Odkar sta brata Wright stopila v zrak, je bilo letalstvo eno izmed inženirskih področij, ki se je najhitreje spreminjalo.
Na začetku so piloti letala upravljali zgolj z instinktom in spretnostjo.
Toda ko je letalska tehnologija postala boljša, so se izboljšali tudi sistemi, ki ohranjajo sodobna letala v zraku.
Avionika je del inženiringa, ki se ukvarja z načrtovanjem, gradnjo in vzdrževanjem elektronskih sistemov, ki nadzorujejo vse od motorjev letala in krmiljenja leta do komunikacijskih in navigacijskih sistemov.
Sodobno letenje ne bi bilo mogoče brez letalske elektronike.
V tem članku bom govoril o fascinantnem svetu letalske elektronike in pojasnil, zakaj mora vsak nadebudni inženir vedeti o tem.
Uvod v letalsko elektroniko
Formalna opredelitev:
Oblikovanje in proizvodnja električnih in elektronskih naprav v zraku; Izraz izhaja iz letalske elektronike.
Uvod v letalsko elektroniko v tehniki
Avionika je kombinacija besed "letalstvo" in "elektronika". To je ime za električne sisteme, ki se uporabljajo v letalih, vesoljskih ladjah in umetnih satelitih.
Ti sistemi so zelo pomembni za sodobna letala, ker pomagajo pri stvareh, kot so krmiljenje motorjev, sistemi za krmiljenje letenja, navigacija, komunikacije, sistemi osvetlitve, zaznavanje groženj, sistemi za gorivo, elektrooptični (EO/IR) sistemi, vremenski radar, monitorji zmogljivosti, in več.
Cilj tega članka je podati splošen pregled letalske elektronike in njenih različnih delov.
Navigacijski sistemi
Navigacija je eden najpomembnejših sistemov letalske elektronike, ki se uporablja v sodobnih letalih.
Navigacijski sistemi pomagajo pilotom ugotoviti, kje so nad površjem Zemlje, in pripeljejo letalo, kamor mora iti.
V preteklosti so letala uporabljala radijske in inercialne navigacijske programe na tleh. Po drugi strani pa je sodobna letalska elektronika prišla daleč in zdaj uporablja satelitske sisteme, kot sta GPS in WAAS, za zagotavljanje natančnejših in zanesljivejših podatkov o lokaciji.
Sodobna letalska elektronika ima dodane dodatne dele za izboljšanje zanesljivosti navigacijskih sistemov.
GPS se na primer uporablja kot glavni način iskanja poti, radijski sprejemniki pa kot rezerva v nujnih primerih.
To zagotavlja, da bo letalo še vedno varno, tudi če glavni navigacijski sistem preneha delovati.
Regulativne zahteve
Pred vzletom Zvezna uprava za letalstvo (FAA) zahteva, da imajo vsa letala nameščen letalski sistem.
Pravila zagotavljajo, da letalski sistemi letala izpolnjujejo določene varnostne standarde in so posodobljeni z najnovejšo tehnologijo.
FAA prav tako zahteva, da se sistemi letalske elektronike redno pregledujejo in popravljajo, da se zagotovi njihovo nadaljnje delovanje.
Avionični sistemi in naprave
Funkcije letalskih sistemov
Sistemi letalske elektronike v letalih počnejo veliko različnih stvari, kot so:
- Nadzor motorja: nadzor in upravljanje motorjev letala.
- Sistemi za nadzor leta: zagotavljajo, da se letalo premika in gre v pravo smer.
- Navigacija: ugotavljanje, kje in kako je letalo
- Komunikacije: omogočajo vam, da se pogovarjate z drugimi letali in postajami na tleh.
- Zapisovalniki leta: beležijo informacije o letu, da jih je mogoče preučiti po nesreči.
- Sistemi osvetlitve: omogočajo vzletanje in pristajanje letov z oddajanjem svetlobe.
- Odkrivanje groženj: iskanje možnih groženj in obveščanje posadke o njih.
