducere tab og gøre tingene mere sikre ved at lade vognmænd vælge alternative ruter, der bruger den mindste mængde gas og har mindst chance for at blive ødelagt af dårligt vejr.

Desuden kan piloter give deres passagerer en bedre oplevelse, når de ved præcis, hvad de kan forvente af vejret, og hvornår de kan forvente det.

Forbedring af sikkerheden

Piloter kan undgå mulige kollisioner og andre farer ved at få information fra andre fly og systemer på jorden.

Trafikalarm- og kollisionsundgåelsessystemer (TCAS) bruger flyteknologi til at lade piloter vide, når andre fly er i nærheden, og hjælpe dem med at undgå mulige kollisioner.

Sikkerheden for flyet og dets passagerer afhænger også af vejrradar og satellitnavigationssystemer.

Future of Avionics

Avionics forventes at ændre sig meget i de næste par år, takket være forbedringer i teknologien, der vil føre til brugervenlige grænseflader, touchskærme, sensorer og automatisering.

Disse forbedringer vil gøre piloter mere sikre og mere bevidste om deres omgivelser.

Fremskridt inden for flyelektronik

Avionics ændrer sig hurtigt med nye teknologier som ubemandede fly, kunstig intelligens, biometri, robotteknologi, blockchain, alternative brændstoffer og elektriske fly.

I 2036 vil luftfartsindustrien næsten fordoble antallet af passagerer og fragt.

Dette vil kræve nye teknologier og måder at gøre tingene på for at imødekomme efterspørgslen.

Dette kunne omfatte større skærme på cockpittet, værktøjer, der gør det nemmere at se i mørke, og sensorer, der kan se gennem skyer eller tåge.

Tilslutning i cockpits

I løbet af de næste fem år vil den måde, hvorpå forbindelsen bruges i cockpits, sandsynligvis ændre sig.

Banebaserede operationer og forbedret datalink vil blive mere almindelige.

Disse teknologier vil hjælpe piloter med bedre at forudsige og reagere på ændringer i vejret, lufttrafikken og andre ting, der påvirker flyveoperationer.

Fremskridt inden for ubemandede flysystemer

I løbet af de næste ti år vil teknologien til ubemandede flysystemer sandsynligvis også blive bedre.

Textron Systems og andre virksomheder arbejder på nye funktioner til disse systemer, som kan gøre det nemmere at bruge ubemandede fly i en lang række situationer.

Ændringer i luftfartsmarkederne

Luftfartsmarkederne rundt om i verden forventes også at ændre sig meget i 2025.

Kina forventes at passere USA som verdens største marked for flyrejser, og Indien forventes at rykke op fra syvendepladsen til tredjepladsen.

Disse ændringer kan få flyselskaberne til at konkurrere mere med hinanden, da de leder efter måder at adskille sig fra deres rivaler på.

Vi kan også se nye fly på himlen fra virksomheder som Eviation Alice, der laver elektriske fly, der er godkendt til kommerciel brug.

Flyelektronikuddannelse og -certificering (eksempel i USA)

For at blive flytekniker eller ingeniør skal du afslutte et uddannelsesprogram, der tager omkring 2.000 timer og inkluderer praktisk erfaring.

Federal Aviation Administration (FAA) skal godkende træningsprogrammet, og kandidaten skal også have en Airframe and Powerplant (A&P) legitimation.

FAA-reglerne siger også, at kandidaten skal være mindst 18 år gammel, tale engelsk godt og bestå skriftlige, mundtlige og praktiske prøver.

Speciale i forskellige roller

Flyteknikere kan blandt andet være bænkteknikere, systemfejlfindere eller linjeteknikere.

Hver rolle har brug for et andet sæt færdigheder og erfaringer, så kandidater bør lede efter den rigtige uddannelse for at imødekomme behovene i den rolle, de ønsker.

