Sissejuhatus Avioonikasse Inseneridele

Alates vendade Wrightide õhkutõusmisest on lennundus üks kõige kiiremini muutunud insenerivaldkondi.

Alguses lendasid piloodid lennukeid ainult instinkti ja oskuste järgi.

Kuid kui lennutehnoloogia on muutunud paremaks, on muutunud ka süsteemid, mis hoiavad tänapäevaseid lennukeid õhus.

Avioonika on inseneriteaduse osa, mis tegeleb selliste elektrooniliste süsteemide projekteerimise, ehitamise ja hooldamisega, mis juhivad kõike alates lennuki mootoritest ja lennujuhtimisseadmetest kuni side- ja navigatsioonisüsteemideni.

Kaasaegne lend poleks ilma avioonikata võimalik.

Selles artiklis räägin avioonika põnevast maailmast ja selgitan, miks iga inseneriks pürgiv peab sellest teadma.

Sissejuhatus avioonikasse

Ametlik määratlus:

Õhus olevate elektri- ja elektroonikaseadmete projekteerimine ja tootmine; termin on tuletatud lennunduse elektroonikast.

Sissejuhatus avioonikasse inseneriteaduses

Avioonika on sõnade "lennundus" ja "elektroonika" kombinatsioon. See on lennukite, kosmoselaevade ja tehissatelliitide elektrisüsteemide nimi.

Need süsteemid on tänapäevaste õhusõidukite jaoks väga olulised, kuna need aitavad selliste asjadega nagu mootori juhtseadmed, lennujuhtimissüsteemid, navigatsioon, side, valgustussüsteemid, ohutuvastus, kütusesüsteemid, elektrooptilised (EO/IR) süsteemid, ilmaradar, jõudlusmonitorid, ja veel.

Selle artikli eesmärk on anda üldine ülevaade avioonikast ja selle erinevatest osadest.

Navigatsioonisüsteemid

Navigatsioon on üks olulisemaid kaasaegsetes lennukites kasutatavaid avioonikasüsteeme.

Navigatsioonisüsteemid aitavad pilootidel mõista, kus nad Maa pinnast kõrgemal asuvad, ja viia lennuki sinna, kuhu see minema peab.

Varem kasutasid lennukid maapinnal raadio- ja inertsiaalseid navigatsiooniprogramme. Kaasaegne avioonika on seevastu jõudnud kaugele ja kasutab nüüd täpsemate ja usaldusväärsemate asukohaandmete edastamiseks satelliidisüsteeme, nagu GPS ja WAAS.

Kaasaegsele avioonikale on navigatsioonisüsteemide töökindluse parandamiseks lisatud lisaosi.

Näiteks GPS-i kasutatakse peamise viisina orienteerumiseks ja raadiod tagavaraks hädaolukorras.

See tagab, et lennuk on endiselt ohutu ka siis, kui peamine navigatsioonisüsteem lakkab töötamast.

Regulatiivsed nõuded

Enne õhkutõusmist nõuab Föderaalne Lennuamet (FAA), et kõikidele lennukitele oleks paigaldatud avioonikasüsteem.

Reeglid tagavad, et lennuki avioonikasüsteemid vastaksid teatud ohutusstandarditele ja oleksid kaasaegseima tehnoloogiaga.

FAA nõuab ka avioonikasüsteemide korrapärast kontrollimist ja parandamist, et veenduda nende töös.

Avioonikasüsteemid ja -seadmed

Avioonikasüsteemide funktsioonid

Lennukite avioonikasüsteemid teevad palju erinevaid asju, näiteks:

• Mootori juhtnupud: lennuki mootorite juhtimine ja haldamine.
• Lennujuhtimissüsteemid: veenduge, et lennuk liigub ja läheb õiges suunas.
• Navigeerimine: saate teada, kus ja kuidas lennuk on
• Side: võimaldab teil rääkida teiste maapealsete lennukite ja jaamadega.
• Lennusalvestid: salvestage teavet lennu kohta, et seda saaks pärast õnnetust uurida.
• Valgustussüsteemid: võimaldavad lendudel õhku tõusta ja maanduda valgust eraldades.
• Ohtude tuvastamine: võimalike ohtude leidmine ja meeskonnale nendest teavitamine.
• Kütusesüsteemid: kütusekulu haldamine ja jälgimine.
• Elektrooptilised ja infrapunasüsteemid (EO/IR): need aitavad pilootidel halva nähtavuse tingimustes paremini näha.
• Ilmaradar: selgitab välja ja näitab, milline ilm on.
• Jõudlusmonitorid: õhusõiduki käekäigu jälgimine ja andmete näitamine.