- Sistemi za gorivo: upravljanje in spremljanje količine porabljenega goriva.
- Elektrooptični in infrardeči (EO/IR) sistemi: pomagajo pilotom, da bolje vidijo v pogojih slabe vidljivosti.
- Vremenski radar: ugotavljanje in prikazovanje vremena.
- Monitorji zmogljivosti: sledenje in prikazovanje podatkov o delovanju letala.
Lokacija letalskih sistemov
Letalska oprema se običajno nahaja v pilotski kabini letala.
V pilotski kabini so nadzorni, nadzorni, komunikacijski, navigacijski, vremenski, sistemi proti trčenju in drugi sistemi.
Osnovni sistem letalske elektronike je sestavljen iz več delov, kot so komunikacija, navigacija, upravljanje zaslona, žarometi na policijskih helikopterjih in drugi.
Protokoli letalskega podatkovnega vodila
Letalska omrežja uporabljajo protokole letalskega podatkovnega vodila za povezovanje letalskih sistemov vojaških in komercialnih letal.
Ti protokoli omogočajo različnim sistemom komunikacijo in izmenjavo informacij, kar je bistvenega pomena za učinkovite in varne letalske operacije.
Viri električne energije
Večina letal za napajanje letalske elektronike uporablja 14- ali 28-voltne sisteme enosmernega toka.
Toda večja in bolj zapletena letala za napajanje letalske elektronike uporabljajo vire izmeničnega toka z višjo napetostjo.
Letalska elektronika in letalska varnost
Letalska elektronika je pomemben del letalske varnosti in učinkovitosti, saj daje letalom instrumente in elektroniko, ki jo potrebujejo za izogibanje nevarnostim ali soočanje z njimi, navigacijo, komunikacijo in dobro delovanje.
Sodobni sistemi letalske elektronike ponujajo rešitve, ki zahtevajo veliko računalniške moči za daljše, varnejše in učinkovitejše lete v katerem koli zračnem prostoru ali vremenu.
Izboljšanje aplikacij za načrtovanje letov in opozarjanje
Tehnologija letalske elektronike lahko tudi pomaga komercialnim letalskim družbam, korporativnemu letalstvu in helikopterskim operacijam izboljšati načrtovanje letov in opozarjanje s pravočasnim zagotavljanjem natančnih vremenskih informacij.
Te informacije lahko pomagajo zmanjšati izgube in naredijo stvari varnejše, tako da dispečerjem omogočijo izbiro alternativnih poti, ki porabijo najmanj goriva in imajo najmanj možnosti, da bi jih pokvarilo slabo vreme.
Poleg tega lahko piloti svojim potnikom zagotovijo boljšo izkušnjo, ko natančno vedo, kaj lahko pričakujejo od vremena in kdaj ga lahko pričakujejo.
Izboljšanje varnosti
Piloti se lahko izognejo morebitnim trčenjem in drugim nevarnostim s pridobivanjem informacij od drugih letal in sistemov na tleh.
Sistemi za prometno opozarjanje in izogibanje trkom (TCAS) uporabljajo tehnologijo letalske elektronike, da pilote obvestijo, kdaj so druga letala v bližini, in jim pomagajo preprečiti morebitna trčenja.
Varnost letala in njegovih potnikov je odvisna tudi od vremenskih radarjev in satelitskih navigacijskih sistemov.
Prihodnost letalske elektronike
Pričakuje se, da se bo letalska elektronika v naslednjih nekaj letih zelo spremenila, zahvaljujoč izboljšavam tehnologije, ki bodo privedle do preprostejših vmesnikov, zaslonov na dotik, senzorjev in avtomatizacije.
Zaradi teh izboljšav bodo piloti varnejši in se bodo bolje zavedali svoje okolice.
Napredek v zmogljivostih letalske elektronike
Letalska tehnika se hitro spreminja z novimi tehnologijami, kot so brezpilotna letala, umetna inteligenca, biometrija, robotika, veriga blokov, alternativna goriva in električna letala.
