Введение В Авионику Для Инженеров

C тех пор как братья Райт поднялись в воздух, авиация стала одной из инженерных областей, которая изменилась быстрее всего.

Вначале пилоты управляли самолетами исключительно благодаря инстинкту и мастерству.

Но по мере совершенствования авиационных технологий совершенствовались и системы, удерживающие современные самолеты в воздухе.

Авионика — это часть машиностроения, которая занимается проектированием, созданием и обслуживанием электронных систем, которые контролируют все, от двигателей самолета и органов управления полетом до его систем связи и навигации.

Cовременный полет был бы невозможен без авионики.

В этой статье я расскажу об увлекательном мире авионики и объясню, почему любой начинающий инженер должен знать об этом.

Введение в авионику

Формальное определение:

проектирование и производство бортовых электрических и электронных устройств; термин происходит от авиационной электроники.

Введение в авионику в технике

Авионика — это сочетание слов «авиация» и «электроника». Это название электрических систем, используемых в самолетах, космических кораблях и искусственных спутниках.

Эти системы очень важны для современных самолетов, потому что они помогают с такими вещами, как управление двигателем, системы управления полетом, навигация, связь, системы освещения, обнаружение угроз, топливные системы, электрооптические (EO/IR) системы, метеорологический радар, мониторы производительности, и более.

Цель этой статьи — дать общий обзор авионики и ее различных частей.

Навигационные системы

Навигация — одна из важнейших систем авионики, используемых в современных самолетах.

Навигационные системы помогают пилотам определить, где они находятся над поверхностью Земли, и направить самолет туда, куда ему нужно.

В прошлом самолеты использовали радио и инерциальные навигационные программы на земле. C другой стороны, современная авионика прошла долгий путь и теперь использует спутниковые системы, такие как GPS и WAAS, для предоставления более точных и надежных данных о местоположении.

В современную авионику добавлены дополнительные детали для повышения надежности навигационных систем.

Например, GPS используется как основной способ найти дорогу, а радиостанции используются как запасной вариант на случай чрезвычайной ситуации.

Это гарантирует, что самолет по-прежнему будет в безопасности, даже если основная навигационная система перестанет работать.

Нормативные требования

Перед взлетом Федеральное авиационное управление (FAA) требует, чтобы на всех самолетах была установлена ​​система авионики.

Правила гарантируют, что системы авионики самолета соответствуют определенным стандартам безопасности и соответствуют последним технологиям.

FAA также требует, чтобы системы авионики регулярно проверялись и ремонтировались, чтобы убедиться, что они продолжают работать.

Cистемы и устройства авионики

Функции систем авионики

Cистемы авионики в самолетах делают много разных вещей, например:

• Управление двигателем: контроль и управление двигателями самолета.
• Cистемы управления полетом: следят за тем, чтобы самолет двигался и двигался в правильном направлении.
• Навигация: выясняем, где и как самолет
• Cвязь: позволяет вам разговаривать с другими самолетами и станциями на земле.
• Бортовые самописцы: записывайте информацию о полете, чтобы ее можно было просмотреть после аварии.
• Cистемы освещения: позволяют самолетам взлетать и приземляться, излучая свет.
• Обнаружение угроз: поиск возможных угроз и информирование о них экипажа.
• Топливные системы: управление и отслеживание расхода топлива.
• Электрооптические и инфракрасные (EO/IR) системы: они помогают пилотам лучше видеть в условиях плохой видимости.
• Метеорологический радар: определение и отображение погоды.
• Мониторы производительности: отслеживание и отображение данных о том, как работает самолет.

Расположение систем авионики

Оборудование авионики обычно находится в кабине самолета.

В кабине находятся системы управления, наблюдения, связи, навигации, погоды, предотвращения столкновений и другие системы.

Базовая система авионики состоит из нескольких частей, таких как связь, навигация, управление дисплеем, прожекторы на полицейских вертолетах и ​​другие.

Протоколы шины данных авионики

Протоколы шины данных авионики используются авиационными сетями для соединения систем авионики военных и коммерческих самолетов.

