PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ PRO ČTYŘMÍSTNÝ SPORTOVNÍ A TURISTICKÝ LETOUN

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ LETECKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF AEROSPACE ENGINEERING

PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ PRO ČTYŘMÍSTNÝ SPORTOVNÍ A TURISTICKÝ LETOUN COCKPIT INSTRUMENTS FOR FOUR-SEATER SPORT AND LEISURE AIRCRAFT

DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS

AUTOR PRÁCE

Bc. JIŘÍ LIBERDA

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2013

doc. Ing. JIŘÍ HLINKA, Ph.D.

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Letecký ústav Akademický rok: 2012/2013

ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE student(ka): Bc. Jiří Liberda který/která studuje v magisterském navazujícím studijním programu obor: Letecký provoz (3708T011) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma diplomové práce: Přístrojové vybavení pro čtyřmístný sportovní a turistický letoun v anglickém jazyce: Cockpit instruments for four-seater sport and leisure aircraft Stručná charakteristika problematiky úkolu: Proveďte rozbor současného trhu jednomotorových čtyřmístných sportovních a turistických letadel se zaměřením na přístrojové vybavení. Na základě provedeného rozboru definujte typické vybavení moderního letounu této kategorie. Dále proveďte rešerši požadavků předpisů EASA CS na přístrojové vybavení v této kategorii letounů. Na základě provedených prací navrhněte seznam přístrojů, které budou zastavěny do nově navrhovaného letounu a proveďte návrh konstrukčního řešení palubní desky. Proveďte analýzu FMEA navrženého přístrojového vybavení. Pro kritické funkce dle požadavků vedoucího proveďte odhad pravděpodobnosti výpadku informace. Předpokládejte, že letoun bude provozován v podmínkách IFR (Instrument Flight Rules). Předpokládá se rovněž certifikace pro lety IFR s jedním pilotem na palubě. Cíle diplomové práce: - Rešerše současného trhu letadel v dané kategorii - Rešerše požadavků předpisu na tyto letouny provozované v kategorii IFR s přihlédnutím k možnosti jedno-pilotní IFR verze. - Návrh konstrukčního řešení palubní desky - Analýza FMEA přístrojového vybavení

Seznam odborné literatury: [1] Jane's: All the World's Aircraft, Jane's Information Group Limited, UK [2] EASA CS-23 [3] ARP 4761 Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment, SAE Warrendale USA, 12/1996, 331 str.

Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Jiří Hlinka, Ph.D. Termín odevzdání diplomové práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2012/2013. V Brně, dne 22.11.2012 L.S.

_______________________________ doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D. Ředitel ústavu

_______________________________ prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc., dr. h. c. Děkan fakulty

ANOTACE: Tato práce zahrnuje ucelený p ehled sou asných ty místných sportovních a turistických letoun se zam ením na jejich p ístrojové vybavení. Uveden je také popis vybraných glass kokpit . Sou ástí je také návrh uspo ádání p ístrojové desky, která je navrhnuta s ohledem na p íslušné p edpisy a standartní uspo ádání existujících letadel. P ehled p íslušných p edpis , nezbytných pro printalaci t chto systém , je také sou ástí práce. Na konci této práce je vypracována analýza zp sob a d sledk poruchových stav (FMEA) spole n s výpo tem pravd podobnosti poruchového stavu pro ktitické funkce.

ANNOTATION: This master thesis includes a comprehensive review of four-seater sport and leisure aircraft with focus on their cockpit instruments. The description of the selected glass cockpits is listed. Thesis also includes design of instrument panel, which is designed according to the relevant regulations and standard configuration of existing aircrafts. There is also a brief overview of the regulations necessary for the installation of these systems in the aircrafts. At the end of the this work is failure mode and effects analysis, with calculation of probability malfunction for critical functions.

KLÍ OVÁ SLOVA: Letoun, bezporuchovost, p ístrojové vybavení, glass kokpit, FMEA

KEY WORDS: Airplane, reliability, cockpit instrument, glass cockpit, FMEA

Bibliografická citace: LIBERDA, J. P ístrojové vybavení pro ty místný sportovní a turistický letoun. Brno: Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta strojního inženýrství, 2013. 54 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Ji í Hlinka, Ph.D..

Prohlášení: Prohlašují, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatn , pod vedením vedoucího práce doc. Ing. Ji ího Hlinky, Ph.D. Použité zdroje uvádím v seznamu použitých zdroj .

V Brn dne 27. 5. 2013 _________________________ Ji í Liberda

Pod kování: Tímto bych cht l pod kovat doc. Ing. Ji ímu Hlinkovi, Ph.D., p edevším za trp livost a cenné rady, které udílel p i zpracovávání mé diplomové práce. Dále bych cht l pod kovat mé rodin a p átel m za podporu. V neposlední ad také Bohu, který doutnající knot neuhasí a nalomenou t tinu nedolomí.

Obsah 1. Úvod .................................................................................................................................................... 3 2. Rozbor trhu.......................................................................................................................................... 4 3. Typické vybavení letounu ................................................................................................................... 6 3.1 Glass kokpit ................................................................................................................................... 6 4. P ístrojové vybavení pro lety IFR ....................................................................................................... 9 4.1 Let podle VFR [6] ......................................................................................................................... 9 4.2 Let podle IFR [6] ........................................................................................................................... 9 4.3 Požadavky p edpisu EU - OPS...................................................................................................... 9 4.4 Magnetický kompas .................................................................................................................... 10 4.5 Chronometr ................................................................................................................................. 10 4.6 Teplom r vn jšího vzduchu ........................................................................................................ 11 4.7 Citlivý barometrický výškom r ................................................................................................... 11 4.8 Rychlom rný systém s vyh ívanou Pitotovou trubicí ................................................................. 12 4.9 Variometr .................................................................................................................................... 13 4.10 Zatá kom r s ukazatelem skluzu / p ístroj pro koordinovanou zatá ku ................................... 13 4.11 Ukazatel letové polohy (um lý horizont) .................................................................................. 14 4. 12 Stabilizovaný ukazatel sm ru ................................................................................................... 14 4.13 Autopilot ................................................................................................................................... 15 5. Požadavky p edpis na umíst ní p ístroj ......................................................................................... 17 5.1 Požadavky dle CS 23.1321.......................................................................................................... 17 5.2 Požadavky systém s elektronickými zobrazovacími jednotkami dle CS 23.1311 .................... 19 6. P ehled vybraných ešení .................................................................................................................. 20 5.1 Garmin G1000 ............................................................................................................................. 20 5.3 Garmin G2000 ............................................................................................................................. 23 5.2 Avidyne Entegra R9 .................................................................................................................... 25 5.3 SmartDeck ................................................................................................................................... 29 5.4 Volba ešení ................................................................................................................................ 31 7. Návrh p ístrojové desky ................................................................................................................... 33 6.1 G2000 .......................................................................................................................................... 34 6.2 SmartDeck ................................................................................................................................... 35 8. FMEA................................................................................................................................................ 37 7.1 Analýza FMEA pro PFD ............................................................................................................. 40 7.2 Analýza FMEA pro MFD ........................................................................................................... 41 1

7.3 Analýza FMEA pro ovládací panel autopilota ............................................................................ 42 7.4 Analýza FMEA pro ESI .............................................................................................................. 43 9. Výpo et kritické funkce..................................................................................................................... 44 8.1 Vlastní výpo et: ........................................................................................................................... 45 10. Záv r ................................................................................................................................................ 48 11. Použitá literatura, použité zdroje: .................................................................................................... 50 12. Seznam zkratek ................................................................................................................................ 53 13. Seznam p íloh .................................................................................................................................. 55

2

1. Úvod V této práci bude navrženo p ístrojové vybavení pro ty místný sportovní a turistický letoun. Letoun má být provozován jako jedno pilotní a p edpokládá se provoz za IFR podmínek. V této kategorii letoun je takováto koncepce zcela b žná. Jsou totiž využívány p edevším k let m na v tší vzdálenosti, tudíž pravd podobnost, že v n které fázi nastanou IFR podmínky je vysoká. Tomu odpovídá i p ístrojové vybavení, instalované do t chto letoun . Nejprve bude provedena rešerše trhu tohoto segmentu s d razem kladeným na p ístrojové vybavení. Díky této rešerši bude získán p ehled sou asných ešení p ístrojových desek letoun . Tak je možné vybrat vybavení, které odpovídá sou asným trend m. Získané poznatky je pot eba sladit s požadavky p edpis , které jsou kladeny na vybavení letounu. V p edpisech je stanoveno nejen to, jak mají být p ístroje umíst ny na palubní desce, ale také definují pot ebné typy p ístroj Provedena bude analýza zp sob

pro ur itý typ letu, v tomto p ípad uvažujeme let IFR. a d sledk

poruchových stav

(FMEA) pro navrhnuté

ešení. Tato analýza prokáže, že porucha jednoho prvku nezp sobí katastrofické d sledky a pravd podobnosti selhání budou v souladu s jejich d sledky.

3

2. Rozbor trhu Zadáním je definován ty místný jednomotorový letoun se zatahovacím podvozkem. Ukázkovým letounem této kategorie je VUT100 Cobra. .

Obr. 1: VUT-100 Cobra [1] Sou asný trh s jednomotorovými ty místnými sportovními a turistickými letadly p edstavují p edevším letouny uvedené v Tab. 1. Tyto letadla jsou v sou asnosti nabízeny výrobci a v jejich konstrukci je možné sledovat trendy, kterými se ubírá tato kategorie letoun .

V tabulce je uvedena maximální vzletová hmotnost, dle hodnot žádné z t chto

letadel nep ekra uje hranici 2000 kg. Vybavení, uvedené v tabulce, je výrobci letadel stanoveno jako standardní bez p íplatkových položek, samoz ejm nemusí se vždy jednat o jedinou možnou variantu – nap . SR 22 je možné vybavit avionikou Entegra Release 9 firmy Avidyne místo G1000 firmy Garmin. V posledním sloupci pak jsou uvedeny po ty prodaných kus od roku 1999 do roku 2011 [2]. Této kategorii dominuje, dle po tu prodaných kus , Cessna Aircraft Company. Druhým nejv tším výrobcem je firma Cirrus Aircraft, její letoun SR 22 je však nejprodávan jším v kategorii.

4

Tab. 1: P ehled letoun a jejich p ístrojové vybavení Výrobce

Typ

MTOW

Vybavení

SR 20

1383

Cirrus Perspective TM by Garmin

SR 22

1542

Cirrus PerspectiveTM by Garmin Cockpit

C 172S Skyhawk C 182T Skylane Corvalis TT Ovation2 GX Mooney

kus (1999 - 2011)

1034

Cockpit

Cirrus

Cessna

Celkem prodaných

Ovation3 Acclaim Type S

1157

3795 (11 let)

3074 Garmin G1000

1406

1893 160

1633

Garmin G2000

1528

Garmin G1000

320

1528

Garmin G1000

X

(5 let)

126 1528

Garmin G1000 (6 let)

Archer LX

1157

Garmin G500

X

Arrow IV

1247

Garmin G500

128

DA40

1200

Garmin G1000

Piper

Diamond

1481 (11 let)

Garmin GNS 430 Commander

Lancair

Commander 115

Evolution

1474

1950

Garmin GTX 327 Transponder Garmin GMA 340 Audio Panel

Garmin G900X

17

X

5

3. Typické vybavení letounu U p ístrojového vybavení moderních letadel dochází k nahrazování analogových p ístroj

elektronickými. Analogové p ístroje již fungují jen jako záložní, p i emž i zde

existují elektronické alternativy. Cílem integrace elektronických p ístroj

je dosáhnout

vyššího stupn bezpe nosti, p edevším snížením pracovní zát že pilota. Všechny d ležité údaje má pilot na jednom displeji p ímo p ed sebou a není nutné, aby sledoval n kolik analogových p ístroj rozmíst ných na palubní desce, jak tomu bylo v minulosti. Nicmén integrace elektronických p ístroj nep inesla m itelné zvýšení bezpe nosti, jak bylo p edpokládáno. Proto NTSB provedla bezpe nostní studii zam enou na glass kokpity. Podle níž se po et nehod sice snížil, ale došlo ke zvýšení po tu smrtelných nehod. Analýzy provedené v rámci studie ur ily bezpe nostní problémy ve dvou oblastech:

-

nedostatek znalostí a dovedností k bezpe nému provozu letadla s glass kokpitem (stanoveny nové požadavky na výcvik pilot )

-

nedostatek údržbových a provozních informací pro posouzení spolehlivosti glass kokpitu (byla stanovena povinnost jakoukoli poruchu nahlásit)[3].

3.1 Glass kokpit V této kategorii letadel jsou instalovány p evážn dva LCD panely – PFD (Primary Flight Display, Obr. 1) a MFD (Multi – function Flight Display, Obr. 2). PFD slouží k zobrazení letových a naviga ních údaj a je umíst n p ímo p ed pilotem. MFD zobrazuje informace o motoru, palivu, po así, naviga ní plánky, informace o okolním provozu a po así. Bývá umíst n napravo od PFD. Na trhu existuje ada výrobc avioniky. Nejvýznamn jší spole ností je spole nost Garmin. Produkty této spole nosti jsou velice rozší ené, což je také doloženo v Tab. 1. Svým produktem G1000 se na trhu výrazn prosadila a ur ila sm r, kterým se bude vývoj ubírat. P ehled integrovaných systém r zných výrobc je pak dále uveden v šesté kapitole, ve které jsou také podrobn popsány jednotlivé systémy. Hlavním cílem glass kokpit

je integrace co nejvíce funkcí. Tudíž veškerá data po zpracování

zobrazovat na LCD displejích a to v takové form , aby byla snížena zát ž pilota. Nejnov jším zp sobem, jak prezentovat data ucelen , je ve form zobrazení okolního terénu na PFD. Garmin tuto technologii ozna uje SVT – Synthetic Vision Technology. Ostatní výrobci nabízejí podobný produkt jen pod jiným názvem. Tato technologie je zatím dostupná jen na severoamerickém kontinent a to díky systému WAAS – systém zp es ující GPS. Dá se však 6

p edpokládat, že SVT se bude týkat i evropského regionu a to díky vyvíjeným systém m EGNOS a Gallileo. Zp esn ná data GPS slouží k p esnému ur ení polohy v prostoru a v kombinaci s p íslušnými mapovými podklady zobrazí na PFD reliéf okolní krajiny s barevným ozna ením p ekážek (v tšinou

ervenou), p ípadn i okolní letecký provoz.