Do leta 2036 želi letalska industrija skoraj podvojiti število potnikov in tovora.
To bo zahtevalo nove tehnologije in načine dela, da bi zadovoljili povpraševanje.
To lahko vključuje večje zaslone v pilotski kabini, orodja, ki olajšajo opazovanje v temi, in senzorje, ki lahko vidijo skozi oblake ali meglo.
Povezljivost v pilotskih kabinah
V naslednjih petih letih se bo način povezljivosti v pilotskih kabinah verjetno spremenil.
Operacije, ki temeljijo na trajektoriji, in izboljšane podatkovne povezave bodo postale pogostejše.
Te tehnologije bodo pomagale pilotom bolje napovedati in se odzivati na spremembe v vremenu, zračnem prometu in drugih stvareh, ki vplivajo na letalske operacije.
Napredek v sistemih brezpilotnih zrakoplovov
V naslednjih desetih letih se bo verjetno izboljšala tudi tehnologija za sisteme brezpilotnih zrakoplovov.
Textron Systems in druga podjetja delajo na novih funkcijah za te sisteme, ki bi lahko olajšale uporabo brezpilotnih letal v najrazličnejših situacijah.
Spremembe na letalskih trgih
Tudi letalski trgi po svetu naj bi se do leta 2025 zelo spremenili.
Kitajska naj bi prehitela ZDA kot največji svetovni trg letalskih prevozov, Indija pa naj bi se povzpela s sedmega mesta na tretje.
Zaradi teh sprememb bi letalski prevozniki lahko bolj tekmovali med seboj, ko iščejo načine, kako se razlikovati od svojih tekmecev.
Prav tako bomo morda na nebu videli nova letala podjetij, kot je Eviation Alice, ki izdelujejo električna letala, odobrena za komercialno uporabo.
Usposabljanje in certificiranje letalske elektronike (primer ZDA)
Če želite postati tehnik ali inženir letalske elektronike, morate končati program usposabljanja, ki traja približno 2000 ur in vključuje praktične izkušnje.
Zvezna uprava za letalstvo (FAA) mora odobriti program usposabljanja, kandidat pa mora pridobiti tudi poverilnico za letalo in pogonsko napravo (A&P).
Predpisi FAA tudi pravijo, da mora biti kandidat star vsaj 18 let, dobro govoriti angleško in opraviti pisne, ustne in praktične preizkuse.
Specializacija v različnih vlogah
Tehniki letalske elektronike so med drugim lahko namizni tehniki, odpravljalci sistemskih težav ali linijski tehniki.
Vsaka vloga zahteva drugačen nabor veščin in izkušenj, zato morajo kandidati poiskati pravo usposabljanje, ki ustreza potrebam vloge, ki jo želijo.
Možnosti za nadaljevanje kariere v letalski elektroniki
Letalski tehniki se lahko zaposlijo samo s srednješolsko diplomo ali enakovredno diplomo in se učijo ob delu.
Lahko bi pridobili tudi izredno ali diplomirano diplomo iz avtomobilske tehnologije, letalstva ali elektrotehnike.
Različne šole in stopnje izobrazbe imajo različne zahteve za vsako izobraževalno pot.
Spretnosti za kariero v letalski elektroniki
Letalski tehniki morajo vedno pokazati stvari, kot so pozornost do podrobnosti, zanesljivost in sposobnost analitičnega razmišljanja.
Tehniki letalske elektronike morajo poznati stvari, kot so FAA, ročna orodja in električni sistemi, vendar morajo biti tudi sposobni kritično razmišljati in reševati težave, da lahko odpravijo težave, ko se pojavijo.
Da delo na terenu dobro poteka, je treba znati tudi dobro premikati roke in oči ter biti pozoren na podrobnosti.
Komunikacija in timsko delo
Letalski tehniki pogosto delajo v skupinah, zato morajo biti sposobni dobro komunicirati in se razumeti z drugimi ljudmi.