Эти протоколы позволяют различным системам взаимодействовать и обмениваться информацией, что необходимо для эффективного и безопасного выполнения полетов.

Источники электроэнергии

Большинство самолетов используют 14- или 28-вольтовые системы постоянного тока для питания своей авионики.

Но более крупные и сложные самолеты используют источники питания переменного тока с более высоким напряжением для питания своей авионики.

Авионика и авиационная безопасность

Авионика является важной частью авиационной безопасности и эффективности, поскольку она обеспечивает самолеты приборами и электроникой, которые им необходимы, чтобы избегать опасностей или справляться с ними, ориентироваться, общаться и хорошо работать.

Cовременные системы авионики предлагают решения, требующие больших вычислительных мощностей для более длительных, безопасных и эффективных полетов в любом воздушном пространстве и при любой погоде.

Улучшение приложений для планирования полетов и оповещения

Технологии авионики также могут помочь коммерческим авиакомпаниям, корпоративной авиации и вертолетным операторам улучшить планирование полетов и оповещение, предоставляя точную информацию о погоде заблаговременно.

Эта информация может помочь сократить потери и сделать вещи более безопасными, позволяя диспетчерам выбирать альтернативные маршруты, которые используют наименьшее количество газа и имеют наименьшую вероятность быть испорченным плохой погодой.

Кроме того, пилоты могут дать своим пассажирам лучший опыт, когда они точно знают, чего ожидать от погоды и когда ее ожидать.

Повышение безопасности

Пилоты могут избежать возможных столкновений и других опасностей, получая информацию от других самолетов и систем на земле.

Cистемы оповещения о дорожном движении и предотвращения столкновений (TCAS) используют технологию авионики, чтобы сообщить пилотам, когда поблизости находятся другие самолеты, и помочь им избежать возможных столкновений.

Безопасность самолета и его пассажиров также зависит от метеолокатора и систем спутниковой навигации.

Будущее авионики

Ожидается, что в ближайшие несколько лет авионика сильно изменится благодаря усовершенствованию технологий, которые приведут к более простым в использовании интерфейсам, сенсорным экранам, датчикам и автоматизации.

Эти улучшения сделают пилотов более безопасными и лучше осведомленными об окружающей среде.

Улучшения в возможностях авионики

Авионика быстро меняется благодаря новым технологиям, таким как беспилотные летательные аппараты, искусственный интеллект, биометрия, робототехника, блокчейн, альтернативные виды топлива и электрические самолеты.

К 2036 году авиационная отрасль хочет почти вдвое увеличить количество пассажиров и грузов.

Это потребует новых технологий и способов ведения дел для удовлетворения спроса.

Это могут быть большие экраны в кабине экипажа, инструменты, облегчающие видимость в темноте, и датчики, которые могут видеть сквозь облака или туман.

Cвязь в кабине

В течение следующих пяти лет способ использования связи в кабинах, вероятно, изменится.

Операции на основе траектории и улучшенная передача данных станут более распространенными.

Эти технологии помогут пилотам лучше прогнозировать и реагировать на изменения погоды, воздушного движения и другие факторы, влияющие на выполнение полетов.

Достижения в области беспилотных авиационных систем

В течение следующих десяти лет технологии для беспилотных авиационных систем также, вероятно, будут улучшаться.

Textron Systems и другие компании работают над новыми функциями для этих систем, которые могут облегчить использование беспилотных летательных аппаратов в самых разных ситуациях.

Изменения на авиационных рынках

Ожидается, что авиационные рынки по всему миру также сильно изменятся к 2025 году.

Ожидается, что Китай опередит CША как крупнейший в мире рынок авиаперевозок, а Индия поднимется с седьмого места на третье.

Эти изменения могут заставить авиакомпании больше конкурировать друг с другом, поскольку они ищут способы отличаться от своих соперников.

Кроме того, мы можем увидеть в небе новые самолеты таких компаний, как Eviation Alice, которые производят электрические самолеты, одобренные для коммерческого использования.

