自萊特兄弟起飛以來，航空一直是變化最快的工程領域之一。
起初，飛行員僅憑本能和技巧駕駛飛機。
但隨著航空技術變得更好，使現代飛機保持在空中的系統也變得更好。
航空電子學是工程的一部分，負責設計、構建和維護控制從飛機引擎和飛行控製到通信和導航系統的一切的電子系統。
沒有航空電子設備，現代飛行是不可能的。
在本文中，我將談論航空電子設備的迷人世界，並解釋為什麼任何有抱負的工程師都需要了解它。
航空電子學概論
正式定義：
機載電氣電子設備的設計與生產；術語源自航空電子。
航空電子工程導論
航空電子學是“航空”和“電子”這兩個詞的組合。它是飛機、宇宙飛船和人造衛星中使用的電氣系統的名稱。
這些系統對現代飛機非常重要，因為它們有助於發動機控制、飛行控制系統、導航、通信、照明系統、威脅檢測、燃料系統、電光 (EO/IR) 系統、氣象雷達、性能監視器、和更多。
本文的目的是概述航空電子設備及其不同部分。
導航系統
導航是現代飛機中使用的最重要的航空電子系統之一。
導航系統幫助飛行員弄清楚他們在地球表面上方的位置，並將飛機帶到需要去的地方。
過去，飛機在地面使用無線電和慣性導航程序。另一方面，現代航空電子設備已經取得了長足的進步，現在使用 GPS 和 WAAS 等衛星系統來提供更準確和可靠的位置數據。
現代航空電子設備添加了額外的部件，以提高導航系統的可靠性。
例如，GPS 是主要的尋路方式，無線電是緊急情況下的備用方式。
這確保了即使主導航系統停止工作，飛機仍然是安全的。
監管要求
起飛前，美國聯邦航空管理局 (FAA) 要求所有飛機都安裝航空電子系統。
這些規則確保飛機的航空電子系統符合某些安全標準，並採用最新技術。
美國聯邦航空局還要求定期檢查和修理航空電子系統，以確保它們繼續工作。
航空電子系統和設備
航空電子系統的功能
飛機上的航空電子系統可以做很多不同的事情，例如：
- 發動機控制：控制和管理飛機的發動機。
- 飛行控制系統：確保飛機朝正確的方向移動和飛行。
- 導航：找出飛機的位置和方式
- 通訊：讓您與地面上的其他飛機和站點通話。
- 飛行記錄器：記錄有關飛行的信息，以便在發生事故後進行調查。
- 照明系統：通過發光讓航班起飛和降落。
- 威脅檢測：發現可能的威脅並告知機組人員。
- 燃料系統：管理和跟踪使用了多少燃料。
- 電光和紅外 (EO/IR) 系統：它們幫助飛行員在低能見度條件下看得更清楚。
- 天氣雷達：弄清楚並顯示天氣情況。
- 性能監視器：跟踪並顯示有關飛機運行情況的數據。
航空電子系統的位置
航空電子設備通常位於飛機的駕駛艙內。
駕駛艙是控制、監控、通信、導航、氣象、防撞等系統的所在。
一個基本的航電系統由通信、導航、顯示管理、警用直升機探照燈等幾部分組成。
航空電子數據總線協議
飛機網絡使用航空電子數據總線協議連接軍用和商用飛機的航空電子系統。
這些協議使不同的系統能夠通信和共享信息，這對於高效和安全的飛行操作至關重要。
電源
大多數飛機使用 14 或 28 伏直流系統為其航空電子設備供電。
但更大、更複雜的飛機使用電壓更高的交流電源為其航空電子設備供電。
航空電子設備和航空安全
航空電子設備是航空安全和效率的重要組成部分，因為它為飛機提供了避免或處理危險、導航、通信和正常工作所需的儀器和電子設備。
現代航空電子系統提供的解決方案需要大量計算能力，才能在任何空域或天氣下實現更遠、更安全、更高效的飛行。
改進飛行計劃和警報應用程序
航空電子技術還可以通過提前提供準確的天氣信息，幫助商業航空公司、公務航空和直升機運營改進飛行計劃和警報。