Avioonikasüsteemide asukoht

Avioonika seadmeid leidub tavaliselt lennuki kokpitis.

Piloodikabiin on koht, kus asuvad juhtimis-, seire-, side-, navigatsiooni-, ilma-, kokkupõrketõrje- ja muud süsteemid.

Põhiline avioonikasüsteem koosneb mitmest osast, nagu side, navigeerimine, kuvahaldus, politseihelikopterite prožektorid ja muud.

Avioonika andmebussi protokollid

Lennukivõrgud kasutavad avioonika andmesiini protokolle sõjaliste ja kommertslennukite avioonikasüsteemide ühendamiseks.

Need protokollid võimaldavad erinevatel süsteemidel suhelda ja teavet jagada, mis on tõhusa ja ohutu lennutegevuse jaoks hädavajalik.

Elektrilised toiteallikad

Enamik õhusõidukeid kasutab oma avioonika toiteks 14- või 28-voldist alalisvoolusüsteeme.

Kuid suuremad ja keerukamad lennukid kasutavad oma avioonika toiteks kõrgema pingega vahelduvvooluallikaid.

Avioonika ja lennuohutus

Avioonika on oluline osa lennuohutusest ja -tõhususest, kuna see annab lennukitele instrumendid ja elektroonika, mida nad vajavad ohtude vältimiseks või nendega toimetulekuks, navigeerimiseks, suhtlemiseks ja hästi töötamiseks.

Kaasaegsed avioonikasüsteemid pakuvad lahendusi, mis nõuavad palju arvutusvõimsust pikemate, ohutumate ja tõhusamate lendude jaoks igas õhuruumis või ilmaga.

Lennuplaneerimise ja hoiatusrakenduste täiustamine

Avioonikatehnoloogia võib aidata ka kommertslennufirmadel, ettevõtete lennundusel ja helikopteritel parandada lendude planeerimist ja hoiatusi, pakkudes õiget ilmateavet enne tähtaega.

See teave võib aidata vähendada kahjusid ja muuta asjad turvalisemaks, lastes dispetšeritel valida alternatiivsed marsruudid, mis kasutavad kõige vähem gaasi ja millel on kõige väiksem võimalus halbade ilmastikuolude tõttu segadusse sattuda.

Samuti saavad piloodid anda oma reisijatele parema kogemuse, kui nad teavad täpselt, mida ilmast oodata ja millal seda oodata.

Ohutuse suurendamine

Piloodid saavad vältida võimalikke kokkupõrkeid ja muid ohte, hankides teavet teistelt maapealsetelt lennukitelt ja süsteemidelt.

Liiklushoiatus- ja kokkupõrke vältimise süsteemid (TCAS) kasutavad avioonikatehnoloogiat, et anda pilootidele teada, kui läheduses on teisi lennukeid, ja aidata neil vältida võimalikke kokkupõrkeid.

Lennuki ja selle reisijate ohutus sõltub ka ilmaradarist ja satelliitnavigatsioonisüsteemidest.

Avioonika tulevik

Eeldatakse, et avioonika muutub lähiaastatel palju tänu tehnoloogia täiustustele, mis viivad lihtsamini kasutatavate liideste, puuteekraanide, andurite ja automatiseerimiseni.

Need täiustused muudavad piloodid turvalisemaks ja ümbritsevast teadlikumaks.

Edusammud avioonika võimekuses

Avioonika muutub kiiresti uute tehnoloogiatega, nagu mehitamata õhusõidukid, tehisintellekt, biomeetria, robootika, plokiahel, alternatiivkütused ja elektrilised lennukid.