Nejedná se sice o informaci, která by nahradila výškom r a další p ístroje, ale pomáhá pilotovi rozší it pov domí o okolním terénu a okolním provozu.

1

2

8

3

4

5

9

10

6

11

7

12

13

Obr. 2: PFD [4] 1 – Údaj TAS 2 – Rychlom r 3 – Ukazatel letové polohy 4 – Zatá kom r 5 – Výškom r 6 – Variometr 7 – Hodnota nastavené výšky 8 – Venkovní teplota

7

9 – HSI 10 – Kurz 11 – Hodnota nastaveného tlaku 12 – Status odpovída e 13 – Systémový as

1

2

5

3

4

Obr. 3: MFD [5]

1 – Naviga ní frekvence NAV1/NAV2 2 – Údaje letového plánu 3 – Mapový podklad 4 – Komunika ní frekvence COM1/COM2 5 – Motorové, drakové a elektrické údaje

8

4. P ístrojové vybavení pro lety IFR Jelikož se tato kategorie letadel v tšinou nevyužívá pro krátké lety, ale charakteristické jsou dlouho trvající lety, p i nichž je vysoká pravd podobnost nastoupení IFR podmínek, je nutné tyto letadla vybavit odpovídajícími p ístroji, které zajistí bezpe ný pr b h letu a poskytnou pilotovi informace o poloze letadla v prostoru za špatného po así, p i letu v mracích apod.

4.1 Let podle VFR [6] Je takový let, p i kterém pilot vede letadlo pomocí tzv. srovnávací navigace, to znamená, že zvolenou tra , zakreslenou na map , srovnává se skute n prolétávanou tratí na zemi. Okamžitou polohu letadla vyhodnocuje pohledem ven z kabiny a na základ tohoto vjemu provádí korekce ve sm ru. Krom toho pilot letící podle pravidel VFR je povinen zajiš ovat rozestup od p ekážek a od ostatního letového provozu.

4.2 Let podle IFR [6] Je takový let, p i kterém pilot vede letadlo pomocí informací získaných z palubních p ístroj , což umož uje provád t lety v noci, v mlze a v obla nosti. Okamžitou polohu letadla vyhodnocuje pomocí odchylek palubních za ízení a na základ toho provádí korekci ve sm ru. V n kterých p ípadech m že pilot letící podle pravidel IFR vést letadlo také pomocí srovnávací navigace, avšak tém

nikdy nezajiš uje rozestupy od ostatního letového provozu.

Ty zajiš uje ídící letového provozu. Rozestupy od p ekážek zajiš uje velitel letadla. Pravidla pro lety VFR i IFR jsou specifikovány v p edpise L – 2.

4.3 Požadavky p edpisu EU - OPS Letoun bude provozován za podmínek IFR a v noci s jedním pilotem na palub . Pro tento p ípad je p edpisem dán seznam p ístroj , které musí být na palub . Konkrétn podle ásti EU – OPS 1.652. Jejich zástavba je pak ešena p edpisem CS 23.

9

Tab. 2: Seznam požadovaných p ístroj Po et P ístroj

Jeden pilot

Dva piloti

(do 5700 kg)

(do 5700 kg)

Magnetický kompas

1

1

Chronometr (p esné hodiny)

1

1

Citlivý barometrický výškom r

2

2

Rychlom rný systém s vyh ívanou Pitotovou trubicí

1

2

Variometr

1

2

1

2

Ukazatel letové polohy (um lý horizont)

1

2

Stabilizovaný ukazatel sm ru

1

2

Zatá kom r s ukazatelem skluzu nebo p ístroj pro koordinovanou zatá ku

4.4 Magnetický kompas Základní ukazatel sm ru používaný p i navigaci. M l by být dostate n vzdálen od kovových p edm t v letadle, m že být jimi totiž ovliv ován. Magnetka se vždy nastavuje k pólu vlivem zemského magnetického pole. M í chybn p i manévrech.

Obr. 4: Magnetický kompas [7]

4.5 Chronometr Chronometr slouží na palub letadla k m ení asu. Je d ležitý pro navigaci, nebo umož uje kontrolovat pr b h letu, dle letového plánu.

10

Obr. 5: Chronometr [8]

4.6 Teplom r vn jšího vzduchu Teplom r vn jšího vzduchu je d ležitý pro kontrolu námrazových podmínek, které mohou b hem letu nastat. Vzniklá námraza na Pitotov trubici by vedla k jejímu selhání, což je nebezpe ný stav.

Obr. 6: Teplom r vn jšího vzduchu [9]

4.7 Citlivý barometrický výškom r Jedná se o barometr. Nam ený statický tlak, který je p ivád n pitot – statickým systémem, p epo ítává dle matematického modelu standartní atmosféry a zobrazuje jej ve feetech. Je d ležité, aby výškom r byl nastaven na správnou referen ní hodnotu tlaku, v opa ném p ípad udává špatnou výšku. Dle EU – OPS 1.625 nemohou být použity výškom ry s bubínkovým ukazatelem ani s t íru i kovým ukazatelem.

11

Obr. 7: Výškom r [10]

4.8 Rychlom rný systém s vyh ívanou Pitotovou trubicí Rychlom r pracuje se statickým tlakem a celkovým tlakem, které jsou p ivád ny Pitot – statickým systémem. Je d ležité, aby byla zabezpe ena innost Pitot – statického systému. Vzhledem ke skute nosti, že letoun bude provozován za podmínek IFR, je pravd podobné jeho zamrzání. Z tohoto d vodu je pot eba Pitotovu trubici vyh ívat, aby se zabránilo tvorb námrazy na trubici.

Obr. 8: Rychlom r s vyzna enými rozsahy rychlostí pro r zné konfigurace [11]

12

Obr. 9: Schéma vyh ívání pitotovy trubice [12]

4.9 Variometr Variometr informuje pilota o vertikální rychlosti, ili o klesání i stoupání a to vychýlením ru i ky dol (klesání) nebo nahoru (stoupání). Stejn jako výškom r i variometr pracuje na principu zm ny tlaku – indikuje odchylku od konstantní hodnoty tlaku.

Obr. 10: Variometr [13]

4.10 Zatá kom r s ukazatelem skluzu / p ístroj pro koordinovanou zatá ku Jedná se o gyroskopické p ístroje. Tyto dva p ístroje mají totožný úkol. Oba informují pilota o úhlové rychlosti zatá ení. Dopln ny pak jsou p í nými sklonom ry. Rozlišit je m žeme díky tomu, že zatá kom r má ve st edu ru i ku, která ve vzty ené poloze signalizuje nulovou polohu, koordinátor zatá ky má ve st edu symbol letadla.

13

Obr. 11: Zatá kom r [14]

Obr. 12: Koordinátor zatá ky [14]

4.11 Ukazatel letové polohy (um lý horizont) V p ípad , že pilot ztratí vizuální kontakt se skute ným horizontem, má k dispozici ukazatel letové polohy (tzv. um lý horizont). Jedná se o gyroskopický p ístroj, který dává pilotovi informaci o poloze v i skute nému horizontu bez ohledu na setrva né síly p sobící na letoun.

Obr. 13: Um lý horizont [15]

4. 12 Stabilizovaný ukazatel sm ru Gyroskopický p ístroj, který udává sm r letu. Výhodou sm rového setrva níku oproti magnetickému kompasu je to, že ukazuje správn i p i zatá kách s v tším náklonem. Nicmén b hem letu je pot ebné jej zkontrolovat a p ípadn opravit odchylku. Sm rový setrva ník se se izuje podle magnetického kompasu p i vodorovném letu.

14

Obr. 14: Sm rový setrva ník [16]

4.13 Autopilot V EU – OPS 1.655 je také stanoven požadavek na autopilota alespo

s režimem

automatického udržování výšky a kurzu. Jedná se o za ízení, které p i dlouhých letech pomáhá snížit úrove zatížení pilota. Autopilot vykonává n které innosti místo pilota, ímž zabra uje rychlému vy erpání sil pilota. Je propojen s gyroskopem a výškom rem.

15

Obr. 15: Schéma zapojení t íosého autopilota GFC 700 [17]

16

5. Požadavky p edpis na umíst ní p ístroj V Tab. 1 byly uvedeny hmotnosti jednotlivých letadel. Žádné z letadel nep ekro ilo MTOW = 2000 kg. M žeme tedy p edpokládat, že p ístrojové vybavení bude zabudováno do letadla, jehož hmotnost nep esáhne 2720 kg. Dle p edpisu pak není pot eba n které p ístroje zabudovávat. Dalším kritériem je jedno pilotní provoz, tím op t nemusíme zdvojovat p ístroje.

5.1 Požadavky dle CS 23.1321 (a) Každý letový a naviga ní p ístroj a p ístroj pohonné jednotky používaný kterýmkoliv pilotem b hem vzletu, po áte ního stoupání, kone ného p iblížení a p istání musí být umíst n tak, aby kterýkoliv pilot sedící za ízením mohl sledovat dráhu letu letadla a uvedené p ístroje s minimálním pohybem hlavy a o í. P ístroje pohonné jednotky pro tyto letové podmínky jsou ty, které jsou pot ebné pro ízení výkonu v rámci omezení stanovených pro pohonné jednotky. (b) U každého dvoumotorového letounu musí být totožné p ístroje pohonné soustavy umíst ny tak, aby bylo zabrán no zám n , který p ístroj pat í ke kterému motoru. (c) Vibrace p ístrojové desky nesmí být p í inou poškození nebo snížení p esnosti kteréhokoliv p ístroje. (d) U každého letounu musí letové p ístroje požadované dle CS 23.1303, a pokud je to použitelné, dle provozních p edpis

být seskupeny na p ístrojové desce a soust ed ny co možná

nejblíže vertikální roviny v ose zorného pole pilota ve sm ru letu. Krom toho: (1) P ístroj, který nejefektivn ji udává polohu letounu, musí být umíst n uprost ed horní ásti p ístrojové desky; (2) P ístroj, který nejefektivn ji udává rychlost letu, musí být umíst n vlevo t sn vedle p ístroje, který je naho e uprost ed; (3) P ístroj, který nejefektivn ji udává nadmo skou výšku letu, musí být umíst n vpravo t sn vedle p ístroje, který je naho e uprost ed; a

17

(4) P ístroj, který nejefektivn ji udává sm r letu a je jiný než ukazatel magnetického kurzu požadovaný podle CS 23.1303 (c), musí být umíst n t sn pod p ístrojem, který je naho e uprost ed. (5) Pro vyhov ní pododstavc m (d)(1) až (d)(4) mohou být použity ukazatele s elektronickou zobrazovací jednotkou, pokud jsou jejich zobrazovací jednotky vyhovují požadavk m CS 23.1311

Dle výše uvedeného p edpisu vypadá umíst ní p ístroj následovn . Ukazatel letové polohy je umíst n p ímo uprost ed p ístrojové desky. Po jeho pravé stran

se nachází

výškom r, na levé stran pak rychlom r. Níže je umíst n sm rový setrva ník. Po jeho pravé stran se nachází variometr a po levé koordinátor zatá ky. Magnetický kompas je umíst n tak, aby co nejmén podléhal vliv m kovových ástí letadla. Znázorn ní je provedeno na Obr. 12.

Obr. 16: Analogové vybavení letadla [18]

Jak bylo uvedeno výše, analogové p ístroje jsou již pomalu na ústupu a do kokpit letadel jsou instalovány glass kokpity. Tudíž výše popsané uspo ádání již neodpovídá sou asnému stavu používaných technologií. Požadavky na zástavbu elektronických zobrazovacích jednotek se zabývá p edpis CS 23.1311

18

5.2 Požadavky systém

s elektronickými zobrazovacími jednotkami dle CS

23.1311 (a) Ukazatele s elektronickou zobrazovací jednotkou v etn takových, u nichž je odd lení a nezávislost p ístrojových systém pohonné jednotky nepraktické, musí: (1) Spl ovat požadavky na uspo ádání a viditelnost dle CS 23.1321; (2) Být snadno itelné p i všech možných zp sobech osv tlení vyskytujících se v kabin v etn p ímého osv tlení slune ním svitem, s uvážením p edpokládané úrovn jasu elektronické zobrazovací jednotky na konci efektivní doby životnosti ukazatele. Specifická omezení efektivní doby životnosti zobrazovacího systému musí být uvedena v instrukcích pro zachování letové zp sobilosti dle požadavk CS 23.1529; (3) Nebránit primárnímu zobrazení polohy, rychlosti letu, nadmo ské výšky nebo parametr pohonné jednotky pot ebných pro každého pilota, aby udržoval výkon ve stanovených mezích v každém normálním provozním režimu. (4) Nebránit primárnímu zobrazení parametr motoru pot ebných pro každého pilota, aby správn nastavil nebo sledoval parametry v provozním režimu spoušt ní motoru. (5) Mít nezávislý ukazatel magnetického kurzu a nezávislý sekundární mechanický 6. výškom r, ukazatel rychlosti letu, ukazatel magnetického kurzu, ukazatel polohy nebo 7. samostatné elektronické zobrazovací jednotky pro výškom r, rychlom r a ukazatel 8. polohy, které jsou nezávislé na primárním systému elektrického napájení letounu. Tyto 9. sekundární p ístroje mohou být zastav ny na palubní desce mimo primární polohy

19

6. P ehled vybraných ešení V sou asné dob jsou na trhu dostupná mnohá ešení. Existují výrobky, které se ozna ují jako tzv. retro – fity. Jsou ur eny k zástavb

do letadel vybavených ješt

analogovými p ístroji (p .: firma Aspen avionics), staršími verzemi glass kokpit nebo jako alternativa k továrnímu vybavení. Z této kategorie jsou ve vý tu uvedeny systémy Avidyne Entegra R9 a SmartDeck spole nsoti Esterline CMC Electronic. Druhou kategorií jsou ešení, která jsou ur ena jen výrobc m letadel, a není možné je koupit k p estavb staršího vybavení. V t chto p ípadech není ani zve ej ována jejich cena. Ve vý tu jsou uvedena dv

ešení spole nosti Garmin – G1000 a G2000.