這些信息可以讓調度員選擇使用最少汽油量並且被惡劣天氣搞砸的可能性最小的替代路線，從而幫助減少損失並使事情變得更安全。
此外，當飛行員確切地知道天氣會發生什麼以及何時發生時，他們可以為乘客提供更好的體驗。
加強安全
飛行員可以通過從地面上的其他飛機和系統獲取信息來避免可能發生的碰撞和其他危險。
交通警報和防撞系統 (TCAS) 使用航空電子技術讓飛行員知道附近何時有其他飛機，並幫助他們避免可能發生的碰撞。
飛機及其乘客的安全還取決於氣象雷達和衛星導航系統。
航空電子設備的未來
航空電子設備預計在未來幾年內會發生很大變化，這要歸功於技術的改進，這將帶來更易於使用的界面、觸摸屏、傳感器和自動化。
這些改進將使飛行員更安全，更了解周圍環境。
航空電子能力的進步
隨著無人駕駛飛機、人工智能、生物識別技術、機器人技術、區塊鏈、替代燃料和電動飛機等新技術的出現，航空電子技術日新月異。
到 2036 年，航空業希望將乘客和貨物的數量增加近一倍。
這將需要新的技術和做事方式來滿足需求。
這可能包括飛行甲板上更大的屏幕、更容易在黑暗中看到的工具，以及可以穿透雲霧的傳感器。
駕駛艙內的連通性
在接下來的五年裡，連接在駕駛艙中的使用方式可能會發生變化。
基於軌蹟的操作和增強型數據鏈將變得更加普遍。
這些技術將幫助飛行員更好地預測和應對天氣、空中交通和其他影響飛行操作的因素的變化。
無人機系統的進步
在接下來的十年裡，無人駕駛飛機系統的技術也可能會變得更好。
Textron Systems 和其他公司正在為這些系統開發新功能，這可以使無人駕駛飛機在各種情況下更容易使用。
航空市場的變化
預計到 2025 年，全球航空市場也將發生很大變化。
中國有望超過美國成為全球最大的航空旅行市場，印度有望從第七位上升至第三位。
這些變化可能會使航空公司在尋找與競爭對手不同的方法時相互競爭。
此外，我們可能會在天空中看到來自 Eviation Alice 等公司的新飛機，這些公司正在製造獲准用於商業用途的電動飛機。
航空電子設備培訓和認證（以美國為例）
要成為航空電子技術員或工程師，您必須完成大約需要 2,000 小時的培訓計劃，其中包括實踐經驗。
聯邦航空管理局 (FAA) 必須批准培訓計劃，候選人還必須獲得機身和動力裝置 (A&P) 證書。
FAA 規定還規定，候選人必須年滿 18 歲，英語流利，並通過筆試、口試和實踐測試。
不同角色的專業化
航空電子技術人員可以是工作台技術人員、系統故障排除人員或線路技術人員等。
每個角色都需要不同的技能和經驗，因此候選人應該尋找合適的培訓來滿足他們想要的角色的需求。
從事航空電子事業的選擇
航空電子技術人員只需獲得高中文憑或同等學歷即可找到工作，並在工作中學習。
他們還可以獲得汽車技術、航空或電氣工程的副學士學位或學士學位。
不同的學校和學位級別對每條教育路徑都有不同的要求。
航空電子職業技能
航空電子技術人員必須始終表現出對細節的關注、可靠性和分析思考的能力。
航空電子技術人員需要了解 FAA、手動工具和電氣系統等方面的知識，但他們還需要能夠批判性地思考和解決問題，以便在出現問題時加以解決。
要想在野外工作順利，還需要能動好手眼，注意細節。
溝通與團隊合作
航空電子技術人員經常在團隊中工作，因此他們需要能夠與其他人進行良好的溝通和相處。
他們可能還需要向其他團隊成員、飛行員或空中交通管制人員解釋複雜的技術信息，因此能說會寫很重要。
溝通在許多航空工作中非常重要，例如機組人員、機組人員和空中交通管制，在這些工作中，能否清楚地傳達信息可能是生死攸關的問題。