Aastaks 2036 soovib lennundus peaaegu kahekordistada reisijate ja kauba arvu.

See nõuab uusi tehnoloogiaid ja viise, kuidas nõudlust rahuldada.

See võib hõlmata suuremaid ekraane kabiinis, tööriistu, mis muudavad pimedas nägemise lihtsamaks, ja andureid, mis näevad läbi pilvede või udu.

Ühenduvus kokpittides

Järgmise viie aasta jooksul kokpittides ühenduvuse kasutusviis tõenäoliselt muutub.

Trajektooripõhised toimingud ja täiustatud andmeside muutuvad tavalisemaks.

Need tehnoloogiad aitavad pilootidel paremini ennustada ja reageerida muutustele ilmas, lennuliikluses ja muudes asjades, mis mõjutavad lennutegevust.

Mehitamata õhusõidukisüsteemide edusammud

Järgmise kümne aasta jooksul muutub tõenäoliselt paremaks ka mehitamata õhusõidukisüsteemide tehnoloogia.

Textron Systems ja teised ettevõtted töötavad nende süsteemide jaoks uute funktsioonide kallal, mis võiksid hõlbustada mehitamata õhusõidukite kasutamist paljudes olukordades.

Muutused lennundusturgudel

Ka maailma lennundusturud peaksid 2025. Aastaks palju muutuma.

Eeldatakse, et Hiina möödub USA-st maailma suurima lennureisituruna ja India tõuseb seitsmendalt kohalt kolmandale.

Need muudatused võivad panna lennufirmad omavahel rohkem konkureerima, kuna nad otsivad võimalusi konkurentidest erineda.

Samuti võime näha taevas uusi lennukeid ettevõtetelt nagu Eviation Alice, mis toodavad kommertskasutuseks heaks kiidetud elektrilennukeid.

Avioonika koolitus ja sertifitseerimine (USA näide)

Avioonikatehnikuks või inseneriks saamiseks peate läbima koolitusprogrammi, mis võtab umbes 2000 tundi ja sisaldab praktilisi kogemusi.

Föderaalne lennuamet (FAA) peab koolitusprogrammi heaks kiitma ning kandidaat peab saama ka lennukere ja jõuallika (A&P) volikirja.

FAA määrused ütlevad ka, et kandidaat peab olema vähemalt 18-aastane, oskama hästi inglise keelt ning sooritama kirjalikud, suulised ja praktilised testid.

Spetsialiseerumine erinevatele rollidele

Avioonikatehnikud võivad muu hulgas olla pingitehnikud, süsteemi tõrkeotsingud või liinitehnikud.

Iga roll vajab erinevaid oskusi ja kogemusi, seega peaksid kandidaadid otsima sobivat koolitust, et vastata soovitud rolli vajadustele.

Avioonika alal karjääri tegemise võimalused

Avioonikatehnikud saavad tööle vaid keskkooli lõputunnistuse või samaväärse diplomiga ja saavad selle töö käigus õppida.

Nad võivad saada ka sidus- või bakalaureusekraadi autotehnoloogia, lennunduse või elektrotehnika alal.

Erinevatel koolidel ja kraadide tasemetel on iga haridustee jaoks erinevad nõuded.

Oskused avioonika karjääriks

Avioonikatehnikud peavad alati üles näitama selliseid asju nagu tähelepanu detailidele, töökindlust ja võimet analüütiliselt mõelda.

Avioonikatehnikud peavad teadma sellistest asjadest nagu FAA, käsitööriistad ja elektrisüsteemid, kuid nad peavad suutma ka kriitiliselt mõelda ja probleeme lahendada, et probleeme lahendada, kui need ilmnevad.

Et põllutöö hästi sujuks, tuleb osata ka käsi ja silmi hästi liigutada ning detailidele tähelepanelikult tähelepanu pöörata.

Suhtlemine ja meeskonnatöö

Avioonika tehnikud töötavad sageli meeskondades, seega peavad nad suutma hästi suhelda ja teiste inimestega läbi saada.

Samuti võib neil olla vaja selgitada keerulist tehnilist teavet teistele meeskonnaliikmetele, pilootidele või lennujuhtimisega tegelevatele inimestele, seega on oluline osata hästi rääkida ja kirjutada.

