Introducere În Avionică Pentru Ingineri

De când Frații Wright au ieșit în aer, aviația a fost unul dintre domeniile de inginerie care s-a schimbat cel mai rapid.

La început, piloții zburau cu avioane numai prin instinct și pricepere.

Dar, pe măsură ce tehnologia aviației s-a îmbunătățit, la fel au crescut și sistemele care țin avioanele moderne în aer.

Avionica este partea de inginerie care se ocupă cu proiectarea, construirea și întreținerea sistemelor electronice care controlează totul, de la motoarele unui avion și comenzile de zbor până la sistemele sale de comunicații și navigație.

Zborul modern nu ar fi posibil fără avionică.

În acest articol, voi vorbi despre lumea fascinantă a avionicii și voi explica de ce orice inginer aspirant trebuie să știe despre asta.

Introducere în avionică

Definiție formală:

Proiectarea și producția de dispozitive electrice și electronice aeropurtate; termenul este derivat din electronica aviației.

Introducere în Avionica în Inginerie

Avionica este o combinație a cuvintelor „aviație” și „electronică”. Este numele pentru sistemele electrice utilizate în avioane, nave spațiale și sateliți artificiali.

Aceste sisteme sunt foarte importante pentru aeronavele moderne, deoarece ajută la lucruri precum comenzile motorului, sistemele de control al zborului, navigația, comunicațiile, sistemele de iluminare, detectarea amenințărilor, sistemele de combustibil, sistemele electro-optice (EO/IR), radarul meteo, monitoare de performanță, și altele.

Scopul acestui articol este de a oferi o privire de ansamblu asupra avionicii și a diferitelor sale părți.

Sisteme de navigație

Navigația este unul dintre cele mai importante sisteme avionice utilizate în avioanele moderne.

Sistemele de navigație îi ajută pe piloți să-și dea seama unde se află deasupra suprafeței Pământului și să ducă avionul unde trebuie să meargă.

În trecut, avioanele foloseau programe radio și de navigație inerțială la sol. Pe de altă parte, avionica modernă a parcurs un drum lung și acum utilizează sisteme de satelit precum GPS și WAAS pentru a oferi date de locație mai precise și mai fiabile.

Avionica modernă are piese suplimentare adăugate pentru a îmbunătăți fiabilitatea sistemelor de navigație.

De exemplu, GPS-ul este folosit ca modalitate principală de a vă găsi drumul, iar radiourile sunt folosite ca rezervă în caz de urgență.

Acest lucru asigură că avionul va fi în continuare în siguranță, chiar dacă sistemul de navigație principal nu mai funcționează.

Cerințele de reglementare

Înainte de decolare, Administrația Federală a Aviației (FAA) cere ca toate avioanele să aibă instalat un sistem avionic.

Regulile asigură că sistemele avionice ale unui avion îndeplinesc anumite standarde de siguranță și sunt la zi cu cea mai recentă tehnologie.

FAA cere, de asemenea, ca sistemele avionice să fie inspectate și reparate în mod regulat pentru a se asigura că continuă să funcționeze.

Sisteme și dispozitive aviatice

Funcțiile sistemelor aviatice

Sistemele de aviație din avioane fac o mulțime de lucruri diferite, cum ar fi:

• Comenzi motor: controlul și gestionarea motoarelor avionului.
• Sisteme de control al zborului: asigurați-vă că avionul se mișcă și merge în direcția corectă.
• Navigație: a afla unde și cum este avionul
• Comunicații: vă permit să vorbiți cu alte avioane și stații de la sol.
• Înregistratoare de zbor: înregistrează informații despre un zbor, astfel încât să poată fi analizat după un accident.
• Sisteme de iluminare: permițând zborurilor să decoleze și să aterizeze prin emiterea de lumină.
• Detectarea amenințărilor: găsirea posibilelor amenințări și informarea echipajului despre acestea.
• Sisteme de alimentare cu combustibil: gestionarea și urmărirea cantității de combustibil utilizat.
• Sisteme electro-optice și infraroșu (EO/IR): ajută piloții să vadă mai bine în condiții de vizibilitate scăzută.
• Radar meteo: a afla și a arăta cum este vremea.
• Monitoare de performanță: urmărirea și afișarea datelor despre modul în care se descurcă o aeronavă.

Locația sistemelor aviatice

Echipamentele de aviație se găsesc de obicei în cabina unui avion.

Cabina de pilotaj este locul unde se află sistemele de control, monitorizare, comunicare, navigare, vreme, anti-coliziune și alte sisteme.

