Aviyonik, uçaklarda kullanılan elektronik sistemlerdir. Aviyonik sistemler, iletişim, navigasyon, çoklu sistemlerin görüntülenmesi, yönetimini ve bireysel işlevleri yerine getirmek için uçağa takılan yüzlerce sistemi içerir. Bunlar bir polis helikopteri için bir projektör kadar basit veya bir havadan erken uyarı platformu için taktik sisteme, özel jetlerde kullanılan otomatik pilotlara kadar karmaşık olabilir.
Aviyonik tarihçesi
“Aviyonik” terimi, 1949’da Aviation Week & Space Technology dergisinin kıdemli editörü Philip J. Klass tarafından “havacılık elektroniği” ifadesinin İngilizce karşılığının birleşik sözcüğü olarak kullanılmıştır.
Radyo iletişimi ilk olarak I. Dünya Savaşı’ndan hemen önce uçaklarda kullanılmaya başlandı. İlk hava radyoları zeplinlerde kullanıldı ve yaygınlaşmaya başladı. Bir uçaktan ilk deneysel radyo iletimi Ağustos 1910’da ABD Donanması tarafından gerçekleştirildi. İlk uçak radyoları radyotelgrafla iletildi, mesajların iletilebilmesi için iki kişilik bir uçak gerekiyordu. İkinci mürettebat mesajları Mors koduyla hecelemek için bir telgraf anahtarına dokunması gerekiyordu.
Bugün kullanılan pek çok modern aviyoniklerin geçmişi ve geliştirmesi II. Dünya Savaşı dönemindeki çalışmalara dayanmaktadır. Örneğin, günümüzde yaygın olarak kullanılan otopilot sistemleri, bombardıman uçaklarının yüksek irtifalardan hassas hedefleri vuracak kadar istikrarlı bir şekilde uçmasına yardımcı olması amacıyla geliştirilmiştir. Modern aviyonik, askeri uçak harcamalarının önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. F-15E ve şimdi emekli olan F-14 gibi uçaklar, bütçelerinin yaklaşık yüzde 20’sini aviyoniklere harcamaktadır. Modern helikopterlerin çoğu artık aviyonikler lehine 60/40’lık bütçe paylarına sahiptir.
Sivil havacılıkta da aviyonik maliyetleri önemli bir kalem olarak sayılabilir. Uçuş kontrol sistemleri (fly-by-wire) ve daha dar hava sahalarının getirdiği yeni navigasyon ihtiyaçları, geliştirme maliyetlerini oldukça artırmıştır. Daha fazla insan uçakları birincil ulaşım yöntemi olarak kullanmaya başladıkça, kullanım kapasitesi kısıtlanan hava sahalarında uçakları güvenle kontrol etmek için yeni yöntemler üzerinde çalışmalar yapılmıştır.
Günümüzde kullanılan Modern Aviyonikler
Aviyonik, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Federal Havacılık İdaresi’nin (FAA) Yeni Nesil Hava Taşımacılığı Sistemi projesi ve Avrupa’daki Tek Avrupa Gökyüzü ATM Araştırması (SESAR) girişimi gibi modernizasyon girişimlerinde ağır bir rol oynamaktadır. Ortak Planlama ve Geliştirme Ofisi, aviyonik için altı alanda bir yol haritası ortaya koymuştur:
- Yayınlanmış rotalar ve prosedürler – Geliştirilmiş navigasyon ve yönlendirme
- Anlaşmalı Yörüngeler – Güncel olarak tercih edilen rotalar oluşturmak için veri iletişimi
- Devredilen ayırma – Havadaki ve yerdeki gelişmiş durumsal farkındalık
- Düşük görüş/Bulut tavanı-Yaklaşma/Kalkış – Daha az yer altyapısı ile hava kısıtlamalarına karşın operasyona devam edebilme
- Surface Operasyonları – Yaklaşma ve kalkış segmentlerinde güvenliğin artması
- ATM verimliliği – ATM işleminin geliştirilmesi
Uçak Aviyonikleri
Bir uçağın kokpiti, uçak kontrolü, izleme, iletişim, navigasyon, hava durumu ve çarpışma önleme sistemleri gibi pek çok sistemi barındırması sebebiyle aviyonik ekipmanların en çok bulunduğu yerdir. Uçakların çoğu aviyoniklerine 14 veya 28 volt DC elektrik sistemleri kullanarak güç sağlar; bununla birlikte, daha büyük, daha sofistike uçaklar (yolcu uçakları veya askeri savaş uçakları gibi) 400 Hz, 115 volt AC’de çalışan AC sistemlerine sahiptir. Dünya çapında pek çok aviyonik ekipman üreticisi mevcuttur. En çok kullanılan ve tanınan firmalar arasında Boeing Company, Panasonic Avionics Corporation, Honeywell, Universal Avionics Systems Corporation, Rockwell Collins, Thales Group, GE Aviation Systems, Garmin, Raytheon, Parker Hannifin, UTC Aerospace Systems, Selex ES, Shadin Avionics ve Avidyne Corporation sayılabilir.
İletişim
Uçaklarda iletişim uçuş ekibinin yer istasyonları ile uçuş ekiplerinin kendi arasında ve yolcular ile iletişimini sağlayan sistemlerdir. Uçak içi iletişim “public address”in kısaltması olan PA sistemleri ve uçuş ekibinin kendi arasında iletişini sağlayan “intercom”lar ile sağlanır.
Havacılıkta VHF iletişim sistemleri 118.000 MHz ile 136.975 MHz frekans aralığında çalışır. Her kanal Avrupa’da 8.33 kHz aralıklarla, diğer bölgelerde 25 kHz aralıklarla dağıtılmıştır. VHF uçaktan uçağa iletişim ve uçaktan ATC ünitesine iletişimde kullanılabilir. Uçaklarda iletişimde amplitude modulation (AM) modülasyon türü de kullanılır. Ayrıca (özellikle okyanus ötesi uçuşlarda) yüksek frekans (HF) veya uydu iletişimi de kullanılmaktadır.