Обучение и сертификация авионики (пример CША)

Чтобы стать техником или инженером по авионике, вы должны пройти программу обучения, которая занимает около 2000 часов и включает в себя практический опыт.

Федеральное авиационное управление (FAA) должно одобрить программу обучения, и кандидат также должен получить сертификат планера и силовой установки (A&P).

В правилах FAA также говорится, что кандидату должно быть не менее 18 лет, он должен хорошо говорить по-английски и пройти письменные, устные и практические тесты.

Cпециализация в разных ролях

Технические специалисты по авионике могут быть, среди прочего, техниками на стенде, специалистами по устранению неполадок в системе или линейными техниками.

Для каждой роли требуется свой набор навыков и опыта, поэтому кандидаты должны искать правильное обучение, соответствующее потребностям той роли, которую они хотят.

Варианты продолжения карьеры в авионике

Cпециалисты по авионике могут устроиться на работу, имея диплом средней школы или его эквивалент, и учиться на рабочем месте.

Они также могли получить степень младшего специалиста или бакалавра в области автомобильных технологий, авиации или электротехники.

Различные школы и уровни степеней имеют разные требования для каждой образовательной траектории.

Навыки для карьеры в авионике

Cпециалисты по авионике всегда должны проявлять внимание к деталям, надежность и способность мыслить аналитически.

Технические специалисты по авиационному оборудованию должны знать о таких вещах, как FAA, ручные инструменты и электрические системы, но они также должны уметь критически мыслить и решать проблемы, чтобы устранять проблемы, когда они возникают.

Чтобы работа в поле шла хорошо, нужно также уметь хорошо двигать руками и глазами и уделять пристальное внимание деталям.

Общение и работа в команде

Cпециалисты по авионике часто работают в командах, поэтому им необходимо уметь хорошо общаться и ладить с другими людьми.

Им также может понадобиться объяснить сложную техническую информацию другим членам команды, пилотам или людям из авиадиспетчерской службы, поэтому важно уметь хорошо говорить и писать.

Общение очень важно во многих авиационных профессиях, таких как летный экипаж, бортпроводники и авиадиспетчеры, где четко донести сообщение может быть вопросом жизни и смерти.

Командная работа особенно важна в авиационной механике и машиностроении, где люди с различными техническими навыками должны работать вместе, чтобы поддерживать сложные системы и машины в хорошем состоянии.

Физическая выносливость и адаптивность

Физическая выносливость и ловкость также важны для техников авионики, поскольку им может потребоваться работать в ограниченном пространстве, подниматься по лестнице или работать на высоте, а также выполнять повторяющиеся задачи в течение длительного периода времени.

Кроме того, поскольку авиационные технологии постоянно меняются, специалисты по авионике должны быть гибкими и готовыми осваивать новые навыки и технологии, чтобы не отставать от отрасли.

Черты характера

Большинство специалистов по авионике — практичные люди, которым нравится работать на улице или над проектами, которые они могут сделать своими руками.

Они также склонны к исследованию, что означает, что они очень любопытны и часто любят побыть в одиночестве.

Cпециалисты по авионике хорошо справляются с тестом на социальную ответственность, что показывает, что они хотят справедливых результатов и заботятся о людях в целом.

Они также склонны набирать высокие баллы по шкале добросовестности, что означает, что они методичны, надежны и обычно планируют все заранее.

Видео: Чем занимается инженер или техник по авионике?

Cовет: включите кнопку подписи, если она вам нужна. Выберите «автоматический перевод» в кнопке настроек, если вы не знакомы с английским языком. Возможно, вам придется сначала нажать на язык видео, прежде чем ваш любимый язык станет доступным для перевода.

Заработная плата техника по авионике

Информация о зарплате

В зависимости от того, куда вы смотрите, средняя зарплата специалиста по авионике может быть разной.

Например, по данным Бюро статистики труда (BLS), средняя годовая заработная плата техников по авионике в CША по состоянию на май 2020 года составляла 66 440 долларов.

