Hogeschool van Amsterdam Domein Techniek Opleiding ... · PDF filevolgens het boek...

Hogeschool van Amsterdam

Domein Techniek

Opleiding Aviation

IADC Ontwerpanalyse van een cockpit

Projectgroep: 2A1Y

Albert Albring Bas van Delden

Anouk Elsendoorn

Dindo Isidora Wouter Meijer

Gerben Welmer

Amsterdam, december 2008

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

http://www.novapdf.com


Hogeschool van Amsterdam International Aircraft Design Corporation ® 2008

Hogeschool van Amsterdam

Domein Techniek

Opleiding Aviation

IADC Ontwerpanalyse van een cockpit

Projectgroep: 2A1Y

Albert Albring Bas van Delden

Anouk Elsendoorn

Dindo Isidora Wouter Meijer

Gerben Welmer

Amsterdam, december 2008





Inhoudsopgave Samenvatting 1 Summary 2 Inleiding 3 1 Vooronderzoek Basic six 4

1.1 Gyroscopische instrumenten 4 1.1.1 Gyroscoop 4 1.1.2 Kunstmatige horizon 6 1.1.3 Koerstol 8 1.1.4 Bochtaanwijzer 8 1.2 Drukinstrumenten 9 1.2.1 Druk 10 1.2.2 Snelheidsmeter 12 1.2.3 Hoogtemeter 14 1.2.4 Verticale snelheidsmeter 16 1.3 Eisen en wetgeving 17 1.3.1 Eisen van de opdrachtgever 17 1.3.2 Luchtvaartwetten 17 1.4 Functieonderzoek 18 2 Ontwerp cockpit 20 2.1 Morfologisch overzicht 20 2.1.1 Opnemen 20 2.1.2 Pneumatisch transporteren 20 2.1.3 Omzetten 21 2.1.4 Corrigeren 22 2.1.5 Versterken 23 2.1.6 Transporteren 22 2.1.7 Weergeven 24 2.2 Voor- en nadelenonderzoek 25 2.2.1 De rode lijn 25 2.2.2 De blauwe lijn 25 2.2.3 De groene lijn 26 2.3 Conclusie 26





3 Uitvoering in een Boeing 777 28 3.1 Algemene inrichting 28 3.1.1 Druksysteem 28 3.1.2 Gyroscopisch systeem 28 3.2 Basic six in de Boeing 777 29 3.2.1 Kunstmatige horizon 29 3.2.2 Snelheidsmeter 29 3.2.3 Hoogtemeter 29 3.2.4 Verticale snelheidsmeter 29 3.2.5 Bankaanwijzer 29 3.2.6 Koerstol 29 3.3 Onderhoud 29 3.4 Kosten-batenanalyse 30 3.4.1 Kosten en baten 30 3.4.2 Break-evenanalyse 33 3.4.3 Conclusie 34 3.5 Algemene conclusie en aanbeveling 34 Termenlijst 35 Literatuurlijst 37 Bijlagenlijst 39





Samenvatting Door middel van drie verschillende verslagfasen is een moderne cockpit ontworpen door international aircraft design corporation. De eerste verslagfase is het vooronderzoek naar de Basic six. Dit vooronderzoek bestaat uit een onderzoek naar gyroscopische instrumenten, drukinstrumenten, onderzoek naar eisen en wetten en een functieonderzoek. Omdat de luchtdruk met de hoogte afneemt is het mogelijk bepaalde waarden te bepalen uit de gemeten luchtdruk. De hoogtemeter, snelheidsmeter en de verticale snelheidsmeter maken hier gebruik van. De koerstol, kunstmatige horizon en bochtaanwijzer maken gebruik van een gyroscoop. Doordat een gyroscoop de eigenschap standvastigheid heeft en dus altijd naar hetzelfde punt in de ruimte blijft wijzen is het mogelijk standsveranderingen van een vliegtuig waar te nemen. De drie gyroscopische instrumenten maken daar gebruik van. In het vooronderzoek is rekening gehouden met de eisen van de opdrachtgever en de luchtvaartwetgeving. Het systeem moet veilig zijn en licht van gewicht. Een andere eis waarmee rekening is gehouden, is dat de instrumenten binnen 3 seconde afleesbaar zijn en recht voor de piloot zijn geplaatst. Vervolgens wordt in het functieonderzoek verschillende functies onderzocht die ervoor zorgen dat bepaalde gemeten waarden in de cockpit kunnen worden weergegeven. Dit wordt door middel van acht deelfuncties onderzocht; opnemen, transporteren, omzetten, corrigeren, versterken, transporteren en weergeven. In de ontwerpfase worden verschillende mogelijkheden besproken voor de acht deelfuncties. Deze opties zijn per deelfuncties schematisch uitgezet in het morfologisch overzicht. Uit deze opties worden drie mogelijke ontwerpen gekozen; een analoge en mechanische cockpit, een analoge en elektrische cockpit en een moderne cockpit. Het voor- en nadelen onderzoek bevat de voor- en nadelen voor elk van de drie systemen. Het analoog -mechanische systeem blijkt erg onderhoudsgevoelig. Het analoog-elektrische systeem is erg snel maar heel zwaar van gewicht. Een modern systeem is onderhoudsvriendelijk. De kosten voor het systeem zelf zijn vrij hoog maar dit wordt gecompenseerd door de duurzaamheid van de instrumenten. Hieruit volgt een conclusie waarin staat dat de moderne cockpit de beste optie is. In de laatste fase is de uitvoering van de cockpit bepaald. Hierbij is gekeken naar de algemene inrichting, de weergave, het onderhoud en de kosten. Bij de uitvoering van het systeem is rekening gehouden met de benodigde onderhoud en de kosten. De conclusie die hieruit kan worden getrokken is dat de kosten vrij hoog zijn maar het systeem onderhoudsvriendelijk. Het aanschaffen van het systeem kost dus veel geld maar er wordt geld bespaard op het onderhoud. De totale winst zal uitkomen op € 7.017.960,- euro in een tijdsbestek van 10 jaar. De weergave van de instrumenten voldoen aan de eerder gestelde eisen en wetten.





Summary With the use of three different report phases there is designed a modern cockpit by International Aircraft Design Corporation. The first report phase is the research to the basic six. This research exists from the investigation to the gyroscopical and the air pressure instruments. Because the air pressure decreases if you go higher, it is possible to get some specific values from this. The altimeter, speed indicator and the vertical speed indicator use those values. Because the gyroscoop has the quality of steadfastness, so it will always point to the same direction. At this way you can approach the changes of the position from the plane. The three gyroscopical instruments use this method. In the preliminary investigation the requirements of the client and the aviation law have to been taken into account. The systems needs to safe and light in weight. The pilot must be able to read the systems in less than three seconds. The displays are placed right in front of each pilot. Then in the function investigation there’s investigated how the system is working. This is subdivided in eight parts: input, transport, convert, correct, strengthen, transport and display. In the design phase there will be several different options discussed for the eight parts. These options are shown schematically in a morphological survey. From this survey there will be chosen three different cockpit systems: an analog and mechanical cockpit, an analog and electrical cockpit and a modern cockpit. The ad- and disadvantage investigation contains ad- and disadvantages for the three different systems. The analog en mechanical cockpit needs a lot of maintenance. The analog en electrical cockpit system is very fast but heavy. The modern cockpit is more expensive but it doesn’t needs a lot of maintenance. From this there’ll follow a conclusion that will say that the modern cockpit is the best option. In the final phase the execution of the cockpit will be made. At this point there’s looked at the general design, display, the maintenance and the costs. Eventually there is the conclusion. The display of the instruments requires to the laws and the requirements of the client. In ten years the total profit will be 7.017.960 euro’s. With the export of the system, there’s taken care with the required maintenance and costs.