Suhtlemine on väga oluline paljudes lennundustöödes, näiteks lennumeeskonna, salongipersonali ja lennujuhtimise puhul, kus sõnumi selge edastamine võib olla elu ja surma küsimus.

Meeskonnatöö on eriti oluline lennumehaanikas ja inseneritöös, kus erinevate tehniliste oskustega inimesed peavad tegema koostööd, et tagada keeruliste süsteemide ja masinate heas vormis hoidmine.

Füüsiline vastupidavus ja kohanemisvõime

Füüsiline vastupidavus ja osavus on samuti olulised avioonikatehnikute jaoks, kuna neil võib tekkida vajadus töötada kitsastes kohtades, ronida redelil või töötada kõrgustes ning teha korduvaid ülesandeid pikka aega.

Kuna lennutehnoloogia muutub pidevalt, peavad avioonikatehnikud olema paindlikud ja valmis õppima uusi oskusi ja tehnoloogiaid, et tööstusega sammu pidada.

Isikuomadused

Enamik avioonikatehnikuid on praktilised inimesed, kellele meeldib töötada väljas või projektide kallal, mida nad saavad oma kätega teha.

Nad kipuvad olema ka uurivad, mis tähendab, et nad on väga uudishimulikud ja neile meeldib sageli üksi olla.

Avioonikatehnikud saavad hästi hakkama sotsiaalse vastutuse testiga, mis näitab, et nad tahavad õiglasi tulemusi ja hoolivad inimestest üldiselt.

Samuti kipuvad nad saavutama kõrgeid punkte kohusetundlikkuse skaalal, mis tähendab, et nad on metoodilised, usaldusväärsed ja planeerivad asju tavaliselt ette.

Video: mida teeb avioonika insener või tehnik?

Nõuanne. Lülitage subtiitrite nupp sisse, kui seda vajate. Kui te ei tunne inglise keelt, valige seadete nupust "automaattõlge". Võimalik, et peate esmalt klõpsama video keelel, enne kui teie lemmikkeel muutub tõlkimiseks kättesaadavaks.

Avioonikatehniku ​​palk

Palgainfo

Sõltuvalt sellest, kust vaadata, võib avioonikatehniku ​​keskmine palk olla erinev.

Näiteks tööstatistika büroo (BLS) andmetel oli Ameerika Ühendriikide avioonikatehnikute keskmine aastapalk 2020. Aasta mai seisuga 66 440 dollarit.

Avioonikatehniku ​​keskmine palk on 55 545 dollarit aastas ehk 26,7 dollarit tunnis.

Selles valdkonnas teenib 10% parimaid teenijaid keskmiselt 75 000 dollarit või rohkem aastas.

Asukoht võib mõjutada ka seda, kui palju avioonikatehnik võib teenida, kusjuures kõrgeimad osariigid on Washington, California, Nevada, Alaska ja Oregon.

Palka mõjutavad tegurid

Mõned asjad, mis võivad mõjutada avioonikatehniku ​​palka, on tema haridustase, konkreetsed tööülesanded ja -vastutused, lennuki tüüp, millega nad töötavad (nt kommerts-, sõjaväe- või eralennuk) ning nõudlus nende oskuste järele tööturg.

Tehniku ​​palka võivad mõjutada ka ettevõtte suurus, kus nad töötavad, ja mis tahes täiendavad sertifikaadid, mida nad teenivad.

Muud palgakaalutlused

Oluline on märkida, et avioonikatehnikutele võidakse maksta tunni- või kuutasu ning mõned võivad saada lisaraha, näiteks ületunnitasu või lisatasusid.

BLS-i andmetel maksavad avioonikatehnikutele enim kosmosetoodete ja -osade tootmine, regulaarlennutransport ja õhutranspordi tugitegevused.

Lõpetuseks on oluline meeles pidada, et palgaandmeid võivad mõjutada majanduslikud ja tööstusharuspetsiifilised tegurid ning individuaalsed töötasud võivad erineda olenevalt mitmest tegurist.