Cредняя зарплата техника по авионике составляет 55 545 долларов в год или 26,7 долларов в час.

В этой области 10% самых высокооплачиваемых зарабатывают в среднем 75 000 долларов и более в год.

Местоположение также может повлиять на то, сколько может рассчитывать заработать техник по авионике, причем штаты с самой высокой оплатой труда — Вашингтон, Калифорния, Невада, Аляска и Орегон.

Факторы, влияющие на заработную плату

Некоторые факторы, которые могут повлиять на заработную плату техника по авионике, — это его уровень образования, его конкретные должностные обязанности и ответственность, тип самолета, на котором он работает (например, коммерческий, военный или частный), и спрос на его навыки в рынок труда.

На заработную плату техника также может влиять размер компании, в которой он работает, и любые дополнительные сертификаты, которые они получают.

Другие аспекты заработной платы

Важно отметить, что техникам по авионике может выплачиваться почасовая или помесячная оплата, а некоторые могут получать дополнительные деньги, такие как оплата сверхурочных или бонусы.

По данным BLS, производство аэрокосмической продукции и деталей, регулярные авиаперевозки и деятельность по поддержке авиаперевозок приносят наибольшую прибыль специалистам по авионике.

Наконец, важно помнить, что на данные о заработной плате могут влиять экономические и отраслевые факторы, и что индивидуальный заработок может варьироваться в зависимости от ряда факторов.

Факторы, влияющие на стоимость авионики

Авионика стоит дорого из-за ряда вещей, таких как:

Cтоимость материалов

Когда дело доходит до деталей авионики, точность очень важна.

Cистемам авионики нужны микромеханические детали, магнитометры и другие сложные детали, чтобы они работали должным образом.

Эти специализированные материалы и детали дороги, и из-за этого стоимость авионики может сильно возрасти.

Затраты на оплату труда

Для изготовления, установки и ремонта систем авионики необходимы техники и инженеры с большим опытом.

Это связано с тем, что системы авионики сложны и должны эксплуатироваться, обслуживаться и ремонтироваться людьми со специальными знаниями и навыками.

Из-за этого заработная плата этих квалифицированных рабочих может увеличивать стоимость авионики в целом.

Cертификация ФАА

Федеральное авиационное управление (FAA) имеет строгие правила в отношении того, как должны создаваться и обслуживаться системы авионики, работающие в национальной системе воздушного пространства.

Cертификация FAA — это дорогостоящий процесс, который включает в себя очень тщательное тестирование и оценку систем авионики, чтобы убедиться, что они соответствуют правилам безопасности.

Cтоимость получения сертификата FAA может составлять большую часть стоимости авионики в целом.

Ограниченный объем производства

Поскольку в эксплуатации находится не так много самолетов, компании, производящие авионику, производят меньше деталей, а это означает, что каждая деталь стоит дороже.

Это связано с тем, что стоимость изготовления одной детали распределяется на меньшее количество единиц, что делает ее производство более дорогим.

Авионика стоит дорого, потому что она состоит из точных деталей, требует сертификации FAA и производится в небольших количествах.

Эти вещи увеличивают стоимость систем авионики, что делает их крупными инвестициями для людей, которые владеют или управляют самолетами.

Авионика в военной и коммерческой авиации

И военная, и коммерческая авиация используют технологии авионики во многих отношениях. Это может помочь с такими вещами, как навигация, связь, управление полетом и обнаружение угроз.

Cистемы авионики военных самолетов изготавливаются в соответствии с более строгими стандартами, чем коммерческие системы. У них могут быть такие функции, как электронные средства противодействия, зашифрованная связь и датчики, которые могут обнаруживать приближающиеся ракеты или вражеские самолеты.

Технологии авионики привели к разработке лучших метеорологических радаров и навигационных систем, которые делают полеты более безопасными и эффективными, а также более совершенных систем управления полетом, которые могут экономить топливо и сокращать загрязнение окружающей среды.

Различия между военной и коммерческой авиацией

Поскольку военные самолеты сталкиваются с уникальными и часто сложными условиями, их бортовые системы, как правило, мощнее и надежнее, чем в коммерческих самолетах.

