Systemy awioniczne

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 40/x, C 12/z, L 12/+; razem: 64 godz., 4 pkt ECTS

informatyka / wymagania wstępne: znajomość architektury systemów komputerowych i sieci teleinformatycznych, umiejętność opracowania algorytmu, pisania, kompilowania, uruchomiania i testowania samodzielnie opracowanych programów komputerowych;

elektrotechnika i elektronika I / wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zjawisk fizycznych występujących w obwodach elektrycznych;

metrologia / wymagania wstępne: znajomość metod i układów pomiarowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych;

układy cyfrowe i mikroprocesorowe / wymagania wstępne: znajomość budowy podstawowych bramek logicznych oraz istoty działania układów kombinacyjnych, sekwencyjnych, arytmetycznych i mikroprocesorowych; znajomość organizacji i funkcjonowania systemów mikroprocesorowych.

semestr czwarty / lotnictwo i kosmonautyka / wszystkie specjalności

dr inż. Zdzisław ROCHALA, prof. WAT, ppłk dr inż. Maciej HENZEL, dr inż. Andrzej WITCZAK

1. Udział w wykładach / 40 godz.

2. Udział w laboratoriach / 12 godz.

3. Udział w ćwiczeniach / 12 godz.

4. Udział w seminariach / 0 godz.

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 12 godz.

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 12 godz.

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 12 godz.

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 godz.

9. Realizacja projektu / 0 godz.

10. Udział w konsultacjach / 6 godz.

11. Przygotowanie do egzaminu / 12 godz.

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 godz.

13. Udział w egzaminie / 2 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 120 godz./ 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 72 godz. / 2,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową 60 godz./ 2 ECTS

Architektury i elementy składowe systemów awionicznych. Elementy organizacji pokładowych systemów komputerowych i wymiany danych w systemach lotniczych. Światłowody i technika światłowodowa. Zintegrowane modułowe systemy awioniczne. Pokładowe systemy zobrazowania informacji i wspomagania eksploatacji. Systemy kabinowe i informacyjne.

Budowa i zasada działania lotniczych przyrządów i układów pomiarowych. Autonomiczne systemy nawigacji. Systemy sterowania statków powietrznych. Zagadnienia kompatybilności elektromagnetycznej. Systemy zarządzania lotem i ruchem lotniczym. Serwomechanizmy i układy wykonawcze.

Podstawy propagacji fal radiowych. Radioelektroniczne wyposażenie łącznościowe. Nieautonomiczne systemy nawigacyjne. Systemy i urządzenia wspomagające proces lądowania przyrządowego. Radary wtórne w kontroli ruchu lotniczego, systemy antykolizyjne. Radiowysokościomierze i urządzenia ostrzegania o zbliżaniu się do ziemi. Radary pogodowe, dopplerowskie, systemy nawigacji obszarowej.

Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań)

1. Architektury i elementy składowe systemów awionicznych statków powietrznych /liczba godzin – 2/ Wyposażenie awioniczne i definicja systemu awionicznego. Główne elementy składowe (podsystemy) systemów awionicznych. Typowe rozmieszczenie systemów na pokładzie samolotu oraz ich wpływ na aranżację wyglądu kokpitu.

2. Wybrane elementy organizacji komputerów pokładowych /liczba godzin – 2/ Podstawowe bloki funkcjonalne komputerów pokładowych. Nomenklatura i terminologia komputerowa. Rodzaje oprogramowania. Architektury procesorów, rodzaje pamięci i układów wejścia – wyjścia stosowanych w systemach lotniczych. Rodzaje i przykłady realizacji komputerów pokładowych.

3. Podstawy wymiany danych w lotniczych systemach komputerowych /liczba godzin - 2/ Definicja szyny danych i pokładowej magistrali komunikacyjnej. Rodzaje interfejsów i metody transmisji informacji. Architektury pokładowych sieci komputerowych. Podstawowe parametry pokładowych magistral komunikacyjnych standardu ARINC i innych specyfikacji. Pokładowa sieć awioniczna standardu AFDX bazująca na technologii switched Ethernet.

