De cockpit van een vliegtuig is een typische plaats voor avionica-apparatuur, waaronder controle-, monitorings-, communicatie-, navigatie-, weer- en anti-collision-systemen. De meeste vliegtuigen voeden hun luchtvaartelektronica met 14- of 28-volt gelijkstroomsystemen; grotere, meer geavanceerde vliegtuigen (zoals vliegtuigen of militaire gevechtsvliegtuigen) hebben echter wisselstroomsystemen die werken op 400 Hz, 115 volt wisselstroom. Er zijn verschillende grote leveranciers van luchtvaartelektronica, waaronder Panasonic Avionics Corporation, Honeywell (dat nu Bendix/King bezit), Universal Avionics Systems Corporation, Rockwell Collins (nu Collins Aerospace), Thales Group, GE Aviation Systems, Garmin, Raytheon, Parker Hannifin, UTC Aerospace Systems (nu Collins Aerospace), Selex ES (nu Leonardo S.p.A.), Shadin Avionics en Avidyne Corporation.
Internationale normen voor avionica-apparatuur worden opgesteld door het Airlines Electronic Engineering Committee (AEEC) en gepubliceerd door ARINC.
CommunicationsEdit
Communicatie verbindt de cockpit met de grond en de cockpit met de passagiers. De communicatie aan boord wordt verzorgd door omroepinstallaties en vliegtuigintercoms.
Het VHF luchtvaartcommunicatiesysteem werkt op de luchtband van 118.000 MHz tot 136.975 MHz. Elk kanaal heeft een afstand van 8,33 kHz tot de aangrenzende kanalen in Europa en 25 kHz elders. VHF wordt ook gebruikt voor communicatie op zichtlijnen, zoals van vliegtuig naar vliegtuig en van vliegtuig naar ATC. Er wordt gebruik gemaakt van amplitudemodulatie (AM) en het gesprek wordt gevoerd in simplexmodus. Vliegtuigcommunicatie kan ook plaatsvinden met behulp van HF (vooral voor trans-oceanische vluchten) of satellietcommunicatie.
Luchtnavigatie is het bepalen van positie en richting op of boven het oppervlak van de aarde. Luchtnavigatiesystemen kunnen gebruik maken van satellietnavigatiesystemen (zoals GPS en WAAS), INS( traagheidsnavigatiesysteem), radionavigatiesystemen op de grond (zoals VOR of LORAN), of een combinatie daarvan. Sommige navigatiesystemen, zoals GPS, berekenen de positie automatisch en tonen deze aan de bemanning op bewegende kaartdisplays. Oudere op de grond gebaseerde navigatiesystemen zoals VOR of LORAN vereisen dat een piloot of navigator het snijpunt van signalen op een papieren kaart plot om de locatie van een vliegtuig te bepalen; moderne systemen berekenen de positie automatisch en geven deze aan de bemanning weer op bewegende kaartdisplays.
MonitoringEdit
De eerste hints van glazen cockpits ontstonden in de jaren zeventig toen voor de vlucht geschikte kathodestraalbuis (CRT)-schermen elektromechanische displays, meters en instrumenten begonnen te vervangen. Een “glazen” cockpit verwijst naar het gebruik van computermonitoren in plaats van meters en andere analoge displays. Vliegtuigen kregen steeds meer displays, wijzerplaten en informatiedashboards die uiteindelijk wedijverden om ruimte en aandacht van de piloot. In de jaren zeventig had het gemiddelde vliegtuig meer dan 100 cockpitinstrumenten en bedieningsorganen.Glazen cockpits deden hun intrede met de Gulfstream G-IV privéjet in 1985. Een van de belangrijkste uitdagingen bij glazen cockpits is een evenwicht te vinden tussen hoeveel besturing geautomatiseerd is en hoeveel de piloot handmatig moet doen. Over het algemeen proberen ze de vluchtoperaties te automatiseren en tegelijkertijd de piloot voortdurend op de hoogte te houden.
VliegtuigbesturingssysteemEdit
Vliegtuigen hebben middelen om de vlucht automatisch te besturen. De automatische piloot werd voor het eerst uitgevonden door Lawrence Sperry tijdens de Eerste Wereldoorlog om bommenwerpers stabiel genoeg te laten vliegen om nauwkeurige doelen te raken vanaf 25.000 voet. Toen het voor het eerst in het Amerikaanse leger werd gebruikt, zat een ingenieur van Honeywell op de achterbank met een boutensnijder om de automatische piloot in geval van nood los te koppelen. Tegenwoordig zijn de meeste commerciële vliegtuigen uitgerust met vluchtcontrolesystemen om de fout van de piloot en de werklast bij het landen of opstijgen te verminderen.
De eerste eenvoudige commerciële automatische piloten werden gebruikt om de koers en de hoogte te controleren en hadden beperkte bevoegdheid over zaken als stuwkracht en vluchtcontroleoppervlakken. In helikopters werd auto-stabilisatie op een soortgelijke manier gebruikt. De eerste systemen waren elektromechanisch. De komst van fly by wire en elektrisch bediende vliegoppervlakken (in plaats van de traditionele hydraulische) heeft de veiligheid vergroot. Net als bij beeldschermen en instrumenten hadden elektromechanische kritische toestellen een eindige levensduur. Bij veiligheidskritische systemen wordt de software zeer streng getest.
