Kokpit samolotu jest typowym miejscem dla sprzętu awionicznego, w tym systemów kontroli, monitorowania, komunikacji, nawigacji, pogody i antykolizyjnych. Większość samolotów zasila swoje awioniki za pomocą 14- lub 28-woltowych systemów elektrycznych prądu stałego; jednak większe, bardziej zaawansowane samoloty (takie jak samoloty pasażerskie lub wojskowe samoloty bojowe) mają systemy AC działające przy 400 Hz, 115 V AC. Istnieje kilku głównych dostawców awioniki lotniczej, w tym Panasonic Avionics Corporation, Honeywell (obecnie właściciel Bendix/King), Universal Avionics Systems Corporation, Rockwell Collins (obecnie Collins Aerospace), Thales Group, GE Aviation Systems, Garmin, Raytheon, Parker Hannifin, UTC Aerospace Systems (obecnie Collins Aerospace), Selex ES (obecnie Leonardo S.p.A.), Shadin Avionics i Avidyne Corporation.
Międzynarodowe normy dla sprzętu awionicznego są przygotowywane przez Komitet Inżynierii Elektronicznej Linii Lotniczych (AEEC) i publikowane przez ARINC.
ŁącznośćEdit
Komunikacja łączy kabinę lotniczą z ziemią i kabinę lotniczą z pasażerami. Łączność pokładowa jest zapewniana przez systemy nagłośnienia i interkomy samolotowe.
System łączności lotniczej VHF pracuje w paśmie 118,000 MHz do 136,975 MHz. Każdy kanał jest oddalony od sąsiednich o 8,33 kHz w Europie, 25 kHz gdzie indziej. VHF jest również wykorzystywany do komunikacji na linii wzroku, takiej jak statek powietrzny – statek powietrzny i statek powietrzny – ATC. Stosowana jest modulacja amplitudy (AM), a rozmowa odbywa się w trybie simpleksowym. Łączność lotnicza może również odbywać się przy użyciu HF (szczególnie w przypadku lotów transoceanicznych) lub łączności satelitarnej.
Air navigation is the determination of position and direction on or above the surface of the Earth. Awionika może wykorzystywać systemy nawigacji satelitarnej (takie jak GPS i WAAS), INS (inercyjny system nawigacyjny), naziemne systemy nawigacji radiowej (takie jak VOR lub LORAN) lub dowolną ich kombinację. Niektóre systemy nawigacyjne, takie jak GPS, obliczają pozycję automatycznie i wyświetlają ją załodze lotniczej na ruchomych wyświetlaczach map. Starsze naziemne systemy nawigacyjne, takie jak VOR lub LORAN, wymagają od pilota lub nawigatora wykreślenia przecięcia sygnałów na mapie papierowej w celu określenia położenia samolotu; nowoczesne systemy obliczają pozycję automatycznie i wyświetlają ją załodze lotniczej na ruchomych wyświetlaczach map.
MonitoringEdit
Pierwsze wskazówki dotyczące szklanych kokpitów pojawiły się w latach 70. XX wieku, gdy nadające się do lotu ekrany kineskopowe (CRT) zaczęły zastępować elektromechaniczne wyświetlacze, wskaźniki i przyrządy. Określenie „szklany” kokpit odnosi się do użycia monitorów komputerowych zamiast wskaźników i innych analogowych wyświetlaczy. W samolotach pojawiało się coraz więcej wyświetlaczy, pokręteł i tablic informacyjnych, które w końcu zaczęły konkurować o miejsce i uwagę pilota. W latach 70-tych przeciętny samolot miał ponad 100 przyrządów i kontrolek w kokpicie.Szklane kokpity zaczęły powstawać wraz z prywatnym odrzutowcem Gulfstream G-IV w 1985 roku. Jednym z kluczowych wyzwań w szklanych kokpitach jest wyważenie, ile kontroli jest zautomatyzowanych, a ile pilot powinien wykonywać ręcznie. Generalnie starają się one zautomatyzować operacje lotnicze przy jednoczesnym zachowaniu ciągłej informacji przez pilota.
System kontroli lotu samolotuEdit
Samoloty posiadają środki do automatycznego sterowania lotem. Autopilot został po raz pierwszy wynaleziony przez Lawrence’a Sperry’ego podczas I wojny światowej, aby samoloty bombowe latały wystarczająco stabilnie, aby trafiać w dokładne cele z wysokości 25 000 stóp. Kiedy został on po raz pierwszy zastosowany przez wojsko amerykańskie, inżynier z firmy Honeywell siedział na tylnym siedzeniu z obcinaczami do śrub, aby odłączyć autopilota w razie niebezpieczeństwa. Obecnie większość samolotów komercyjnych jest wyposażona w systemy kontroli lotu samolotu w celu zmniejszenia błędu pilota i obciążenia przy lądowaniu lub starcie.
Pierwsze proste komercyjne autopiloty były używane do kontroli kierunku i wysokości i miały ograniczone uprawnienia do takich rzeczy jak ciąg i powierzchnie kontrolne lotu. W helikopterach, autostabilizacja była używana w podobny sposób. Pierwsze systemy były elektromechaniczne. Pojawienie się systemów fly by wire i elektrycznie sterowanych powierzchni lotu (zamiast tradycyjnych hydraulicznych) zwiększyło bezpieczeństwo. Podobnie jak w przypadku wskaźników i przyrządów, urządzenia krytyczne, które były elektromechaniczne, miały skończony okres eksploatacji. W przypadku systemów krytycznych dla bezpieczeństwa, oprogramowanie jest bardzo dokładnie testowane.
