Úvod Do Avioniky Pre Inžinierov

Odkedy sa do éteru dostali bratia Wrightovci, letectvo je jedným z inžinierskych odborov, ktoré sa zmenili najrýchlejšie.

Na začiatku piloti lietali iba inštinktom a schopnosťou.

Ako sa však zlepšila letecká technika, zlepšili sa aj systémy, ktoré udržujú moderné lietadlá vo vzduchu.

Avionika je časť inžinierstva, ktorá sa zaoberá navrhovaním, budovaním a údržbou elektronických systémov, ktoré riadia všetko od motorov lietadla a riadenia letu až po komunikačné a navigačné systémy.

Moderný let by nebol možný bez avioniky.

V tomto článku budem hovoriť o fascinujúcom svete avioniky a vysvetlím, prečo o ňom každý začínajúci inžinier potrebuje vedieť.

Úvod do avioniky

Formálna definícia:

Návrh a výroba leteckých elektrických a elektronických zariadení; Termín je odvodený od leteckej elektroniky.

Úvod do avioniky v inžinierstve

Avionika je kombináciou slov „letectvo“ a „elektronika“. Je to názov pre elektrické systémy používané v lietadlách, kozmických lodiach a umelých satelitoch.

Tieto systémy sú pre moderné lietadlá veľmi dôležité, pretože pomáhajú s vecami, ako sú ovládanie motora, systémy riadenia letu, navigácia, komunikácia, osvetľovacie systémy, detekcia hrozieb, palivové systémy, elektrooptické (EO/IR) systémy, meteorologické radary, monitory výkonu, a viac.

Cieľom tohto článku je poskytnúť všeobecný prehľad avioniky a jej rôznych častí.

Navigačné systémy

Navigácia je jedným z najdôležitejších systémov avioniky používaných v moderných lietadlách.

Navigačné systémy pomáhajú pilotom zistiť, kde sa nachádzajú nad povrchom Zeme a dostať lietadlo tam, kam potrebuje.

V minulosti lietadlá využívali na zemi rádiové a inerciálne navigačné programy. Moderná avionika, na druhej strane, prešla dlhú cestu a teraz používa satelitné systémy ako GPS a WAAS na poskytovanie presnejších a spoľahlivejších údajov o polohe.

Moderná avionika má pridané ďalšie diely na zlepšenie spoľahlivosti navigačných systémov.

Napríklad GPS sa používa ako hlavný spôsob hľadania cesty a vysielačky slúžia ako záloha v prípade núdze.

To zaisťuje, že lietadlo bude stále v bezpečí, aj keď hlavný navigačný systém prestane fungovať.

Regulačné požiadavky

Pred vzlietnutím Federálny úrad pre letectvo (FAA) vyžaduje, aby všetky lietadlá mali nainštalovaný avionický systém.

Pravidlá zabezpečujú, že systémy avioniky lietadla spĺňajú určité bezpečnostné normy a sú aktuálne s najnovšími technológiami.

FAA tiež vyžaduje, aby sa systémy avioniky pravidelne kontrolovali a opravovali, aby sa zabezpečilo, že budú naďalej fungovať.

Avionické systémy a zariadenia

Funkcie avionických systémov

Systémy avioniky v lietadlách robia veľa rôznych vecí, ako napríklad:

• Ovládanie motora: ovládanie a riadenie motorov lietadla.
• Systémy riadenia letu: uistite sa, že sa lietadlo pohybuje a ide správnym smerom.
• Navigácia: zisťovanie, kde a ako sa lietadlo nachádza
• Komunikácia: umožňuje vám hovoriť s inými lietadlami a stanicami na zemi.
• Letové zapisovače: Zaznamenajte informácie o lete, aby ste si ich mohli pozrieť po nehode.
• Systémy osvetlenia: umožňujú vzlietnutie a pristátie letov vydávaním svetla.
• Detekcia hrozieb: nájdenie možných hrozieb a informovanie posádky o nich.
• Palivové systémy: riadenie a sledovanie množstva spotrebovaného paliva.
• Elektrooptické a infračervené (EO/IR) systémy: Pomáhajú pilotom lepšie vidieť v podmienkach nízkej viditeľnosti.
• Poveternostný radar: zisťuje a ukazuje, aké je počasie.
• Monitory výkonu: sledovanie a zobrazovanie údajov o tom, ako sa lietadlu darí.

