Systemy awioniczne

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

semestr IV: W 10/+, Ć 8/z, L 12/+,

semestr V: W 26/+, Ć 4/z, L 0/+,

semestr VI: W 10/+, Ć 8/z, L 12/+,

razem: 90 godz., 6 pkt ECTS

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

metrologia / wymagania wstępne: znajomość metod i układów pomiarowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych, znajomość budowy i organizacji systemów pomiarowych, umiejętność posługiwania się przyrządami cyfrowymi i systemami pomiarowymi;

elektrotechnika i elektronika / wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zjawisk fizycznych występujących w obwodach elektrycznych, umiejętność analizy i projektowania obwodów prądu stałego oraz umiejętność doboru podzespołów elektronicznych do realizacji prostych układów i urządzeń elektronicznych.

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.

IV, V i VI semestr studiów / lotnictwo i kosmonautyka / samoloty i śmigłowce, napędy lotnicze

ppłk dr inż. Mariusz WAŻNY, dr inż. Zdzisław Rochala, prof. WAT,

ppłk dr inż. Maciej HENZEL, dr inż. Andrzej WITCZAK

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 46

2. Udział w laboratoriach / 24

3. Udział w ćwiczeniach / 20

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 16

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 20

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 10

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 24

11. Przygotowanie do egzaminu / 0

12. Przygotowanie do zaliczenia / 14

13. Udział w egzaminie / 6

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 180 godz./ 6,0 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 120 godz./ 4,0 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 90 godz./ 3,0 ECTS

Architektury systemów awionicznych.

Źródła energii elektrycznej i układy oświetlenia i sygnalizacji świetlnej. Ochrona przed deszczem i lodem. Układy zapłonu silników lotniczych.

Organizacja komputerów pokładowych i wymiana danych w systemach lotniczych. Światłowody i technika światłowodowa. Zintegrowane modułowe systemy awioniczne. Systemy zobrazowania informacji i obsługi technicznej. Systemy kabinowe i informacyjne.

Przyrządy lotnicze i układy pomiarowe. Autonomiczne systemy nawigacji. Systemy sterowania statków powietrznych. Kompatybilność elektromagnetyczna. Systemy zarządzania lotem i ruchem lotniczym. Serwomechanizmy i układy wykonawcze.

Propagacja fal radiowych. Wyposażenie łącznościowe, systemy nawigacyjne 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.

Semestr IV:

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. Źródła energii elektrycznej na pokładzie statku powietrznego /liczba godzin – 2/ Podział, budowa, zasada działania i warunki eksploatacji źródeł energii elektrycznej na pokładzie statku powietrznego.

3. Układy oświetlenia i sygnalizacji świetlnej /liczba godzin – 2/ Podział, budowa, zasada działania i warunki eksploatacji układów oświetlenia i sygnalizacji świetlnej.

4. Systemy ochrony przed deszczem i lodem /liczba godzin – 2/ Podział, budowa, zasada działania i warunki eksploatacji systemów ochrony przed deszczem i lodem.

5. Układy zapłonu silników lotniczych /liczba godzin – 2/ Podział, budowa, zasada działania i warunki eksploatacji układów zapłonu silników lotniczych

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Analiza strukturalna i funkcjonalna instalacji układów elektroenergetycznych /liczba godzin – 4/ Analiza budowy oraz identyfikacja funkcji realizowanych przez poszczególne bloki funkcjonalne układu elektroenergetycznego. Analiza działania w stanach niezdatności i identyfikacja struktury niezawodnościowej lotniczego systemu elektroenergetycznego. Praca na schematach elektrycznych.

2. Analiza funkcjonalna elementów pokładowych układów przesyłowo-rozdzielczych /liczba godzin – 2/ Budowa i zasada działania aparatu różnicowo-zwrotnego, układów pomiarowych i układów zabezpieczających.

3. Analiza procesów funkcjonalnych w układach rozruchu silników lotniczych /liczba godzin – 2/ Budowa i zasada działania wybranych układów rozruchu silników lotniczych. Praca na schematach.

Laboratoria / metoda praktyczna

1. Badanie układów transformatorowych /liczba godzin – 2/ Wyznaczanie charakterystyk eksploatacyjnych układów transformatorowych.

2. Badanie baterii akumulatorowej /liczba godzin – 2/ Wyznaczanie podstawowych charakterystyk eksploatacyjnych baterii akumulatorowych.

3. Badanie prądnicy prądu stałego /liczba godzin – 2/ Wyznaczanie charakterystyk eksploatacyjnych prądnic prądu stałego.

4. Badanie prądnicy prądu przemiennego /liczba godzin – 2/ Wyznaczanie charakterystyk eksploatacyjnych prądnic prądu przemiennego.

5. Badanie wybranych układów sterowania i zabezpieczenia prądnicy prądu przemiennego /liczba godzin – 2/ Wyznaczanie charakterystyk eksploatacyjnych wybranych układów sterowania i zabezpieczenia prądnic prądu przemiennego.

6. Badanie układów przetwarzania energii elektrycznej AC/DC /liczba godzin – 2/ Wyznaczanie podstawowych charakterystyk eksploatacyjnych układów przetwarzania energii elektrycznej AC/DC.