Systemy paliwoweEdit
System wskazywania ilości paliwa (FQIS) monitoruje ilość paliwa na pokładzie. Wykorzystując różne czujniki, takie jak rurki pojemnościowe, czujniki temperatury, densytometry & czujniki poziomu, komputer FQIS oblicza masę paliwa pozostałego na pokładzie.
System Kontroli i Monitorowania Paliwa (FCMS) w podobny sposób informuje o ilości paliwa pozostałego na pokładzie, ale sterując pompami & zaworami, zarządza również transferami paliwa wokół różnych zbiorników.
- Kontrola tankowania w celu załadowania do pewnej całkowitej masy paliwa i rozprowadzenia go automatycznie.
- Przesunięcia podczas lotu do zbiorników zasilających silniki. Np. ze zbiorników kadłuba do zbiorników skrzydeł
- Kontrola środka ciężkości przenosi paliwo ze zbiorników ogona (Trim) do przodu do skrzydeł, gdy paliwo jest zużywane
- Utrzymywanie paliwa w końcówkach skrzydeł (aby powstrzymać zginanie skrzydeł z powodu siły nośnej w locie) &przekazywanie do głównych zbiorników po wylądowaniu
- Kontrola wyrzucania paliwa w sytuacjach awaryjnych w celu zmniejszenia masy samolotu.
Systemy unikania kolizjiEdit
W celu uzupełnienia kontroli ruchu lotniczego większość dużych samolotów transportowych i wiele mniejszych wykorzystuje system ostrzegania o ruchu i unikania kolizji (TCAS), który może wykrywać lokalizację pobliskich statków powietrznych i dostarczać instrukcje dotyczące unikania kolizji w powietrzu. Mniejsze statki powietrzne mogą używać prostszych systemów ostrzegania o ruchu, takich jak TPAS, które są pasywne (nie przesłuchują aktywnie transponderów innych statków powietrznych) i nie dostarczają wskazówek dotyczących rozwiązywania konfliktów.
Aby pomóc uniknąć kontrolowanego lotu w teren (CFIT), statki powietrzne używają systemów takich jak systemy ostrzegania o bliskości ziemi (GPWS), które wykorzystują wysokościomierze radarowe jako kluczowy element. Jedną z głównych słabości systemów GPWS jest brak informacji „look-ahead”, ponieważ zapewniają one jedynie wysokość nad terenem „look-down”. Aby przezwyciężyć tę słabość, nowoczesne samoloty wykorzystują system ostrzegania o świadomości terenu (TAWS).
Rejestratory lotuEdit
Kokpitowe rejestratory danych w samolotach komercyjnych, powszechnie znane jako „czarne skrzynki”, przechowują informacje o locie i dźwięk z kokpitu. Są one często odzyskiwane z samolotu po katastrofie w celu określenia ustawień sterowania i innych parametrów podczas incydentu.
Systemy pogodoweEdit
Systemy pogodowe, takie jak radar pogodowy (zwykle Arinc 708 w samolotach komercyjnych) i wykrywacze piorunów, są ważne dla samolotów latających w nocy lub w warunkach meteorologicznych instrumentalnych, gdzie nie jest możliwe, aby piloci widzieli pogodę przed sobą. Silne opady (wyczuwalne przez radar) lub silne turbulencje (wyczuwalne przez aktywność piorunów) są zarówno wskaźnikami silnej aktywności konwekcyjnej, jak i silnych turbulencji, a systemy meteorologiczne pozwalają pilotom zboczyć z trasy wokół tych obszarów.
Wykrywacze piorunów, takie jak Stormscope lub Strikefinder stały się na tyle tanie, że są praktyczne dla lekkich samolotów. Oprócz radaru i wykrywania błyskawic, obserwacje i rozszerzone obrazy radarowe (takie jak NEXRAD) są obecnie dostępne poprzez satelitarne połączenia danych, co pozwala pilotom zobaczyć warunki pogodowe daleko poza zasięgiem ich własnych systemów pokładowych. Nowoczesne wyświetlacze pozwalają na zintegrowanie informacji pogodowych z ruchomymi mapami, terenem i ruchem na jednym ekranie, co znacznie upraszcza nawigację.
Nowoczesne systemy pogodowe obejmują również wykrywanie wiatru i turbulencji oraz systemy ostrzegania o terenie i ruchu. Awionika pogodowa w samolocie jest szczególnie popularna w Afryce, Indiach i innych krajach, gdzie podróże lotnicze są rosnącym rynkiem, ale wsparcie naziemne nie jest tak dobrze rozwinięte.
Systemy zarządzania statkami powietrznymiEdit
Nastąpił postęp w kierunku scentralizowanej kontroli wielu złożonych systemów montowanych w statkach powietrznych, w tym monitorowania i zarządzania silnikiem. Systemy monitorowania zdrowia i użytkowania (HUMS) są zintegrowane z komputerami zarządzającymi statkami powietrznymi, aby zapewnić konserwatorom wczesne ostrzeżenia o częściach, które będą wymagały wymiany.
Koncepcja zintegrowanej awioniki modułowej proponuje zintegrowaną architekturę z oprogramowaniem aplikacyjnym przenośnym przez zespół wspólnych modułów sprzętowych. Została ona zastosowana w myśliwcach odrzutowych czwartej generacji oraz w samolotach pasażerskich najnowszej generacji.