Lentokoneen ohjaamo on tyypillinen paikka avioniikkalaitteille, kuten ohjaus-, valvonta-, viestintä-, navigointi-, sää- ja törmäyksenestojärjestelmille. Useimmissa lentokoneissa avioniikka saa virtansa 14 tai 28 voltin tasavirtajärjestelmistä; suuremmissa ja kehittyneemmissä lentokoneissa (kuten matkustajakoneissa tai sotilaskäyttöön tarkoitetuissa taistelukoneissa) on kuitenkin vaihtovirtajärjestelmiä, jotka toimivat 400 Hz:n ja 115 voltin vaihtovirralla. Lentoavioniikan toimittajia on useita, muun muassa Panasonic Avionics Corporation, Honeywell (joka nykyisin omistaa Bendix/Kingin), Universal Avionics Systems Corporation, Rockwell Collins (nykyisin Collins Aerospace), Thales Group, GE Aviation Systems, Garmin, Raytheon, Parker Hannifin, UTC Aerospace Systems (nykyisin Collins Aerospace), Selex ES (nykyisin Leonardo S.p.A.), Shadin Avionics ja Avidyne Corporation.
Kansainväliset standardit ilmailutekniikan laitteille laatii Airlines Electronic Engineering Committee (AEEC) ja julkaisee ARINC.
ViestintäEdit
Viestintä yhdistää ohjaamon maanpintaan ja ohjaamon matkustajiin. Lentokoneen sisäistä viestintää tarjoavat kuulutusjärjestelmät ja ilma-alusten sisäpuhelimet.
VHF-ilmailuviestintäjärjestelmä toimii 118,000 MHz:n ja 136,975 MHz:n välisellä taajuuskaistalla. Kunkin kanavan etäisyys viereisistä kanavista on 8,33 kHz Euroopassa ja 25 kHz muualla. VHF:ää käytetään myös näköyhteysviestintään, kuten ilma-alusten väliseen viestintään ja ilma-alusten väliseen ATC-viestintään. Käytössä on amplitudimodulaatio (AM), ja keskustelu tapahtuu simplex-tilassa. Ilma-alusten viestintä voi tapahtua myös HF:n (erityisesti valtameren ylittävillä lennoilla) tai satelliittiviestinnän avulla.
Lennonavigointi on sijainnin ja suunnan määrittämistä maapallon pinnalla tai sen yläpuolella. Ilmailussa voidaan käyttää satelliittinavigointijärjestelmiä (kuten GPS ja WAAS), INS( inertianavigointijärjestelmä), maanpäällisiä radionavigointijärjestelmiä (kuten VOR tai LORAN) tai näiden yhdistelmiä. Jotkin navigointijärjestelmät, kuten GPS, laskevat sijainnin automaattisesti ja näyttävät sen lentohenkilökunnalle liikkuvilla karttanäytöillä. Vanhemmat maanpäälliset navigointijärjestelmät, kuten VOR tai LORAN, vaativat lentäjän tai navigaattorin piirtämään signaalien risteyskohdat paperikartalle ilma-aluksen sijainnin määrittämiseksi; nykyaikaiset järjestelmät laskevat sijainnin automaattisesti ja näyttävät sen lentohenkilökunnalle liikkuvilla karttanäytöillä.
SeurantaMuokkaa
Ensimmäiset vihjeet lasisista ohjaamoista tulivat esiin 1970-luvulla, kun lentokelpoiset kuvaputkinäytöt (CRT-näytöt) alkoivat korvata elektromekaanisia näyttöjä, mittareita ja instrumentteja. ”Lasisella” ohjaamolla tarkoitetaan tietokonenäyttöjen käyttöä mittareiden ja muiden analogisten näyttöjen sijasta. Lentokoneet saivat asteittain yhä enemmän näyttöjä, mittareita ja kojelautoja, jotka lopulta kilpailivat tilasta ja lentäjän huomiosta. Keskimääräisessä lentokoneessa oli 1970-luvulla yli 100 mittaria ja hallintalaitetta.Lasisia ohjaamoja alettiin ottaa käyttöön Gulfstream G-IV -yksityiskoneessa vuonna 1985. Yksi lasisten ohjaamojen tärkeimmistä haasteista on tasapainottaa, kuinka paljon ohjausta on automatisoitu ja kuinka paljon ohjaajan on tehtävä sitä manuaalisesti. Yleensä ne pyrkivät automatisoimaan lentotoimintoja ja pitämään lentäjän jatkuvasti ajan tasalla.