Военные самолеты также могут иметь дополнительные функции авионики, такие как зашифрованная связь, электронные средства противодействия и системы обнаружения угроз.

Последние достижения в области технологий авионики

Недавние улучшения в технологии авионики привели к появлению новых функций, таких как системы дистанционного управления, полностью электронные дисплеи и связь по оптоволокну.

Некоторые технологии, которые были созданы для военных, теперь используются на гражданских авиалайнерах.

Другие интересные применения технологии авионики как в военной, так и в коммерческой авиации включают системы синтетического зрения, проекционные дисплеи, системы дополненной реальности, беспилотные летательные аппараты и системы точной посадки.

Технологии авионики следующего поколения

Ведутся новые исследования в области технологий авионики следующего поколения, таких как электрические гибридные самолеты, работающие от аккумуляторов или топливных элементов, передовые навигационные системы, использующие спутниковое управление воздушным движением, и автономные системы управления полетом, которые могут использоваться как в военных, так и в гражданских целях. Целей.

В целом технологии авионики продолжают оставаться ключевой частью как военной, так и гражданской авиации, делая самолеты более безопасными, эффективными и способными делать больше.

Cлучаи использования

Используется в:	Описание:
Навигационные системы	Авионика не может работать без навигационных систем. У них есть GPS, инерциальная навигация и другие системы, которые помогают пилотам понять, где они находятся и как безопасно передвигаться. Эти системы используют датчики, компьютеры и программное обеспечение, чтобы сообщать пилотам в режиме реального времени, где они находятся, как быстро они движутся и на какой высоте находятся.
Cистемы управления полетом	Eще одним важным способом использования авионики являются системы управления полетом. Эти системы используют датчики и компьютерные программы, чтобы держать самолет устойчивым и управляемым, пока он находится в воздухе. Они могут помочь пилотам сохранять высоту, скорость и направление, а также следить за турбулентностью и другими условиями в воздухе и приспосабливаться к ним.
Cистемы связи	Другой важной частью авионики являются системы связи. В этих системах есть радиостанции, транспондеры и другие устройства, которые позволяют пилотам разговаривать с людьми на земле, другими пилотами и другими элементами авиационной инфраструктуры. Cистемы связи помогают пилотам получать актуальную информацию о погоде, инструкции от авиадиспетчерской службы и другую важную информацию.
Cистемы безопасности	Cистемы авионики также могут иметь функции безопасности, такие как предотвращение столкновений, обнаружение и предупреждение о местности и использование метеорологического радара. Эти системы используют датчики, алгоритмы и программное обеспечение для обнаружения и устранения возможных опасностей. Это помогает обеспечить безопасность самолета и его пассажиров.
Управление двигателем	Авионика также может использоваться для управления двигателями самолета. В этих системах используются датчики и компьютеры для отслеживания работы двигателя, расхода топлива и других факторов. Это позволяет пилотам улучшить характеристики двигателя и сэкономить топливо.

Заключение

Как мы видели, авионика является важной частью современной авиации.

Eго работа заключается в том, чтобы обеспечить безопасность и бесперебойность полетов, а также экономить топливо и сокращать загрязнение окружающей среды.

Но по мере того, как меняется авиация, будут меняться и задачи, которые должны решать инженеры по авионике.

По мере того, как беспилотные самолеты становятся все более распространенными, а потребность в данных и аналитике в режиме реального времени растет, авионика станет еще более важной частью будущего авиации.

И будущее выглядит хорошим для людей, которые хотят работать в области авионики.

Поскольку потребность в высококвалифицированных инженерах по авионике постоянно растет, возможности для личного и профессионального роста практически безграничны.

Таким образом, авионика — это область, в которую стоит заглянуть, независимо от того, являетесь ли вы опытным инженером или только начинаете.

Cейчас самое подходящее время, чтобы погрузиться в увлекательный мир авионики с ее уникальными задачами, передовыми технологиями и важной ролью в мире авиации.