Morda bodo morali tudi razložiti zapletene tehnične informacije drugim članom ekipe, pilotom ali ljudem v kontroli zračnega prometa, zato je sposobnost dobrega govora in pisanja pomembna.
Komunikacija je zelo pomembna pri številnih poklicih v letalstvu, kot so letalska posadka, kabinsko osebje in kontrola zračnega prometa, kjer je lahko jasno posredovanje sporočila vprašanje življenja ali smrti.
Timsko delo je še posebej pomembno v letalski mehaniki in inženiringu, kjer morajo ljudje z različnimi vrstami tehničnih znanj sodelovati, da zagotovijo, da so zapleteni sistemi in stroji v dobri formi.
Fizična vzdržljivost in prilagodljivost
Fizična vzdržljivost in spretnost sta prav tako pomembni za tehnike letalske elektronike, saj bodo morda morali delati v tesnih prostorih, plezati po lestvah ali delati na višini ter dolgo časa opravljati ponavljajoče se naloge.
Tudi ker se letalska tehnologija nenehno spreminja, morajo biti tehniki letalske elektronike prilagodljivi in se pripravljeni učiti novih veščin in tehnologij, da lahko sledijo industriji.
Osebnostne lastnosti
Večina tehnikov letalske elektronike je praktičnih ljudi, ki radi delajo zunaj ali na projektih, ki jih lahko naredijo z lastnimi rokami.
Običajno so tudi raziskovalni, kar pomeni, da so zelo radovedni in so pogosto radi sami.
Letalski tehniki se dobro znajdejo na preizkusu družbene odgovornosti, kar kaže, da želijo poštene rezultate in jim je mar za ljudi na splošno.
Običajno dosežejo tudi visoko oceno na lestvici vestnosti, kar pomeni, da so metodični, zanesljivi in običajno stvari načrtujejo vnaprej.
Video: Kaj počne inženir ali tehnik letalske elektronike?
Nasvet: Vklopite gumb za napise, če ga potrebujete. V gumbu z nastavitvami izberite »samodejno prevajanje«, če niste seznanjeni z angleškim jezikom. Morda boste morali najprej klikniti jezik videoposnetka, preden postane vaš najljubši jezik na voljo za prevod.
Plača letalskega tehnika
Informacije o plačah
Odvisno od tega, kje pogledate, je lahko povprečna plača za letalskega tehnika drugačna.
Na primer, po podatkih Urada za statistiko dela (BLS) je povprečna letna plača tehnikov letalske elektronike v Združenih državah maja 2020 znašala 66.440 USD.
Povprečna plača za tehnika letalske elektronike je 55.545 $ na leto ali 26,7 $ na uro.
Na tem področju zasluži 10 % najboljših zaslužkarjev v povprečju 75.000 $ ali več na leto.
Lokacija lahko vpliva tudi na to, koliko lahko pričakuje tehnik letalske elektronike, pri čemer so države z najvišjimi plačami Washington, Kalifornija, Nevada, Aljaska in Oregon.
Dejavniki, ki vplivajo na plačo
Nekatere stvari, ki lahko vplivajo na plačo tehnika letalske elektronike, so njihova stopnja izobrazbe, njihove posebne delovne naloge in odgovornosti, vrsta letala, na katerem delajo (kot je komercialno, vojaško ali zasebno), in povpraševanje po njihovih veščinah v trg dela.
Na plačo tehnika lahko vpliva tudi velikost podjetja, v katerem delajo, in morebitni dodatni certifikati, ki jih pridobijo.
Drugi vidiki plače
Pomembno je omeniti, da so lahko tehniki letalske elektronike plačani po urah ali po mesecih, nekateri pa lahko dobijo dodaten denar, kot so plačilo za nadure ali bonusi.
Po podatkih BLS se tehnikam letalske elektronike najbolj izplačajo proizvodnja vesoljskih izdelkov in delov, redni letalski prevoz in podporne dejavnosti za letalski prevoz.
Nazadnje si je treba zapomniti, da lahko na podatke o plačah vplivajo gospodarski dejavniki in dejavniki, značilni za panogo, in da se lahko zaslužki posameznika razlikujejo glede na številne dejavnike.