5.1 Garmin G1000 Tento systém vyvinula a vyrábí americká spole nost Garmin. Spole nost Garmin je pr kopníkem na poli glass kokpit a udává sm r, kterým se vývoj glass kokpit ubírá. Toto ešení se do kalo velké obliby, a jak je patrné z Tab. 1, nachází se ve v tšin letadel dané kategorie. Tento systém je dodáván pouze výrobc m letadel, nejedná se tedy o retro – fit. Koncipován je jako LRU – Line Replaceable Unit. Tato koncepce umož uje provád t údržbu a vým nu jednotlivých prvk modulárn a tím snížit možnost vzniku chyby vlivem údržby a udržovat tak systém na nejnov jších technologiích. Software je aktualizován SD kartou.

Systém zahrnuje: LCD displeje - GDU 1042/1044 MFD - GDU 1040 PFD - úhlop í ka: 10,4“ - LCD monitory jsou spojeny High-Speed Data Bus (HSDB) ethernetovým spojením - každý LCD displej je spojen také s integrovanou avionickou jednotkou (IAU) – op t ethernetovým spojením

GMA 1347 Digitální audio panel - dva NAV/COM vysíla e o výkonu 16 watt - zahrnuje ovlada e 3x COM, 2x NAV, TEL, AUX, MKR, DME, ADF - komunikuje s IAU skrze RS-232 digitální rozhraní

20

GCU 476 Kontrolní jednotka - zajiš uje ovládání MFD a PFD a lad ní rádia - spojen s MFD a PFD skrze digitální rozhraní RS-232

GIA 63/63W Integrovaná avionická jednotka (IAU) - slouží jako hlavní komunika ní hub, spojení všech LRU s PFD. -zahrnuje

GPS

p ijíma ,

VHF

p ijíma

a

COM/NAV/GS/LOC

p ijíma e,

mikroprocesory pro systémovou integraci. - zahrnuje zdvojený GPS WAAS p ijíma pro IFR let po trati a p iblížení. - s displeji je spojen skrze HSDB - jednotlivé jednotky IAU nejsou spárovány a nekomunikují spolu navzájem.

GDC 74A Po íta letových dat (ADC) - zpracovává data z pitot-statického systému a ze senzoru pro m ení teploty vn jšího vzduchu (OAT senzor). - poskytuje údaje o tlakové výšce, vzdušné rychlosti, vertikální rychlosti, údaje z OAT, rychlost a sm r v tru. - komunikuje s primární IAU, displeji a AHRS skrze digitální rozhraní ARINC 429

GEA 71 Motorová/Draková jednotka - shromaž uje a zpracovává signály z motoru a drakových senzor . - s IAU komunikuje skrze digitální rozhraní RS-485

GRS 77 Referen ní systém pro polohu a kurz (AHRS) - poskytuje údaje o poloze a kurzu – skrze ARINC 429 do obou displej a primárního IAU. - zahrnuje pokro ilé senzory (zahrnující akcelerometry a rate sensors) - je spojena s magnetometrem k získání informací o magnetickém poli. - je spojena s ADC k získání letových dat. - je spojena s ob ma IAU k získání GPS informace.

GMU 44 Magnetometr - m í místní magnetické pole a posílá data do AHRS ke zpracování a ur ení magnetického kurzu letadla 21

- napájen je p ímo z AHRS a komunikuje s ní skrze digitální rozhraní RS-485

GDL 69A Data linkový p ijíma - poskytuje informace o aktuálním po así a p ijímá satelitní vysílání rádia - využívá družice spole nosti SiriusXM - spojen s MFD skrze HSDB

GTX 33 Odpovída módu S - odpovída umož uje vysílat kódy A, C a S - pln integrován s TIS (Traffic Information System) - komunikuje s IAU skrze digitální rozhraní RS-232

GFC 700 Autopilot -

dvouosý autopilot (možnost t íosé volby)

-

založen na AHRS

-

ochrana p ed p ekro ení kritické rychlosti, mód zm ny letové hladiny, navigace VNAV po trati, tlumení kmitání trimu, mód nouzového sestupu

-

schopen udržovat polohu, výšku rychlost, vertikální rychlost a kurz

-

automatizovány procedury vzletu a Go-Around

22

Obr. 17: Schéma zapojení G1000 [19]

5.3 Garmin G2000 Garmin G2000 je nejnov jším po inem spole nosti Garmin pro výkonné pístové letouny. V tšina hardwarového vybavení je shodná s G1000. Rozdíl spo ívá ve zdvojení po íta e letových dat (GDC 74A) a referen ního systému pro polohu a kurz (GRS 77). To vede ke zvýšení bezpe nosti, v p ípad poruchy jednoho, je možné p epnout na druhý. 23

Rozdílný je dotykový kontrolní panel a použité LCD displeje. Novinkou je také ESP (Electronic Stability and Protection). Systém, který kontroluje polohu letadla a v p ípad nebezpe í (pádu, p ekro ení kritické rychlosti apod.) dokáže letoun vyrovnat, aniž by byl zapnut autopilot.

Systém zahrnuje: LCD displeje -

dva GDU 1400

-

úhlop í ka: 14“

-

vysoké rozlišení

Obr. 18: PFD a MFD displej G2000 [20]

GTC 570 Dotykový kontrolní panel -

úhlop í ka: 5,7“

-

vysoké rozlišení

-

využívá infra ervenou technologii (použití možné i s rukavicemi)

-

mechanické ovlada e slouží k ovládání NAV/COM, listování v check listech apod.

24

Obr. 19: Dotykový kontrolní panel GTC 570 [21]

GCU 275 Kontrolní panel PFD -

využíván p edevším v situacích, kde není možno spolehliv využít dotykový kontrolní panel

-

využívá infra ervené technologie, je tedy možné použití rukavic

GTS – 800 Traffic advisory system -

systém pro sledování letového provozu

-

data získává pomocí ADS-B

-

spolupracuje s odpovída em

GMC 720 Autopilot -

mimo standartních funkcí, které jsou shodné s GFC 700, zabudována je také funkce ESP

5.2 Avidyne Entegra R9 Americká spole nost Avidyne je druhým nejznám jším výrobcem integrované avioniky. V sou asné dob je rovnocenným soupe em spole nosti Garmin. Stejn jako G1000 je Entegra koncipována jako LRU. Entegra je nabízena i jako tzv.: retro – fit. Nalézt jej 25

m žeme na letounech Cirrus SR22, Piper Matrix, EXTRA EA-500. Aktualizace softwaru je zajišt na USB portem. Níže popsaný systém je již devátou vývojovou adou, která p inesla mnohá vylepšení. Použitím zdvojené sb rnice je zabrán no kaskádovitému selhání, kdy jedna chyba nezp sobí pád dalších systém . Zdvojené FMS poskytuje automatickou zálohu a použití dvou ADAHRS umož uje automatické p epínání v p ípad poruchy a to bez ztráty jakékoli funkce. Spojení LCD displej a FMS je zajišt no skrze ARINC 653.

Systém zahrnuje: IFD5000 Integrované letové displeje -

zahrnuje ADAHRS a magnetometr

-

duální digitální DVX740 VHF NAV/COM rádio – výkon 16 Watt, schopné p ijímat až na 4 kanálech (VHF komunikace, LOC, GL, VOR)

-

duální WAAS GPS – specifikace WAAS Gamma 3 GPS722 - GPS p ijíma

-

FMS900W – umož uje WAAS p iblížení, podporuje navigaci po letových cestách, umož uje zobrazit publikované p íletové trat a odletové trat

-

vysoké rozlišení

-

úhlop í ka: 10,4“

Obr. 20: PFD a MFD (IFD5000) [22]

PS Engineering PMA8000B Audio panel -

zahrnuje nahrávací systém interkomu – umož uje op tovné p ehrávání zpráv, které pilot mohl p eslechnout

-

9 vstup : 2 vysíla e (COM 1,2) a 6 p ijíma

(NAV 1, NAV 2, ADF, DME, MKR,

AUX )

26

-

p ipojení telefonu, p enosného hudebního p ehráva e a hlasového výstražného za ízení p es 2,5mm konektor

-

IntelliVoxR Automatický VOX interkom – hlasov aktivovaný systém interkomu

Obr. 21: Ovládací panel audia [22]

ACD215 FMS Kontrolní jednotka -

zahrnuje základní kontrolní tla ítka pro rádia a FMS

Obr. 22: ACD215 FMS [22] ADAHRS -

sou ást PFD

-

využívá t íosý gyroskop

-

akcelerometr kombinovaný s magnetometrem (nahrazují tradi ní vertikální a sm rové setrva níky)

-

poskytuje data o klopení, klon ní a kurzu se spolehlivostí daleko p evyšující mechanické gyroskopy

-

spojen s pitot-statickým systémem

MLB700 -

datalink k p íjmu dat ze sít satelit Sirius/WSI 27

-

v základní konfiguraci poskytuje NOWrad, grafický a textové zprávy METAR, TAFy, do asná letová omezení (TFR), výstrahy p ed výskytem blesk – základní verze za 29,99 dolar /m sí n

-

zahrnuje dálkové ovládání, které umož uje ovládat audio zábavní systém z kteréhokoli sedadla v letounu.

Obr. 23: Schéma zapojení MLB700 [23]

Becker BXP6402 -

odpovída módu S

-

výkon 150W

-

ur en to výšek až 15 000 ft

DFC100 Digitální autopilot -

využívá dva ADAHRS (v p ípad poruchy jednoho, p epíná na druhé ADAHRS)

-

Flight director (FD),

-

schopen udržovat polohu, výšku rychlost, vertikální rychlost a kurz, navigace (NAV, LOC/GS, GPSS)

-

podporuje FMS VectorsTM

-

Flight envelope protection – autopilot poskytuje sluchové a vizuální výstrahy a aktivn

zasahuje do ízení (pomocí servomechanism ), aby zabránil pádu nebo

p ekro ení kritické rychlosti (pokud je autopilot zapnut).

28

-

Full-time flight envelope alerting – sluchové a vizuální výstrahy pokud se letoun blíží k pádové rychlosti nebo naopak kritické rychlosti v p ípad , že je Flight Director vypnut

-

Straight and Level – dokáže vyrovnat letoun, pokud se dostane do nestandartního režimu

-

Flap position awareness – zpracovává informace o poloze klapek a vypo ítává pádovou rychlost v dané konfiguraci letu, ímž zabra uje pádu letounu

Obr. 24: Ovládací panel autopilota [24] 5.3 SmartDeck P vodn tento systém vyvíjela spole nost L3 Avionics Systems. Spole nost Esterline CMC Electronic se do tohoto projektu zapojila v roce 2010. V sou asnosti je to jeden ze systém , který má výrazn v tší displeje. Umož uje zobrazení historie chodu motoru (teplotu oleje, tlak oleje a otá ky za minutu) – zobrazuje p edcházejících 10min. Aktualizace softwaru je ešeno p es SD kartu. Tento systém m žeme nalézt v letounech Cirrus SR 22, Co50 Valkyrie a EV-55 Outback.

Skládá se z: LCD displeje -

12,1“

-

PFD, MFD

-

vysoké rozlišení

29

Obr. 25: PFD, ovlada displej , MFD [25]

CCU Centrální jednotka ídícího panelu -

obrazovku má o rozm rech 4“ x 5,25“

-

slouží k zadávání dat letového plánu

-

disponuje informacemi o letišti

-

slouží k zadávání NAV/COM frekvencí a kód odpovída e

-

je také schopné automaticky zm nit frekvenci podle toho, která je pot eba (pokud jsou data uvedena v letovém plánu)

-

zahrnuje magnetometr

-

dvojité GPS

-

odpovída módu S

Obr. 26: Displej CCU [25]

30

Audio panel -

VHF COM1, COM2, stereo interkom s dvojitými nezávislými vstupy, a p ijíma rádiových signál náv stidel

Obr. 27: Ovládací panel audia [25] ADHRS -

využívá pitot-statický systém, zabudované akcelerometry a rate senzory

-

poskytuje údaje 6 – ti základním p ístroj m

-

zdvojený systém (v p ípad selhání jednoho je k dispozici druhý)

S-TEC Intelliflight 1950 DFCS -

dvouosý autopilot s FD

-

ovládání je umíst no na CCU

-

schopen udržovat polohu, výšku rychlost, vertikální rychlost a kurz, navigace (NAV, LOC/GS, GPSS, VOR), mód pro p iblížení na p istání po zp tném kurzu, automatizované p iblížení na p istání a Go-Around

-

pokud je autopilot zapnut, systém zvládne p ístrojové p iblížení

5.4 Volba ešení Výb r vhodného ešení je z ásti závislý na cen systému. Cena glass kokpitu totiž p edstavuje nezanedbatelnou položku v cen letounu. Ceny G1000 a G2000 není možné zjistit, protože ani autorizovaným distributor m nejsou ceny sd lovány. Ty jsou poskytovány pouze výrobc m letadel. Vzhledem k tomuto faktu je vhodné ešení vybráno na základ následujících kritérií. První kritériem je perspektiva do budoucnosti. Jestliže je systém vybudován jako LRU, je zajišt na snadná modernizace a údržba jednotlivých komponent. Druhým kritériem je spolehlivost systému. Ta je zvýšena v p ípad instalace druhého AHRS. T etím kritériem jsou vlastnosti LCD displej . Displeje s v tší úhlop í kou jsou schopné zobrazit informace p ehledn ji a sou asn doplnit o jiné údaje (nap .: mapy, plánky). A to vše na jednom displeji.