Inleiding Algemeen bekend is dat er in de wereld gigantisch veel verschillende vliegtuigtypes zijn gebouwd en dus zijn er ook veel verschillende cockpits ontworpen. Sommige vliegtuigmaatschappijen (bv. EasyJet) kiezen voor één vloot, één soort training (ook wel eens type-rating genoemd) en dus uiteindelijk ook voor één cockpit. Dat is goedkoper in onderhoud en ook makkelijker voor de piloten. Grotere maatschappijen (Air France/KLM) kiezen voor meerdere vloten, zij kunnen zich dat veroorloven. In opdracht van de Hogeschool van Amsterdam, eerstejaars Aviation Studies, maakt projectgroep 2A1Y een project over het ontwerpen van een uniforme en moderne cockpit voor een middelgroot vliegtuig met behulp van de Basic six instrumenten. Voor deze uniforme cockpit gebruiken wij de vliegtuigen van fabrikant Boeing. Een uniforme cockpit houdt in dat van elke Boeingcockpit de opbouw en de weergave hetzelfde en overzichtelijk is. Eén van de randvoorwaarden voor dit verslag is dat het verslag uit veertig pagina’s bestaat. De werking en de weergave van de Basic six instrumenten met de achterliggende theorie worden uitgebreid besproken (1). Vervolgens wordt aan de hand van hoofdstuk twee een morfologisch overzicht (2.1) besproken. Hierin worden de keuzes bepaald voor het in te bouwen systeem bestaande uit zeven deelfuncties met daarachter de werkwijze en mogelijkheden, een voor- en nadelenonderzoek (2.2) en tenslotte een conclusie (2.3). Als laatste, in hoofdstuk drie, staat de inrichting en wordt er gekeken naar de Basic six instrumenten van de Boeing 777 (3.1). Verder wordt er verteld over het onderhoud van de Basic six instrumenten (3.2) en als laatste is de kosten en batenanalyse te vinden (3.3). Dit gaat over de kosten die onze cockpit met zich mee zouden brengen wanneer de cockpit daadwerkelijk wordt ontworpen. Veel kosten zijn weergegeven aan de hand van schattingen. In de bijlagenlijst zijn de projectopdracht, het formuleblad, het morfologisch overzicht, het functie blokschema, de planning taakverdeling, het procesverslag, de figuren van hoofdstuk 3 en de vluchtuitvoering verwerkt. De bronnen die zijn gebruikt voor dit verslag zijn terug te vinden in de literatuurlijst op pagina 35. Een veelgebruikt boek is Pallett, (1992). Het piramidemodel is gemaakt volgens het boek “methodisch ontwerpen” Siers (2004). Alle Engelse woorden zijn in dit verslag schuin gedrukt, de betekenissen zijn terug te vinden in de termenlijst. Deze is te vinden op pagina 33.





1. Vooronderzoek Basic six De Basic six1 instrumenten zijn in te delen in twee soorten: gyroscopische instrumenten (1.1) en drukinstrumenten (1.2). Aan deze instrumenten zijn ook een aantal eisen en wetten verbonden (1.3). Tot slot is het belangrijk om een functieonderzoek (1.4) te doen om te weten hoe bepaalde gemeten waarden uiteindelijk tot weergave in de cockpit komen. 1.1 Gyroscopische instrumenten Van de zes basis instrumenten zijn drie daarvan gyroscopische instrumenten. Dit betekent dat de instrumenten hun metingen uitvoeren door middel van een gyroscoop. De drie instrumenten die daarvan gebruikmaken zijn: de kunstmatige horizon (1.1.2), de koerstol (1.1.3) en de bochtaanwijzer (1.1.4). 1.1.1 Gyroscoop De gyroscoop is uitgevonden door Foucault in 1852. De gyroscoop is te definiëren als een draaiende massa om een as en vergelijkbaar met een tol die met een bepaalde snelheid draait. In de luchtvaart wordt dit instrument ingezet met als doel te navigeren. De gyroscoop is op een bepaalde manier opgehangen (a) waardoor hij gebruik kan maken van een aantal specifieke eigenschappen (b). Hoe nauwkeurig dit instrument ook is, er zullen altijd afwijkingen ontstaan (c). Deze kunnen worden hersteld door middel van richtmiddelen (d). Verder zijn er ook nog verschillende manieren om de gyroscoop aan te drijven (e). a. Opbouw gyroscoop De gyroscoop (zie figuur 1.1) maakt gebruik van een cardanische ophanging, welke bestaat uit een aantal cardanringen. Deze ringen zorgen voor vrije beweging van de tol ten opzichte van zijn

omgeving. Wanneer een gyroscoop bewegingsvrijheid heeft om twee assen heet dat vol-cardanisch. De gyroscoop zelf bezit dan drie assen. Deze drie assen zijn de X-as (1), de Y-as (2) en de Z-as (3). De gyroscoop heeft in die situatie twee bewegingsrichtingen ook wel

‘twodegree of freedom’ genoemd. Een gyroscoop wordt halfcardanisch genoemd wanneer het twee assen heeft en dus één bewegingsrichting. Dit wordt ook wel ‘single degree of freedom’ genoemd.

Figuur 1.1: Gyroscoop b. Eigenschappen De gyroscoop maakt gebruik van twee eigenschappen, namelijk: 1. Standvastigheid 2. Precessie ad 1. Standvastigheid Doordat de gyroscoop vol cardanisch is opgehangen, kan de gyroscoop gebruik maken van de eigenschap standvastigheid. Dit houdt in dat de gyroscoop altijd naar hetzelfde punt in de ruimte wijst en er alles aan zal doen deze stand te behouden. Wanneer er een kracht van buitenaf op de gyroscoop werkt treedt er een reactie op, die te verklaren is met de derde wet van Newton: actie = -reactie. Deze reactiekracht houdt de gyroscoop op zijn plaats. Een kracht moet dus groot genoeg zijn om de gyroscoop uit zijn stand te krijgen. Hoe groot deze kracht dan moet zijn hangt af van drie grootheden: de straal, de massa en de rotatiesnelheid van de gyroscoop. De formule die hierbij hoort is die voor de wet van behoud van impuls moment en is terug te vinden op het

1) Voor de Engelse termen zie de termenlijst in bijlage 2.

1.X-as 2.Y-as 3.Z-as 4.Buitenste ring 5.Binnenste ring





formuleblad2 (zie formule 1). Een grotere snelheid zorgt dus voor een stabielere stand. Daarom hebben de gyroscopen in vliegtuigen ook altijd een grote rotatiesnelheid. ad 2. Precessie Precessie houdt in dat de gyroscoop niet in de richting van de uitgeoefende kracht zal bewegen (zie figuur 1.2), maar in de richting haaks erop. Op een gyroscoop met een constante draaibeweging (1)

kan een kracht worden uitgeoefend (2). De gyroscoop reageren door 90° verder met de draairichting mee te bewegen (3).

Figuur 1.2: Precessie c. Afwijkingen Een gyroscoop kan te maken krijgen met vier soorten afwijkingen: 1. Werkelijke drift 2. Schijnbare drift 3. Transport drift 4. Gimbal lock ad 1. Werkelijke drift Werkelijke drift ontstaat doordat er wrijving is in de lagers en ophangpunten van de gyroscoop. Doordat er tussen deze onderdelen onderlinge wrijving ontstaat, oefenen ze in feite een kracht uit op de gyroscoop. Hierdoor wordt de gyroscoop uit de oorspronkelijke stand geduwd met als gevolg dat de metingen die worden gedaan in de gyroscopische instrumenten afwijken. ad 2. Schijnbare drift Schijnbare drift heeft te maken met het ronddraaien van de aarde. De aarde draait in 24 uur 360° rond (15° per uur). De gyroscoop heeft een vaste stand en zal altijd naar hetzelfde punt blijven wijzen. Als gevolg van de aardrotatie zal er toch een schijnbare afwijking ontstaan van 15° per uur. ad 3. Transport drift Transport drift (zie figuur 1.3) heeft te maken met het bewegen van de gyroscoop over de aarde. Een horizontale gyroscoop heeft bijvoorbeeld een startpunt op de Noordpool (1). De as van de gyroscoop

wijst naar de aarde. De gyroscoop gaat dan bewegen over de aardbol met zijn as gericht op de lokale verticale component (2). Voor iemand die op de aarde staat lijkt het dan alsof de tol as gedraaid is in het verticale vlak.

Figuur 1.3: Transport drift

2) Voor de formules, zie het formuleblad in bijlage 2.