Lentokoneen lennonohjausjärjestelmäEdit
Lentokoneissa on keinoja lennon automaattiseen ohjaamiseen. Autopilotin keksi ensimmäisen kerran Lawrence Sperry ensimmäisen maailmansodan aikana lentääkseen pommikoneet riittävän vakaasti osuakseen tarkkaan kohteisiin 25 000 jalan korkeudesta. Kun Yhdysvaltain armeija otti sen käyttöön, Honeywellin insinööri istui takapenkillä pulttileikkuri kädessään irrottamassa automaattiohjauksen hätätilanteessa. Nykyään useimmat liikennelentokoneet on varustettu lentokoneen lennonohjausjärjestelmillä, jotta voidaan vähentää lentäjän virheitä ja työtaakkaa laskeutumisessa tai nousussa.
Ensimmäisiä yksinkertaisia kaupallisia autopilotteja käytettiin ohjaamaan kurssia ja korkeutta, ja niillä oli rajallinen toimivalta esimerkiksi työntövoiman ja ohjauspintojen suhteen. Helikoptereissa automaattista vakautusta käytettiin vastaavalla tavalla. Ensimmäiset järjestelmät olivat sähkömekaanisia. Turvallisuutta on lisännyt ”fly by wire” ja sähkökäyttöiset ohjauspinnat (perinteisen hydraulisen ohjauksen sijaan). Kuten näytöillä ja instrumenteilla, myös sähkömekaanisilla kriittisillä laitteilla oli rajallinen käyttöikä. Turvallisuuskriittisissä järjestelmissä ohjelmistot testataan erittäin tarkasti.
PolttoainejärjestelmätEdit
Fuel Quantity Indication System (FQIS) valvoo polttoaineen määrää koneessa. Käyttämällä erilaisia antureita, kuten kapasitanssiputkia, lämpötila-antureita, tiheysmittareita & tasoantureita, FQIS-tietokone laskee aluksella jäljellä olevan polttoaineen massan.
Polttoaineen valvonta- ja seurantajärjestelmä (FCMS) ilmoittaa aluksella jäljellä olevan polttoaineen määrän vastaavalla tavalla, mutta pumppuja & venttiilejä ohjaamalla se myös hallitsee polttoaineen siirtoja eri säiliöiden välillä.
- Tankkauksen ohjaus lataa tiettyyn kokonaispolttoainemassaan ja jakaa sen automaattisesti.
- Lennon aikana tapahtuvat siirrot moottoreita ruokkiviin säiliöihin. Esim. rungosta siipisäiliöihin
- Painopisteen ohjaus siirtää polttoainetta pyrstösäiliöistä (Trim) eteenpäin siipiin, kun polttoainetta kuluu
- Polttoaineen säilyttäminen siipien kärjissä (auttaa estämään siipien taipumista lennon aikana nosteesta johtuen) &siirtyminen pääsäiliöihin laskeutumisen jälkeen
- Polttoaineen poisheittämisen ohjaaminen hätätilanteessa lentokoneen painon vähentämiseksi.
TörmäyksenestojärjestelmätMuokkaa
Lennonjohdon täydentämiseksi useimmissa suurissa liikennelentokoneissa ja monissa pienemmissä lentokoneissa käytetään liikennehälytys- ja törmäyksenestojärjestelmää (TCAS, Traffic Alert and Collision Avoidance System), joka pystyy havaitsemaan lähellä olevien lentokoneiden sijainnin ja antamaan ohjeita ilmassa tapahtuvan törmäyksen välttämiseksi. Pienemmät ilma-alukset voivat käyttää yksinkertaisempia liikennehälytysjärjestelmiä, kuten TPAS-järjestelmiä, jotka ovat passiivisia (ne eivät aktiivisesti kysele muiden ilma-alusten transpondereita) eivätkä anna neuvoja konfliktien ratkaisemiseksi.