31

Tab. 3: Srovnání systém G1000

G2000

Entegra R9

SmartDeck

Rok uvedení

2004

2011

2010

2012

Dual AHRS

Ne

Ano

Ne

Ano

LRU

Ano

Ano

Ano

Ano

Rozd lený MFD

Ne

Ano

Ne

Ne

10,4"

14"

10,4"

12,1“

Úhlop í ky MFD a PFD

V úvahu je pot eba také vzít prodejní strategii výrobce letadel. Letectví je sice trhem globálním, ale výrobce vždy cílí na ur itou skupinu potencionálních zákazník . V rámci této práce jsou navrženy dva ešení. Jedno pro zákazníky, pro které cena není prioritní a druhé pro zákazníky, kte í požadují nejmodern jší systém, ale významným argumentem je cena letounu. S ohledem na výše zmín ná kritéria jsou vybrány dva systémy – G2000 a SmartDeck. Prvním navrženým ešení je G2000 spole n s elektronickým záložním p ístrojem ESI-1000. Nevýhodou je možnost výskytu problém

s novou technologií dotykového displeje –

p edevším jeho ovládání v turbulenci m že zp sobit v praxi problémy. Naopak výhodou m že být fakt, že G1000 a G2000 jsou si velice podobné a nem l by nastat problém v p ípad p eškolení. Výhodou jsou také velké 14“ displeje. Na MFD je možné zobrazit zárove dva podklady (nap .: mapu a informaci o po así). P estože nejsou známy konkrétní ceny jednotlivých ešení, dá se p edpokládat, že G2000 bude dražší. A to p edevším díky použití displej s nejv tšími úhlop í kami a zabudováním dotykového ovládacího panelu, dopln ním o ESI-1000 cena ješt vzroste. Udávaná cena je 12 289 dolar [26]. Takto vybavené letadlo bude sice velice drahé, ale své zákazníky, najde v adách t ch, kte í preferují nejnov jší technologie, za které jsou ochotni p iplatit. Druhým navrženým ešením je SmartDeck dopln n o záložní analogové p ístroje. Nevýhodou je v tší množství mechanických ovlada , nicmén i zde je využita centrální kontrolní jednotka, která slouží k zadávání informací do palubního po íta e. Je uživatelsky p ív tivý. Jeho Slip-Skid indikátor zobrazuje kuli ku, která se více podobá tradi nímu zatá kom ru i koordinátoru zatá ek. To je výhoda pro piloty, kte í jsou zvyklí na analogové p ístroje. Cílovou skupinou pro takto vybavený letoun by mohly být letecké školy, privátní lete tí dopravci a zájemci, pro které je výrazným argumentem cena letounu. Oproti G2000 m žeme p edpokládat nižší cenu, p edevším díky použitým technologiím. Cenu ani výrazn nezvýší záložní p ístroje jako je tomu u ESI-1000. Cena analogových záložních p ístroj se udává zhruba 3700 dolar [26]. 32

7. Návrh p ístrojové desky P i návrhu uspo ádání p ístrojové desky je nutné umístit p ístroje v souladu s požadavky p edpis uvedených v kapitole 5. Dále je vhodné provést porovnání ešení již existujících letoun . V tomto p ípad to byly p edevším tyto typy: Cessna 350/400, Cirrus SR-22, Pipistrel Panthera, Cobham Co50 Valkyrie. Byly zjišt ny ur ité podobnosti. P edevším se jedná o vyosení LCD displej

od st edu palubní desky sm rem k pilotovi

(doleva) u letounu Cessna 350/400 a SR-22. Toto ešení umož uje pilotovi dobrý p ehled o všech zobrazovaných údajích. Dalších spole ným znakem je umíst ní kontrolního panelu. Ten se nachází u v tšiny letoun na st edovém panelu. Tato poloha umož uje pohodlný p ístup pilota bez nutnosti v tších pohyb . Na st edovém panelu jsou pak také umíst ny páky pro ovládání motoru a vrtule, p epínaní palivových nádrží, reostaty pro ovládání osv tlení v kabin a audio vstupy/výstupy. V horní ásti st edového panelu jsou umíst ny páky pro ovládání podvozku a páka pro ovládání vztlakových klapek. Spína e jsou umíst ny p ed pilotem a to tak, aby k nim m l pohodlný p ístup a jednoduchým pohybem ruky mohl ovládat tzv.: „MASTER SWITCH“, sloužící k odpojení elektrické soustavy v p ípad havárie. Pro návrh jsem vybral dva integrované systémy G2000 a SmartDeck. Oba systémy jsou si velice podobné, ale p esto jsou v jejich zástavb drobné odlišnosti.

Obr. 28: Vizualizace p ístrojových desek SmartDeck a G2000 v Inventoru

33

6.1 G2000 Dominantní jsou dva LCD displeje s úhlop í kou 14“, které zabírají v tšinu palubní desky. Místo klasických analogových záložních p ístroj

je použit elektronický záložní

p ístroj ESI -1000 spole nosti L3. Ovládací panel autopilota spole n se záložním ovládacím panelem PFD a „REVERSION“ tla ítkem, které slouží k p epínání mezi PFD a MFD, je umíst n nad LCD displeji na vystouplém panelu v horní ásti p ístrojové desky. Toto ešení je podobnému u velkých dopravních letadel a umož uje snadné zadávání dat autopilotovi, aniž by musel pilot sklonit hlavu. Nenachází se zde žádná sv tla ur ená pro varování posádky. Ty jsou integrován v rámci systému G2000 a p ípadné varování se objeví na PFD. Panel s pojistkami v tomto p ípad není umíst n na p ístrojové desce, ale je na boku st edového panelu, tudíž na obrázcích není ani znázorn n. K tomuto ešení je v p íloze p ipojen výkres. 1

7

2

8

3

9

4

10

11

6

5

12

13

14

Obr. 29: Popis G2000

34

1 – ESI-1000 2 – PFD 3 – Záložní kontrolní panel PFD 4 – Magnetický kompas 5 – Ovládací panel autopilota 6 – MFD 7– Zapalování 8 – Master switch 9 – Panel se spína i 10 – Ovládací páka podvozku 11 – Páky ovládání motoru a vrtule 12 – P epína palivových nádrží 13 – Dotykový kontrolní panel 14 – Ovláda nastavení klapek

6.2 SmartDeck I v tomto p ípad dominují palubní desce dva LCD displeje s úhlop í kou 12,1“. Ty jsou od sebe odd leny ovládacím panelem. Místo panelu, kde byly v p edcházejícím p ípad umíst ny kontrolní panely autopilota a záložního ovládacího panelu, jsou umíst ny záložní analogové p ístroje spole n s výstražnými sv tly. Výhodou oproti ESI – 1000 je výrazn nižší cena. Na st edovém panelu je umíst na centrální jednotka ídícího panelu spole n s ovlada em autopilota a audio panelem.

35

7

8

3

2

1

9

10

11

4

5

12

13

6

14

15

16

17

18

Obr. 30: Popis SmartDeck 1 – PFD

9 – Panel se spína i

17 - MFD

2 – Výstražná sv tla

10 – Ovlada displej

18 – Panel jisti

3 – Rychlom r

11 – Ovládací páka podvozku

4 – Um lý horizont

12 – Páky ovládání motoru a vrtule

5 – Magnetický kompas

13 – P epína palivových nádrží

6 – Výškom r

14 – Audio panel

7 – Zapalování

15 – Centrální jednotka ovládacího panelu

8 – Master switch

16 – Ovládání nastavení klapek

36

8. FMEA Analýza zp sob

a d sledk

poruchových stav . Nejprve byla využívána pro

kosmické aplikace v NASA, konkrétn v programu Apollo. Dnes pat í k nejpoužívan jším metodám, které se v oblasti spolehlivosti používají a to nejen v letectví. Analýza má t í základní vlastnosti:

• strukturovaná – umož uje snadné další využití, zajiš uje to, že analýza bude provedena systematicky a snižuje riziko opomenutí n kterých prvk

i poruchových

stav •

kvalitativní – neobsahuje íselné údaje, uvádí jen kvalitativní hodnocení významnosti poruch (FMEA rozší ena o odhad kriti nosti d sledk poruch a pravd podobnosti jejich nastoupení, je ozna ována jako FMECA)

•

induktivní – je provád na od nejnižší úrovn systému k vyšší úrovni

FMEA slouží k analýze zp sob poruch systém , jejich d sledk a p í in. Mimo jiné také prokazuje, že selhání jednoho prvku nemá katastrofické d sledky a pravd podobnosti selhání jsou v souladu s jejich d sledky. Tím, že umož uje ur it kritické poruchové stavy a jejich d sledky ješt p ed samotnou realizací návrhu, je používána hlavn v období návrhu a vývoje. Tím umožní p edcházet problém m s nespolehlivostí systému, které by se jinak vyskytly v pozd jších fázích. U prvk na nižší úrovni systému ur uje, jaké d sledky m že mít selhání pro vyšší úrovn a to na všech úrovních. Výsledky analýzy jsou využity k návrhu konkrétních ešení pro nep ípustné d sledky. D sledky jsou porovnávány s požadavky p edpis dle kvalitativního hodnocení uvedených v Tab. 4 (zobrazena je jen ást tabulky platná pro T ídu 1, protože ešený letoun je ty místný s jedním motorem a s hmotností nep esahující 6000 lb (2722 kg)).

37

Tab. 4: P ípustné pravd podobnosti pro T ídu 1 [26] Klasifikace poruchových stav

Bez vlivu na bezpe nost

Nezávažné (MIN)

Závažné (MAJ)

D sledek pro letadlo

Žádný d sledek pro provozní schopnosti a bezpe nost

Mírné snížení funk ních schopností nebo rezerv bezpe nosti

D sledek pro cestující

Nepohodlí pro cestující

Fyzické potíže pro cestující

Výrazné snížení funk ních schopností nebo rezerv bezpe nosti Fyzické strádání u cestujících v etn možných zran ní

Nebezpe né (HAZ)

Katastrofické (CAT)

Velké snížení funk ních schopností nebo rezerv bezpe nosti

B žne zahrnuje zkázu trupu

Vážné nebo N kolikanásob smrtelné né smrtelné zran ní jednoho zran ní cestujícího cestujícího

Mírný Fyzické nár st strádání nebo pracovního Fyzické nadm rné zatížení potíže nebo pracovní D sledek pro Bez d sledk pro posádky zna ný nár st zatížení letovou letovou posádku nebo pracovní posádky posádku použití zát že narušuje nouzových schopnost plnit postup úkoly Rozd lení letadel T ída 1 (Typicky SRE pod 6000 lb./ )

Smrtelné zran ní nebo zbavení zp sobilosti

P ípustné pravd podobnosti (za 1 letovou hodinu) Žádná požadovaná pravd podobnost

< 10- 3

< 10- 4

< 10- 5

< 10- 6

V moderních letounech se stále vice uplat ují po íta e, a proto je nutné definovat požadovaný stupe softwaru. Tab XX udává vztah mezi klasifikací poruchových stav a požadovaným stupn m softwaru.

Tab. 5: Úrovn softwaru [27] Klasifikace poruchových stav

Požadovaný stupe softwaru

CATASTHROPIC HAZARDOUS MAJOR MINOR Bez vlivu na bezpe nost

A B C D E

Tab.: Vztah klasifikace poruchových stav a požadovaný stupe softwaru [27] 38

Struktura tabulky, do které má být analýza zaznamenána je definována v normách ARP 4761 a SN EN 60812. Tato struktura není závazná a její obsah a uspo ádání je možno m nit dle specifických pot eb. Nicmén struktura má být taková, aby zajistila:

•

systematický, p esný a jednotný postup pro pochopení funkcí systému

•

identifikaci všech potenciáln možných poruch – v p ípad katastrofických d sledk vést k p epracování návrhu

•

stanovení požadavk na zvýšení spolehlivosti kritických prvk a alternativních ešení

•

umožnila identifikaci nedostatk ješt ve stádiu návrhu

V této práci byla zvolena následující struktura:

Tab. 5: Struktura FMEA 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Ozna ení prvku

Název prvku

Popis funkce

Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Intenzita poruchy

Hodnocení d sledku poruchy

Do analýzy byly zahrnuty všechny komponenty systému Garmin G2000 dle rozboru systému provedeném v kapitole 5. Uvažovány jsou dva možné stavy jednotlivých komponent systému (považujeme jej tedy za dvoustavový):

•

bu je zcela mimo provoz,

•

nebo poskytuje chybné informace a data

Odhady intenzity poruch byly ur eny dle databází SPIDR, RIAC, produktových katalog spole nosti a z jejich instala ních manuál . V p íloze je uvedena kompletní tabulka se zdroji údaj (jak pro hardware, tak pro software), uveden je také zvolený prvek z databáze a místo instalace. Níže jsou uvedeny jen komponenty, které byly hodnoceny stupn m „MAJOR“. Vyšší stupe hodnocení se v analýze nevyskytl. Kompletní analýza se nachází v p íloze. P i analýze p edpokládáme nejhorší možné podmínky, které mohou za letu nastat. Tedy v podmínkách IFR a jeho fázích a ve složitých meteorologických podmínkách (nap .: v námrazových 39

podmínkách), protože v t chto podmínkách je pilot zcela závislý na p ístrojovém vybavení letounu. VFR lety nejsou uvažovány, protože se p edpokládá v tší kriti nost než je tomu u IFR letu.

7.1 Analýza FMEA pro PFD Tab. 6: Analýza FMEA pro PFD Ozna ení Název prvku prvku

Popis funkce

Zp sob poruchy Ztráta zobrazení informací o poloze letounu v prostoru Ztráta zobrazení informace o výšce letu

1

PFD GDU 1400

Ztráta zobrazení informací o aktuální rychlosti letu

D sledek poruchy

Hodnocen í d sledku poruchy

1,19 x10-6 SDAL=B

MAJ

Pilot je nucen použít nouzové postupy, pot ebné informace pilot ode ítá ze záložních p ístroj , podle kterých dokon í let, na PFD se p íslušné oblasti p eškrtnou erveným k ížem

Zobrazení letových a naviga ních informací Zobrazení chybné informace o poloze v prostoru Zobrazení chybné informace o výšce letu

Intenzita poruchy

Pilot je nucen použít nouzové postupy, nesprávné indikace pilot zjistí porovnáváním se záložními p ístroji, podle nichž dokon í let

Zobrazení chybné informace o aktuální rychlosti letu

40

Tab. 7: P ehled zdroj Zdroj údaj Software

Hardware

Zvolený prvek

Produktový katalog Garmin [28]

Databáze RIAC [29]

LED Display

Místo instalace GB - pozemní instalace/ p epo et na AUA

Hodnocení intenzity poruch bylo z databáze RIAC uvedeno pro pozemní instalaci. Proto došlo k p epo tu dle [30] na AUA. Z výše uvedené tabulky je patrné, že v p ípad ztráty zobrazení n kterých ze t í základních informací (poloha v prostoru, výška letu, aktuální rychlost letu), mají stejné charakteristiky. Pilot je nucen vždy použít nouzové postupy, indikace o ztrát informací se na PFD projeví erveným k ížem v oblasti, kde se nachází p íslušná informace. V p ípad

zobrazení chybné informace pilot odhalí chybu pomocí

porovnávání s dalšími p ístroji na palub . Proto je pilot povinen p i IFR letech pravideln kontrolovat informace ze všech p ístroj , zda nedochází k odchylkám.