團隊合作在航空機械和工程領域尤為重要，擁有不同技術技能的人需要通力合作，以確保複雜的系統和機器保持良好狀態。
體力和適應能力
體力和靈巧性對於航空電子技術人員來說也很重要，因為他們可能需要在狹小的空間內工作、爬梯子或高空作業，並且需要長時間從事重複性工作。
此外，由於航空技術一直在變化，航空電子技術人員需要靈活並願意學習新技能和新技術，以便跟上行業發展的步伐。
人格特質
大多數航空電子技術人員都是務實的人，他們喜歡在戶外工作或從事他們可以親手完成的項目。
他們也傾向於調查，這意味著他們非常好奇並且經常喜歡獨處。
航空電子技術人員在社會責任測試中表現出色，這表明他們希望得到公平的結果並普遍關心他人。
他們在責任心量表上也往往得分很高，這意味著他們有條不紊、可靠，而且通常會提前計劃好事情。
視頻：航空電子工程師或技術員做什麼？
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航空電子技術員薪水
薪酬信息
根據您所處的位置，航空電子技術人員的平均工資可能會有所不同。
例如，根據美國勞工統計局 (BLS) 的數據，截至 2020 年 5 月，美國航空電子技術人員的年薪中位數為 66,440 美元。
航空電子技術員的平均工資為每年 55,545 美元，或每小時 26.7 美元。
在這個領域，收入最高的 10% 的人平均每年賺取 75,000 美元或更多。
位置也會影響航空電子技術人員的預期收入，收入最高的州是華盛頓、加利福尼亞、內華達、阿拉斯加和俄勒岡。
影響薪資的因素
影響航空電子技術人員薪水的一些因素包括他們的教育水平、他們的具體工作職責和責任、他們工作的飛機類型（如商用、軍用或私人），以及他們在航空領域的技能需求。人才市場。
技術人員的薪水也可能受到他們工作的公司規模以及他們獲得的任何額外認證的影響。
其他薪資考慮
重要的是要注意，航空電子技術人員可能按小時或按月支付報酬，有些人可能會得到額外的錢，如加班費或獎金。
根據美國勞工統計局的數據，航空航天產品和零件製造、定期航空運輸以及航空運輸支持活動為航空電子技術人員支付的費用最高。
最後，重要的是要記住，薪資數據可能會受到經濟和行業特定因素的影響，並且個人收入可能會因多種因素而異。
影響航電成本的因素
航空電子設備之所以昂貴，原因有很多，例如：
材料成本
對於航空電子部件，精度非常重要。
航空電子系統需要微機械部件、磁力計和其他復雜部件才能按預期方式工作。
這些專用材料和零件價格昂貴，因此，航空電子設備的成本可能會大幅上漲。
勞動力成本
需要經過大量培訓的技術人員和工程師來製造、安裝和修理航空電子系統。
這是因為航空電子系統複雜，需要由具有專業知識和技能的人員操作、維護和修理。
因此，這些技術工人的工資會增加整個航空電子設備的成本。
美國聯邦航空局認證
美國聯邦航空管理局 (FAA) 對必須如何構建和維護在國家空域系統中工作的航空電子系統有嚴格的規定。
FAA 認證是一個昂貴的過程，涉及非常仔細地測試和評估航空電子系統，以確保它們遵守安全規則。
獲得 FAA 認證的成本可能佔整個航空電子設備成本的很大一部分。
產量有限
由於使用中的飛機不多，航電公司製造的零件較少，這意味著每個零件的成本更高。
這是因為製造單個零件的成本分攤到數量較少的單元上，因此製造成本更高。
航空電子設備價格昂貴，因為它們由精密零件製成，需要 FAA 認證，而且產量很小。
這些東西增加了航空電子系統的成本，使它們成為擁有或運營飛機的人的一大筆投資。