Avioonika kulusid mõjutavad tegurid

Avioonika on kallis mitme asja tõttu, näiteks:

Materjalide maksumus

Avioonika osade puhul on täpsus väga oluline.

Avioonikasüsteemid vajavad mikromehaanilisi osi, magnetomeetreid ja muid keerukaid osi, et need töötaksid ettenähtud viisil.

Need spetsiaalsed materjalid ja osad on kallid ning seetõttu võivad avioonika kulud palju tõusta.

Tööjõukulud

Avioonikasüsteemide valmistamiseks, paigaldamiseks ja parandamiseks on vaja palju koolitatud tehnikuid ja insenere.

Seda seetõttu, et avioonikasüsteemid on keerulised ning neid peavad juhtima, hooldama ja parandama eriteadmiste ja -oskustega inimesed.

Seetõttu võivad nende oskustööliste palgad suurendada avioonika kulusid tervikuna.

FAA sertifikaat

Föderaalsel lennuametkonnal (FAA) on ranged reeglid selle kohta, kuidas riiklikus õhuruumisüsteemis töötavaid avioonikasüsteeme tuleb ehitada ja hooldada.

FAA sertifitseerimine on kallis protsess, mis hõlmab avioonikasüsteemide väga hoolikat katsetamist ja hindamist, et tagada nende ohutuseeskirjade järgimine.

FAA sertifikaadi saamise kulud võivad moodustada suure osa avioonika kui terviku kuludest.

Piiratud tootmismaht

Kuna kasutusel pole nii palju lennukeid, valmistavad avioonikafirmad vähem osi, mis tähendab, et iga osa maksab rohkem.

Selle põhjuseks on asjaolu, et üksiku osa valmistamise kulud jagunevad väiksema arvu ühikute peale, mistõttu on selle valmistamine kallim.

Avioonika on kallis, kuna see on valmistatud täpsetest osadest, nõuab FAA sertifikaati ja seda valmistatakse vaid väikestes kogustes.

Need asjad suurendavad avioonikasüsteemide kulusid, muutes need suureks investeeringuks inimestele, kes omavad või juhivad lennukeid.

Avioonika sõjalises ja kommertslennunduses

Nii sõjaline kui ka kommertslennundus kasutavad avioonikatehnoloogiat mitmel viisil. See võib aidata selliste asjadega nagu navigeerimine, side, lennujuhtimine ja ohtude tuvastamine.

Sõjalennukite avioonikasüsteemid on valmistatud nii, et need vastaksid kommertssüsteemidest rangematele standarditele. Neil võib olla selliseid funktsioone nagu elektroonilised vastumeetmed, krüpteeritud side ja andurid, mis suudavad märgata sissetulevaid rakette või vaenlase lennukeid.

Avioonikatehnoloogia on viinud paremate ilmaradarite ja navigatsioonisüsteemide väljatöötamiseni, mis muudavad lendamise ohutumaks ja tõhusamaks, ning täiustatud lennujuhtimissüsteemideni, mis võivad säästa kütust ja vähendada saastet.

Erinevused sõjalise ja kommertslennunduse vahel

Kuna sõjalennukid seisavad silmitsi ainulaadsete ja sageli keeruliste tingimustega, on nende avioonikasüsteemid tavaliselt tugevamad ja töökindlamad kui kommertslennukite omad.

Sõjaväelennukitel võib olla ka täiendavaid avioonika funktsioone, nagu krüpteeritud side, elektroonilised vastumeetmed ja ohutuvastussüsteemid.

Viimased edusammud avioonikatehnoloogias

Hiljutised täiustused avioonikatehnoloogias on toonud kaasa uusi funktsioone, nagu fly-by-wire süsteemid, täiselektroonilised kuvarid ja side kiudoptika kaudu.

Mõnda sõjaväe jaoks loodud tehnoloogiat kasutatakse nüüd tsiviillennukitel.

Avioonikatehnoloogia muud huvitavad kasutusalad nii sõjalises kui ka kommertslennunduses hõlmavad sünteetilisi nägemissüsteeme, heads-up-ekraane, liitreaalsuse süsteeme, mehitamata õhusõidukeid ja täppismaandumissüsteeme.