7.2 Analýza FMEA pro MFD Tab. 8: Analýza FMEA pro MFD Ozna ení Název prvku prvku

2

MFD GDU 1400

Popis funkce

Zp sob poruchy

Zobrazení motorových informací, Celkové mapových selhání podklad , plánk , MFD informací o po así, terénu a okolním provozu

D sledek poruchy

Pilot je nucen použít nouzové postupy, hodnoty ode ítá ze záložních p ístroj zobrazených na PFD

Intenzita poruchy


1,19 x10-6 SDAL=B

MAJ

Tab. 9: P ehled zdroj Zdroj údaj Software

Hardware


Databáze RIAC

V p ípad ,

že

dojde

[29]

Zvolený prvek

Místo instalace

LED Display

GB - pozemní instalace/p epo et na AUA

k celkovému

selhání

MFD,

dojde

k p epnutí

na

„REVERSIONARY“ mód. Ten sice zobrazí základní motorové údaje a zmenšenou verzi 41

letového plánu, ale n které další plány, mapky nezobrazí a pracovní zát ž pilota se zvýší. Stejn jako u PFD došlo k p epo tu dle [30].

7.3 Analýza FMEA pro ovládací panel autopilota Tab. 10: Analýza FMEA pro ovládací panel autopilota Ozna ení prvku

Název prvku

Popis funkce

Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Intenzita poruchy


Není možné odpojení autopilota, pilot silou autopilota p etla í a s námahou let dokon í/ není-li možné autopilota p etla it pak Ovládací Umož uje Neumož uje HAZARDOUS, pilot 2,74 x10-5 MAJ/HAZ panel nastavení vypnutí SDAL=B musí kontrolovat autopilota autopilota autopilota chování autopilota neustále, podle dalších p ístroj na palub , pilot svými vlastními smysly není schopen posoudit náklon letadla

3

Tab. 11: P ehled zdroj Zdroj údaj Zvolený prvek Software

Místo instalace

Hardware

Garmin 500W Databáze Installation Autopilot system RIAC [29] manual [31]

Autopilot je z hlediska hodnocení d sledk

AUA - vojenský úto ný letoun

nejrizikov jší a to v p ípad , že není

možné autopilota vypnout. V p edpise CS – 23.1329 jsou definovány požadavky na autopilota: Je-li zabudován systém autopilota, musí spl ovat následující požadavky: (a)

Každý systém musí být navržen tak, aby autopilot mohl: (1) Být rychle a spolehliv vypnut piloty, aby se zabránilo jeho rušivému p sobení na jejich ízení letounu; nebo (2) Být snadno p ekonán silou jednoho pilota, aby mu bylo umožn no ídit letoun.

Vzhledem k t mto požadavk m je hodnocení stanoveno jako „MAJOR“. Nicmén pokud by nebylo možné autopilota p etla it a vypnout, pak se jedná o hodnocení „HAZARDOUS“, tento scéná je však velice nepravd podobný.

42

7.4 Analýza FMEA pro ESI Tab. 12: Analýza FMEA pro ESI Ozna ení Název prvku prvku

19

ESI

Popis funkce

Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Intenzita poruchy


Zobrazuje záložní údaje o výšce, rychlosti a poloze v prostoru

Zobrazení chybných informací

Chybnou indikaci pilot zjistí porovnáváním s výškom rem na PFD, podle n hož dokon í let, m že však pilota zmást

3,7 x10-5 SDAL=A

MAJOR

Tab. 13: P ehled zdroj Zdroj údaj Software Sarasota Avionics International [26]

Zvolený prvek

Místo instalace

Flight Instruments

ARW - vrtulník

Hardware Databáze SPIDR

[30]

U záložního p ístroje bylo vyhodnoceno riziko zobrazení chybných informací jako nejv tší. V p ípad úplné ztráty funkce sice pilot nemá pot ebné informace, ale nenastává konflikt s informacemi na PFD, ale v p ípad chybných informací vzniká rozpor mezi PFD a ESI, který musí pilot ešit.

43

9. Výpo et kritické funkce Za kritickou funkci je považováno poskytování informací o výšce a rychlosti letu. D sledek ztráty informací o výšce a rychlosti letu je ozna ován stupn m „CATASTROPHIC“ (po ítá se i se ztrátou informací ze záložního p ístroje). Tudíž jsou ozna eny jako kritické. Všechny tyto prvky jsou zahrnuty do jednoho celku. Pro modelování funk ní poruchy jsou využity následující vztahy. Liší se podle azení na sériové a paralelní, to je nutné zohlednit p i výpo tu. •

Pro systém se sériovým azením (pro bezporuchovou funkci) platí: n

RS = ∏ Ri i =1

kde - RS je pravd podobnost správné funkce systému - Ri je pravd podobnost správné funkce jednotlivého prvku - n je po et prvk •

Pravd podobnost poruchy:

QS = 1 − RS n

QS = 1 − ∏ Ri i =1 n

QS = 1 − ∏ (1 − Qi ) i =1

kde - QS je pravd podobnost selhání systému - Qi je pravd podobnost selhání jednotlivého prvku

•

Obdobn pro systém s paralelním azením (pro bezporuchovou funkci) platí: n

R S = 1 − ∏ (1 − Ri )

- pravd podobnost správné funkce

i =1 n

QS = ∏ Qi

- pravd podobnost selhání (poruchy) systému

i =1

P i výpo tu je uvažováno, že chování prvk (komponent) podléhá exponenciálnímu rozd lení pravd podobnosti. Pro dosazení do vztah

pro výpo et pravd podobnosti

poruchy budou použity hodnoty intenzit pravd podobností λ. Vzhledem k tomu, že

44

p edpokládáme pr m rnou dobu letu letounu v trvání 1 hodiny, není t eba násobit hodnotu λ hodnotou vyjad ující dobu letu. Lze tedy napsat: Q = λ ⋅ ∆t = λ ⋅1 = λ

Uvedený vztah je b žn používaným zjednodušením. Omezení použití tohoto zjednodušení je na prvky o velmi vysoké úrovni spolehlivosti ( λ << 1 ). Tento požadavek je u použitých prvk spln n.

8.1 Vlastní výpo et: Na základ popisu systému G2000 a jednotlivých prvk jeho komponent uvedených v kapitole 5. Bylo vytvo eno blokové schéma, které sloužilo k modelaci funkce systému. Výpo et probíhal dle výše uvedených vztah . V tabulkách jsou uvedeny mezivýpo ty. Výsledná hodnota pravd podobnosti poruchového stavu je uvedena v tabulce Hlavní + záložní blok (ESI).

•

Blokové schéma:

ID

Název prvku

λ

1

PFD

1,90E-07

2

MFD

1,90E-07

Integrovaná avionická jednotka

2,61E-03

7, 8

12, 13 AHRS

1,96E-04

10, 11 Po íta letových dat

2,56E-04

19

ESI

3,70E-05

45

•

Výpo et bloku I: 10 11

Blok I Po íta letových dat Po íta letových dat

2,56E-04 2,56E-04

Pravd podobnost poruchového stavu: 6,55E-08 •

Výpo et bloku II: 12 13

Blok II AHRS AHRS

1,96E-04 1,96E-04


Výpo et bloku IV: Blok IV 7 1

•

Integrovaná avionická jednotka 2,61E-03 PFD 1,19E-07 Pravd podobnost poruchového stavu: 2,61E-03

Výpo et bloku V: Blok V 8 2

Integrovaná avionická jedotka MFD

2,61E-03 1,19E-07


Výpo et bloku III: Blok III Blok IV 2,16E-03 Blok V 2,61E-03 Pravd podobnost poruchového stavu: 5,64E-06

•

Hlavní blok: Hlavní blok Blok I 6,55E-08 Blok II 3,84E-08 Blok III 5,64E-06 Pravd podobnost poruchového stavu: 5,74E-06 46

•

Hlavní + záložní blok (ESI)

Hlavní + záložní blok (ESI) Hlavní blok 5,74E-06 ESI 3,70E-05 Pravd podobnost poruchového stavu: 2,12E-10 Z výsledku je patrné, že pravd podobnost poruchového stavu systému, který poskytuje informace o rychlosti a výšce letu je 2,12 x10-10. Tato hodnota je o ty i ády menší pravd podobnost výskytu poruchového stavu než požadují p edpisy pro kvalitativní hodnocení „CATASTROPHIC“, tudíž je prokázáno, že funkce zobrazení výšky letu a aktuální rychlosti letu spl uje požadavky p edpisu.

47

10. Záv r Práce za íná rozborem trhu kategorie

ty místných letoun . Celkem bylo

identifikováno 13 r zných typ letadel, které spadají do této kategorie. Všechny letouny uvedené ve druhé kapitole jsou vybaveny moderními glass kokpity a jediné analogové p ístroje na palubách jsou ty záložní (rychlom r, ukazatel letové polohy, výškom r). To však už pomalu p estává platit. U letoun , které jsou ve fázi návrhu, nebo ve fázi certifika ních zkoušek, je p edpokládáno zabudování elektronického záložního p ístroje. Konkrétn se jedná o typy Cessna Corvalis a Cobham Co50. Pipistrel Panthera ješt po ítá s analogovými. Glass kokpit byl navrhnut, aby co možná nejvíce snížil zát ž pilota integrací funkcí a jejich dalším zobrazováním. FAA p edpokládala m itelné zvýšení bezpe nosti, ke které však nedošlo. Bylo tedy nutné upravit požadavky pro výcvik pilot a pro údržbu systému, dle studie, kterou provedla FAA. Glass kokpit je charakteristický dv ma LCD displeji, které dominují na p ístrojové desce letounu. P ed pilotem se nachází primární letový displej (PFD) a druhý multifunk ní displej (MFD) je umíst n vpravo od PFD. Definice letu dle VFR a IFR je spole n s vý tem p ístroj nutných pro IFR lety uveden ve tvrté kapitole. Konkrétn jsou požadavky stanoveny v p edpise EU – OPS. V následující kapitole jsou pak uvedeny požadavky p edpis z hlediska zástavby. A to v p edpise CS 23.1321. Respektive CS 23.1321 pro elektronické zobrazovací jednotky. Hlavní ást práce tvo í kapitoly šest až osm. V šesté kapitole je uveden p ehled a popis nej ast ji používaných systém , které se na trhu vyskytují a jsou ur eny pro tuto kategorii letadel. Spole nost Garmin je jednozna n lídrem na poli integrovaných glass kokpit , uvedeny jsou však i další spole nosti (Avidyne a Esterline CMC Electronic). Protože cena n kterých systém není sd lována, k t mto údaj m májí p ístup jen výrobci letadel, je výb r vhodného ešení proveden na základ perspektivy do budoucnosti. To znamená, zda je systém vybudován jako LRU a je tudíž umožn na snadná údržba a modernizace. Dalším kritériem jsou zobrazovací jednotky a jejich schopnosti. Nejen velikost úhlop í ky, ale také možnosti zobrazení. T etím kritériem je spolehlivost. Ta se zvýší použitím druhého AHRS. Protože vybavení letounu je také dáno prodejní strategií daného výrobce letadla, jsou navrženy dv

ešení a to s ohledem na potencionální zákazníky. První

skupinu zákazník tvo í ti, kte í preferují nejnov jší technologie a jsou ochotni za ni p iplatit. Pro tuto skupinu je vybrán systém G2000 dopln n o elektronický záložní p ístroj ESI-1000. Druhou skupinu pak tvo í ti zákazníci, pro které je, mimo technologie, významným argumentem cena (nap . letecké školy, privátní letecké spole nosti). Pro tuto skupinu je vybrán systém SmartDeck dopln n o analogové záložní p ístroje. Toto rozd lení potencionálních zákazník je pouze orienta ní. Bylo by vhodné vypracovat marketingovou 48

studii, která by p esn ji specifikovala cílové zákazníky a tím umožnila zp esnit požadavky na vybavení letounu a jeho cenu. Samotný návrh uspo ádání p ístrojové desky je popsán v sedmé kapitole. Návrh uspo ádání byl vypracován s ohledem na požadavky p edpis uvedených v páté kapitole a na základ analýzy uspo ádání p ístrojových desek konkuren ních letoun . Popis je pak dopln n o vizualizaci v programu Inventor. Na konkrétní návrh vybavení navazuje analýza zp sob a d sledk poruchových stav (FMEA), která prokazuje, že selhání samostatného prvku nezp sobí katastrofickou událost a pravd podobnosti selhání jsou v souladu s jejich kvalitativním hodnocením. Systém byl brán jako dvoustavový – bu prvek nepracuje, nebo pracuje chybn . U PFD byly takto hodnoceny oba stavy stupn m „MAJOR“. U MFD byl hodnocen stupn m „MAJOR“ stav, kdy dojde k celkovému selhání. Ovládací panel autopilota má také klasifikaci „MAJOR“ a to v p ípad , že neumož uje vypnutí autopilota. To je však dáno požadavkem p edpisu CS 23.1339, který požaduje snadné vypnutí autopilota v jakékoliv situaci. V opa ném p ípad

by se jednalo o „HAZARDOUS“.

Posledním prvkem s hodnocením „MAJOR“ je elektronický záložní p ístroj v p ípad , že zobrazuje chybné informace. Ostatní prvky systému byly hodnoceny stupn m „MINOR“. Sou ástí zadání byl také výpo et kritické funkce G2000. Jako kritické funkce byly ur eny funkce zobrazení rychlosti a výšky. Pro let IFR je kompletní selhání t chto funkcí kategorizováno jako „CATASTROPHIC“, tudíž nep ijatelné.

Po sestavení blokových

schémat dle popisu systému uvedeném v šesté kapitole. Byly vypo ítány, dle vztah pro pravd podobnost poruchy, hodnoty pravd podobnosti ztráty funkce. Ve všech p ípadech bylo výpo tem potvrzeno, že pravd podobnost selhání je nižší než požadují p edpisy. A systém tedy spl uje požadavky.