1. As met constante draaibeweging 2. Uitgeoefende kracht 3. Precessie

1. Horizontale gyroscoop op de Noordpool 2. Transport drift





ad 4. Gimbal lock Gimbal lock heeft te maken met het draaien van de assen. Wanneer van de drie assen twee in dezelfde richting komen te staan treedt er gimbal lock op. De gyroscoop precesseert dan. Om deze afwijkingen te corrigeren zijn er een aantal richtmiddelen. d. Richtmiddelen Richtmiddelen corrigeren de afwijkingen van een gyroscoop. Dit gaat met behulp van: 1. Kogeldoos 2. Kleppendoosje 3. Vloeistofschakelaar ad 1. Kogeldoos De kogeldoos is een metalen bak die onder de gyroscoop hangt. In het midden van deze bak liggen een aantal balletjes. Zodra de gyroscoop een afwijking vertoond komt deze dus uit zijn stabiele stand. Het gevolg hiervan is dat de balletjes in beweging komen. Door die beweging verandert het zwaartepunt zodat de as weer herstelt naar de normale stand. ad 2. Kleppendoos Het kleppendoosje is een doosje waar aan de vier kanten een opening zit. Deze openingen zijn voor de helft gesloten door klepjes wanneer de gyroscoop zich in een stabiele stand bevindt. In de kleppendoos heerst een overdruk waardoor er constant lucht uit de openingen ontsnapt. Wanneer de as afwijkt, verandert dus ook de positie van de kleppendoos. Hierdoor ontsnapt er een andere hoeveelheid lucht uit de openingen waardoor de as weer terug op de plaats zal komen. ad 3. Vloeistofschakelaar De vloeistofschakelaar controleert de horizontale stand van de gyroscoop. Een vloeistofschakelaar is een buisje dat een vloeistof bevat die elektrische stroom geleidt. In dit buisje zitten drie contactpunten. Wanneer de gyroscoop van stand verandert, verandert de spanning die door dit buisje loopt. Hierdoor wordt een motortje ingeschakeld dat de gyroscoop weer op de juiste plek brengt. e. Aandrijvingen Om de gyroscoop in een draaibeweging te krijgen is een aandrijving nodig. Dit aandrijven kan op twee manieren, namelijk: 1. Elektrisch 2. Pneumatisch ad 1. Elektrische aandrijving Bij een elektrische aandrijving wordt gebruik gemaakt van een elektromotor. Hierbij wordt gebruik gemaakt van wisselspanning voor de kunstmatige horizon en gelijkspanning voor de bochtaanwijzer en de koerstol. De gyroscoop draait dan ongeveer 20.000 rondes per minuut (rotaties per minuut). ad 2. Pneumatische aandrijving De andere mogelijkheid is het pneumatisch aandrijven van de gyroscoop. Hierbij wordt door middel van een vacuümpomp onderdruk gecreëerd. Deze wordt door de buizen vervoerd naar een bepaald instrument. Op de gyroscoop zit een spuitmond die in verbinding staat met de buitenlucht. Doordat er een drukverschil bestaat tussen de buitenlucht en de onderdruk in de behuizing ontstaat er een luchtstroom. Deze luchtstroom brengt de tol in beweging. De gyroscoop draait dan ongeveer 10.000 rotaties per minuut. 1.1.2 Kunstmatige horizon De kunstmatige horizon geeft de stand van het vliegtuig ten opzichte van de horizon weer met behulp van een gyroscoop. Het systeem dat de kunstmatige horizon aanstuurt wordt beschreven in (a). Hoe de meter afgelezen moet worden staat beschreven in (b). a. Aansturing van de kunstmatige horizon





De kunstmatige horizon bestaat uit een bol met daarvoor een symbolisch vliegtuig (zie figuur 1.4 op de volgende pagina). Het vliegtuigje bevindt zich op de Z-as als het vliegtuig zich in horizontale positie bevindt (1). Hier achter zit de halve bol van de kunstmatige horizon. Het geheel werkt doormiddel van de horizontaal geplaatste gyroscoop (3). Deze zit met een as vast aan de binnenring (4) waardoor hij een kant op kan draaien.

1. Z-as 2. Ophanging 3. Gyroscoop 4. Binnenring 5. Buitingring 6. Horizontale as 7. Scharnierpunt 8. Weergave

Figuur 1.4: Kunstmatige horizon Hij kan nu over een horizontale as draaien. Maar omdat de binnenring met een as aan de buitenring (5) vast zit kan hij ook om de verticale as draaien. Deze twee bij elkaar maken hier een two degrees of freedom mogelijk. Hierdoor kan roll en pitch worden weergegeven. Het balansgewicht draait om een vaste horizontale as (6). De roll indicator (8) zit vast aan de buitenring. Met de roll indicator wordt de stand van het vliegtuig om de langsas weer gegeven De stand van de buitenring is dus altijd gelijk met de stand van het vliegtuig. Omdat de aarde vijftien graden per uur draait, moet de kunstmatige horizon ook met vijftien graden per uur in de tegenover gestelde richting worden bijgesteld. Bij een kunstmatige horizon die werkt door middel van een elektrische gyroscoop, zoals in figuur 1.4, zit er nog een cage knop op, die uitgetrokken dient te worden op het moment dat men de kunstmatige horizon wil verwijderen. Ook zit er rechts boven in een ‘vlag’ waarmee aan word gegeven of de kunstmatige horizon aanstaat of uit (off). b. Het aflezen van de kunstmatige horizon In het instrument zit een halve bol die aan de onder kant bruin is. Bruin geeft land (6) weer, de bovenkant is blauw en blauw geeft de lucht (3) weer. Op beiden kanten van de bol staan streepjes met getallen erbij. Deze getallen geven de neusstand ten opzichte van de horizon weer. In figuur 1.5 is te zien dat de kleine streepjes tien graden (1) aangeven en de grote streepjes dertig graden (4). In het blauwe gedeelte is het aantal graden positief omdat de neusstand dan omhoog is. In de bruine is het negatief omdat de neusstand dan omlaag gaat. Boven de bol staat ook nog een aantal streepjes

dat het aantal graden weergeeft dat het vliegtuig naar links of rechts helt. Het gele kruis stelt het vliegtuig (5) voor.

Figuur 1.5: De kunstmatige horizon 1.1.3 Koerstol

1. Tien graden per minuut 2. Status 3. Lucht 4. Dertig graden per minuut 5. Symbolisch vliegtuig 6. Land 7. Rol indicator 8. Stel knop 9. Trim knop





De koerstol is een instrument dat de piloten kompasinformatie geeft en is bij slecht weer zeer belangrijk, omdat een magneetkompas niet nauwkeurig afgelezen kan worden. In een bocht werken krachten op een magneet kompas waardoor voor precisievluchten dit onbruikbaar is. de werking van de koerstol wordt in (a) uitgelegd en de weergave in (b). a. Werking van de koerstol De standvastigheid van een gyroscoop zorgt er voor dat de eerder genoemde krachten geen rol meer spelen op de aanwijzing van de koers. De koerstol maakt gebruik van deze standvastigheid. Aan de voorzijde van het instrument kan door middel van een knop de actuele magnetische koers worden ingesteld. De stand van de gyroscoop wordt via en tandwiel overbrenging aan de schaal overgebracht. De gyroscoop is half cardanisch opgehangen omdat deze een horizontale as heeft. Bij het veranderen van de richting van het vliegtuig zal de schaal van de gyroscoop de zelfde richting aannemen. De gyroscoop zal de neiging hebben om weg te willen kruipen van de ingestelde koers door de lagerwrijving en onbalans. Verder is het zo dat de aarde met een hoeksnelheid van 15 graden per uur draait. Deze twee factoren worden aangeduid als drift. De piloten moeten constant de koerstol bijstellen om de afwijkingen die de drift veroorzaakt te compenseren. Als controle wordt een magnetisch kompas gebruikt. Door middel van een speciale sensor die het aardmagnetisch meet worden sommige koerstollen automatisch gecorrigeerd. b. Weergave koersgyroscoop De koersgyroscoop wordt weergeven op de manier zoals in figuur 1.6 staat weergegeven. De getallen die erop staan zijn graden. De schaalverdeling loopt van 0 tot 36. Het afgelezen getal moet tien keer vergroot worden om een reëel aantal graden te krijgen. De letters N, E, W en S staan voor de windrichtingen noord, oost, zuid en west. Het witte vliegtuig in het midden geeft de koers aan. De voorkant wijst de koers aan die wordt gevlogen. De set-knop wordt gebruikt om het instrument ongeveer iedere 15 minuten bij te stellen. Dit is nodig om afwijkingen van de gyroscoop te voorkomen.

Figuur 1.6: De koersgyroscoop 1.1.4 Bochtaanwijzer De bochtaanwijzer geeft de scherpte van de bocht aan. Dit instrument werkt door middel van een gyroscoop (a). De piloten moeten kunnen aflezen (b) hoe scherp zij de bocht maken, hoe hard zij moeten vliegen en of zij uitglijden. Daar is een slipmeter (c) voor ontwikkeld die past in het ontwerp van een bochtaanwijzer. a. De werking van de bochtaanwijzer Het turn and slip instrument (zie figuur 1.7) maakt gebruik van een vertikaal opgehangen gyroscoop. Deze gyroscoop heeft maar één gimbal ring (3). Dat betekent dat de gyroscoop om één enkele as kan

draaien. Deze ring zit vast aan een gekalibreerde veer (4) die voorkomt bewegingen in de dwars as van de gyroscoop. Deze gyroscoop is horizontaal opgehangen en dat betekent dat de gyroscoop aan het presseren is en de wijzer (1) in het midden blijft staan. Er zijn twee verschillende turn coördinators. Een turn and slip coördinator waarop wordt weergeven welke kant

de bocht op gaat en een turn coördinator die ook nog weergeeft hoe snel de bocht gaat.