4. Światłowody i technika światłowodowa na pokładzie statku powietrznego /liczba godzin – 2/ Zalety i wady transmisji światłowodowej w stosunku do transmisji danych przewodami elektrycznymi. Światłowodowa magistrala danych. Terminy związane z techniką światłowodową. Urządzenia końcowe. Łączniki, terminale kontrolne, terminale zdalne. Zastosowanie techniki światłowodowej w systemach pokładowych statków powietrznych.

5. Pokładowe systemy zobrazowania informacji typu „Glass Cockpit” /liczba godzin – 2/ Ewolucja przyrządów pokładowych i systemu zobrazowania informacji oraz zmiany w aranżacji kabiny załogi samolotów cywilnych i wojskowych. Budowa i zasada działania sygnalizatorów elektronicznych i wskaźników obrazowych wchodzących w skład systemu EFIS oraz EICAS i ECAM. Rodzaje i formaty prezentowanej informacji na wskaźnikach obrazowych.

6. Zintegrowane modułowe systemy awioniczne /liczba godzin – 2/ Koncepcja awioniki „modułowej” i rodzaje modułów LRM. Budowa i główne funkcje kasety - konstrukcji nośnej oraz elektrycznej dla modułów LRM. Pokładowa sieć awioniczna standardu AFDX i jej komponenty: media transmisyjne, przełączniki sieci ARINC 664, koncentratory danych.

7. Pokładowe systemy wspomagania eksploatacji /liczba godzin – 2/ Centralny system obsługi technicznej CMS (ang. Central Maintenance System), pokładowy system diagnostyczny ACMS (ang. Aircraft Condition Monitoring System), system ładowania danych i zarządzania konfiguracją DLCS (ang. Data Loading and Configuration System), system bibliotek elektronicznych i drukarki pokładowe, cyfrowe rejestratory parametrów lotu i rozmów w kabinie.

8. Systemy kabinowe i informacyjne /liczba godzin – 2/ Kabinowy system łączności wewnętrznej CIDS (ang. Cabin Intercommunication Data System), system rozrywki pokładowej IFE (ang. In-flight Entertainment System), system monitorowania bezpieczeństwa kabiny CMS (ang. Cabin Monitoring System) oraz usługa do komunikacji pomiędzy kabiną samolotu a stacjami naziemnymi CNS (ang. Cabin Network Service). Pokładowy system informacyjny OIS (ang. Onboard Information System) wspomagający załogi lotnicze w zarządzaniu informacjami w trakcie wykonywania operacji lotniczych i personel techniczny w zarządzaniu informacjami w trakcie wykonywania obsług technicznych oraz system informacyjny ATIMS (ang. Air Traffic and Information Management System) udostępniający usługi ATS (ang. Air Traffic Services) do zarządzania bieżącą informacją przesyłaną z systemów kontroli ruchu lotniczego i usługi AIS (ang. Airline Information Services) pozwalającej na zarządzanie informacjami dostarczanymi z systemów informacyjnych linii lotniczych.

9. Podstawowe lotnicze przyrządy i układy pomiarowe /liczba godzin – 2/ Klasyfikacja i terminologia, atmosfera wzorcowa (ISA), budowa atmosfery ziemskiej (rozkład ciśnienia i temperatury). Układy i systemy pomiaru ciśnienia. Odbiorniki ciśnienia (Pitota, Prandtla, port ciśnienia statycznego), ciśnieniowe wskaźniki pilotażowe (wysokościomierze barometryczne, wariometry, prędkościomierze, centrale danych areometrycznych)

10. Pomiar i zobrazowanie położenia przestrzennego statku powietrznego /liczba godzin – 2/ Układy i systemy giroskopowe, sztuczny horyzont, zakrętomierz, czujniki kata natarcia i ślizgu.

11. Autonomiczne układy i systemy nawigacji /liczba godzin – 2/ Pole magnetyczne ziemi, kompas, czujnik indukcyjnościowy, układy nawigacji inercjalnej, układy AHRS, INS, IMU, przyspieszeniomierze.