Un sistem avionic de bază este alcătuit din mai multe părți, cum ar fi comunicarea, navigația, managementul afișajului, proiectoarele de pe elicopterele de poliție și altele.

Protocoale Avionice Databus

Protocoalele de magistrală de date avionică sunt utilizate de rețelele de aeronave pentru a conecta sistemele avionice ale aeronavelor militare și comerciale.

Aceste protocoale permit diferitelor sisteme să comunice și să partajeze informații, ceea ce este esențial pentru operațiuni de zbor eficiente și sigure.

Surse de energie electrică

Majoritatea aeronavelor folosesc sisteme de 14 sau 28 de volți DC pentru a-și alimenta avionica.

Dar avioanele mai mari și mai complexe folosesc surse de curent alternativ cu o tensiune mai mare pentru a-și alimenta avionica.

Avionica și siguranța aviației

Avionica este o parte importantă a siguranței și eficienței aviației, deoarece oferă avioanelor instrumentele și electronicele de care au nevoie pentru a evita sau a face față pericolelor, a naviga, a comunica și a funcționa bine.

Sistemele avionice moderne oferă soluții care necesită multă putere de calcul pentru zboruri mai lungi, mai sigure și mai eficiente în orice spațiu aerian sau vreme.

Îmbunătățirea aplicațiilor de planificare și alertă a zborului

Tehnologia avionică poate ajuta, de asemenea, companiile aeriene comerciale, aviația corporativă și operațiunile de elicoptere să îmbunătățească planificarea și alertele de zbor, oferind din timp informații exacte despre vreme.

Aceste informații pot ajuta la reducerea pierderilor și la siguranța lucrurilor, permițând dispecerilor să aleagă rute alternative care utilizează cea mai mică cantitate de gaz și au cele mai puține șanse de a fi încurcate de vremea rea.

De asemenea, piloții pot oferi pasagerilor lor o experiență mai bună atunci când știu exact la ce să se aștepte de la vreme și când să se aștepte.

Creșterea siguranței

Piloții pot evita posibilele coliziuni și alte pericole obținând informații de la alte avioane și sisteme de la sol.

Sistemele de alertă de trafic și evitarea coliziunilor (TCAS) utilizează tehnologia avionică pentru a anunța piloții când alte avioane sunt în apropiere și pentru a-i ajuta să evite posibilele coliziuni.

Siguranța avionului și a pasagerilor săi depinde și de radarul meteo și sistemele de navigație prin satelit.

Viitorul avionicii

Avionica este de așteptat să se schimbe foarte mult în următorii câțiva ani, datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei care vor duce la interfețe, ecrane tactile, senzori și automatizări mai ușor de utilizat.

Aceste îmbunătățiri îi vor face pe piloți mai siguri și mai conștienți de mediul înconjurător.

Progrese în capabilitățile de aviație

Avionica se schimbă rapid, cu noi tehnologii precum avioanele fără pilot, inteligența artificială, biometria, robotica, blockchain-ul, combustibilii alternativi și aeronavele electrice.

Până în 2036, industria aviației vrea să dubleze aproape numărul de pasageri și mărfuri.

Acest lucru va necesita noi tehnologii și moduri de a face lucrurile pentru a satisface cererea.

Acestea ar putea include ecrane mai mari pe cabina de zbor, instrumente care facilitează vederea în întuneric și senzori care pot vedea prin nori sau ceață.

Conectivitate în cabine de pilotaj

În următorii cinci ani, este posibil să se schimbe modul în care este utilizată conectivitatea în cabinele de pilotaj.

Operațiunile bazate pe traiectorie și legătura de date îmbunătățită vor deveni mai frecvente.

Aceste tehnologii îi vor ajuta pe piloți să prezică și să răspundă mai bine la schimbările de vreme, traficul aerian și alte lucruri care afectează operațiunile de zbor.

Progrese în sistemele de aeronave fără pilot

În următorii zece ani, tehnologia pentru sistemele de aeronave fără pilot este, de asemenea, probabil să se îmbunătățească.

Textron Systems și alte companii lucrează la noi funcții pentru aceste sisteme, care ar putea facilita utilizarea aeronavelor fără pilot într-o gamă largă de situații.

Schimbări pe piețele aviatice

Se așteaptă, de asemenea, că piețele aviației din întreaga lume se vor schimba foarte mult până în 2025.

Se așteaptă ca China să treacă de SUA drept cea mai mare piață de transport aerian din lume, iar India este de așteptat să urce de pe locul șapte pe al treilea.

Aceste schimbări ar putea face companiile aeriene să concureze mai mult între ele, deoarece caută modalități de a fi diferite de rivalii lor.