Umiestnenie avionických systémov

Avionické vybavenie sa zvyčajne nachádza v kokpite lietadla.

Kokpit je miesto, kde sú riadiace, monitorovacie, komunikačné, navigačné, meteorologické, protikolízne a ďalšie systémy.

Základný avionický systém sa skladá z niekoľkých častí, ako je komunikácia, navigácia, správa displeja, svetlomety na policajných vrtuľníkoch a iné.

Protokoly dátovej zbernice avioniky

Protokoly avionických dátových zberníc používajú siete lietadiel na prepojenie systémov avioniky vojenských a komerčných lietadiel.

Tieto protokoly umožňujú rôznym systémom komunikovať a zdieľať informácie, čo je nevyhnutné pre efektívnu a bezpečnú letovú prevádzku.

Zdroje elektrickej energie

Väčšina lietadiel používa na napájanie svojej avioniky 14- alebo 28-voltové jednosmerné systémy.

Väčšie a zložitejšie lietadlá však používajú na napájanie svojej avioniky zdroje striedavého prúdu s vyšším napätím.

Avionika a bezpečnosť letectva

Avionika je dôležitou súčasťou bezpečnosti a efektívnosti letectva, pretože poskytuje lietadlám nástroje a elektroniku, ktoré potrebujú, aby sa vyhli nebezpečenstvám alebo sa s nimi vysporiadali, navigovali, komunikovali a dobre fungovali.

Moderné systémy avioniky ponúkajú riešenia, ktoré vyžadujú veľa výpočtového výkonu na dlhšie, bezpečnejšie a efektívnejšie lety v akomkoľvek vzdušnom priestore alebo počasí.

Zlepšenie aplikácií na plánovanie letov a upozorňovanie

Technológia avioniky môže tiež pomôcť komerčným leteckým spoločnostiam, podnikovému letectvu a prevádzke helikoptér zlepšiť plánovanie letov a upozorňovanie tým, že poskytuje presné informácie o počasí vopred.

Tieto informácie môžu pomôcť znížiť straty a zvýšiť bezpečnosť tým, že umožnia dispečerom vybrať si alternatívne trasy, ktoré spotrebujú čo najmenej plynu a majú najmenšiu šancu, že ich pokazí zlé počasie.

Piloti tiež môžu svojim pasažierom poskytnúť lepší zážitok, keď presne vedia, čo môžu od počasia očakávať a kedy ho očakávať.

Zvýšenie bezpečnosti

Piloti sa môžu vyhnúť možným kolíziám a iným nebezpečenstvám získavaním informácií z iných lietadiel a systémov na zemi.

Systémy varovania a predchádzania kolíziám (TCAS) využívajú technológiu avioniky, aby dali pilotom vedieť, keď sú v blízkosti iné lietadlá a pomohli im vyhnúť sa možným kolíziám.

Bezpečnosť lietadla a jeho pasažierov závisí aj od meteorologických radarov a satelitných navigačných systémov.

Budúcnosť avioniky

Očakáva sa, že avionika sa v najbližších rokoch veľa zmení vďaka vylepšeniam technológie, ktoré povedú k jednoduchšie použiteľným rozhraniam, dotykovým obrazovkám, senzorom a automatizácii.

Vďaka týmto vylepšeniam budú piloti bezpečnejší a budú si viac uvedomovať svoje okolie.

Pokroky v schopnostiach avioniky

Avionika sa rýchlo mení s novými technológiami, ako sú bezpilotné lietadlá, umelá inteligencia, biometria, robotika, blockchain, alternatívne palivá a elektrické lietadlá.

Do roku 2036 chce letecký priemysel takmer zdvojnásobiť počet cestujúcich a nákladu.