49

11.Použitá literatura, použité zdroje: [1]

Obrázek VUT-100. Dostupný z: < www.evektoraircraft.aero >

[2]

General Aviation Manufacturers Association: General aviation Statistical Databook and Industry Outlook 2011.Washington, 2012. Dostupné z: < www.GAMA.aero >

[3]

NTSB: Introduction of Glass Cockpit Avionics into Light Aircraft – Safety Study. Washington, 2010. Dostupné z:

[4]

Garmin: G1000 Integrated flight deck, Cockpit reference guide. Olathe, 2011. Dostupné Z:

[5]

Obrázek MFD. Dostupný z:

[6]

Soldán, V.: Postupy pro lety podle p ístroj , ízení letového provozu. Praha, 2000S

[7]

Obrázek magnetický kompas. Dostupný z:

[8]

Obrázek chronometr. Dostupný z:

[9]

Obrázek teplom r vn jšího vzduchu. Dostupný z:

[10] Obrázek výškom ru. Dostupný z: [12] FAA: Instrument Flying Handbook. 2012. Dostupné z: [13] Obrázek variometr. Dostupný z: [14]

Obrázek zatá kom ru a koordinátoru zatá ky

[15] Obrázek um lý horizont. Dostupný z: [16] Obrázek sm rového setrva níku [17] Schéma zapojení t íosého autopilota GFC 700

50

[18] Obrázek analogové vybavení. Dosupný z: [19] Garmin: G1000 Integrated flight deck, Cockpit reference guide. Olathe, 2011. Dostupné Z: [20] Obrázek PFD a MFD displej G2000. Dostupný z: [21] Cessna, A Textron Company: CESSNA CORVALIS TTx INTRINZIC TM Flight Deck powered by Garminz. Dostupný z: [22] Obrázek PFD a MFD displej Entegra R9. Dostupný z: [23] Obrázek MLB700. Dostupný z: [24] DFC100, Integrated Flight Control System for R9-equipped Cirrus aircraft. 2010. Dostupný z: <www.avidyne.com> [25] Esterline, CMC Electronics: SmartDeck,Integrated Flight Controls and Display System, 2011. Dostupný z: <www.cmcelectronics.ca/smartdeck> [26] Sarasota Avionics International, on-line obchod.2013. Dostupný z: [26] Hlinka, J.: Spolehlivost letadlové techniky – P ednáška 1., Brno, 2013 [27] Marques, J.: Modification to Legacy Software Developed per DO-178B Level A: How to Organize Software Life Cycle Data for Software Approval in Aircraft Certification. Brazil, 2005. Dostupný z: < http://mtc-m18.sid.inpe.br/archive.cgi/sid.inpe.br/mtcm18/2011/04.08.17.09> [28] Garmin International, Inc.: Produck catalog. Olathe, 2009. [29] Reliability Information Analysis Center: RIAC AUTOMATED DATABOOK, Version 3.0.1, 2011. [30] System Reliability Center: Reliability Prediction Environmental Conversion Matrix. Rome, 2005. Dostupný z: [31] Garmin International, Inc.: 500W SERIES INSTALLATION MANUAL, GPS 500W and GNS TM 530W/530AW/TAWS. 2006. Dostupný z: 51

[32] Alion System Reliability Center: System and Part Integrated Data Resource (SPIDR). New York, 2013. [33] Meggitt Avionics: Magnetometer Heading Sensor (MHS), Fareham. 2011. [34] Sandia aerospace: SAC 7-35 Air Data Computer. Albuquerque. Dostupný z: [35] Sagem Avionics, Inc.: Technical Speicification Sagem PFD . US, 2006. Dostupné z:

52

12. Seznam zkratek Air Data, Attitude Heading Reference System

Letové data, referen ní systém pro polohu a kurz

Air Data Computer

Po íta letových dat

ADS-B

Automatic Dependent SurveillanceBroadcast

Vysíla pro automatický závislý p ehled

AHRS

Attitude Heading Reference System

Referen ní systém pro polohu a kurz

ARP

Aviation Recommended Practice

Doporu ený postup pro letectví

CCU

Central Control Unit

Centrální kontrolní jednotka

Certification Specifications

Certifika ní specifikace

ADAHRS ADC

CS SN

---

eské technické normy

DFCS

Digital Flight Control System

Digitální letový kontrolní systém

DME

Distance Measuring Equipment

Za ízení pro m ení vzdálenosti

European Geostationary Navigation Overlay Service

Evropská geostacionární naviga ní p ekryvná služba

ESI

Electronic Standby Instrument

Elektronický záložní p ístroj

ESP

Electronic Stability and Protection

Elektronicky ízená stabilita a ochrana

FMEA

Failure Mode and Effects Analysis

Analýza zp sob a d sledk poruchových stav

FMECA

Failure Mode Effects and Criticality Analysis

FMEA rozší ena o odhad kriti nosti poruch

FMS

Flight Management System

Systém plánování a optimalizace letu

GA

General Aviation

Všeobecné letectví

GPS

Global Positioning System

Globální pozi ní systém

High-Speed Data Bus

Vysoko rychlostní datové spojení

HSI

Horizontal Situation Indicator

Ukazatel horizontální situace

IAU

Integrated Avioncs Unit

Integrovaná avionická jednotka

IFR

Instrument Flight Rules

Pravidla letu podle p ístroj

EGNOS

HSDB

53

LCD

Liquid Crystal Display

Displej s tekutými krystaly

LED

Light-Emitting Diode

Sv tlo emitující dioda

LOC

Localizer

Lokalizér

LRU

Line Replaceable Unit

Vym nitelná jednotka

METAR

Message d’observation météorologique Pravidelná letecká meteorologická régulière pour l’aviation zpráva

MFD

Multi-function display

Multifunk ní displej

MKR

Marker

Polohové náv stidlo

Maximal Také-off Weight

Maximální vzletová hmotnost

NTSB

National Transportation Safety Board

Narodní ú ad pro bezpe nost v doprav

OAT

Outside Air Temperature

Venkovní teplota vzduchu

PFD

Primary Flight Display

Primární letový displej

RIAC

Reliability Information Analysis Center

Informa ní centrum pro analýzu spolehlivosti

RTCA

Radio Technical Commision for Aeronautics

Radiotechnická komise pro letectví

MTOW

SD karta Secure Digital card SDAL

Pam ová karta

Software Design Assurance Level

Úrove zabezpe ení softwaru

SRE

Single Reciprocating Engine

Jednomotorový pístový motor

SVT

Synthetic Vision Technology

Technologie um lého vid ní

TAF

Terminal Areadrome Forecast

Koncová letištní p edpov

TAS

True Air Speed

Skute ná vzdušná rychlost

TIS

Traffic Information System

TRF

Temporary Flight Restriction

Systém pro informace o okolním provozu Do asná letová omezení

VFR

Visual Flight Rules

Pravidla letu podle viditelnosti zem

Vertical NAVigation

Vertikální navigace

VHF Omnidirectional Radio Range

VKV všesm rový radiomaják

Wide Area Augmentation System

Americký družicový rozší ený systém

VNAV VOR WAAS

54

13. Seznam p íloh P íloha 1: Tabulka zdrojových dat pro vypracování FMEA P íloha 2: Kompletní analýza FMEA P íloha 3: Výkres návrhu palubní desky

55

P íloha 1: Tabulka zdrojových dat pro zpracování FMEA Zdroj údaj

Zvolený prvek

ID

Prvek

1

PFD


Databáze LED Display RIAC [29]

GB - pozemní instalace

2

MFD


Databáze LED Display RIAC [29]

GB - pozemní instalace

3

Ovládací panel autopilota GMC 720

X

Databáze RIAC [29]

Control Display Unit

AUA vojenský úto ný letoun

4

Autopilot GMC 720

Garmin 500W Databáze Installation manual [31] RIAC [29]

Autopilot system


5

Dotykový kontrolní panel GTC 750

Garmin TSO Installation Databáze manual GTN 725 [31] RIAC [29]

Data Entry Touchscreen

N - námo ní instalace (letadlová lo )

6

Ovládací panel GCU 275

Databáze RIAC [29]

Control Display Unit


Computer system

AUC vojenský nákladní letoun

Databáze RIAC [29]

Engine Computer


Sandia Airdata computer Databáze installation manual [34] RIAC [29]

Air Data Computer


SG 102

letoun

MHS

letoun

Transponder

AUC vojenský nákladní letoun

Data Link Transmitter

AUF - vojenský stíhací letoun

7/8

Software

X

Integrovaná Garmin 500W avionická jednotka Installation manual [31] GIA 63W Technical specification Sagem PFD [35]

9

Motorová/Draková jednotka GEA 71

10.11

Po íta letových dat GDC 74A

12.13

AHRS GRS 77

Sandel

14

Magnetometr GMU 44

Meggit [32]

15

Odpovída GTX 33

X

Data linkový p ijíma GDL 69A


16

Hardware

Databáze SPIDR

[30]

Sandel Meggit

[32] Databáze SPIDR

[30] Databáze SPIDR

[30]

Místo instalace

56

Zdroj údaj ID

Prvek

Software

Hardware

Zvolený prvek

Místo instalace

Design and reliability Praktický consideratio Cabin výpo et ns in Telecomunicati telekomunika ní avionics on Unit ho za ízení electronics packaging

17

Audio systém s integrovaným p ijíma em signálu náv stidel GMA 1347

X

18

Traffic Advisory System GTS-800

TSO Instalation manual GTN 725

Databáze SPIDR [30]

Data Link Transmitter

AUF - vojenský stíhací letoun

19

ESI - 1000

Sarasota Avionics International [26]

Databáze SPIDR [30]

Flight Instruments

ARW - vrtulník

20

Magnetický kompas

X

Databáze RIAC [29]

Magnetic compass

X

57

1

Ozna ení prvku

PFD GDU 1400

Název prvku

FMEA

Zobrazení letových a naviga ních informací

1,19x10-6

SDAL=B

Informace z PFD se automaticky zobrazí na MFD v takzvaném "REVERSION" módu a pilot je schopen bez v tšího nár stu zát že let dokon it Pilot je nucen použít nouzové postupy, pot ebné informace pilot ode ítá ze záložního um lého horizontu, podle kterého dokon í let, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem

Chybnou funkci um lého horizontu pilot zjistí porovnáváním se záložním p ístrojem, podle n j pak dokon í let

Úplná ztráta funkce

Ztráta zobrazení informací o poloze letounu v prostoru

Zobrazení chybné informace o poloze v prostoru

SDAL=B

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

MAJ

MAJ

MIN


List .: 1 Po et list : 29 Datum: 19. 5. 2013 Vypracoval: Bc. Ji í Liberda

Zp sob poruchy

Analýza zp sob a d sledk poruch

Popis funkce

P íloha 2: Kompletní analýza FMEA Systém: P ístrojové vybavení Subsystém: Agregát: íslo výkresu:

58

Název prvku

PFD GDU 1400

Ozna ení prvku

1

Systém: P ístrojové vybavení Subsystém: Agregát: íslo výkresu:


Popis funkce

SDAL=B

SDAL=B

Pilot je nucen použít nouzové postupy, chybnou indikaci rychlosti pilot zjistí porovnáváním se záložním rychlom rem, podle n j dokon í let

Zobrazení chybné informace o aktuální rychlosti letu

SDAL=B

Chybné zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot by m l zatá ku zvládnout i bez n j, p ípadn s pomocí um lého horizontu

Chybné zobrazení zatá kom ru

Pilot je nucen použít nouzové postupy, pot ebné informace pilot ode ítá ze záložního rychlom ru, podle kterého dokon í let, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem

SDAL=B

Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot by m l zatá ku zvládnout i bez n j, p ípadn s pomocí um lého horizontu

Ztráta zobrazení zatá kom ru

Ztráta zobrazení informací o aktuální rychlosti letu

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

Zp sob poruchy


FMEA

MAJ

MAJ

MIN

MIN



59

FMEA

Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

Pilot je nucen použít nouzové postupy, pot ebné informace pilot ode ítá ze záložního výškom ru, podle kterého dokon í let, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem

D sledek poruchy

Pilot je nucen použít nouzové postupy, nesprávnou indikaci výšky letu pilot zjistí Zobrazení nesprávné porovnáváním se záložním výškom rem, informace o výšce podle n hož dokon í let, na PFD se letu p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem B hem letu po trati není informace o vertikální rychlosti tak podstatná jako je Ztráta zobrazení tomu v p ípad stoupání/klesání, pilot informace o vertikální odhadne vertikální rychlost pomocí rychlosti rychlom ru a um lého horizontu, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem B hem letu po trati není informace o vertikální rychlosti tak podstatná jako je Zobrazení chybné tomu v p ípad stoupání/klesání, pilot informace o vertikální odhalí chybu a odhadne vertikální rychlosti rychlost pomocí rychlom ru a um lého horizontu

Ztráta zobrazení informace o výšce letu

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


MIN

MIN

SDAL=B

MAJ

MAJ


SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Intenzita poruchy


60

FMEA Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

Je nutné kontaktovat rádiem LP, který zabezpe í bezpe nost letu

Pilot využívá pro ur ení magnetického kurzu letounu záložní kompas, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem M že dojít k odchýlení od plánované trasy a tím k jejímu prodloužení, pilot chybnou indikaci zjistí porovnáváním se záložním kompasem Je nutné kontaktovat rádiem LP, který zabezpe í bezpe nost letu, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížkem

D sledek poruchy

Zobrazení chybného údaje o sm ru v tru

Zobrazení chybného údaje vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot je schopen bezpe n dokon it let

Ztráta zobrazení vede ke snížení Ztráta zobrazení údaje o rezerv bezpe nosti, pilot je sm ru v tru schopen bezpe n dokon it let

Zobrazení chybné informace o kódu transpondéru

Ztráta zobrazení informací o kódu transpondéru

Zobrazení chybného kurzu letounu

Ztráta zobrazení kurzu letounu

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Intenzita poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN



61

FMEA Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

D sledek poruchy

Ztráta zobrazení vede ke snížení Ztráta zobrazení odchylky rezerv bezpe nosti, pilot je teploty od mezinárodní schopen bezpe n dokon it let, standartní atmosféry na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem Zobrazení chybné Zobrazení chybného údaje vede odchylky teploty od ke snížení rezerv bezpe nosti, mezinárodní standartní pilot je schopen bezpe n atmosféry dokon it let Pilot musí dbát zvýšené pozornosti, OAT senzor upozor uje na možnost vzniku Ztráta zobrazení hodnoty námrazy na letounu, by m l venkovní teploty vzduchu zapnout systémy zabra ující vzniku námrazy na letounu, na PFD se p íslušná oblast p eškrtne erveným k ížem Pilot musí dbát zvýšené pozornosti, OAT senzor Zobrazení chybné hodnoty upozor uje na možnost vzniku venkovní teploty vzduchu námrazy na letounu, pilot by m l zapnout systémy zabra ující vzniku námrazy na letounu