Semestr V:

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

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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) 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) do zarządzania informacjami dostarczanymi z systemów informacyjnych linii lotniczych.

8. 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).

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

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

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

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

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

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/

Semestr VI:

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

1. 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.

2. Podstawowe wiadomości o propagacji fal radiowych. Anteny, nadajniki i odbiorniki /liczba godzin – 1/ Podstawy dotyczące rozchodzenia się fal radiowych, anten, linii transmisji, komunikacji, odbiornika i nadajnika.

3. Radiokomunikacja lotnicza. Radioelektroniczne wyposażenie łącznościowe /liczba godzin – 1/ Komunikacja (ATA 23) - system komunikacji zewnętrznej pasma VHF, komunikacja w paśmie HF; ACARS - system komunikacji, adresowania i raportowania, nadajniki lokalizatora w razie potrzeby.

4. Radionawigacja lotnicza. Radialne systemy nawigacyjne /liczba godzin – 1/ Systemy nawigacji (ATA 34) - radiokompas (ADF), radiolatarnia ogólnokierunkowa bardzo dużej częstotliwości (VOR), systemy hiperboliczne dalekiego zasięgu (VLF/Omega, LORAN-C).

5. Stadiometryczne systemy nawigacyjne i urządzenia wspomagające proces lądowania przyrządowego /liczba godzin – 1/ System pomiaru odległości (DME), system lądowania według przyrządów (ILS), mikrofalowy system lądowania (MLS).

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

7. Radiowysokościomierze, urządzenia kontroli i ostrzegania o zbliżaniu się do ziemi /liczba godzin – 1/ Radiowysokościomierz, systemy ostrzegania o bliskości ziemi GPWS.

8. Radar pogodowy, dopplerowskie, systemy nawigacji obszarowej /liczba godzin – 1/ Radar pogodowy, , nawigacja dopplerowska, nawigacja obszarowa RNAV.

9. Satelitarne systemy nawigacyjne /liczba godzin – 1/ GPS, Globalne satelitarne Systemy Nawigacyjne – GNSS.

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Przykładowe rozwiązania wybranych układów i systemów statku powietrznego /liczba godzin – 2/

2. Analiza rozwiązań funkcjonalnych wybranych systemów radionawigacji i lądowania /liczba godzin – 2/

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

4. 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

4. Będkowski L., Dąbrowski T., Milewski Z.: Lotnicze urządzenia elektryczne cz. 1., Warszawa 1986, BG WAT S-45926.

5. Będkowski L., Dąbrowski T., Milewski Z.: Lotnicze urządzenia elektryczne cz. 2., Warszawa 1986, BG WAT II-71925.

6. Będkowski L., Dąbrowski T., Milewski Z.: Lotnicze urządzenia elektryczne cz. 3., Warszawa 1986, BG WAT II-70405.

7. Będkowski L., Dąbrowski T.: Lotnicze urządzenia elektryczne z7. Układy przesyłowo-rozdzielcze, Warszawa 1995, BG WAT S-52917.

8. Stęgowski J., Ważny M.: Lotnicze systemy elektroenergetyczne. Laboratorium. Warszawa 2007, BG WAT 63479.

uzupełniająca:

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

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

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

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

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

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

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

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

Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / ma uporządkowaną wiedzę z elektrotechniki, elektroniki i informatyki niezbędną do zrozumienia zasady działania systemów cyfrowych i komputerów pokładowych w zakresie ich organizacji, architektury i oprogramowania / K_W05

W2 / ma szczegółową wiedzę w zakresie funkcjonowania głównych elementów składowych statków powietrznych oraz wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania elementów, układów, urządzeń, podsystemów i systemów awionicznych statku powietrznego / K_W14

W3 / orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwoju wyposażenia pokładowego w tym podsystemów i systemów awionicznych współczesnych statków powietrznych / K_W15

U1 / potrafi przy formułowaniu i uzasadnianiu opinii dotyczących rozwiązań technicznych wyposażenia pokładowego pozyskiwać informacje o elementach składowych z wykorzystaniem technik informacyjno-komunikacyjnych - symulatorów programowych i baz danych, integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji a także dokonywać wstępnej oceny przyjętych rozwiązań / K_U01

U2 / 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

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

Zaliczenie na ocenę jest przeprowadzane w formie pisemnego testu podsumowującego wiedzę z zadaniami zamkniętymi.

Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia są pozytywne oceny z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych.

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

Efekty W1, W2 i W3 sprawdzane są w trakcie oceny przygotowania do ćwiczeń rachunkowych i podczas rozwiązywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych oraz w trakcie pisemnego testu podsumowującego.

Efekty U1 i U2 sprawdzane są na ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych, w trakcie sprawdzania przygotowania się do w/w zajęć, wykonywania zadań na ćwiczeniach rachunkowych, wykonywania ćwiczeń i przygotowywania sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.

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 zdefiniowanych dla przedmiotu: Układy cyfrowe i mikroprocesorowe, upoważnia studenta do zdawania zgodnego z przepisami Part-66 egzaminu certyfikującego z modułów M-5, zakresu B1.1, B1.3.