Järgmise põlvkonna avioonikatehnoloogiad

Tehakse uusi uuringuid järgmise põlvkonna avioonikatehnoloogiate kohta, nagu elektrilised hübriidlennukid, mis töötavad akudel või kütuseelementidel, täiustatud navigatsioonisüsteemid, mis kasutavad satelliidipõhist lennujuhtimist, ja autonoomsed lennujuhtimissüsteemid, mida saab kasutada nii sõjaväes kui ka tsiviilis. Eesmärkidel.

Üldiselt on avioonikatehnoloogia jätkuvalt oluline osa nii sõjalises kui ka tsiviillennunduses, muutes lennukid ohutumaks, tõhusamaks ja suutelisemaks.

Kasutusjuhtumid

Kasutatakse:	Kirjeldus:
Navigatsioonisüsteemid	Avioonika ei saa töötada ilma navigatsioonisüsteemideta. Neil on GPS, inertsiaalne navigatsioon ja muud süsteemid, mis aitavad pilootidel välja selgitada, kus nad asuvad ja kuidas ohutult ringi liikuda. Need süsteemid kasutavad andureid, arvuteid ja tarkvara, et öelda pilootidele reaalajas, kus nad on, kui kiiresti nad liiguvad ja kui kõrgel nad on.
Lennujuhtimissüsteemid	Teine oluline avioonika kasutamise viis on lennujuhtimissüsteemid. Need süsteemid kasutavad andureid ja arvutiprogramme, et hoida lennukit õhus paigal ja kontrolli all. Need võivad aidata pilootidel hoida oma kõrgust, kiirust ja suunda, samuti jälgida turbulentsi ja muid õhutingimusi ning nendega kohaneda.
Sidesüsteemid	Teine oluline osa avioonikast on sidesüsteemid. Nendes süsteemides on raadiod, transponderid ja muud seadmed, mis võimaldavad pilootidel rääkida inimestega maa peal, teiste pilootidega ja muude lennundusinfrastruktuuri osadega. Sidesüsteemid aitavad pilootidel saada ajakohast teavet ilma kohta, juhiseid lennujuhtimiselt ja muud olulist teavet.
Ohutussüsteemid	Avioonikasüsteemidel võivad olla ka turvafunktsioonid, nagu kokkupõrgete vältimine, maastiku tuvastamine ja selle eest hoiatamine ning ilmaradari kasutamine. Need süsteemid kasutavad võimalike ohtude leidmiseks ja nendega toimetulemiseks andureid, algoritme ja tarkvara. See aitab hoida lennukit ja selle reisijaid ohutuna.
Mootori juhtimine	Avioonikat saab kasutada ka lennuki mootorite juhtimiseks. Nendes süsteemides kasutatakse andureid ja arvuteid, et jälgida mootori jõudlust, kütusekulu ja muid tegureid. See võimaldab pilootidel parandada mootori jõudlust ja säästa kütust.

Järeldus

Nagu nägime, on avioonika tänapäevase lennunduse oluline osa.

Selle ülesanne on tagada, et lennud on ohutud ja sujuvad, samuti säästa kütust ja vähendada saastet.

Kuid kui lennundus muutub, muutuvad ka ülesanded, mida avioonikainsenerid peavad tegema.

Kuna isejuhtivad lennukid muutuvad üha tavalisemaks ning vajadus reaalajas andmete ja analüütika järele kasvab, muutub avioonikast veelgi olulisem osa lennunduse tulevikust.

Ja tulevik paistab hea inimestele, kes soovivad töötada avioonika alal.

Kuna vajadus kõrgelt kvalifitseeritud avioonikainseneride järele kasvab pidevalt, on isiklikuks ja professionaalseks kasvuks peaaegu lõputud võimalused.

Seega on avioonika valdkond, mida peaksite uurima olenemata sellest, kas olete kogenud insener või alles alustate.

Pole kunagi olnud paremat aega sukelduda avioonika põnevasse maailma, kus on ainulaadsed väljakutsed, tipptasemel tehnoloogia ja oluline roll lennundusmaailmas.