Figuur 1.7: Principevan de bochtaanwijzer

1. Richting 2. Koers 3. Voorkant vliegtuig (wijzer)

1. Wijzer 2. Rotor 3. Cardanische ophanging 4. Calibratieveer

1 2

3





b. De weergave van de bochtaanwijzer Als er een schuine bocht naar rechts wordt gesimuleerd en de werkingen hiervan worden beschreven wordt duidelijk hoe de weergave tot stand komt (zie figuur 1.8). Doordat de rotor standvastig is zal hij in de bocht naar rechts gaan tegenwerken. De rotor ontvangt dat als een kracht die tegen zijn linkerkant aandrukt. Daardoor precesseert de rotor tegen de klok in. De gimbal ring probeert een zo groot mogelijke hoek te krijgen totdat hij wordt tegen gehouden door de gekalibreerde veer. De wijzer wordt door de ring aangedreven en beweegt met de klok mee. De wijzer geeft een bocht naar rechts aan.

Figuur 1.8: Turn and bank instrument c. De werking van de slipmeter De slipmeter is een indicator voor de piloot om te zien of hij een gecontroleerde bocht maakt. De slipmeter is een half rond buisje gevuld met een viskeuze vloeistof en een balletje. Op het kromme

buisje staan 2 streepjes om het midden aan te geven. Bij een horizontale vlucht (zie figuur 1.9a) ligt het balletje precies in het midden, maar ook bij een gecoördineerde bocht (1.9b). Dat is een bocht waarin de gravitatiekracht en de centrifugale kracht even groot is. Wanneer het vliegtuig een bocht naar links maakt en een te grote snelheid heeft neigt het balletje naar rechts te rollen (1.9c). Dit kan worden opgelost door minder gas te geven of de bocht scherper te maken. Als een vliegtuig een scherpe, maar met een te kleine snelheid, bocht naar links vliegt (1.9d) is de gravitatiekracht groter dan de centrifugale kracht en rolt het balletje naar links. De piloot kan dit oplossen door op gas bij te geven of de bocht minder scherp te draaien.

Figuur 1.9: Werking slipmeter 1.2 Drukinstrumenten Van de zes basis instrumenten zijn drie druk instrumenten (air data instruments). Deze instrumentenwerken op druk (1.2.1). De volgende instrumenten maken hier gebruikt van: de snelheidsmeter (1.2.2), de hoogtemeter (1.2.3) en de verticale snelheidsmeter (1.2.4). 1.2.1 Druk De definitie van druk (a), welke soorten druk er zijn en hoe deze worden gemeten (b) wordt samen met de samenstelling van de atmosfeer (c) word hieronder toegelicht.

1.Rechterbocht 2.Linkerbocht 3.Slipmeter





a. Definitie van druk De druk is de hoeveelheid kracht (in Newton) die wordt uitgeoefend op een vierkante meter. In de bijlagen is het formuleblad te vinden die de definitie van druk ondersteunt (formule 2). b. Soorten druk en hoe deze wordt gemeten Er zijn drie soorten druk:

1. Statische druk 2. Dynamische druk 3. Totale druk.

ad 1. Statische druk De statische druk is de druk van de ongestoorde stroming op een bepaalde hoogte. Er zijn twee

methodes om de statische druk te meten. Hiervoor worden de statische buis (zie figuur 1.10) en de statische poort (static port) gebruikt. De statische buis is een buisvorming voorwerp dat met de neus in de richting van een stroming wordt geplaatst. Er ontstaat dan een drukverdeling.

Figuur 1.10: Een statische buis schematisch weergegeven. De aanwezigheid van de buis beïnvloedt de stroming en daarmee de drukken die daarin heersen. Hoe verder in de statische buis, hoe minder de invloed is. De afstand waar de invloed verwaarloosbaar is, is afhankelijk van de diameter van de buis. Men kan aannemen dat op een afstand van driemaal de diameter de aanwezige druk de statische druk nauwkeurig genoeg benadert. Op dit punt wordt dan een drukgaatje aangebracht. De drukleiding die met die gaatje in verbinding staat bevat dan de te meten statische druk. Het stagnatiepunt zit vlak voor de opening van de statische buis. In dit punt is de druk dus maximaal en hier wordt alle snelheidsenergie (Pdynamisch) omgezet in drukenergie. Uiteindelijk meet de pitotbuis de totale druk, dat is de druk die zich in de statische buis bevindt. De tweede methode om de statische druk te meten is met behulp van de statische poorten (zie figuur 1.11). Dit is een poort waarbij ergens in de romp drukgaatjes loodrecht op de stroming zijn aangebracht, die direct verbonden zijn door middel van een leidingsysteem met de piloten.

Figuur 1.11: Een statische poort schematisch weergegeven. Het plaatsen van een statische poort is niet eenvoudig, omdat de plek waar een groot bereik van invalshoeken de druk nog redelijk de statische druk vertegenwoordigt moeilijk te vinden is. Meestal wordt een plaats vooraan de romp gevonden. Om de invloed van aerodynamische slippen op de

1.Stagnatiepunt 2.Drukgaatjes

2

1





meting zo klein mogelijk te maken worden de statische poorten links en rechts aan de romp aangebracht en worden zij met elkaar verbonden. De drukverhoging aan de kant waar de wind vandaan komt wordt dan gecompenseerd door de drukverlaging aan de andere kant. De statische drukmeting heeft een belangrijke fout die de statische- of positiefout genoemd wordt (position error). Hij ontstaat doordat het meetgaatje niet precies gelijk is aan de statische druk. De statische druk is weer te geven in een formule (formule 3). De snelheidsmeter geeft de snelheid van een vliegtuig weer met behulp van de dynamische (Pd) en de statische druk (Ps). De meting kan worden gedaan doormiddel van een gecombineerde pitot- statische buis of een pitotbuis en een statische poort. De pitotbuis is een gekalibreerde meetbuis, die de drukverandering die door de luchtsnelheid veroorzaakt wordt doorgeeft. In de pitotbuis wordt de luchtsnelheid tot nul gereduceerd, zodat in de buis de totale druk heerst. ad 2. Dynamische druk De totale druk (Ptotaal) en de statische druk worden aan de buitenkant van het vliegtuig gemeten en worden in de snelheidsmeter verwerkt. De statische druk wordt gemeten met behulp van statische poorten. De snelheid van een vliegtuig wordt berekend doormiddel van de dynamische druk (Pd). De dynamische druk kan berekend worden door de statische druk van de totale druk af te trekken. De formule voor dynamische druk is in een formule weer te geven. Zie daarvoor formule 4 op het formuleblad. c. Opbouw van de atmosfeer Bij de theorie over druk hoort ook de opbouw van de atmosfeer, zodat men een voorstelling heeft in welke situaties de drukinstrumenten werken. De atmosfeer is opgebouwd uit verschillende lagen (zie

figuur 1.12) In de commerciële luchtvaart wordt gevlogen in de troposfeer op kruis- hoogten tussen de 10 en 15 km. In deze troposfeer en tropopauze spelen zich weerverschijnselen af waarmee piloten te maken hebben. De tropopauze is een laag van ongeveer een dikte van een kilometer. De hoogte waarop deze tropopauze begint is afhankelijk van de tijd van het jaar. De ISA heeft een afgesproken temperatuursafname van 1,98°C per 1000 voet. In tabel 1.1 zijn de sferen en pauzes weergegeven met de bij behorende hoogtes en staat vermeldt wat er gebeurt met de temperatuur en de druk.

Figuur 1.12: De atmosfeer Naam Hoogte Temperatuur Druk

Troposfeer 0-11 km Neemt met de hoogte af. Neemt met de hoogte af.