12. Systemy sterowania statków powietrznych /liczba godzin – 2/ Klasyfikacja, terminologia, układy mechaniczne, fly-by-wire, autopilot, serwomechanizm.

13. Zagadnienia kompatybilności elektromagnetycznej na pokładzie statku powietrznego /liczba godzin – 2/ Środowisko elektrostatyczne (elektrostatyka, prawo Coulomba), środowisko elektromagnetyczne (EMC, EMI, HIRF), układy zabezpieczające (uziemienie, masa)

14. System zarządzania lotem (FMS), układy zabezpieczające i ostrzegawcze /liczba godzin – 2/ FMS, układy ostrzegania przed przeciążeniem, układy sygnalizacji braku paliwa.

15. Układy wskazywania i zobrazowania - inne /liczba godzin – 2/ Manometry, termometry, obrotomierze, paliwomierze, przepływomierze, momentomierz, układy wskazywania opiłków w instalacji olejowej, układy wskazywania i pomiaru wibracji.

16. Podstawowe wiadomości o propagacji fal radiowych. Anteny, nadajniki i odbiorniki /liczba godzin – 2/ Podstawy dotyczące rozchodzenia się fal radiowych, anten, linii transmisji, komunikacji, odbiornika i nadajnika.

17. Radiokomunikacja lotnicza. Radioelektroniczne wyposażenie łącznościowe /liczba godzin – 1/ Komunikacja (ATA 23), System komunikacji zewnętrznej, komunikacja przez bardzo wysoką częstotliwość (VHF), komunikacja przez wysoką częstotliwość (HF), ACARS-ARINC (Communication and Addressing and Reporting System) - system komunikacji, adresowania i raportowania, nadajniki lokalizatora w razie potrzeby (ELT).

18. Radionawigacja lotnicza. Radialne systemy nawigacyjne /liczba godzin – 1/ Systemy nawigacji (ATA 34) - radiokompas (ADF), radiolatarnia ogólnokierunkowa bardzo dużej częstotliwości (VOR), bardzo mała częstotliwość i nawigacja hiperboliczna (VLF/Omega).

19. Stadiometryczne systemy nawigacyjne /liczba godzin – 1/ System radiolokacyjny do pomiaru odległości (DME).

20. Systemy i urządzenia wspomagające proces lądowania przyrządowego /liczba godzin – 1/ System lądowania według przyrządów (ILS), mikrofalowy system lądowania (MLS).

21. Radary wtórne w kontroli ruchu lotniczego, systemy antykolizyjne /liczba godzin – 1/ Przekaźnik kontroli ruchu lotniczego, drugorzędny radar kontroli rejonu, TCAS (Traffic Alert Collision Avoidance System ) - system alarmu i unikania kolizji w ruchu.

22. Radiowysokościomierze, urządzenia kontroli i ostrzegania o zbliżaniu się do ziemi /liczba godzin – 1/ Radiowysokościomierz, systemy ostrzegania o bliskości ziemi, systemy antykolizyjne (TCAS)

23. Radar pogodowy, dopplerowskie, systemy nawigacji obszarowej /liczba godzin – 1/ Radar unikania złej pogody, nawigacja dopplerowska, nawigacja w terenie, systemy RNAV.

24. Satelitarne systemy nawigacyjne /liczba godzin – 1/ GPS, globalne satelitarne Systemy Nawigacyjne - GNSS.

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Metody kodowania i dekodowanie informacji stosowane w standardowych interfejsach szeregowych /liczba godzin – 2/

2. Identyfikacja ramki danych w asynchronicznej transmisji szeregowej /liczba godzin – 2/

3. Przykładowe rozwiązania systemów i układów pomiarowych oraz układów sterownia statku powietrznego /liczba godzin – 4/

4. Obliczanie zasięgu systemów radiokomunikacji i radionawigacji /liczba godzin – 2/

5. Pomiar podstawowych parametrów nawigacyjnych metodami radioelektronicznymi – analiza metod, /liczba godzin – 2/

Laboratoria / metoda praktyczna

1. Identyfikacja układów i elementów podstawowych wyposażenia pokładowego cywilnego statku powietrznego /liczba godzin – 4/