To si bude vyžadovať nové technológie a spôsoby, ako uspokojiť dopyt.

To by mohlo zahŕňať väčšie obrazovky na letovej palube, nástroje, ktoré uľahčujú videnie v tme, a senzory, ktoré dokážu vidieť cez mraky alebo hmlu.

Konektivita v kokpitoch

V priebehu nasledujúcich piatich rokov sa pravdepodobne zmení spôsob využívania konektivity v kokpitoch.

Operácie založené na trajektórii a vylepšené dátové spojenie sa stanú bežnejšími.

Tieto technológie pomôžu pilotom lepšie predvídať a reagovať na zmeny počasia, leteckej dopravy a ďalších vecí, ktoré ovplyvňujú letovú prevádzku.

Pokroky v systémoch bezpilotných lietadiel

V priebehu nasledujúcich desiatich rokov sa pravdepodobne zlepší aj technológia pre systémy bezpilotných lietadiel.

Textron Systems a ďalšie spoločnosti pracujú na nových funkciách pre tieto systémy, ktoré by mohli uľahčiť používanie bezpilotných lietadiel v širokej škále situácií.

Zmeny na leteckých trhoch

Očakáva sa tiež, že letecké trhy na celom svete sa do roku 2025 veľa zmenia.

Očakáva sa, že Čína predbehne USA ako najväčší svetový trh leteckej dopravy a India by sa mala posunúť zo siedmeho miesta na tretie.

Tieto zmeny by mohli spôsobiť, že letecké spoločnosti budú medzi sebou viac súťažiť, pretože hľadajú spôsoby, ako sa odlíšiť od svojich súperov.

Na oblohe tiež môžeme vidieť nové lietadlá od spoločností ako Eviation Alice, ktoré vyrábajú elektrické lietadlá schválené na komerčné použitie.

Školenie a certifikácia avioniky (príklad USA)

Aby ste sa stali leteckým technikom alebo inžinierom, musíte dokončiť školiaci program, ktorý trvá približne 2 000 hodín a zahŕňa praktické skúsenosti.

Federálny úrad pre letectvo (FAA) musí schváliť školiaci program a kandidát musí tiež získať osvedčenie o draku a pohonnej jednotke (A&P).

Predpisy FAA tiež hovoria, že kandidát musí mať aspoň 18 rokov, musí dobre hovoriť po anglicky a musí absolvovať písomné, ústne a praktické testy.

Špecializácia na rôzne úlohy

Technici avioniky môžu byť okrem iného technici na skúšobnom zariadení, poradcovia pri riešení problémov so systémom alebo technici linky.

Každá rola potrebuje iný súbor zručností a skúseností, takže kandidáti by mali hľadať to správne školenie, ktoré bude spĺňať potreby roly, ktorú chcú.

Možnosti pre kariéru v oblasti avioniky

Technici avioniky môžu získať prácu len so stredoškolským diplomom alebo ekvivalentom a učiť sa v práci.

Mohli získať aj pridružený alebo bakalársky titul z automobilovej techniky, letectva alebo elektrotechniky.

Rôzne školy a stupne vzdelania majú rôzne požiadavky na každú vzdelávaciu dráhu.

Zručnosti pre kariéru v avionike

Technici avioniky musia vždy ukázať veci, ako je pozornosť venovaná detailom, spoľahlivosť a schopnosť analyticky myslieť.

Technici avioniky potrebujú vedieť o veciach, ako je FAA, ručné náradie a elektrické systémy, ale musia byť tiež schopní kriticky myslieť a riešiť problémy, aby mohli vyriešiť problémy, keď sa objavia.

Aby vám práca v teréne išla dobre, musíte vedieť dobre hýbať aj rukami a očami a venovať veľkú pozornosť detailom.

Komunikácia a tímová práca

Technici avioniky často pracujú v tímoch, takže musia vedieť dobre komunikovať a vychádzať s ostatnými ľuďmi.