Muligheder for at forfølge en karriere inden for flyelektronik

Flyteknikere kan få et job med blot en gymnasial eksamen eller tilsvarende og lære på jobbet.

De kunne også få en associeret eller bachelorgrad i bilteknologi, luftfart eller elektroteknik.

Forskellige skoler og niveauer af grader har forskellige krav til hver uddannelsesvej.

Færdigheder til en karriere inden for flyelektronik

Flyteknikere skal altid vise ting som opmærksomhed på detaljer, pålidelighed og evnen til at tænke analytisk.

Flyteknikere skal vide om ting som FAA, håndværktøj og elektriske systemer, men de skal også være i stand til at tænke kritisk og løse problemer for at løse problemer, når de dukker op.

For at arbejde i marken skal gå godt, skal du også kunne bevæge dine hænder og øjne godt og være meget opmærksom på detaljer.

Kommunikation og teamwork

Flyteknikere arbejder ofte i teams, så de skal være i stand til at kommunikere godt og omgås andre mennesker.

De skal muligvis også forklare komplicerede tekniske oplysninger til andre teammedlemmer, piloter eller personer i flyvekontrollen, så det er vigtigt at kunne tale og skrive godt.

Kommunikation er meget vigtig i mange luftfartsjobs, som flyvebesætning, kabinepersonale og flyvekontrol, hvor det kan være et spørgsmål om liv og død at få budskabet klart frem.

Teamwork er især vigtigt inden for flymekanik og -teknik, hvor folk med forskellige slags tekniske færdigheder skal arbejde sammen for at sikre, at komplicerede systemer og maskiner holdes i god form.

Fysisk udholdenhed og tilpasningsevne

Fysisk udholdenhed og fingerfærdighed er også vigtigt for flyteknikere, da de kan have brug for at arbejde på trange steder, klatre på stiger eller arbejde i højder og udføre gentagne opgaver i lange perioder.

Fordi luftfartsteknologien altid ændrer sig, skal flyteknikere være fleksible og villige til at lære nye færdigheder og teknologier for at holde trit med industrien.

Personlighedstræk

De fleste flyteknikere er praktiske mennesker, der kan lide at arbejde udenfor eller på projekter, som de kan lave med deres hænder.

De har også en tendens til at være undersøgende, hvilket betyder, at de er meget nysgerrige og ofte kan lide at være alene.

Flyteknikere klarer sig godt på testen af ​​samfundsansvar, som viser, at de ønsker fair resultater og bekymrer sig om mennesker generelt.

De har også en tendens til at score højt på samvittighedsfuldhed skalaen, hvilket betyder, at de er metodiske, pålidelige og normalt planlægger ting i forvejen.

Video: Hvad laver en luftfartsingeniør eller -tekniker?

Tip: Slå billedtekstknappen til, hvis du har brug for det. Vælg "automatisk oversættelse" i indstillingsknappen, hvis du ikke er fortrolig med det engelske sprog. Du skal muligvis først klikke på sproget for videoen, før dit yndlingssprog bliver tilgængeligt til oversættelse.

Løn for flytekniker

Lønoplysninger

Afhængigt af hvor du ser hen, kan gennemsnitslønnen for en flytekniker være forskellig.

For eksempel, ifølge Bureau of Labor Statistics (BLS), var den gennemsnitlige årlige løn for flyteknikere i USA $66.440 i maj 2020.

Gennemsnitslønnen for en flytekniker er $55.545 om året eller $26,7 per time.

På dette felt tjener de øverste 10 % af lønmodtagerne et gennemsnit på $75.000 eller mere om året.

Placeringen kan også påvirke, hvor meget en flytekniker kan forvente at tjene, hvor de højest betalende stater er Washington, Californien, Nevada, Alaska og Oregon.

Faktorer, der påvirker løn

Nogle af de ting, der kan påvirke en flyteknikers løn, er deres uddannelsesniveau, deres specifikke jobopgaver og ansvar, den type fly, de arbejder på (såsom kommercielt, militært eller privat), og efterspørgslen efter deres færdigheder i arbejdsmarkedet.