Tabel 1.1: De atmosfeer 1.2.2 Snelheidsmeter Het is essentieel voor een piloot om zijn vliegsnelheid te weten, omdat er veel cruciale factoren afhangen van de vliegsnelheid. Bijvoorbeeld, of het vliegtuig snel genoeg vliegt om op te stijgen, en of hij dicht tegen zijn overtreksnelheid vliegt. De snelheidsmeter is het instrument dat de snelheid van het vliegtuig meet ten opzichte van de omringende lucht. Dit air data instrument heeft inwendig allemaal onderdelen die ervoor zorgen dat de snelheidsmeter kan functioneren (a). Uiteindelijk zien de piloten een weergave op het instrument wanneer het vliegtuig in beweging komt (b). In de luchtvaart worden er verschillende snelheden gebruikt (c). Een veel gebruikte maat voor de snelheid is het mach getal (d). a. De werking van een snelheidsmeter De snelheidsmeter geeft de snelheid van een vliegtuig weer door het drukverschil te meten tussen de statische druk (Ps) en de totale druk (Pt). Bij de snelheidsmeter (zie figuur 1.13 op de volgende pagina) bevinden zich in de behuizing (1) twee inlaten: de totale drukinlaat (2) en de statische drukinlaat (3). De gehele behuizing is luchtdicht. De statische druk wordt in de behuizing toegelaten zodat in de behuizing dezelfde statische druk heerst als buiten het vliegtuig. De totale druk (Pt) wordt in het membraan toegelaten en doordat er om het membraan de statische druk heerst en in het membraan de totale druk, is de uitzetting van het membraan een maat voor de dynamische druk (Pd). Wanneer een vliegtuig sneller gaat vliegen wordt de dynamische druk groter en dan zet het membraan uit. Als een vliegtuig langzamer gaat vliegen krimpt het membraan weer. Door het uitzetten en krimpen van het membraan gaat de calibratiestang (5) bewegen. De calibratiestang krijgt een andere stand en zal dit door geven aan de overbrenging (6). Om geen onjuiste aanwijzing op de snelheidsmeter te krijgen is er een mechanisme dat de wortel opheft (zie formule 5). Dit mechanisme is de Square Law Compensation (SLC). De SLC bestaat uit een uitstrekkende of stemmende veer die tegen het membraan drukt en een gecontroleerde ophoudende kracht op het membraanuitzetting toepast. De ophoudende kracht wordt geregeerd door reeksen uitstrekkende schroeven die vooraf geregeld zijn om de veer op aangewezen punten te contacteren aangezien het door de uitzetting van het membraan wordt opgeheven. Als de snelheid en de druk worden verhoogd zal het veertarief verhogen en de efficiënte lengte worden verkort, aldus wordt de lineaire beweging direct bij het membraan verkregen. Na deze compensatie geeft een overbrenging door middel van een tandwiel (7) zijn beweging door aan een ander tandwiel (8) dat is bevestigd aan de wijzer (9). De wijzer slaat dan uit op de wijzerplaat (10) zodat de piloot de snelheid kan lezen in knopen (knots).

Tropopauze 12-24 km Blijft gelijk Blijft gelijk Stratosfeer 25-47 km Neemt met de hoogte

toe. Neemt met de hoogte toe.

Stratopauze 48-52 km Blijft gelijk Blijft gelijk Mesosfeer 53-79 km Neemt met de hoogte af. Neemt met de

hoogte af. Mesopauze 80-89 km Blijft gelijk Blijft gelijk Thermosfeer 90-105 km Neemt met de hoogte

toe. Neemt met de hoogte toe.

Exosfeer > 105 km Blijft gelijk. Blijft gelijk.

1. Behuizing 2. Totale druk inlaat 3. Statische druk inlaat





Figuur 1.13: Principe van de snelheidsmeter. b. Snelheidsweergave De snelheid wordt weergegeven in knots. 1 Knot =1,852 km/h. Op de snelheidsmeter zijn een aantal lijnen aangebracht: een witte, een groene, een gele lijn en een rood merkteken (figuur 1.14 op de volgende bladzijde). Deze lijnen geven het bereik van de vliegsnelheden weer.

Figuur 1.14: De weergave van een snelheidsmeter. De witte lijn geeft het bereik aan waarmee met de flaps uit gevlogen kan worden tot de maximale snelheid waarmee het vliegtuig met de flaps uit kunt vliegen en overlapt gedeeltelijk de groene lijn. Wordt er te langzaam gevlogen, dus buiten het witte gebied, dan zal het vliegtuig overtrekken en kan het niet meer horizontaal vliegen. De groene lijn geeft het vliegsnelheid bereik aan bij normale cruisespeed met de flaps en het landingsgestel ingetrokken. In het groene gebied mag de piloot hele uitslagen met de roeren geven. De ondergrens van de groene kleur geeft de minimumsnelheid aan met maximum gewicht en de flaps neutraal. De gele lijn geeft het bereik aan waar de piloot te grote krachten op de vleugels moet voorkomen door kleine uitslagen met de roeren te geven. Het rode merkteken is een indicatie voor de vlieger dat hij deze snelheid nooit mag overschrijden. Dit kan schade aan de vliegtuigconstructie geven. c. Verschillende snelheden Er zijn vier verschillende vliegsnelheden: 1. Indicated airspeed 2. Calibrated airspeed 3. Equivalent airspeed 4. True airspeed

ad 1. Indicated airspeed De indicated airspeed (IAS) is de snelheid die wordt verkregen door het verschil tussen Ps en de Pt te meten. Op grotere hoogte zal de IAS een verkeerde weergave geven omdat we voor de luchtdichtheid de waarde van de standaard atmosfeer nemen. De luchtdichtheid neemt namelijk af met de hoogte (zie formule 6).

4. Membraan 5. Calibratiestang 6. Overbrenging 7. Overbrenging met tandwiel 8. Tandwiel 9. Wijzer 10. Wijzerplaat

1. Wijzer 2. Snelheid met flaps uit 3. Bereik waar volle roeruitslagen toegestaan zijn 4. Bereik waar volle roeruitslagen niet toegestaan zijn 5. Maximale snelheid





ad 2. Calibrated airspeed De Calibrated airspeed (CAS) werkt in combinatie met een air data computer en wordt de computed airspeed genoemd. De computed airspeed vervangt de IAS. Bij CAS worden er correcties voor position error (PE) toegepast. De PE wordt automatisch gecorrigeerd via een elektronisch correctie netwerk. ad 3. Equivalent airspeed De equivalent airspeed (EAS) wordt berekend met de gemeten dynamische druk (Pd), wanneer gebruikt wordt gemaakt van de luchtdichtheid op zeeniveau als constante waarde. EAS = CAS maar met correctie voor de samendrukbaarheid van lucht. ad 4. True airspeed De true airspeed (TAS) is de meest accurate meting van de snelheid. De TAS is hetzelfde als de EAS maar is zo gemaakt dat het verschil van luchttemperatuur en de luchtdichtheid op verschillende vlieghoogtes automatisch worden vastgesteld. De TAS geeft dus de meest nauwkeurige weergave van de vliegsnelheid weer. d. Getal van Mach Het machgetal is een dimensieloos getal. Het getal van mach geeft de verhouding aan tussen de plaatselijke geluidssnelheid en de snelheid van het vliegtuig (zie formule 7). Bij standaardomstandigheden (op zeeniveau: luchtdruk 1013,25 hPa, temperatuur 15 graden Celsius) is de geluidssnelheid in lucht ongeveer 340m/s. Aangezien de geluidssnelheid afhankelijk is van de luchttemperatuur, zal met toenemende hoogte de geluidssnelheid afnemen. Met de formule van het machgetal kan de TAS berekend worden. 1.2.3 Hoogtemeter De hoogtemeter geeft de hoogte aan waarop een vliegtuig zich bevindt. Een hoogtemeter werkt met behulp van de drukverschillen (a). De weergave van een hoogtemeter is een schaalverdeling met drie wijzers (b). a. De werking van de hoogtemeter De hoogtemeter werkt door middel van het principe van de drukmeting (zie figuur 1.15 op de volgende pagina). De statische luchtdruk wordt vanuit het statische leidingsysteem toegang gegeven tot een afgesloten kast (1). Aan die kast zit een slang om de verandering in druk toe te kunnen laten. In de kast bevindt zich een capsule (2) die zoveel mogelijk vacuüm is gezogen. De capsule wordt niet volledig platgedrukt door de druk omdat de veerkracht van de capsule dat tegenhoudt. De capsule reageert op een verandering van de mate van uitzetting. Dit hangt af van het feit of de statische druk meer of minder wordt. De veranderde uitzetting wordt via een overbrengingsmechanisme overgebracht op een wijzer (3). De maximale uitwijking van dit mechanisme is ongeveer een halve centimeter. Die halve centimeter moet worden omgezet in een wijzerverplaatsing van vijftig omwentelingen. Dit gebeurt door middel van tandwielen, zodat die halve

centimeter de wijzer vijftig keer kan laten omwentelen.

Figuur 1.15: Principe hoogtemeter Op de hoogtemeter zit een subscale button. Door middel van die knop kan een bepaalde druk worden ingesteld. Deze subscale knop kan worden versteld door de piloten. Omdat vliegvelden op

1.Afgesloten kast 2.Capsule 3.Wijzer

1

2

3





verschillende hoogtes liggen, heerst daar aan de grond ook een andere druk dan op zeeniveau. De druk kan dan zo ingesteld worden dat de hoogtemeter de hoogte van het vliegveld als nul weergeeft. b. Weergave van de hoogtemeter Een hoogtemeter heeft drie wijzers die gezamenlijk de hoogte aangeven (zie figuur 1.16). Één wijzer geeft de honderdtallen aan (1), één wijzer geeft de duizendtallen aan (2) en één wijzer geeft de tienduizendtallen aan (3). Op een hoogtemeter zit ook een subscale knop (5). Deze is erop gezet om de ISA afwijking te kunnen compenseren. De verandering van de subscale kan worden afgelezen op de subscale meter (4). De hoogtemeter geeft de hoogte in feet aan. 1 feet = 12 inch = 30,48 cm.