Môžu tiež potrebovať vysvetliť komplikované technické informácie ostatným členom tímu, pilotom alebo ľuďom v riadení letovej prevádzky, takže vedieť dobre hovoriť a písať je dôležité.

Komunikácia je veľmi dôležitá v mnohých úlohách v letectve, ako je letová posádka, palubný sprievodca a riadenie letovej prevádzky, kde môže byť otázkou života a smrti jasne vyjadriť posolstvo.

Tímová práca je obzvlášť dôležitá v letectve a strojárstve, kde ľudia s rôznymi druhmi technických zručností musia spolupracovať, aby sa ubezpečili, že komplikované systémy a stroje sú udržiavané v dobrom stave.

Fyzická výdrž a prispôsobivosť

Fyzická výdrž a obratnosť sú dôležité aj pre technikov avioniky, pretože môžu potrebovať pracovať v stiesnených priestoroch, liezť po rebríkoch alebo pracovať vo výškach a robiť opakujúce sa úlohy po dlhú dobu.

Taktiež, pretože letecká technika sa neustále mení, technici leteckej elektroniky musia byť flexibilní a ochotní učiť sa novým zručnostiam a technológiám, aby držali krok s priemyslom.

Osobnostné rysy

Väčšina avionických technikov sú praktickí ľudia, ktorí radi pracujú vonku alebo na projektoch, ktoré môžu robiť vlastnými rukami.

Majú tiež tendenciu byť vyšetrovateľmi, čo znamená, že sú veľmi zvedaví a často sú radi sami.

Technici avioniky sa darí dobre v teste sociálnej zodpovednosti, ktorý ukazuje, že chcú spravodlivé výsledky a záleží im na ľuďoch vo všeobecnosti.

Majú tiež tendenciu dosahovať vysoké skóre na stupnici svedomitosti, čo znamená, že sú metodickí, spoľahliví a zvyčajne plánujú veci vopred.

Video: Čo robí letecký inžinier alebo technik?

Tip: Ak potrebujete, zapnite tlačidlo titulkov. Ak nie ste oboznámení s anglickým jazykom, vyberte v tlačidle nastavení „automatický preklad“. Možno budete musieť najskôr kliknúť na jazyk videa, až potom bude váš obľúbený jazyk dostupný na preklad.

Plat technika avioniky

Informácie o plate

V závislosti od toho, kam sa pozriete, môže byť priemerná mzda technika avioniky rôzna.

Napríklad podľa Bureau of Labor Statistics (BLS) bola stredná ročná mzda pre technikov avioniky v Spojených štátoch k máju 2020 66 440 USD.

Priemerný plat leteckého technika je 55 545 dolárov ročne alebo 26,7 dolárov za hodinu.

V tejto oblasti zarába 10 % najlepšie zarábajúcich v priemere 75 000 USD alebo viac ročne.

Umiestnenie môže tiež ovplyvniť, koľko môže technik avioniky očakávať, že zarobí, pričom najviac platiace štáty sú Washington, Kalifornia, Nevada, Aljaška a Oregon.

Faktory ovplyvňujúce plat

Niektoré z vecí, ktoré môžu ovplyvniť plat leteckého technika, sú úroveň jeho vzdelania, jeho špecifické pracovné povinnosti a zodpovednosti, typ lietadla, na ktorom pracujú (napríklad komerčné, vojenské alebo súkromné) a dopyt po ich zručnostiach v trhu práce.

Plat technika môže byť ovplyvnený aj veľkosťou spoločnosti, pre ktorú pracujú, a akýmikoľvek dodatočnými certifikáciami, ktoré získajú.

Iné platové podmienky

Je dôležité poznamenať, že technici avioniky môžu byť platení hodinovou alebo mesačnou mzdou a niektorí môžu dostať peniaze navyše, ako sú príplatky za nadčasy alebo bonusy.

Podľa BLS sa letecká výroba produktov a dielov, pravidelná letecká doprava a podporné činnosti pre leteckú dopravu najviac vyplácajú technikom avioniky.