En teknikers løn kan også blive påvirket af størrelsen på den virksomhed, de arbejder for, og af eventuelle yderligere certificeringer, de opnår.

Øvrige lønhensyn

Det er vigtigt at bemærke, at flyteknikere kan blive betalt pr. Time eller månedligt, og nogle kan få ekstra penge som overtidsbetaling eller bonusser.

Ifølge BLS betaler luftfartsprodukt- og delefremstilling, ruteflytransport og støtteaktiviteter til lufttransport mest for flyteknikere.

Endelig er det vigtigt at huske, at løndata kan være påvirket af økonomiske og branchespecifikke faktorer, og at den enkeltes indtjening kan variere afhængigt af en række faktorer.

Faktorer, der påvirker flyelektronikomkostninger

Flyelektronik er dyrt på grund af en række ting, såsom:

Udgifter til materialer

Når det kommer til flyelektronikdele, er præcision meget vigtig.

Avioniksystemer har brug for mikromekaniske dele, magnetometre og andre komplekse dele for at fungere som de skal.

Disse specialiserede materialer og dele er dyre, og derfor kan prisen på flyelektronik stige meget.

Arbejdsomkostninger

Der er brug for teknikere og ingeniører med megen uddannelse til at lave, installere og reparere flyelektroniksystemer.

Dette skyldes, at flyelektroniksystemer er komplicerede og skal betjenes, vedligeholdes og repareres af folk med specialiseret viden og færdigheder.

På grund af dette kan lønningerne til disse faglærte arbejdere øge omkostningerne ved flyelektronik som helhed.

FAA certificering

Federal Aviation Administration (FAA) har strenge regler for, hvordan flyelektroniksystemer, der fungerer i det nationale luftrumssystem, skal bygges og vedligeholdes.

FAA-certificering er en dyr proces, der involverer test og evaluering af flyelektroniksystemer meget omhyggeligt for at sikre, at de følger sikkerhedsreglerne.

Omkostningerne ved at få FAA-certificering kan være en stor del af omkostningerne ved flyelektronik som helhed.

Begrænset produktionsvolumen

Fordi der ikke er så mange fly i brug, laver flyelektronikvirksomheder færre dele, hvilket betyder, at hver del koster mere.

Dette skyldes, at omkostningerne ved at lave en enkelt del er fordelt på et mindre antal enheder, hvilket gør det dyrere at lave.

Flyelektronik er dyre, fordi de er lavet af præcise dele, kræver FAA-certificering og kun fremstilles i små mængder.

Disse ting øger omkostningerne ved flyelektroniksystemer, hvilket gør dem til en stor investering for folk, der ejer eller driver fly.

Avionik i militær og kommerciel luftfart

Både militæret og kommerciel luftfart bruger flyteknologi på mange måder. Det kan hjælpe med ting som navigation, kommunikation, flykontrol og opdage trusler.

Avioniksystemer til militære fly er lavet til at opfylde strengere standarder end kommercielle systemer. De kan have funktioner som elektroniske modforanstaltninger, krypteret kommunikation og sensorer, der kan spotte indkommende missiler eller fjendtlige fly.

Avionics-teknologi har ført til udviklingen af ​​bedre vejrradar- og navigationssystemer, der gør flyvningen mere sikker og effektiv, samt mere avancerede flyvestyringssystemer, der kan spare brændstof og skære ned på forureningen.

Forskelle mellem militær og kommerciel luftfart

Fordi militære fly står over for unikke og ofte vanskelige forhold, har deres avioniksystemer en tendens til at være stærkere og mere pålidelige end dem i kommercielle fly.

Militære fly kan også have ekstra flyelektronikfunktioner som krypteret kommunikation, elektroniske modforanstaltninger og trusselsdetektionssystemer.