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


MIN

MIN

SDAL=B

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN


SDAL=B

Intenzita poruchy


62

Název prvku

PFD GDU 1400

Ozna ení prvku

1


Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Ztráta zobrazení informací vertikální navigace (VNV)

Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot volí jiný zp sob navigace na p iblížení, na PFD se upozorn ní objeví v oblasti HSI Pilot volí jiný zp sob navigace Zobrazení chybných na p iblížení a vypíná WAAS, informací o vertikální chybu pilot zjistí porovnáváním s navigaci (VNV) dalšími p ístroji na palub Ztráta zobrazení vede ke snížení Zobrazení letových rezerv bezpe nosti, pilot dokon í Ztráta zobrazení asu a naviga ních let pomocí jiných p ístroj na informací palub letounu Zobrazení chybného údaje vede ke snížení rezerv bezpe nosti, Zobrazení chybného asu pilot zjistí chybu srovnáním s jinými p ístroji na palub letounu Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, údaje o Ztráta zobrazení naviga ních frekvencích jsou naviga ních frekvecí zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu

Popis funkce


FMEA

MIN

MIN

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN


SDAL=B

Intenzita poruchy


63

FMEA Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

Ztráta zobrazení informace o vzdálenosti do dalšího bodu letového plánu

Zobrazení chybných komunika ních frekvencí

Ztráta zobrazení komunika ních frekvencí

Zobrazení chybných naviga ních frekvencí

Zp sob poruchy Zobrazení chybných naviga ních frekvencích vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot zjistí chybu srovnáním s jinými p ístroji na palub letounu, naviga ní frekvence jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu Údaje o komunika ních frekvencích jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu Zobrazení chybných komunika ních frekvencí vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot zjistí chybu srovnáním s jinými p ístroji na palub letounu, naviga ní frekvence jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, údaje o naviga ních frekvencích jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu

D sledek poruchy


Ozna ení prvku


SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Intenzita poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN



64

FMEA Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

Zobrazení chybné informace vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot zjistí chybu p i porovnání s letovým plánem Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, údaje o naviga ních frekvencích jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu Zobrazení chybné informace vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot je schopen ur it azimut dle magnetického kompasu Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, údaje o naviga ních frekvencích jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu Zobrazení chybné informace vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot zjistí chybu podle chování letounu a porovnání s p ístroji na palub , p ípadn odpojí autopilota

Zobrazení chybné informace o vzdálenosti do dalšího bodu letového plánu

Zobrazení chybného nastavení autopilota

Ztráta zobrazení nastavení autopilota

Zobrazení chybné informace o azimutu

Ztráta zobrazení informace o azimutu

D sledek poruchy

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Intenzita poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN



65

FMEA Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

SDAL=B

Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, údaje o naviga ních frekvencích jsou zobrazeny na dotykovém kontrolním panelu Zobrazení chybného upozorn ní vede pilota ke kontrole výšky a její p ípadné korekci

Ztráta funkce upozorn ní na p ekro ení nastavené nadmo ské výšky

Chybné upozorn ní na p ekro ení nastavené výšky

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, pilot provádí kontrolu dle dalších p ístroj na palub Zobrazení chybného upozorn ní vede pilota ke kontrole výšky a její p ípadné korekci Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, primárním zdrojem informací o okolním provozu je služba LP

Ztráta zobrazení upozorn ní o p eletu náv stidla

Chybné upozorn ní o p eletu náv stidla

Ztráta zobrazení upozorn ní o okolním provozu

SDAL=B

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN



Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


66

FMEA Popis funkce


Název prvku

PFD GDU 1400

1

Chybné zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, bezpe nou výšku pilot udrží pomocí výškom ru

Chybné zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, primárním zdrojem informací o okolním provozu je služba LP Ztráta zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, bezpe nou výšku pilot udrží pomocí výškom ru

D sledek poruchy

Chybné zobrazení vede ke snížení Chybné zobrazení rezerv bezpe nosti, bezpe nou upozorn ní o nízké výšce výšku pilot udrží pomocí výškom ru Ztráta zobrazení vede ke snížení Ztráta zobrazení rezerv bezpe nosti, minimální výšku ozna ení minimální rozhodnutí ur í pilot podle výšky rozhodnutí výškom ru Chybné zobrazení vede ke snížení Chybné zobrazení rezerv bezpe nosti, výšku ozna ení výšky rozhodnutí ur í pilot podle rozhodnutí výškom ru

Ztráta zobrazení vede ke snížení Ztráta zobrazení rezerv bezpe nosti, bezpe nou upozorn ní o nízké výšce výšku pilot udrží pomocí výškom ru

Chybné zobrazení upozorn ní blízkosti terénu

Ztráta zobrazení upozorn ní blízkosti terénu

Chybné zobrazení upozorn ní o okolním provozu

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


MIN

MIN

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN

MIN

MIN

MIN


SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Intenzita poruchy


67

FMEA Popis funkce

Zobrazení motorových informací, mapových podklad , plánk , informací o po así, terénu a okolním provozu

Název prvku

MFD GDU 1400

2

Ztráta zobrazení informací o množství paliva

Zobrazení chybné hodnoty RPM

Ztráta zobrazení hodnoty RPM

Zobrazení chybné hodnoty plnícího tlaku

Ztráta zobrazení hodnoty plnícího tlaku

Celkové selhání MFD

Zp sob poruchy Pilot je nucen použít nouzové postupy, hodnoty ode ítá ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot zjistí odchylky pomocí porovnání záložních p ístroj a ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot zjistí odchylky pomocí porovnání záložních p ístroj a ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD

D sledek poruchy


Ozna ení prvku


SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

1,19x10-6 SDAL=B

Intenzita poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN

MAJ



68

Název prvku

MFD GDU 1400

Ozna ení prvku

2


Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Ztráta zobrazení informace o teplot oleje

Pilot ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD

Pilot zjistí odchylky pomocí Zobrazení cyhbné porovnání záložních p ístroj a informace o množství ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj paliva zobrazených na PFD Ztráta zobrazení Pilot ode ítá hodnoty ze záložních informací o pr toku p ístroj zobrazených na PFD paliva Pilot zjistí odchylky pomocí Zobrazení chybné porovnání záložních p ístroj a Zobrazení informace o pr toku ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj motorových paliva zobrazených na PFD informací, Ztráta zobrazení mapových Pilot ode ítá hodnoty ze záložních informace o tlaku podklad , plánk , p ístroj zobrazených na PFD oleje informací o po así, terénu a okolním provozu Pilot zjistí odchylky pomocí Zobrazení chybné porovnání záložních p ístroj a informace o tlaku ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj oleje zobrazených na PFD

Popis funkce


FMEA

SDAL=B

MIN

MIN

SDAL=B

MIN

SDAL=B

MIN

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN


SDAL=B

Intenzita poruchy


69

2

Ozna ení prvku

MFD GDU 1400

Název prvku



Popis funkce

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Pilot ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot zjistí odchylky pomocí porovnání záložních p ístroj a ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD Pilot zjistí odchylky pomocí porovnání záložních p ístroj a ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD

Ztráta zobrazení informací o teplot výfukových plyn Zobrazení chybných informací o teplot výfukových plyn Ztráta zobrazení informací o teplot hlav válc Zobrazení chybných informací o teplot hlav válc

SDAL=B

SDAL=B

Pilot zjistí odchylky pomocí porovnání záložních p ístroj a ode ítá hodnoty ze záložních p ístroj zobrazených na PFD

Zobrazení chybné informace o teplot oleje

Ztráta zobrazení Pilot ode ítá hodnoty ze záložních informací o polohách p ístroj zobrazených na PFD trim

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

Zp sob poruchy


FMEA

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN



70

Název prvku

MFD GDU 1400

Ozna ení prvku

2


Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Pilot zjistí odchylky srovnáním dalších Zobrazení chybných p ístroj na palub p ístroj a ode ítá informací o hodnoty ze záložních p ístroj polohách trim zobrazených na PFD Nejsou zobrazeny mapové podklady a plánky, pilot ztratí pov domí o poloze v i bod m na pevnin a mo i, p i letech IFR jsou jako prioritní prost edky navigace Ztráta zobrazení využívány p ístroje (nikoli srovnávací Zobrazení mapových podklad navigace), ale v p ípad plánk letiš motorových usnad ují navigaci na plochách letiš , informací, mapy a plány tedy mají informa ní mapových charakter podklad , plánk , Jsou zobrazeny chybné mapové podklady a informací o plánky, pilot ztratí pov domí o poloze v i po así, terénu a Zobrazení chybných bod m na pevnin a mo i, p i letech IFR okolním provozu mapových podklad jsou jako prioritní prost edky navigace a plánk využívány p ístroje (nikoli srovnávací navigace), ale v p ípad plánk letiš usnad ují navigaci na plochách letiš Pilot nemá informace o aktuálním po así v oblasti, aktuální informace o po así je Ztráta zobrazení možné vyžádat od služeb LP, sou ástí informací o po así p edletové p ípravy jsou také informace o po así na trati

Popis funkce


FMEA

MIN

MIN

SDAL=B

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN


SDAL=B

Intenzita poruchy


71

Název prvku

MFD GDU 1400

Ozna ení prvku

2


Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Ztráta zobrazení letového plánu

Zobrazení chybných informací TAWS

Chybné zobrazení vede ke snížení rezerv bezpe nosti, bezpe nou výšku pilot udrží pomocí výškom ru Pilot nemá informace o letovém plánu, pilot má naviga ní lístek v papírové podob nebo kontaktuje službu LP

Pilot nemá informace o aktuálním po así v oblasti, aktuální informace o Zobrazení chybné po así je možné vyžádat vysíla kou, informace o po así sou ástí p edletové p ípravy jsou také informace o po así na trati Ztráta zobrazení Pilot nemá informace o okolním informací o provozu, k zachování požadovaných okolním provozu rozestup se ídí pokyny LP Chybná informace m že vést ke Zobrazení motorových Zobrazení chybné srážce letadel, toto je však velice informací, mapových informace o nepravd podobné protože, k podklad , plánk , okolním provozu zachování požadovaných rozestup se informací o po así, pilot ídí pokyny LP terénu a okolním Ztráta zobrazení vede ke snížení provozu Ztráta zobrazení rezerv bezpe nosti, bezpe nou výšku informací TAWS pilot udrží pomocí výškom ru

Popis funkce


FMEA

MIN

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=C

MIN

MIN

MIN

MIN

SDAL=B

SDAL=C

MIN


SDAL=B

Intenzita poruchy


72

FMEA Popis funkce


Název prvku

MFD GDU 1400

2

Chybné informace o aktuální ásti letového plánu s informace o azimutu, vzdálenosti a asu k nejbližšímu bodu mohou zmást pilota, IFR let je ale vždy ízen službou LP

Ztráta zobrazení údaj naviga ního status boxu

Zobrazení chybných údaj naviga ního status boxu

SDAL=B

SDAL=B

Pilot nemá informace o aktuální ásti letového plánu ani informace o azimutu, vzdálenosti a asech k nejbližšímu dalšímu bodu letového plánu, pilot má naviga ní lístek v papírové podob nebo kontaktuje LP

Intenzita poruchy

SDAL=B

D sledek poruchy

MIN

MIN

MIN



Možnost odchýlení od letového Zobrazení chybného plánu, pilot má naviga ní lístek v letového plánu papírové podob nebo kontaktuje službu LP

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


73

FMEA Popis funkce

Umož uje nastavení autopilota

Název prvku

Ovládací panel autopilota

3

2,74x10-5

Není možné odpojení autopilota, pilot silou autopilota p etla í a s námahou let dokon í/ není-li možné autopilota p etla it pak HAZARDOUS, pilot musí kontrolovat chování autopilota neustále, podle dalších p ístroj na palub , pilot svými vlastními smysly není schopen posoudit náklon letadla

Neumož uje vypnutí autopilota

2,74x10-5

Není možné zapnout autopilota, pilot provede let manuáln

Neumož uje zapnutí autopilota

Intenzita poruchy 2,74x10-5

D sledek poruchy

MAJ/HAZ

MIN

MIN



Není možno nastavit pot ebné Neumož uje parametry, pilot provede let nastavení autopilota manuáln

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


74

Název prvku

Autopilot GMC 720

Ozna ení prvku

4


SDAL=B

M že dojít k odchýlení od trasy, ímž se prodlouží as letu ,je nutné zvolit alternativní zp sob navigace Chybná navigace autopilota dle GPS

SDAL=B

MIN

MIN

MIN

SDAL=B

Dojde ke snížení rezerv bezpe nosti, Ztráta navigace autopilota je nutné zvolit alternativní zp sob dle GPS navigace

MIN

SDAL=B

MIN

SDAL=B

MIN

MIN

4,47x10-4

Pilot je nucen p evzít ízení a dokon it let manuáln



SDAL=B

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

Zp sob poruchy

Pilot vypne autopilota a je nucen Neposkytuje data o poloze p evzít ízení a dokon it let ocasních ploch manuáln Autopilot upravuje výchylky kormidel podle nesprávných dat, Poskytuje chybné data o Zabra uje pilot podle dalších p ístroj zjistí poloze ocasních ploch letounu p ejít do nesrovnalosti, p evezme ízení a nebezpe ných dokon í let manuáln poloh, p i Dojde ke snížení rezerv bezpe nosti, Ztráta funkce letu dle zapnutí ovládá je nutné zvolit alternativní zp sob VORu letadlo dle navigace zadaných M že dojít k odchýlení od trasy, parametr Chybná funkce letu podle ímž se prodlouží as letu , je nutné VORu zvolit alternativní zp sob navigace

Popis funkce


FMEA


75

Název prvku

Autopilot GMC 720

Ozna ení prvku

4


Zp sob poruchy

D sledek poruchy

Není možné provést p iblížení na Ztráta funkce navigace p i p istání pomocí autopilota, pilot p iblížení na p istání p evezme ízení a provede (APR, ILS) p iblížení manuáln Letoun se ocitne mimo paprsek Chybná navigace p i ILS, pilot po kontrole dalších p iblížení na p istání p ístroj chybu odhalí a (APR, ILS) Zabra uje letounu p iblížení provede manuáln p ejít do Autopilot neudržuje zadanou nebezpe ných Ztráta funkce udržení vertikální rychlost, pilot provede poloh, p i zapnutí vertikální rychlosti klesání/stoupání do požadované ovládá letadlo dle výšky manuáln zadaných Letoun klesá/stoupá jinou parametr rychlostí než byl požadavek Chybná funkce udržení pilota, pilot kontrolou p ístroj vertikální rychlosti chybu odhalí a provede klesání/stoupání manuáln Letoun neudržuje požadovanou Ztráta funkce udržení výšku, pilot udržuje výšku výšky manuáln