Dejavniki, ki vplivajo na stroške letalske elektronike
Letalska elektronika je draga zaradi številnih stvari, kot so:
Stroški materiala
Ko gre za dele letalske elektronike, je natančnost zelo pomembna.
Sistemi letalske elektronike potrebujejo mikromehanske dele, magnetometre in druge kompleksne dele, da delujejo tako, kot bi morali.
Ti specializirani materiali in deli so dragi in zaradi tega se lahko stroški letalske elektronike zelo povečajo.
Stroški dela
Za izdelavo, namestitev in popravilo letalskih sistemov so potrebni tehniki in inženirji z veliko usposabljanja.
To je zato, ker so letalski sistemi zapleteni in jih morajo upravljati, vzdrževati in popravljati ljudje s posebnim znanjem in veščinami.
Zaradi tega lahko plače teh kvalificiranih delavcev povečajo stroške letalske elektronike kot celote.
Certificiranje FAA
Zvezna uprava za letalstvo (FAA) ima stroga pravila o tem, kako je treba zgraditi in vzdrževati letalske sisteme, ki delujejo v sistemu nacionalnega zračnega prostora.
Certificiranje FAA je drag postopek, ki vključuje zelo natančno testiranje in ocenjevanje sistemov letalske elektronike, da se zagotovi, da upoštevajo varnostna pravila.
Stroški pridobitve certifikata FAA so lahko velik del stroškov letalske elektronike kot celote.
Omejen obseg proizvodnje
Ker ni v uporabi veliko letal, proizvajalci letalske elektronike izdelujejo manj delov, kar pomeni, da vsak del stane več.
To je zato, ker so stroški izdelave posameznega dela porazdeljeni na manjše število enot, zaradi česar je izdelava dražja.
Letalska elektronika je draga, ker je izdelana iz natančnih delov, zahteva certifikat FAA in se proizvaja le v majhnih količinah.
Te stvari povečujejo stroške letalskih sistemov, zaradi česar so velika naložba za ljudi, ki imajo v lasti ali upravljajo letala.
Avionika v vojaškem in komercialnem letalstvu
Tako vojaško kot komercialno letalstvo uporabljata letalsko tehnologijo na več načinov. Lahko pomaga pri stvareh, kot so navigacija, komunikacija, nadzor letenja in odkrivanje groženj.
Sistemi letalske elektronike vojaških letal so narejeni tako, da ustrezajo strožjim standardom kot komercialni sistemi. Lahko imajo funkcije, kot so elektronski protiukrepi, šifrirana komunikacija in senzorji, ki lahko opazijo prihajajoče izstrelke ali sovražna letala.
Tehnologija letalske elektronike je pripeljala do razvoja boljših vremenskih radarjev in navigacijskih sistemov, zaradi katerih je letenje varnejše in učinkovitejše, ter naprednejših sistemov za upravljanje letenja, ki lahko prihranijo gorivo in zmanjšajo onesnaževanje.
Razlike med vojaškim in komercialnim letalstvom
Ker se vojaška letala soočajo z edinstvenimi in pogosto težkimi pogoji, so njihovi letalski sistemi ponavadi močnejši in zanesljivejši od tistih v komercialnih letalih.
Vojaška letala imajo lahko tudi dodatne funkcije letalske elektronike, kot so šifrirana komunikacija, elektronski protiukrepi in sistemi za odkrivanje groženj.
Najnovejši napredek v letalski tehnologiji
Nedavne izboljšave tehnologije letalske elektronike so privedle do novih funkcij, kot so sistemi fly-by-wire, popolnoma elektronski zasloni in komunikacija prek optičnih vlaken.
Nekatere tehnologije, ki so bile izdelane za vojsko, se zdaj uporabljajo na civilnih letalih.
Druge zanimive uporabe tehnologije letalske elektronike v vojaškem in komercialnem letalstvu vključujejo sisteme sintetičnega vida, zaslone na glavo, sisteme razširjene resničnosti, zračna vozila brez posadke in sisteme za natančno pristajanje.