Navigasyon
Hava seyrüseferi, dünya yüzeyinde veya üzerinde konum ve yönün belirlenmesidir. Aviyonik, uydu navigasyon sistemlerini (GPS ve WAAS gibi), atalet navigasyon sistemini (INS), yer tabanlı radyo navigasyon sistemlerini (VOR veya LORAN gibi) kullanabilir. GPS gibi bazı navigasyon sistemleri, konumu otomatik olarak hesaplar ve hareketli harita ekranlarında uçuş ekibine gösterir. VOR veya LORAN gibi daha eski yer tabanlı Navigasyon sistemleri, bir uçağın konumunu belirlemek için bir pilotun veya navigatörün sinyallerin kesişimini bir kağıt harita üzerinde çizmesini gerektirir, modern sistemler konumu otomatik olarak hesaplar ve hareketli harita ekranlarında uçuş ekibine gösterir.
İzleme
Modern uçaklarda kullanılan Cam kokpitlerin ilk ipuçları, uçuşa uygun katot ışın tüplü (CRT) ekranların elektromekanik ekranların, göstergelerin ve aletlerin yerini almaya başladığı 1970’lerde ortaya çıktı.
“Glass” kokpit (Cam kokpit) anlamı analog göstergeler ve aletler yerine bilgisayar monitörlerinin kullanımından gelmektedir. Uçakların bu sisteme geçişiyle pilotların uçuşu daha hakim bir şekilde takip etmesi, aynı bilginin daha kompakt akışı ve daha etkin gösterimi sağlandı. 1970’lerde, ortalama bir uçak 100’den fazla kokpit enstrümanı ve kontrolüne sahipti.
Glass kokpitler 1985 yılında Gulfstream G‑IV özel jeti ile ilk kez kullanılmaya başladı. Bu tür kokpit enstrümanlarında en önemli konulardan biri, ne kadar bilginin otomasyona bağlanması ve ne kadarının pilotun manuel kontrolünde olmasının dengelenmesidir.
Uçuş kontrol sistemleri
Uçak, uçuşu otomatik olarak kontrol etme araçlarına sahiptir. Otopilot ilk olarak Lawrence Sperry tarafından I. ABD ordusu tarafından ilk kez kabul edildiğinde, acil bir durumda otomatik pilotun bağlantısını kesmek için bir Honeywell mühendisi arka koltukta cıvata kesicilerle oturuyordu. Günümüzde çoğu ticari uçak, iniş veya kalkışta pilot hatasını ve iş yükünü azaltmak için uçak uçuş kontrol sistemleri ile donatılmıştır.
İlk basit ticari otopilotlar uçağın uçuş başını ve irtifasını kontrolü için kullanılmış ve diğer kontrollerde limitli kapasiteye sahipti. Helikopterlerde, otomatik stabilizasyon yine bu şekilde kullanılır ve ilk sistemler elektromekaniktir. Fly by wire ve klasik hidrolik kontrollü uçuş yüzeyleri yerine elektronik sistemlere geçiş güvenliği arttırdı.
Çarpışma önleyici sistemler
Hava trafik kontrolünü desteklemek için , çoğu büyük nakliye uçağı ve birçok küçük uçak, yakındaki uçakların konumunu tespit edebilen ve havada çarpışmayı önlemek için talimatlar sağlayan bir trafik uyarı ve çarpışma önleme sistemi (TCAS) kullanır. Uçağın kontrolüne engel herhangi bir arıza yokken yere çarpmayı (CFIT) önlemek için uçaklarda ana elementi radar altimetre olan Ground-Proximity Warning Systems (GPWS) sistemleri monte edilmiştir.
Kara kutular
Genellikle “kara kutular” olarak bilinen ticari uçak kokpit veri kaydedicileri, uçuş bilgilerini ve kokpitten gelen sesleri saklar. Herhangi bir kaza veya önemli olay durumunda uçaktan çıkarılarak kontrol kumandaları ve diğer parameterler incelenir.
Meteoroloji sistemleri
Hava radarı (ticari uçaklarda tipik bir örnek olarak Arinc 708) ve yıldırım dedektörleri gibi meteorolojik sistemler özellikle pilotların önündeki hava durumunu belirleyemediği IMC ve gece uçuş şartlarında çok önemlidir. Radar tarafından belirlenen yoğun yağış veya türbulans sahaları uçakta önemli yatay sapmalara sebep olabilir. Bu sistemleri kullanarak pilotlar bu bölgeye girmeden uçuş rotasında değişiklik yapma imkânı bulur. Modern meteoroloji sistemleri ayrıca wind shear ve türbulans saptama ve uyarı imkânına sahiptir.
Aviyonik Mühendisi nedir? Ne iş yapar?
Temel olarak haberleşme, gösterge ve bilgi kontrol sistemlerinde görevli olan aviyonik mühendisleri, çalıştığı hava aracı özelliklerine göre tüm elektrik elektronik alt sistemlerinde görev alır. Bunlara ek olarak aviyonik mühendisinin görevleri arasında; Aviyonik sistemler için gerekli olan ekipmanları belirlemek, Aviyonik yazılımını, donanımı tasarlamak ve geliştirmek, Yazılım ve donanım mühendisleri ile iş birliği yaparak alt sistemlerin geliştirilmesini sağlamak, Hava aracına geliştirilen sistemlerin entegrasyonunu sağlamak ve Analiz/test aşamalarında kullanım ve durum tanımlaması yapmak sayılabilir.