1 2 3 4 5

Figuur 1.16: Presentatievorm hoogtemeter c. Verschillende soorten druk gebieden

In de luchtvaart worden 3 verschillende drukinstellingen (zie figuur 1.17): 1. QFE 2. QNH 3. QNE ad 1. QFE QFE is de drukinstelling die voornamelijk wordt gebruikt bij vliegvelden en in de buurt van stedelijk gebied. De druk die hier ingesteld wordt door middel van draaien aan de subscale knop is de druk die op het vliegveld heerst. Bij

Figuur: 1.17: Verschillende drukhoogten deze instelling geeft de hoogtemeter nul aan als het vliegtuig op de grond staat. Als een vliegtuig op een bepaalde hoogte komt, genaamd de transition-altitude moet de hoogte instelling worden veranderd in de QNE, ofwel flight level. In Nederland ligt de transition-altitude op 3000 feet. Dit gegeven verschilt per land of vliegveld. ad 2. QNH QNH is de druk zoals gemeten op een vliegveld, volgens de standaard atmosfeer terug berekend naar mean sea level (MSL). De verkeersleiding geeft de druk door die op de hoogte is waar het vliegtuig zich moet bevinden.. Hierdoor heeft de piloot een beeld van de separatie die hij heeft ten opzichte van bergtoppen en andere obstakels. ad 3. QNE Als het vliegtuig op QNE hoogte instelling vliegt wordt de subscale gezet op 1013,25 hPa. De hoogte die hier wordt gevlogen is het flight Level. FL90 betekent dat het vliegtuig op een hoogte van 9000 ft

1. Wijzer 100 ft 2. Wijzer 1000 ft 3. Wijzer 10000 ft 4. Subscale meter in hPa 5. Subscale knop

1. QFE 2. QNH 3. QNE





vliegt. Dit is de gebruikelijke hoogte in welke wordt gecommuniceerd tussen piloten en de luchtverkeersleiding. 1.2.4 Verticale Snelheidsmeter De verticale snelheidsmeter (VSI) is een instrument dat weergeeft hoeveel een vliegtuig stijgt of daalt. Het instrument werkt doordat het statische druk meet (a). In een vliegtuig wordt dit aangegeven in feet per minuut. Als de wijzer naar beneden uitslaat daalt het vliegtuig en omgekeerd. Er zijn twee soorten verticale snelheidsmeters (b). Naast de standaard is er namelijk ook nog de instantaneous verticale snelheidsmeter (c). Uit eindelijk zullen beide meters de verticale snelheid weergeven (d). a. Hoe werkt de verticale snelheidsmeter? De verticale snelheidsmeter (zie figuur 1.18) heeft maar één ingang, en meet toch een verschil. In de behuizing heerst de statische druk (1) van het vliegtuig. Wanneer het vliegtuig stijgt of daalt, verandert de hoogte van het vliegtuig, en dus ook de statische druk. De VSI neemt deze verandering van druk waar, waardoor de wijzer uitslaat. Wanneer de statische druk van het vliegtuig verandert, verandert de druk in het membraan (2) van de VSI mee. Als het vliegtuig daalt, stijgt de statische druk, hierdoor zet het membraan uit. Omdat de druk naar de behuizing vertraagd gaat is er dus een verschil optreden tussen de statische druk in het membraan en die van de behuizing. Wat er voor zorgt dat de wijzer naar beneden uitslaat. Het membraan en het tandwiel (3) staan namelijk in verbinding met elkaar. Hoe sneller het vliegtuig stijgt of daalt, hoe sneller de druk per tijd verandert, dus hoe groter de uitslag van de wijzer. Naarmate het vliegtuig weer op een constante hoogte gaat vliegen, zal de druk in het membraan weer gelijk worden aan die van de behuizing. Hierdoor zal de wijzer weer terug gaan naar nul.

Figuur 1.18: Een schematische tekening van het binnenwerk van een verticale snelheidsmeter. b. Twee soorten Er zijn twee typen verticale snelheidsmeters. De standaard verticale snelheidsmeter (1) en de instantaneous verticale snelheidsmeter (2). Beiden werken op dezelfde manier door de verandering van de statische druk te meten, alleen de instantaneous versie doet dit bijna zonder vertraging terwijl de standaard meter altijd enige vertraging heeft. ad 1. De instantaneous verticale snelheidsmeter De instantaneous verticale snelheidsmeter (IVSI) werkt op hetzelfde principe als de gewone VSI, maar bij de IVSI is er nog een onderdeel dat ervoor zorgt dat het instrument de drukverschillen sneller waar kan nemen. Hierin zorgt een schuifbare afsluiting ervoor dat drukverschillen sneller in het membraan komen. Wanneer het vliegtuig daalt, en de statische druk toeneemt, zal de schuifbare afsluiting omhoog worden gedrukt waardoor het gaat werken als een soort fietspomp. Hij drukt extra lucht in het membraan, waardoor er sneller een wijzeruitslag waar te nemen is. ad 2. De uiteindelijke weergave Er zijn 2 verschillende soorten weergave: een lineaire schaal (zie figuur 1.19) en een logaritmische schaal. Op de meter staat de wijzer op nul wat betekent dat het vliegtuig op constante hoogte vliegt.

1. Statische druk 2. Membraan 3. Tandwiel





De schaalverdeling is als volgt. Voor een dun streepje staat er 100 voet per minuut stijgen of dalen. Elk dikker streepje staat voor 500 voet

Figuur 1.19: Lineaire weergave

1.3 Eisen en wetgeving Het nieuwe cockpitsysteem moet aan een aantal eisen en wetten voldoen. De eisen van de opdrachtgever (1.3.1), maar ook de luchtvaartwetten (1.3.2) zijn belangrijk voor het ontwerpen van een uniforme cockpit. De ontwerpen moeten voldoen aan de eisen die zijn opgesteld door de Joint Aviation Authorities (JAA) en de Federal Aviation Administration (FAA). Als de ontwerpen niet aan deze eisen voldoen mogen ze niet uitgevoerd worden. 1.3.1 Eisen van de opdrachtgever Onze opdrachtgever, Hvair, heeft ons een aantal eisen gesteld. De universele cockpit moet veilig (a), licht (b) maar ook duidelijk zijn (c). Het moet een vooruitgang zijn op de bestaande cockpit. Zo goedkoop en licht mogelijk, maar beter afleesbaar en veiliger in het nieuwe cockpit ontwerp. a. Veiligheid Het nieuwe universele cockpitsysteem moet veilig zijn in gebruik. Het systeem moet voldoen aan vele eisen die niets aan de veiligheid mogen verminderen. Onder een veilig systeem verstaan wij een betrouwbaar systeem dat de juiste waarden weergeeft voor de piloot en een minimale kans om uit te vallen tijdens de vlucht. b. Gewicht Het gewicht van de instrumenten moet zo laag mogelijk blijven. Hoe lichter de instrumenten zijn des te meer betaalde bagage kan er meegenomen worden, want elke kilo extra kost meer brandstof. Ook het gewicht mag absoluut niet afhankelijk zijn van de veiligheid en betrouwbaarheid van de instrumenten. c. Afleesbaarheid Elk instrument moet in één oog opslag afgelezen kunnen worden. De piloot moet drie keer per seconde kunnen aflezen welke waarde het instrument weergeeft tijdens het stijgen en dalen. Er moet dus gebruik worden gemaakt van duidelijke kleuren, schalen en wijzers. 1.3.2 Luchtvaartwetten Aan het ontwerp van een cockpit worden eisen gesteld die internationaal zijn vastgesteld door de FAA en de JAA. Het betreft regels voor de indeling (a), veiligheid en betrouwbaarheid (b) en de afleesbaarheid (c). a. Indeling