Nakoniec je dôležité pamätať na to, že údaje o platoch môžu byť ovplyvnené ekonomickými a odvetvovými faktormi a že individuálne zárobky sa môžu líšiť v závislosti od mnohých faktorov.

Faktory ovplyvňujúce náklady na avioniku

Avionika je drahá kvôli mnohým veciam, ako napríklad:

Náklady na materiály

Pokiaľ ide o časti avioniky, presnosť je veľmi dôležitá.

Systémy avioniky potrebujú mikromechanické časti, magnetometre a ďalšie zložité časti, aby fungovali tak, ako majú.

Tieto špecializované materiály a diely sú drahé, a preto môžu náklady na avioniku výrazne vzrásť.

Cena práce

Na výrobu, inštaláciu a opravu systémov avioniky sú potrební technici a inžinieri s množstvom školení.

Je to preto, že systémy avioniky sú komplikované a musia ich obsluhovať, udržiavať a opravovať ľudia so špecializovanými znalosťami a zručnosťami.

Z tohto dôvodu môžu platy týchto kvalifikovaných pracovníkov zvýšiť náklady na avioniku ako celok.

Certifikácia FAA

Federálny úrad pre letectvo (FAA) má prísne pravidlá o tom, ako sa musia budovať a udržiavať systémy avioniky, ktoré fungujú v národnom systéme vzdušného priestoru.

Certifikácia FAA je nákladný proces, ktorý zahŕňa veľmi starostlivé testovanie a hodnotenie systémov avioniky, aby sa zaistilo, že dodržiavajú bezpečnostné pravidlá.

Náklady na získanie certifikácie FAA môžu predstavovať veľkú časť nákladov na avioniku ako celok.

Obmedzený objem výroby

Pretože sa nepoužíva toľko lietadiel, vyrábajú letecké spoločnosti menej dielov, čo znamená, že každý diel stojí viac.

Je to spôsobené tým, že náklady na výrobu jedného dielu sú rozložené na menší počet jednotiek, čím je výroba drahšia.

Avionika je drahá, pretože je vyrobená z presných dielov, vyžaduje certifikáciu FAA a vyrába sa len v malých množstvách.

Tieto veci zvyšujú náklady na systémy avioniky, čo z nich robí veľkú investíciu pre ľudí, ktorí vlastnia alebo prevádzkujú lietadlá.

Avionika vo vojenskom a obchodnom letectve

Vojenské aj komerčné letectvo využíva technológiu avioniky mnohými spôsobmi. Môže pomôcť s vecami, ako je navigácia, komunikácia, riadenie letu a rozpoznávanie hrozieb.

Systémy avioniky vojenských lietadiel sú vyrobené tak, aby spĺňali prísnejšie normy ako komerčné systémy. Môžu mať funkcie, ako sú elektronické protiopatrenia, šifrovaná komunikácia a senzory, ktoré dokážu rozpoznať prichádzajúce rakety alebo nepriateľské lietadlá.

Technológia avioniky viedla k vývoju lepších meteorologických radarových a navigačných systémov, vďaka ktorým je lietanie bezpečnejšie a efektívnejšie, ako aj pokročilejších systémov riadenia letu, ktoré môžu šetriť palivo a znižovať znečistenie.

Rozdiely medzi vojenským a komerčným letectvom

Pretože vojenské lietadlá čelia jedinečným a často ťažkým podmienkam, ich avionické systémy bývajú silnejšie a spoľahlivejšie ako tie v komerčných lietadlách.

Vojenské lietadlá môžu mať aj ďalšie funkcie avioniky, ako je šifrovaná komunikácia, elektronické protiopatrenia a systémy detekcie hrozieb.

Nedávne pokroky v technológii avioniky

Nedávne vylepšenia technológie avioniky viedli k novým funkciám, ako sú systémy fly-by-wire, plne elektronické displeje a komunikácia prostredníctvom optických vlákien.

Niektoré technológie, ktoré boli vyrobené pre armádu, sa teraz používajú na civilných prúdových lietadlách.