Seneste fremskridt inden for flyteknologi

Nylige forbedringer inden for flyteknologi har ført til nye funktioner som fly-by-wire-systemer, fuldt elektroniske skærme og kommunikation gennem fiberoptik.

Nogle teknologier, der blev lavet til militæret, bliver nu brugt på civile jetliner.

Andre interessante anvendelser af avionikteknologi i både militær og kommerciel luftfart omfatter syntetiske visionsystemer, heads-up-skærme, augmented reality-systemer, ubemandede luftfartøjer og præcisionslandingssystemer.

Næste generations luftfartsteknologier

Der udføres ny forskning i næste generations flyelektronikteknologier, såsom elektriske hybridfly drevet af batterier eller brændselsceller, avancerede navigationssystemer, der bruger satellitbaseret flyvekontrol, og autonome flyvekontrolsystemer, der kan bruges til både militære og civile formål.

Samlet set fortsætter flyteknologien med at være en central del af både militær og civil luftfart, hvilket gør fly sikrere, mere effektive og i stand til at gøre mere.

Brug cases

Brugt i:	Beskrivelse:
Navigationssystemer	Avionics kan ikke fungere uden navigationssystemer. De har GPS, inerti-navigation og andre systemer, der hjælper piloter med at finde ud af, hvor de er, og hvordan de kommer sikkert rundt. Disse systemer bruger sensorer, computere og software til at fortælle piloter i realtid, hvor de er, hvor hurtigt de kører, og hvor højt de er.
Flyvekontrolsystemer	En anden vigtig måde, som flyelektronik bruges på, er i flyvekontrolsystemer. Disse systemer bruger sensorer og computerprogrammer til at holde flyet stabilt og i kontrol, mens det er i luften. De kan hjælpe piloter med at holde deres højde, hastighed og retning, samt holde øje med og justere for turbulens og andre forhold i luften.
Kommunikationssystemer	En anden vigtig del af flyelektronik er kommunikationssystemer. Der er radioer, transpondere og andre enheder i disse systemer, som lader piloter tale med folk på jorden, andre piloter og andre dele af luftfartsinfrastrukturen. Kommunikationssystemer hjælper piloter med at få opdateret information om vejret, instruktioner fra flyvekontrollen og anden vigtig information.
Sikkerhedssystemer	Avioniksystemer kan også have sikkerhedsfunktioner som at undgå kollisioner, detektering og advarsel om terrænet og brug af vejrradar. Disse systemer bruger sensorer, algoritmer og software til at finde og håndtere mulige farer. Dette hjælper med at holde flyet og dets passagerer sikre.
Motorstyring	Avionik kan også bruges til at styre motorerne i et fly. Sensorer og computere bruges i disse systemer til at holde styr på motorens ydeevne, brændstofforbrug og andre faktorer. Dette lader piloter forbedre motorens ydeevne og spare brændstof.

Konklusion

Som vi har set, er flyelektronik en vigtig del af moderne luftfart.

Dens opgave er at sørge for, at flyvninger er sikre og kører problemfrit, samt at spare brændstof og skære ned på forureningen.

Men i takt med at luftfarten ændrer sig, vil de opgaver, som flyteknikerne skal udføre, også.

Efterhånden som selvkørende fly bliver mere almindelige, og behovet for realtidsdata og analyser vokser, vil flyelektronik blive en endnu vigtigere del af fremtidens luftfart.

Og fremtiden ser god ud for folk, der ønsker at arbejde med flyelektronik.

Med behovet for højtuddannede flyelektronikingeniører, der hele tiden vokser, er der næsten uendelige muligheder for personlig og professionel vækst.

Så flyelektronik er et område, du bør se nærmere på, uanset om du er en erfaren ingeniør eller lige er startet.

Der har aldrig været et bedre tidspunkt at dykke ned i flyelektronikkens fascinerende verden med dens unikke udfordringer, banebrydende teknologi og vigtige rolle i luftfartsverdenen.