1. Wijzer 2. 100 ft 3. 500 ft





Volgens artikel CS-25.1303 moeten alle instrumenten van de Basic six per piloot aanwezig zijn. Zo moet elke piloot met een kleine afwijking van zijn normale houding en kijkhoek de instrumenten kunnen aflezen. Ook moet elke piloot het bedieningspaneel eenvoudig kunnen bereiken. Bepaalde instrumenten moeten zich op een vastgestelde plek in de cockpit bevinden, hier wordt beperkt tot de Basic six. Zo heeft de Basic six een vaste indeling voor de instrumenten. De kunstmatige horizon bevindt zich in het midden op de bovenste rij. De snelheidsmeter zit daar direct links van en de hoogtemeter zit direct rechts van de kunstmatige horizon. Onder de kunstmatige horizon, dus in het midden op de onderste rij, is de koerstol geplaatst. Dit vormt de Basic T. De koerstol en de bocht- en slipmeter zitten rechts en links onder en mogen van plaats wisselen. b Veiligheid en betrouwbaarheid Alle instrumenten moeten onafhankelijk van elkaar kunnen functioneren. Zodat met een storing niet alle instrumenten uitvallen of af gaan wijken. Voor elk Basic six instrument moet er een back-up instrument zijn. Deze moeten ook goed zichtbaar zijn voor beide piloten. Wanneer een instrument afwijkingen vertoont moet dit direct toonbaar worden gemaakt voor de piloten. De waarschuwingslampen moeten goed zichtbaar zijn, ook tijdens trillingen in het vliegtuig. Toch mogen ze niet storend zijn voor de piloten. c. Afleesbaarheid Alle instrumenten moeten goed en duidelijk afleesbaar zijn, ook in het donker of bij trillingen in het vliegtuig. Zo zijn er in artikel CS-25.1322 regels vastgesteld voor het gebruik van kleuren voor een waarschuwing. Bij rood wordt er een snelle en noodzakelijke correctie van de piloten verwacht. Bij de kleur amber is er een toekomstige correctie nodig van de piloten. Groen wordt gebruikt om een veilige situatie aan te geven, een correctie vanuit de piloten is niet noodzakelijk. Voor alle andere kleuren is er alleen de eis dat deze sterk af moeten wijken van de drie basis waarschuwingskleuren. 1.4 Functieonderzoek Het doel van een functieonderzoek is het definiëren van de functies die ervoor zorgen dat een gemeten grootheid als informatie wordt weergegeven. De Basic six bezit een aantal hoofdfuncties die informatie kunnen geven over bijvoorbeeld de hoogte, snelheid of stand van het vliegtuig. Voordat er gebruik kan worden gemaakt van deze functies, wordt er eerst gebruik gemaakt van een aantal deelfuncties. Door middel van deze deelfuncties is het mogelijk de hoofdfuncties goed weer te geven. In totaal zijn er zeven deelfuncties die hieronder worden toegelicht, er is tevens een blokschema aanwezig (zie bijlage 3).

Opnemen Er worden twee soorten druk opgenomen. Met behulp van deze twee waarden kunnen de hoogte, snelheid en verticale snelheid worden berekend.

Transporteren De meetplaats van de druk bevindt zich ergens anders dan de plaats van weergave. Het gevolg hiervan is dat de druk moet worden getransporteerd. De druk wordt getransporteerd naar de plaats waar een bepaalde waarde moet worden omgezet in een signaal.

Omzetten

In een omzetter wordt de druk omgezet in een signaal.

Corrigeren Het signaal dat vanuit druk is omgezet bevat nog allerlei onnauwkeurigheden. Dit signaal moet dus nog worden gecorrigeerd. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een corrigerend element.

Versterken Wanneer een signaal wordt getransporteerd zal er altijd sprake zijn van een verlies als gevolg van wrijving. Om verlies bij transport te compenseren wordt gebruik gemaakt van een versterker. Deze zorgt ervoor dat de spanning van het signaal wordt verhoogd, waardoor de





kans vergroot dat het signaal goed aankomt bij de ontvanger.

Transporteren Na het versterken van de signalen kunnen zij getransporteerd worden naar de desbetreffende instrumenten.

Weergeven De getransporteerde informatie wordt weergegeven zodat de piloot de waarden kan aflezen.

De werking van de gyroscopische instrumenten en de drukinstrumenten (1.1 & 1.2) zijn uitgelegd. De randvoorwaarden (1.3) zijn duidelijk omschreven en de functies en deelfuncties (1.4) van het te ontwerpen systeem zijn bepaald. Aan de hand van het functieonderzoek kan nu het morfologisch overzicht worden gemaakt waarin het ontwerp wordt uitgewerkt.





2 Ontwerp cockpit Hoofdstuk twee bestaat uit drie subhoofdstukken, namelijk: het morfologisch overzicht (2.1) en de voor- en nadelen (2.2) van de gekozen systemen. Daaruit volgt de algemene conclusie (2.3) met onze systeem keuze. 2.1 Morfologisch overzicht Het morfologisch overzicht (bijlage 4) geeft een overzicht van de zeven deelfuncties met daarachter de mogelijk toe te passen instrumenten. Er wordt per afbeelding naar de functies 1 t/m 7 verwezen. De zeven functies zijn:

2.1.1. Opnemen 2.1.2. Pneumatisch transporteren 2.1.3. Omzetten 2.1.4. Corrigeren 2.1.5. Versterken 2.1.6. Digitaal transporteren 2.1.7. Weergeven

2.1.1 Opnemen Voor het opnemen van luchtdruk zijn de volgende instrumenten gekozen: de pitotbuis (a) en statische poort (b) en een combinatie van deze twee, de pitot- statische buis (c). a. Pitotbuis Een pitotbuis is een gekalibreerde meetbuis die in vliegtuigen wordt gebruikt om de luchtdruk op te nemen. Om een nauwkeurige meting te krijgen van de druk moet de opening van de pitotbuis in een ongestoorde luchtstroming worden geplaatst met de meetopening evenwijdig aan de stromingsrichting. In de pitotbuis is een verwarmingselement aangebracht om dichtvriezen van het meetpunt te voorkomen. b. Statische poort De statische poort wordt gebruikt om de statische druk in stromende lucht op te nemen De statische drukopeningen moeten loodrecht op de stromingsrichting staan en moeten in een ongestoorde luchtstroming liggen, ook moeten ze dubbel uitgevoerd zijn in verband met het slippen van het vliegtuig. c. Pitot- statische buis Het verschil tussen de pitot- statische en de pitotbuis is dat op de zijkant van de pitot- statische buis openingen zijn om de statische druk te meten. De plaats waar de pitot- statische buis geplaatst wordt is dezelfde als die van de pitotbuis en is voorzien van een verwarmingselement om ijsvorming te voorkomen. 2.1.2 Pneumatisch transporteren Nadat de statische druk en de totale druk opgenomen zijn moeten ze worden getransporteerd naar een omzetter. Voor het transporteren wordt gebruik gemaakt van een rubberen leiding (a) een aluminiumleiding (b) of een koperen leiding (c). a. Rubberen leiding Een rubberen leiding heeft de eigenschap dat zij licht en flexibel is op kamertemperatuur. Vanwege de lage temperatuur op grote hoogtes wordt de rubberen leiding bros. De leiding moet goed geïsoleerd worden zodat deze bestand is tegen de lage temperaturen. b. Aluminiumleiding Een aluminiumleiding is licht van gewicht en gemakkelijk te bewerken. Een aluminiumleiding is corrosiegevoelig en heeft daarom een oppervlakte bescherming nodig.





c. Koperen leiding Een koperen leiding heeft is sterk en corrosievast. Koper wordt niet aangetast door de omgeving waar het zich in bevind. wel is de koperen leiding moeilijk bewerkbaar en zwaar. 2.1.3 Omzetten Nu de druk is getransporteerd moet hij omgezet worden in een elektrisch signaal een digitale signaal of in een mechanische beweging. Voor het omzetten in een elektrisch signaal wordt gebruik gemaakt van een piëzo- transducer (a) en van een force balance transducer (b). Voor het omzetten naar een mechanische beweging wordt gebruik gemaakt van een membraandoos (c). Voor het omzetten naar een digitale signaal wordt gebruik gemaakt van een Analoog/digitaal converter (d). a. Piëzo- elektrische transducer Een piëzo-element wordt gebruikt om een druk om te zetten naar een elektrische spanning. Het piëzo-element bestaat uit een materiaal van speciale kristallen. De speciale kristallen zijn schijfjes van kwarts met een ingebouwd metalen patroon en zijn op elkaar gestapeld, zodat ze als een membraan fungeren. Bij druk spanningen ontstaat in het kristalrooster een verstoring waardoor er spanning wordt opgewekt door het krimpen en uitzetten van het membraan. b. Force- balance transducer Een force-balance transducer (FBT) (zie figuur 2.1) is een elektrisch/mechanisch type omzetter. De FBT wordt gebruikt om een mechanische druk om te zetten naar een elektrische spanning. De FBT bestaat uit een capsuletype (1) druksensor dat een ’E’ (2) en ‘I’- kern (3) activeert. De primaire spoel van de ‘E’- kern heeft als voeding een wisselspanning (4) om zijn middelste been en een secundaire

spoel uitgang (5) om zijn buitenste benen. Deze zijn in verbinding met een versterker (6). De ‘I’- kern is mechanisch verbonden aan de capsule. De beweging van de capsule zorgt ervoor dat de ruimte tussen de ‘I’- kern en de ‘E’- kern toe- en

afneemt. De ‘I’- kern is ook in verbinding met een

servomotor (7) via een torsie as (8), en een mechanische overbrenging (9). In statische conditie is de afstand tussen de ‘I’- en ‘E’ kern gelijk. Wanneer een wisselspanning voeding wordt toegevoerd zal er een magnetisch veld Figuur