Medzi ďalšie zaujímavé využitie technológie avioniky vo vojenskom aj komerčnom letectve patria systémy so syntetickým videním, heads-up displeje, systémy rozšírenej reality, bezpilotné lietadlá a systémy na presné pristátie.

Avionické technológie novej generácie

Uskutočňuje sa nový výskum v oblasti technológií avioniky novej generácie, ako sú elektrické hybridné lietadlá poháňané batériami alebo palivovými článkami, pokročilé navigačné systémy, ktoré využívajú satelitné riadenie letovej prevádzky, a autonómne systémy riadenia letu, ktoré možno použiť pre vojenské aj civilné účely. Účely.

Celkovo je avionická technológia naďalej kľúčovou súčasťou vojenského aj civilného letectva, vďaka čomu sú lietadlá bezpečnejšie, efektívnejšie a dokážu viac.

Prípady použitia

Použité v:	Popis:
Navigačné systémy	Avionika nemôže fungovať bez navigačných systémov. Majú GPS, inerciálnu navigáciu a ďalšie systémy, ktoré pomáhajú pilotom zistiť, kde sa nachádzajú a ako sa bezpečne pohybovať. Tieto systémy používajú senzory, počítače a softvér, aby pilotom v reálnom čase povedali, kde sa nachádzajú, ako rýchlo idú a ako vysoko sú.
Systémy riadenia letu	Ďalším dôležitým spôsobom využitia avioniky sú systémy riadenia letu. Tieto systémy využívajú senzory a počítačové programy, aby udržali lietadlo stabilné a pod kontrolou, kým je vo vzduchu. Môžu pomôcť pilotom udržať si výšku, rýchlosť a smer, ako aj sledovať a prispôsobovať sa turbulenciám a iným podmienkam vo vzduchu.
Komunikačné systémy	Ďalšou dôležitou súčasťou avioniky sú komunikačné systémy. V týchto systémoch sú rádiá, transpondéry a ďalšie zariadenia, ktoré umožňujú pilotom hovoriť s ľuďmi na zemi, inými pilotmi a inými časťami leteckej infraštruktúry. Komunikačné systémy pomáhajú pilotom získať aktuálne informácie o počasí, pokyny od riadenia letovej prevádzky a ďalšie dôležité informácie.
Bezpečnostné systémy	Systémy avioniky môžu mať aj bezpečnostné prvky, ako je vyhýbanie sa kolíziám, detekcia terénu a varovanie pred ním a používanie meteorologického radaru. Tieto systémy používajú senzory, algoritmy a softvér na nájdenie a riešenie možných nebezpečenstiev. To pomáha udržať lietadlo a jeho pasažierov v bezpečí.
Riadenie motora	Avioniku je možné použiť aj na ovládanie motorov lietadla. Senzory a počítače sa v týchto systémoch používajú na sledovanie výkonu motora, spotreby paliva a iných faktorov. To umožňuje pilotom zlepšiť výkon motora a šetriť palivo.

Záver

Ako sme videli, avionika je dôležitou súčasťou moderného letectva.

Jeho úlohou je zabezpečiť, aby lety boli bezpečné a prebiehali hladko, ako aj šetriť palivo a znižovať znečistenie.

Ale ako sa mení letectvo, menia sa aj úlohy, ktoré musia robiť inžinieri avioniky.

Keďže samoriadiace lietadlá sú čoraz bežnejšie a potreba dát a analýz v reálnom čase rastie, avionika sa stane ešte dôležitejšou súčasťou budúcnosti letectva.

A budúcnosť vyzerá dobre pre ľudí, ktorí chcú pracovať v oblasti avioniky.

S neustále rastúcou potrebou vysoko kvalifikovaných avionických inžinierov existujú takmer nekonečné možnosti osobného a profesionálneho rastu.

Takže avionika je oblasť, na ktorú by ste sa mali zamerať, či už ste skúsený inžinier alebo len začínate.

Nikdy nebol lepší čas ponoriť sa do fascinujúceho sveta avioniky s jej jedinečnými výzvami, špičkovou technológiou a dôležitou úlohou vo svete letectva.