Systemy awioniczne

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 36/x, C 12/z, L 12/+; razem: 60 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, ppłk dr inż. Maciej HENZEL, dr inż. Andrzej WITCZAK

aktywność / obciążenie studenta w godz.

Studia stacjonarne

1. Udział w wykładach / 36 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 / 10 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 / 0 godz.

12. Przygotowanie do zaliczenia / 12 godz.

13. Udział w egzaminie / 2 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 114 godz./ 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 68 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 – 1/ 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 – 1/ 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 – 1/ 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 – 1/ 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) oraz system informacyjny ATIMS (ang. Air Traffic and Information Management System) udostępniający usługi ATS (ang. Air Traffic Services) i AIS (ang. Airline Information Services).

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 elektrostatycznemu (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); urządzenie rejestrujące głos w kokpicie.

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, systemy sterowania lotem.

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 jest na egzaminie pisemnym oraz w trakcie wypowiedzi na ćwiczeniach rachunkowych i podczas pytań kontrolnych na ćwiczeniach laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektów U1 i U2 sprawdzane jest 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 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.