Välttääkseen hallittua maastoon lentämistä (CFIT) ilma-alukset käyttävät järjestelmiä, kuten GPWS-järjestelmiä (Ground-proximity warning systems), joiden keskeisenä elementtinä ovat tutkakorkeusmittarit. Yksi GPWS:n suurimmista heikkouksista on ”look-ahead”-tiedon puute, koska se antaa vain korkeuden maaston yläpuolella ”look-down”. Tämän heikkouden korjaamiseksi nykyaikaisissa lentokoneissa käytetään maastotietovaroitusjärjestelmää (TAWS).
LennonrekisteröintilaitteetMuokkaa
Kaupallisten lentokoneiden ohjaamotietojen tallentimet, jotka tunnetaan yleisesti nimellä ”mustat laatikot”, tallentavat lentotiedot ja äänen ohjaamosta. Ne otetaan usein talteen lentokoneesta maahansyöksyn jälkeen, jotta voidaan määrittää ohjausasetukset ja muut tapahtuman aikaiset parametrit.
SääjärjestelmätMuokkaa
Sääjärjestelmät, kuten säätutka (tyypillisesti Arinc 708 liikennelentokoneissa) ja ukkosilmaisin, ovat tärkeitä lentokoneille, jotka lentävät yöllä tai mittarisääolosuhteissa, jolloin lentäjien ei ole mahdollista nähdä säätä eteenpäin. Runsas sade (jonka tutka havaitsee) tai voimakas turbulenssi (jonka salamatoiminta havaitsee) ovat molemmat merkkejä voimakkaasta konvektiivisesta aktiivisuudesta ja voimakkaasta turbulenssista, ja sääjärjestelmät antavat lentäjille mahdollisuuden kiertää nämä alueet.
Salamanilmaisimet, kuten Stormscope tai Strikefinder, ovat tulleet niin edullisiksi, että ne ovat käytännöllisiä kevyille lentokoneille. Tutka- ja salamahavaintojen lisäksi satelliittidatayhteyksien kautta on nyt saatavilla havaintoja ja laajennettuja tutkakuvia (kuten NEXRAD), joiden avulla lentäjät näkevät sääolosuhteet kaukana heidän omien lennon aikana käytettävien järjestelmiensä kantaman ulkopuolella. Nykyaikaiset näytöt mahdollistavat säätietojen yhdistämisen liikkuviin karttoihin, maastoon ja liikenteeseen yhdelle näytölle, mikä helpottaa navigointia huomattavasti.
Nykyaikaisiin sääjärjestelmiin kuuluu myös tuulen leikkauksen ja turbulenssin havaitseminen sekä maasto- ja liikennevaroitusjärjestelmät. Lentokoneen sääavioniikka on erityisen suosittua Afrikassa, Intiassa ja muissa maissa, joissa lentomatkustaminen on kasvava markkina-alue, mutta maanpäällinen tuki ei ole yhtä kehittynyttä.
Ilma-aluksen hallintajärjestelmätTiedostojen muokkaus
Lentokoneisiin asennettujen monien monitahoisten ja monimutkaisten järjestelmien, mukaan lukien moottoreiden tarkkailu- ja hallintajärjestelmät, keskitettyyn ohjaukseen on siirrytty. Kunnon ja käytön seurantajärjestelmät (HUMS) on integroitu lentokoneen hallintatietokoneisiin, jotta huoltajat saavat varhaisvaroituksia vaihdettavista osista.
Integroitu modulaarinen avioniikkakonsepti ehdottaa integroitua arkkitehtuuria, jossa sovellusohjelmistot ovat siirrettävissä yhteisten laitteistomoduulien kokonaisuuteen. Sitä on käytetty neljännen sukupolven suihkuhävittäjissä ja uusimman sukupolven matkustajakoneissa.