De asemenea, s-ar putea să vedem noi avioane pe cer de la companii precum Eviation Alice care produc avioane electrice care sunt aprobate pentru uz comercial.

Instruire și certificare în aviație (exemplu SUA)

Pentru a deveni tehnician sau inginer în avionică, trebuie să finalizați un program de formare care durează aproximativ 2.000 de ore și include experiență practică.

Administrația Federală a Aviației (FAA) trebuie să aprobe programul de formare, iar candidatul trebuie să obțină, de asemenea, o acreditare pentru structură aerodinamică și motor (A&P).

Reglementările FAA mai spun că candidatul trebuie să aibă cel puțin 18 ani, să vorbească bine engleza și să treacă teste scrise, orale și practice.

Specializare în diferite roluri

Tehnicienii în aviație pot fi, printre altele, tehnicieni de bancă, depanatori de sistem sau tehnicieni de linie.

Fiecare rol are nevoie de un set diferit de abilități și experiență, așa că candidații ar trebui să caute pregătirea potrivită pentru a răspunde nevoilor rolului pe care și-l doresc.

Opțiuni pentru a urma o carieră în aviație

Tehnicienii în aviație pot obține un loc de muncă doar cu o diplomă de liceu sau echivalentul și pot învăța la locul de muncă.

De asemenea, ar putea obține o diplomă de asociat sau de licență în tehnologie auto, aviație sau inginerie electrică.

Diferitele școli și niveluri de diplome au cerințe diferite pentru fiecare parcurs educațional.

Abilități pentru o carieră în aviație

Tehnicienii în aviație trebuie să arate întotdeauna lucruri precum atenția la detalii, fiabilitatea și capacitatea de a gândi analitic.

Tehnicienii în aviație trebuie să cunoască lucruri precum FAA, unelte de mână și sisteme electrice, dar trebuie să fie capabili să gândească critic și să rezolve problemele pentru a rezolva problemele atunci când apar.

Pentru ca munca pe teren să meargă bine, trebuie să fii capabil să-ți miști bine mâinile și ochii și să fii atent la detalii.

Comunicare și lucru în echipă

Tehnicienii în aviație lucrează adesea în echipă, așa că trebuie să fie capabili să comunice bine și să se înțeleagă cu alți oameni.

De asemenea, ar putea avea nevoie să explice informații tehnice complicate altor membri ai echipei, piloți sau persoane din controlul traficului aerian, așa că este important să fie capabil să vorbească și să scrie bine.

Comunicarea este foarte importantă în multe locuri de muncă din aviație, cum ar fi echipajul de zbor, echipajul de cabină și controlul traficului aerian, unde poate fi o problemă de viață sau de moarte transmiterea clară a mesajului.

Munca în echipă este deosebit de importantă în mecanica și inginerie aviației, unde oamenii cu diferite tipuri de abilități tehnice trebuie să lucreze împreună pentru a se asigura că sistemele și mașinile complicate sunt menținute în stare bună.

Rezistență fizică și adaptabilitate

Rezistența fizică și dexteritatea sunt, de asemenea, importante pentru tehnicienii în avionică, deoarece aceștia pot avea nevoie să lucreze în spații înguste, să urce pe scări sau să lucreze la înălțime și să facă sarcini repetitive pentru perioade lungi de timp.

De asemenea, deoarece tehnologia aviației este în continuă schimbare, tehnicienii în avionică trebuie să fie flexibili și dispuși să învețe noi abilități și tehnologii pentru a ține pasul cu industria.

Trăsături de personalitate

Majoritatea tehnicienilor în avionică sunt oameni practici cărora le place să lucreze afară sau la proiecte pe care le pot face cu mâinile lor.

De asemenea, tind să fie investigatori, ceea ce înseamnă că sunt foarte curioși și adesea le place să fie singuri.

Tehnicienii în aviație se descurcă bine la testul de responsabilitate socială, ceea ce arată că își doresc rezultate corecte și le pasă de oameni în general.

De asemenea, ei tind să obțină un scor mare pe scara de conștiinciozitate, ceea ce înseamnă că sunt metodici, de încredere și, de obicei, planifică lucrurile din timp.

Video: Ce face un inginer sau un tehnician în aviație?

Sfat: activați butonul de subtitrare dacă aveți nevoie de el. Alegeți „traducere automată” în butonul de setări, dacă nu sunteți familiarizat cu limba engleză. Poate fi necesar să faceți mai întâi clic pe limba videoclipului înainte ca limba preferată să devină disponibilă pentru traducere.

Salariu tehnician aviatic

Informații despre salariu

În funcție de locul în care te uiți, salariul mediu pentru un tehnician în avionică poate fi diferit.