Fuel SystemsEdit
Fuel Quantity Indication System (FQIS) bewaakt de hoeveelheid brandstof aan boord. Met behulp van verschillende sensoren, zoals capaciteitsbuizen, temperatuursensoren, densitometers & niveausensoren, berekent de FQIS-computer de massa van de resterende brandstof aan boord.
Fuel Control and Monitoring System (FCMS) rapporteert de resterende brandstof aan boord op een soortgelijke manier, maar, door het regelen van pompen & kleppen, beheert ook brandstof transfers rond verschillende tanks.
- Brandstofcontrole om tot een bepaalde totale massa brandstof te komen en deze automatisch te verdelen.
- Overdrachten tijdens de vlucht naar de tanks die de motoren voeden. Bijv. van de romp naar de vleugeltanks
- Zwaartepuntbesturing brengt brandstof over van de staart (Trim)-tanks naar voren naar de vleugels naarmate er brandstof wordt verbruikt
- Brandstof in de vleugeltips houden (om het buigen van de vleugels door lift tijdens de vlucht te helpen stoppen) &overbrengen naar de hoofdtanks na de landing
- Brandstoflozing regelen tijdens een noodsituatie om het gewicht van het vliegtuig te verminderen.
Systemen ter vermijding van botsingenEdit
Ter aanvulling van de luchtverkeersleiding gebruiken de meeste grote transportvliegtuigen en veel kleinere een verkeerswaarschuwings- en botsingsvermijdingssysteem (TCAS), dat de locatie van nabijgelegen vliegtuigen kan detecteren en instructies kan geven voor het vermijden van een botsing in de lucht. Kleinere vliegtuigen kunnen eenvoudiger verkeerswaarschuwingssystemen gebruiken, zoals TPAS, die passief zijn (ze ondervragen de transponders van andere vliegtuigen niet actief) en geen adviezen geven voor het oplossen van conflicten.
Om gecontroleerd vliegen in het terrein (CFIT) te helpen vermijden, gebruiken vliegtuigen systemen zoals ground-proximity warning systems (GPWS), die radarhoogtemeters gebruiken als een sleutelelement. Een van de belangrijkste zwakke punten van GPWS is het gebrek aan “look-ahead” informatie, omdat het alleen de hoogte boven het terrein “look-down” biedt. Om deze zwakte te ondervangen, maken moderne vliegtuigen gebruik van een terrain awareness warning system (TAWS).
VliegrecordersEdit
Commerciële vliegtuigen cockpit data recorders, algemeen bekend als “zwarte dozen”, slaan vluchtinformatie en audio uit de cockpit op. Ze worden vaak teruggevonden uit een vliegtuig na een crash om de controle-instellingen en andere parameters tijdens het incident te bepalen.
WeersystemenEdit
Weer systemen zoals weerradar (typisch Arinc 708 op commerciële vliegtuigen) en bliksemdetectoren zijn belangrijk voor vliegtuigen die ’s nachts vliegen of in instrument meteorologische omstandigheden, waar het niet mogelijk is voor de piloten om het weer vooruit te zien. Zware neerslag (zoals waargenomen door de radar) of hevige turbulentie (zoals waargenomen door bliksemactiviteit) zijn beide aanwijzingen voor sterke convectieve activiteit en hevige turbulentie, en weersystemen stellen piloten in staat om rond deze gebieden uit te wijken.
Bliksemdetectoren zoals de Stormscope of Strikefinder zijn goedkoop genoeg geworden dat ze praktisch zijn voor lichte vliegtuigen. Naast radar- en bliksemdetectie zijn waarnemingen en uitgebreide radarbeelden (zoals NEXRAD) nu beschikbaar via satellietgegevensverbindingen, waardoor piloten de weersomstandigheden kunnen zien ver buiten het bereik van hun eigen systemen tijdens de vlucht. Moderne displays maken het mogelijk weerinformatie te integreren met bewegende kaarten, terrein en verkeer op een enkel scherm, hetgeen de navigatie sterk vereenvoudigt.
Moderne weersystemen omvatten ook windschering- en turbulentiedetectie en terrein- en verkeerswaarschuwingssystemen. Vliegtuigweersystemen zijn vooral populair in Afrika, India en andere landen waar de luchtvaart een groeiende markt is, maar de grondondersteuning niet zo goed is ontwikkeld.
VliegtuigbeheersystemenEdit
Er is een ontwikkeling geweest in de richting van gecentraliseerde controle van de vele complexe systemen waarmee vliegtuigen zijn uitgerust, met inbegrip van motorbewaking en -beheer. Systemen voor gezondheids- en gebruiksmonitoring (HUMS) zijn geïntegreerd in computers voor vliegtuigbeheer om onderhoudsmonteurs vroegtijdig te waarschuwen voor onderdelen die aan vervanging toe zijn.
Het geïntegreerde modulaire avionica-concept stelt een geïntegreerde architectuur voor met toepassingsprogrammatuur die overdraagbaar is op een samenstel van gemeenschappelijke hardwaremodules. Het is gebruikt in straaljagers van de vierde generatie en in de nieuwste generatie vliegtuigen.