Tehnologije letalske elektronike naslednje generacije
Potekajo nove raziskave o tehnologijah letalske elektronike naslednje generacije, kot so električna hibridna letala, ki jih poganjajo baterije ali gorivne celice, napredni navigacijski sistemi, ki uporabljajo satelitsko kontrolo zračnega prometa, in avtonomni sistemi za krmiljenje letenja, ki se lahko uporabljajo tako v vojski kot v civilu. Namene.
Na splošno je tehnologija letalske elektronike še naprej ključni del vojaškega in civilnega letalstva, zaradi česar so letala varnejša, učinkovitejša in zmožna narediti več.
Primeri uporabe
| Uporablja se v: | Opis: |
|---|---|
| Navigacijski sistemi | Avionika ne more delovati brez navigacijskih sistemov. Imajo GPS, inercialno navigacijo in druge sisteme, ki pilotom pomagajo ugotoviti, kje so in kako se varno premikati. Ti sistemi uporabljajo senzorje, računalnike in programsko opremo, da pilotom v realnem času sporočijo, kje so, kako hitro gredo in kako visoko so. |
| Sistemi za nadzor letenja | Drug pomemben način uporabe letalske elektronike so sistemi za nadzor letenja. Ti sistemi uporabljajo senzorje in računalniške programe, da ohranjajo letalo mirno in pod nadzorom, ko je v zraku. Pilotom lahko pomagajo ohraniti višino, hitrost in smer ter opazovati turbulenco in druge pogoje v zraku ter se prilagajati nanje. |
| Komunikacijski sistemi | Drug pomemben del letalske elektronike so komunikacijski sistemi. V teh sistemih so radijski sprejemniki, transponderji in druge naprave, ki pilotom omogočajo pogovor z ljudmi na tleh, drugimi piloti in drugimi deli letalske infrastrukture. Komunikacijski sistemi pomagajo pilotom, da dobijo posodobljene informacije o vremenu, navodila kontrole zračnega prometa in druge pomembne informacije. |
| Varnostni sistemi | Sistemi letalske elektronike imajo lahko tudi varnostne funkcije, kot so izogibanje trkom, zaznavanje in opozarjanje na teren ter uporaba vremenskega radarja. Ti sistemi uporabljajo senzorje, algoritme in programsko opremo za odkrivanje in obvladovanje možnih nevarnosti. To pomaga varovati letalo in njegove potnike. |
| Upravljanje motorja | Avionika se lahko uporablja tudi za krmiljenje motorjev letala. V teh sistemih se uporabljajo senzorji in računalniki za spremljanje delovanja motorja, porabe goriva in drugih dejavnikov. To pilotom omogoča izboljšanje zmogljivosti motorja in prihranek goriva. |
Zaključek
Kot smo videli, je letalska elektronika pomemben del sodobnega letalstva.
Njegova naloga je zagotoviti, da so leti varni in potekajo gladko, pa tudi varčevati z gorivom in zmanjšati onesnaževanje.
Toda s spreminjanjem letalstva se bodo spreminjale tudi naloge, ki jih morajo opravljati inženirji letalske elektronike.
Ko bodo samovozeča letala vse pogostejša in bo potreba po podatkih in analitiki v realnem času vse večja, bo letalska elektronika postala še pomembnejši del prihodnosti letalstva.
In prihodnost je videti dobra za ljudi, ki želijo delati v letalski elektroniki.
Ker potreba po visoko usposobljenih inženirjih letalske elektronike ves čas narašča, obstaja skoraj neskončno možnosti za osebno in poklicno rast.
Torej je letalska elektronika področje, ki ga morate preučiti, ne glede na to, ali ste izkušen inženir ali šele na začetku.
Nikoli ni boljšega časa, da se potopite v fascinanten svet letalske elektronike z edinstvenimi izzivi, vrhunsko tehnologijo in pomembno vlogo v svetu letalstva.
Delite na...