De exemplu, conform Biroului de Statistică a Muncii (BLS), salariul mediu anual pentru tehnicienii în avionică din Statele Unite ale Americii a fost de 66.440 USD în mai 2020.

Salariul mediu pentru un tehnician în avionică este de 55.545 USD pe an sau 26,7 USD pe oră.

În acest domeniu, primii 10% dintre cei care câștigă câștigă o medie de 75.000 USD sau mai mult pe an.

Locația poate afecta, de asemenea, cât se poate aștepta să câștige un tehnician în avionică, statele cele mai plătite fiind Washington, California, Nevada, Alaska și Oregon.

Factori care afectează salariul

Unele dintre lucrurile care pot afecta salariul unui tehnician în avionică sunt nivelul său de educație, sarcinile și responsabilitățile specifice ale locului de muncă, tipul de aeronavă la care lucrează (cum ar fi comercial, militar sau privat) și cererea pentru abilitățile lor în domeniul piața locurilor de muncă.

Salariul unui tehnician poate fi, de asemenea, afectat de mărimea companiei pentru care lucrează și de orice certificări suplimentare pe care le obțin.

Alte considerații salariale

Este important de reținut că tehnicienii în avionică pot fi plătiți la oră sau la lună, iar unii pot primi bani în plus, cum ar fi plata orelor suplimentare sau bonusuri.

Potrivit BLS, producția de produse aerospațiale și de piese, transportul aerian regulat și activitățile de asistență pentru transportul aerian plătesc cel mai mult pentru tehnicienii în avionică.

În cele din urmă, este important să ne amintim că datele salariale pot fi afectate de factori economici și specifici industriei și că câștigurile individuale pot varia în funcție de o serie de factori.

Factori care afectează costul avionicii

Avionica este scumpă din cauza mai multor lucruri, cum ar fi:

Costul materialelor

Când vine vorba de piesele avionice, precizia este foarte importantă.

Sistemele de aviație au nevoie de piese micromecanice, magnetometre și alte piese complexe pentru a funcționa așa cum ar trebui.

Aceste materiale și piese specializate sunt scumpe și, din această cauză, costul avionicii poate crește foarte mult.

Costurile forței de muncă

Este nevoie de tehnicieni și ingineri cu multă pregătire pentru a realiza, instala și repara sistemele avionice.

Acest lucru se datorează faptului că sistemele avionice sunt complicate și trebuie să fie operate, întreținute și reparate de oameni cu cunoștințe și abilități specializate.

Din această cauză, salariile acestor muncitori calificați se pot adăuga la costul avionicii în ansamblu.

Certificare FAA

Administrația Federală a Aviației (FAA) are reguli stricte cu privire la modul în care sistemele avionice care funcționează în sistemul național de spațiu aerian trebuie să fie construite și întreținute.

Certificarea FAA este un proces costisitor care implică testarea și evaluarea sistemelor avionice cu mare atenție pentru a se asigura că respectă regulile de siguranță.

Costul obținerii certificării FAA poate fi o mare parte din costul avionicii în ansamblu.

Volum de producție limitat

Pentru că nu sunt atât de multe avioane în uz, companiile de avionică produc mai puține piese, ceea ce înseamnă că fiecare piesă costă mai mult.

Acest lucru se datorează faptului că costul de realizare a unei singure piese este repartizat pe un număr mai mic de unități, ceea ce îl face mai scump de fabricat.

Avionica este scumpă, deoarece sunt făcute din piese precise, necesită certificare FAA și sunt fabricate doar în cantități mici.

Aceste lucruri se adaugă la costul sistemelor avionice, făcându-le o investiție mare pentru oamenii care dețin sau conduc aeronave.

Avionica în aviația militară și comercială

Atât aviația militară, cât și cea comercială folosesc tehnologia avionică în multe feluri. Poate ajuta cu lucruri precum navigarea, comunicarea, controlul zborului și identificarea amenințărilor.

Sistemele avionice ale aeronavelor militare sunt realizate pentru a îndeplini standarde mai stricte decât sistemele comerciale. Acestea pot avea caracteristici precum contramăsuri electronice, comunicații criptate și senzori care pot identifica rachetele sau aeronavele inamice.

Tehnologia avionică a condus la dezvoltarea unor radare meteo și sisteme de navigație mai bune, care fac zborul mai sigur și mai eficient, precum și la sisteme mai avansate de management al zborului, care pot economisi combustibil și pot reduce poluarea.