軍用和商用航空中的航空電子設備
軍用和商用航空都以多種方式使用航空電子技術。它可以幫助導航、通信、飛行控制和發現威脅等。
軍用飛機航空電子系統滿足比商用系統更嚴格的標準。它們可能具有電子對抗、加密通信和可以發現來襲導彈或敵機的傳感器等功能。
航空電子技術導致了更好的天氣雷達和導航系統的發展，使飛行更安全、更高效，以及更先進的飛行管理系統，可以節省燃料和減少污染。
軍用航空和商用航空之間的差異
由於軍用飛機面臨獨特且通常困難的條件，因此它們的航空電子系統往往比商用飛機更強大、更可靠。
軍用飛機還可能具有額外的航空電子設備功能，如加密通信、電子對抗和威脅檢測系統。
航空電子技術的最新進展
航空電子技術的最新改進帶來了新功能，例如電傳操縱系統、全電子顯示器和通過光纖進行通信。
一些為軍方製造的技術現在被用於民用噴氣客機。
航空電子技術在軍用和商用航空中的其他有趣用途包括合成視覺系統、平視顯示器、增強現實係統、無人駕駛飛行器和精確著陸系統。
下一代航空電子技術
正在對下一代航空電子技術進行新的研究，例如由電池或燃料電池驅動的電動混合動力飛機、使用基於衛星的空中交通管制的先進導航系統，以及可用於軍用和民用的自主飛行控制系統目的。
總的來說，航空電子技術仍然是軍用和民用航空的關鍵部分，使飛機更安全、更高效，並且能夠做更多的事情。
用例
| 用於： | 描述： |
|---|---|
| 導航系統 | 沒有導航系統，航空電子設備就無法工作。他們有 GPS、慣性導航和其他系統，可以幫助飛行員弄清楚他們在哪里以及如何安全地繞行。這些系統使用傳感器、計算機和軟件來實時告訴飛行員他們在哪裡、他們的速度有多快以及他們在多高的高度。 |
| 飛行控制系統 | 航空電子設備的另一個重要用途是用於飛行控制系統。這些系統使用傳感器和計算機程序來使飛機在空中保持穩定和受控。它們可以幫助飛行員保持高度、速度和方向，以及觀察和調整空氣中的湍流和其他條件。 |
| 通訊系統 | 航空電子設備的另一個重要部分是通信系統。這些系統中有無線電、轉發器和其他設備，可以讓飛行員與地面人員、其他飛行員和航空基礎設施的其他部分交談。通信系統可幫助飛行員獲取有關天氣的最新信息、空中交通管制的指示以及其他重要信息。 |
| 安全系統 | 航空電子系統還可以具有安全功能，例如避免碰撞、探測和警告地形以及使用氣象雷達。這些系統使用傳感器、算法和軟件來發現和處理可能的危險。這有助於確保飛機及其乘客的安全。 |
| 引擎管理 | 航空電子設備也可用於控制飛機的發動機。這些系統中使用傳感器和計算機來跟踪發動機性能、燃料使用和其他因素。這可以讓飛行員提高發動機性能並節省燃料。 |
結論
正如我們所見，航空電子設備是現代航空的重要組成部分。
它的工作是確保航班安全和平穩運行，以及節省燃料和減少污染。
但隨著航空業的變化，航空電子工程師必須完成的任務也會發生變化。
隨著自動駕駛飛機變得越來越普遍以及對實時數據和分析的需求不斷增長，航空電子設備將成為未來航空業更加重要的組成部分。
對於想從事航空電子工作的人來說，未來看起來不錯。
隨著對高技能航空電子工程師的需求不斷增長，個人和職業發展幾乎有無窮無盡的機會。
因此，無論您是經驗豐富的工程師還是剛剛起步，航空電子學都是您應該研究的領域。
現在是深入迷人的航空電子世界的最佳時機，它具有獨特的挑戰、尖端技術以及在航空界的重要作用。
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