Popis funkce


FMEA

MIN

MIN

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN

SDAL=B

SDAL=B

MIN


SDAL=B

Intenzita poruchy


76

FMEA Popis funkce

Zabra uje letounu p ejít do nebezpe ných poloh, p i zapnutí ovládá letadlo dle zadaných parametr

Název prvku

Autopilot GMC 720

4

Autopilot není schopen zato it, pilot provádí zatá ení manuáln Autopilot není schopen ovládat klon ní, pilot provádí manuáln Autopilot není schopen ovládat klopení, pilot provádí manuáln

Ztráta funkce ovládání zatá ení Ztráta funkce ovládání klon ní Ztráta funkce ovládání klopení

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Chybná funkce udržení výšky

Pilot je nucen provád t podélné vyvážení manuáln

SDAL=B

Letoun udržuje jinou výšku, než byla pilotem požadována, pilot kontrolou p ístroj chybu odhalí a po vystoupání/sklesání do požadované výšky udržuje výšku manuáln

Ztráta funkce podélného vyvážení v automatickém režimu

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN



Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


77

Ovládání PFD

Integrace všech dat, p ijem signál VHF, GPS

Ovládací panel GCU 275

Integrovaná avionická jednotka GIA 63W

6

7

Popis funkce

5

Název prvku

FMEA D sledek poruchy

SDAL=C

Úplná ztráta dat pro navigaci k majáku Pilot volí alternativní zp sob navigace VOR

1,60 x10-4 SDAL=B SDAL=B

Dojde k p epnutí PFD na MFD i naopak, motorové, letové a naviga ní údaje jsou umíst ny na jednom displeji

Neposkytuje data pro zobrazení údaj na PFD/ MFD

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN

SDAL=B

2,74 x10-5

MIN

SDAL=B

MIN

MIN



Intenzita poruchy


Poskytuje chybná Dojde k p epnutí PFD na MFD i data pro zobrazení naopak, motorové, letové a naviga ní údaj na PFD/MFD údaje jsou umíst ny na jednom displeji

Použití dotykového kontrolního panelu

Neumož uje ovládání PFD

Neumož uje nastavení frekvencí Použití záložního kontrolního panelu COM Neumož uje nastavení frekvencí Použití záložního kontrolního panelu NAV Neumož uje nastavení frekvence Použití záložního kontrolního panelu GS

Neumož uj Použití záložního kontrolního panelu ovládaní PFD/ MFD

Zp sob poruchy


Umož uje Dotykový ovládání PFD, kontrolní panel MFD a nastavení GTC 750 frekvencí COM/NAV/GS

Ozna ení prvku


78

FMEA Popis funkce



Název prvku



7

8

SDAL=B

Díky nesprávným dat m se m že Chybný signál ILS letoun odchýlit od plánované trasy, pilot volí alternativní zp sob navigace Dojde k p epnutí PFD na MFD i Neposkytuje data naopak, motorové, letové a naviga ní pro zobrazení údaj údaje jsou umíst ny na jednom na PFD/ MFD displeji Dojde k p epnutí PFD na MFD i Poskytuje chybná naopak, motorové, letové a naviga ní data pro zobrazení údaje jsou umíst ny na jednom údaj na PFD/MFD displeji

MIN

MIN

1,60 x10-4 SDAL=B

SDAL=B

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN


SDAL=C

SDAL=C

Ztráta signálu ILS

Pilot volí alternativní zp sob navigace

SDAL=B

Díky nesprávným dat m se m že Nesprávná navigace letoun odchýlit od plánované trasy, podle GPS pilot volí alternativní zp sob navigace


Ztráta signálu GPS

Intenzita poruchy SDAL=C

D sledek poruchy


Poskytována chybná Díky nesprávným dat m se m že data pro navigaci k letoun odchýlit od plánované trasy, majáku VOR pilot volí alternativní zp sob navigace

Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


79

8

Ozna ení prvku

FMEA Popis funkce

SDAL=B

SDAL=C

SDAL=C

Pilot volí alternativní zp sob navigace Díky nesprávným dat m se m že letoun odchýlit od plánované trasy, pilot volí alternativní zp sob navigace

Ztráta signálu ILS

Chybný signál ILS

SDAL=B


Ztráta signálu GPS

Díky nesprávným dat m se m že letoun odchýlit od plánované trasy, pilot volí alternativní zp sob navigace

SDAL=C

Díky nesprávným dat m se m že letoun odchýlit od plánované trasy, pilot volí alternativní zp sob navigace

Poskytována chybná data pro navigaci k majáku VOR

Chybná navigace podle GPS

SDAL=C

Intenzita poruchy


D sledek poruchy

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN

MIN



Úplná ztráta dat pro navigaci k majáku VOR

Zp sob poruchy


Integrovaná Integrace všech dat, avionická p ijem signál VHF, jednotka GIA GPS 63W

Název prvku


80

Poskytuje data z motorových a drakových senzor

Motorová/Draková jednotka GEA 71

9

SDAL=C

Neposkytuje data z pitot-statického Dojde k p epnutí na druhý po íta letových dat systému

Poskytuje chybné data ze senzoru OAT

Dojde k p epnutí na druhý po íta letových dat

MIN

MIN

SDAL=C

SDAL=C

MIN

SDAL=C

MIN

MIN


2,56x10-4 SDAL=C

MIN



6,38x10-4 SDAL=B

Intenzita poruchy

MIN

Na MFD nebudou zobrazeny motorové ani drakové údaje, pilot m že odhadnout pot ebné charakteristiky díky zvuku motoru a díky poloze ovládacích pák motoru NA MFD budou zobrazeny chybné motorové a drakové údaje, pilot m že odhadnout pot ebné charakteristiky díky zvuku motoru a díky poloze ovládacích pák motoru

D sledek poruchy


SDAL=B

Poskytuje chybné data ze senzor

Neposkytuje data ze senzor

Zp sob poruchy

Poskytuje data z pitot- Poskytuje chybné Po íta letových dat data z pitotDojde k p epnutí na druhý po íta letových dat statického GDC 74A statického systému systému a OAT senzoru Neposkytuje data Dojde k p epnutí na druhý po íta letových dat ze senzoru OAT

Popis funkce

Název prvku

10

FMEA Analýza zp sob a d sledk poruch

Ozna en í prvku


81

Poskytuje data o kurzu, poloze letounu v prostoru a náklonu

Poskytuje data z pitotstatického systému a OAT senzoru

Po íta letových dat GDC 74A

11

AHRS GRS 77

Popis funkce

Název prvku

12

FMEA

Dojde k p epnutí na druhý AHRS

1,96 x10-4 SDAL=C

SDAL=B

Poskytuje chybná data ze Dojde k p epnutí na druhý senzoru OAT po íta letových dat


SDAL=B


Neposkytuje data ze senzoru OAT

SDAL=B

SDAL=B

Neposkytuje data z pitot- Dojde k p epnutí na druhý statického systému po íta letových dat Poskytuje chybná data z Dojde k p epnutí na druhý pitot-statického systému po íta letových dat

MIN

2,56 x10-4 SDAL=B



MIN

MIN

MIN

MIN

MIN


Intenzita poruchy

D sledek poruchy


Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


82

Poskytuje data o kurzu, Poskytuje chybné data o Dojde k p epnutí na druhý AHRS kurzu poloze letounu v Neposkytuje data o prostoru a Dojde k p epnutí na druhý AHRS poloze letounu v prostoru náklonu

AHRS GRS 77

AHRS GRS 77

12

13

D sledek poruchy


Poskytuje data o kurzu, Neposkytuje data o kurzu Dojde k p epnutí na druhý AHRS poloze letounu v Poskytuje chybné data o Dojde k p epnutí na druhý AHRS prostoru a kurzu náklonu Neposkytuje data o Dojde k p epnutí na druhý AHRS poloze letounu v prostoru


Poskytuje chybná data o Dojde k p epnutí na druhý AHRS náklonu letounu

Neposkytuje data o kurzu Dojde k p epnutí na druhý AHRS

Zp sob poruchy

Popis funkce

Název prvku


FMEA

Ozna ení prvku


MIN

MIN

SDAL=C

SDAL=C

MIN

MIN

1,96 x10-4 SDAL=C SDAL=C

MIN

MIN

MIN

MIN


SDAL=C

SDAL=C

SDAL=C

SDAL=C

Intenzita poruchy


83

Odpovída GTX 33

15

16

Vysílá ty místný numerický kód, údaje o výšce a rychlosti letounu

Magnetometr GMU 44

14

Poskytuje data o Data linkový aktuálním po así v p ijíma GDL dané oblasti, 69A umož uje p íjem satelitního rádia

Poskytuje data o magnetickém sm ru letounu

Poskytuje chybné data o aktuálním po así


Odpovída nevysílá

SDAL=D

MIN

MIN

1,52 x 10-6 SDAL=D Na MFD nebude zobrazena mapa s aktuálním po asím Na MFD se zobrazí chybné data o aktuálním po así

MIN

1,72 x10-4

MIN

MIN


MIN


SDAL=C

Intenzita poruchy


Pilot je nucen kontaktovat službu LP, která zajistí bezpe ný let

Na PFD se zobrazí chybný údaj o kurzu

Na PFD se nezobrazí údaj o kurzu

Neposkytuje data o magnetickém sm ru letounu

13

Poskytuje chybné data o magnetickém sm ru letounu


Poskytuje chybné data o náklonu letounu

Poskytuje data o kurzu, poloze letounu v prostoru a náklonu

AHRS GRS 77

D sledek poruchy

Zp sob poruchy

Popis funkce

Název prvku


FMEA

Ozna ení prvku


84

Popis funkce

Zp sob poruchy

Traffic Advisory System GTS-800

ESI - 1000

19


Poskytuje data o okolním provozu

SDAL=B

SDAL=B

Chybnou indikaci výšky letu pilot zjistí porovnáváním s výškom rem na PFD, podle n hož dokon í let, m že však pilota zmást Zobrazení chybné informace o výšce

3,7 x10-5 SDAL=B Pot ebné informace pilot ode ítá z výškom ru na PFD

Pilot je nucen použít nouzové postupy, pot ebné informace ode ítá z PFD

Ztráta zobrazení informací o výšce


MAJ

MIN

MIN

MIN

MIN

1,52 x10-6 SDAL=B

Na MFD se nezobrazí mapa s okolním provozem

SDAL=B

MIN

SDAL=B

Snížení rezerv bezpe nosti, náv stidla informují pilota o jejich p eletu, mají tedy p edevším informa ní funkci

Poskytuje chybné data Na MFD se zobrazí mapa s o okolním provozu chybnými údaji o okolním provozu


MIN

6,9x10-5 SDAL=B

Snížení rezerv bezpe nosti

D sledek poruchy


List .: 27 Po et list : 29 Datum: 19. 5. 2013 Vypracoval: Bc. Ji í Liberda Intenzita poruchy


FMEA

Výpadek signálu Audio systém s P ijímá VHF integrovaným vysílání náv stidel, p ijíma em signálu p enáší zvukové P ijímá chybné signály náv stidel GMA signály do sluchátek náv stidel 1347

Název prvku

18

17

Ozna ení prvku

íslo výkresu:

Systém: P ístrojové vybavení Subsystém: Agregát:

85

FMEA

Poskytuje informace o magnetickém severu

Magnetický kompas

20

Zobrazení chybné informace o magnetickém severu

Zobrazení chybné informace o poloze letounu v prostoru

Ztráta zobrazení informací o poloze letounu v prostoru

Zobrazení chybné informace o rychlosti

Ztráta zobrazení informací o rychlosti

Zp sob poruchy

Údaje o magnetickém sm ru pilot získá z PFD

Chybnou indikaci rychlosti letu pilot zjistí porovnáváním s rychlom rem na PFD, podle n hož dokon í let Pot ebnou informaci pilot ode ítá z um lého horizontu na PFD Chybnou indikaci polohy letounu v prostoru pilot zjistí porovnáním s um lým horizontem na PFD, m že však pilota zmást

Pot ebné informace pilot ode ítá z rychlom ru na PFD

D sledek poruchy

8,1x10-5

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

SDAL=B

Intenzita poruchy

MIN

MAJ

MIN

MAJ

MIN



86

Protože intenzita poruch u ESI - 1000 byla p i azena podle položky Flight instrument, p ikládám i klasické záložní p ístroje a jejich intenzity. Je patrné, že údaje nejsou nikterak mimo.


ESI - 1000

19

Popis funkce

Název prvku


Ozna ení prvku


FMEA

Zobrazuje informace o poloze letounu v prostoru

Um lý horizont

Výškom r

Rychlom r

20

21

22

Poskytuje informace o aktuální rychlosti

Poskytuje informace o výšce letu

Popis funkce

Název prvku

Chybnou indikaci výšky letu pilot zjistí porovnáváním s rychlom rem na PFD, podle n hož dokon í let, m že však pilota zmást

8,1x10-5

8,1x10-5

Pot ebné informace pilot ode ítá z výškom ru na PFD


Zobrazení chybné informace o výšce letu

2,27x10-5

Chybnou indikaci výšky letu pilot zjistí porovnáváním s výškom rem na PFD, podle n hož dokon í let

2,27x10-5

Pot ebné informace pilot ode ítá z výškom ru na PFD

Úplná ztráta funkce Zobrazení chybné informace o výšce letu

3,58x10-5

Chybnou indikaci polohy letounu v prostoru pilot zjistí porovnáním s um lým horizontem na PFD, m že však pilota zmást

3,58x10-5

Pot ebnou informaci pilot ode ítá z um lého horizontu na PFD

Úplná ztráta funkce Zobrazení chybné informace o poloze letounu v prostoru

Intenzita poruchy

D sledek poruchy

MAJ

MIN

MAJ

MIN

MAJ

MIN



Zp sob poruchy


Ozna ení prvku


87

PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ PRO ČTYŘMÍSTNÝ SPORTOVNÍ A TURISTICKÝ LETOUN

Recommend Documents