2. Identyfikacja układów i elementów podstawowych wyposażenia pokładowego statku powietrznego specjalnego przeznaczenia /liczba godzin – 4/

3. Badania właściwości użytkowych wyposażenia radiokomunikacyjnego /liczba godzin – 2/

4. Badania funkcjonalne odbiornika nawigacyjnego systemu satelitarnego /liczba godzin – 2/

podstawowa:

1. Polak Z., Rypulak A.: Awionika, przyrządy i systemy pokładowe, WSOSP, Dęblin 2002, syg. 60342;

2. Grzegorczyk T., Witkowski R.: Lotnicze systemy pomiarowe. Czujniki, WAT, Warszawa 2000, S-56581

3. Ortyl A.: Autonomiczne systemy nawigacji lotniczej, WAT, Warszawa 2000, S-56878

uzupełniająca:

4. Collinson R. P. G.: Introduction to Avionics Systems, Springer 2011

5. Spitzer C. R.: Digital Avionics Systems, 1993

6. Avionics Communications: Principles of Data Avionics Busses, 1995

7. Tooley M.: Aircraft digital electronic and computer systems, Elsevier 2007,

8. Narkiewcz J.: Podstawy układów nawigacyjnych. WAT, Warszawa 1999, 56126

9. Kayton M., Fried W. R.: Avionics Navigation Systems, wyd. 2., John Wiley & Sons Inc., New York 1997, 54754

10. Helfrick A.: Principles of Avionics“ Avionics Communications Inc., Leesburg 2004.

11. Moir I., Seabridge A.: Aircraft Systems, wyd. 3, John Wiley & Sons Ltd., New York 2008.

W1 / ma podstawową wiedzę w zakresie elektrotechniki i elektroniki, niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych występującą w układach, urządzeniach, instalacjach i systemach awionicznych statków powietrznych / K_W03

W2 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie organizacji, architektury i zasady działania systemów cyfrowych i komputerów pokładowych / K_W05

W3 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie wyposażenia pokładowego w tym systemów awionicznych współczesnych statków powietrznych / K_W15

W4 / ma szczegółową wiedzę w zakresie funkcjonowania statków powietrznych oraz wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania elementów, układów urządzeń i systemów awionicznych statku powietrznego / K_W17

W5 / orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwoju podsystemów i systemów awionicznych statków powietrznych / K_W18

U1 / ma świadomość i rozumie potrzebę samokształcenia się i ciągłego podnoszenia kompetencji zawodowych wynikających z permanentnego i dynamicznego rozwoju techniki lotniczej a w szczególności systemów awionicznych / K_U04

U2 / potrafi identyfikować i opisywać z wykorzystaniem technik informacyjno-komunikacyjnych elementy, układy, urządzenia i systemy awioniczne współczesnego statku powietrznego / K_U06

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

Egzamin przedmiotu jest prowadzony w formie pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i ćwiczeń laboratoryjnych na ocenę.

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdania.

Osiągnięcie efektów W1, W2, W3, W4 i W5 sprawdzane są na egzaminie pisemnym oraz w trakcie wypowiedzi na ćwiczeniach rachunkowych i podczas pytań kontrolnych na ćwiczeniach laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektów U1 i U2 sprawdzane są w trakcie odpowiedzi, wykonywania zadań i przygotowywania sprawozdań na ćwiczeniach laboratoryjnych i podczas obrony sprawozdania.

Ocenę bardzo dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 96-100%.

Ocenę dobrą plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 91-95%.

Ocenę dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 86-90%.

Ocenę dostateczną plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 81-85%.

Ocenę dostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 75-80%.

Ocenę niedostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie poniżej 75%.

Zrealizowanie w/w efektów kształcenia oraz treści programowych i efektów kształcenia przedmiotu „Układy cyfrowe i mikroprocesorowe” upoważnia studenta do zdawania zgodnego z przepisami Part-66 egzaminu certyfikującego z modułów M-11 w zakresie B1.1, B1.2, B3, M12 w zakresie B1.3, B1.4 i M5 w zakresie B1-1, B1-3, B1-2, B1-4, B2.