Diferențele dintre aviația militară și cea comercială

Deoarece avioanele militare se confruntă cu condiții unice și adesea dificile, sistemele lor avionice tind să fie mai puternice și mai fiabile decât cele din avioanele comerciale.

Avioanele militare pot avea, de asemenea, funcții avionice suplimentare, cum ar fi comunicații criptate, contramăsuri electronice și sisteme de detectare a amenințărilor.

Progrese recente în tehnologia aviatică

Îmbunătățirile recente în tehnologia avionică au condus la noi caracteristici, cum ar fi sisteme fly-by-wire, afișaje complet electronice și comunicare prin fibră optică.

Unele tehnologii care au fost făcute pentru armată sunt acum utilizate pe avioanele civile.

Alte utilizări interesante ale tehnologiei avionice atât în ​​aviația militară, cât și în cea comercială includ sisteme de viziune sintetică, afișaje heads-up, sisteme de realitate augmentată, vehicule aeriene fără pilot și sisteme de aterizare de precizie.

Tehnologii aviatice de ultimă generație

Se fac cercetări noi asupra tehnologiilor avionice de ultimă generație, cum ar fi aeronavele hibride electrice alimentate cu baterii sau celule de combustibil, sisteme avansate de navigație care utilizează controlul traficului aerian prin satelit și sisteme autonome de control al zborului care pot fi utilizate atât pentru militari, cât și pentru civili. Scopuri.

În general, tehnologia avionică continuă să fie o parte cheie atât pentru aviația militară, cât și pentru cea civilă, făcând avioanele mai sigure, mai eficiente și capabile să facă mai mult.

Cazuri de utilizare

Folosit in:	Descriere:
Sisteme de navigație	Avionica nu poate funcționa fără sisteme de navigație. Au GPS, navigație inerțială și alte sisteme care îi ajută pe piloți să-și dea seama unde se află și cum să se deplaseze în siguranță. Aceste sisteme folosesc senzori, computere și software pentru a spune piloților în timp real unde se află, cât de repede merg și cât de sus se află.
Sisteme de control al zborului	Un alt mod important în care se utilizează avionica este în sistemele de control al zborului. Aceste sisteme folosesc senzori și programe de calculator pentru a menține avionul constant și sub control în timp ce este în aer. Ele îi pot ajuta pe piloți să-și păstreze altitudinea, viteza și direcția, precum și să urmărească și să ajusteze turbulențele și alte condiții din aer.
Sisteme de comunicații	O altă parte importantă a avionicii sunt sistemele de comunicații. Există radiouri, transpondere și alte dispozitive în aceste sisteme care le permit piloților să vorbească cu oamenii de la sol, cu alți piloți și cu alte părți ale infrastructurii aviației. Sistemele de comunicații îi ajută pe piloți să obțină informații actualizate despre vreme, instrucțiuni de la controlul traficului aerian și alte informații importante.
Sisteme de siguranță	Sistemele de aviație pot avea, de asemenea, funcții de siguranță, cum ar fi evitarea coliziunilor, detectarea și avertizarea cu privire la teren și utilizarea radarului meteo. Aceste sisteme folosesc senzori, algoritmi și software pentru a găsi și a face față posibilelor pericole. Acest lucru ajută la menținerea în siguranță a avionului și a pasagerilor săi.
Managementul motorului	Avionica poate fi folosită și pentru a controla motoarele unui avion. Senzorii și calculatoarele sunt utilizate în aceste sisteme pentru a urmări performanța motorului, utilizarea combustibilului și alți factori. Acest lucru le permite piloților să îmbunătățească performanța motorului și să economisească combustibil.

Concluzie

După cum am văzut, avionica este o parte importantă a aviației moderne.

Sarcina sa este de a se asigura că zborurile sunt sigure și rulează fără probleme, precum și de a economisi combustibil și de a reduce poluarea.

Dar, pe măsură ce aviația se schimbă, se vor schimba și sarcinile pe care inginerii avionici trebuie să le facă.

Pe măsură ce avioanele cu conducere autonomă devin tot mai comune și nevoia de date și analize în timp real crește, avionica va deveni o parte și mai importantă a viitorului aviației.

Și viitorul arată bine pentru cei care vor să lucreze în avionică.

Având în vedere că nevoia de ingineri de avionică cu înaltă calificare crește tot timpul, există oportunități aproape nesfârșite de creștere personală și profesională.

Deci, avionica este un domeniu în care ar trebui să te uiți dacă ești un inginer cu experiență sau abia la început.

Nu a existat niciodată un moment mai bun pentru a te scufunda în lumea fascinantă a avionicii, cu provocările sale unice, tehnologia de ultimă oră și rolul important în lumea aviației.