2.1: Force-balance transducer worden gecreëerd dat in statische conditie gelijk en omgekeerd is. Dus er zullen geen signalen worden verkregen in de secundaire spoelen. Wanneer de druk veranderd, zal de capsule uitzetten en zijn beweging overbrengen aan de ‘I’-kern. De verandering van de afstand tussen de twee kernen zorgt voor een spanning opwekking in de secundaire spoelen, de opgewekte spanning wordt hierna versterkt. De versterkte spanning wordt doorgegeven aan de servomotor die dan de nokvolger en torsie as aandrijft om een tegenovergestelde torsie effect te creëren. Dit wordt gedaan om de beweging van de capsule op te heffen zodat het systeem weer in balans is. De servomotor drijft een tacho generator (10) aan, deze levert de spanning welke een maat is voor de drukverandering. c. Membraandoos Een membraan kan gemaakt zijn van metaal of van kunststof (mylar). Een membraandoos wordt gebruikt om luchtdruk om te zetten in een mechanische beweging. In het membraan wordt een druk toegelaten en om het membraan staat er ook een druk. Door middel van het drukverschil gaat dit membraan uitzetten en krimpen.

1. Capsule 2. E-kern 3. I-kern 4. Primaire spoel 5. Secundaire spoel 6. Versterker 7. Servomotor 8. Torsie as 9. Overbrenging 10.Tacho generator





d. Analoog/Digitaal omzetter Een analoog/digitaal (A/D) omzetter (zie figuur 2.2) wordt gebruikt om een analoge signaal om te zetten naar een digitale signaal. De digitale elektronica wordt tegenwoordig toegepast, omdat deze schakelingen zeer betrouwbaar zijn en minder warmte ontwikkelen. Het omzetten van het signaal gebeurt door middel van het analoge signaal eerst met kleine tijdsintervallen te bemonsteren. Deze momentele waarden worden vervolgens omgezet in een overeenkomstige binaire code.

Figuur 2.2: Analoog/Digitaal omzetting 2.1.4 Corrigeren Een signaal dat vanuit druk is omgezet bevat nog allerlei onnauwkeurigheden, om dit op te lossen kan er gebruik worden gemaakt van een analoog air data computer (AADC) (a) een digitaal air data computer (DADC) (b) en/of een mechanische correctie (c) en een stelveer (d). a. Analoog air data computer In de air data computer wordt door de uitgangsspanning van de transducers een rotor aangedreven door middel van een servomotor. Deze rotor is verbonden met de stator in de indicator. De servomotor drijft ook de rotor van een resolver synchro (RS) aan dat onderdeel vormt van de static source error correction (SSEC) netwerk. Deze zit in het mach module van de ADC. Het circuit van de SSEC is zo geregeld dat het ingangssignaal van de RS gecorrigeerd is van Postion error (PE) van de vliegtuig. Het uitgangssignaal van de RS gaat naar de druk transducer circuit zodat zijn uitgangssignaal dat een maat is voor het drukverschil tussen Pt –Ps ook gecorrigeerd is wanneer het vliegtuig een bocht maakt. De servomotor drijft tijdens gebruik ook een tacho generator aan welke een feedback signaal geeft aan de controle versterker zodat de voltage error waargenomen kan worden. De hoogtemeter module werkt hetzelfde als de hierboven beschreven module het enige verschil is dat hij werkt door middel van signalen welke een maat zijn voor de Ps. Elke module een ADC is voorzien van warning logic netwerk dat een waarschuwing vlag activeert zodra er verlies is van signalen op de betrekkelijke instrumenten. Er gaan dan lichten branden die aangeven bij welke module de fout zich voordoet. Wanneer er een fout is gevonden, blijft het licht branden. Uiteindelijk is er maar één netwerk dat het corrigeren van signalen doet en dat is de SSEC. b. Digitaal air data computer Het verschil tussen de AADC en de digitaal air data computer (DADC) is dat alle signalen in de DADC geconverteerd zijn en in digitale vorm getransporteerd worden. c. Mechanisch corrigeren Een mechanische correctie kan gedaan worden met behulp van tandwielen. Door een aantal tandwielen op de juiste manier achter elkaar te zetten kan men een aantal bewerkingen uitvoeren zoals vermenigvuldigen en delen. Er kan ook gebruik worden gemaakt van stel-veren. Als op een beeldscherm de gegevens niet kloppen kan door middel van aandraaien van veren een correctie gemaakt worden. d. Stelveren Er kan ook gebruik worden gemaakt van stelveren. Als op een beeldscherm de gegevens niet kloppen kan door middel van aandraaien van veren een correctie worden gemaakt. 2.1.5 Versterken Het doel van het versterken is zorgen dat het signaal wordt verhoogd zodat de weer te geven indicators een goede signaalaanvoer krijgen. Voor het versterken kan gebruik worden gemaakt van een mechanische bewerking (a) en elektrische bewerkingen d.m.v. een transformator (b ) en een transistor (c).





a. Mechanische bewerking Voor een mechanische bewerking kan men gebruikmaken van een groot tandwiel dat een klein tandwieltje aandrijft waardoor het signaal versterkt wordt. b. Transformator- gelijkrichter eenheid De transformator maakt van drie fasen 115V een lagere spanning en de gelijkrichter richt de spanning gelijk om er 28 V gelijkspanning (DC) uit te krijgen. Met een transformator kan men een DC verhogen. Dus als men de spanning tien maal wilt verhogen moet de transformatie verhouding 1:10 zijn. Dit houdt in dat de secundaire spoel tien maal zoveel windingen moet hebben. Met behulp van de formule 8 op het formuleblad kan de spanningsverhoging berekend worden. c. Transistor Een transistor (zie figuur 2.3) is een halfgeleider, die gebruikt wordt als versterker- element. Een transistor heeft drie aansluitpunten: een emitter (E), een basis (B) en een collector (C). Om een signaal te versterken moet er een ingangspanning worden gegeven aan de basis waardoor een versterkende spanning gaat lopen tussen de collector en de emitter.

Figuur 2.3: Transistor

2.1.6 Transporteren Nadat de signalen versterkt zijn moeten deze getransporteerd worden naar de indicatoren. Om het signaal te transporteren zijn er vier verschillende mogelijkheden: mechanisch (a), elektrisch (b) en met de ARINC 429 (c) en de ARINC 629 (d). a. Mechanisch Een mechanische overbrenging is heel eenvoudig om een beweging van het membraan over te brengen. Dit kan gedaan worden door middel van tandwielen, stangen en hefbomen. b. Elektrisch Om een signaal elektrisch te transporteren wordt er meestal een koperen kabel gebruikt met een niet geleidende isolatiemateriaal erom heen. De isolatielagen hebben verschillende kleuren om beschadiging van de isolatie snel zichtbaar te maken. Aangezien koper geleidt kan men hierdoor elektrische signalen versturen. De snelheid van de signalen kan men regelen door een hogere stroomsterkte te nemen. Hier zitten wel grenzen aan, want hoe hoger de stroomsterkte door een kabel hoe warmer de kabel wordt en dit kan de isolatiemateriaal doen smelten. Wanneer de isolatiemateriaal smelt treedt er signaal verliezen op waardoor je niet goed aankomt bij de ontvanger. c. ARINC 429 De kabel, een twisted shielded pair, waardoor de informatie verstuurd wordt noemt men een DATABUS. Het ARINC 429 is een zogenaamde tijd multiplexing systeem, dat wil zeggen dat verschillende informatie in de tijd verdeeld wordt om deze informatie over één bus te kunnen versturen. ARINC 429 beschrijft de wijze waarop gedigitaliseerde informatie overgedragen dient te worden in de vorm van datawoorden en hoe deze datawoorden opgebouwd zijn. De overdracht van gedigitaliseerde analoge of discrete informatie volgens ARINC 429 gebeurt in zogenaamde data-woorden. Elke data-woord bevat de informatie van het ogenblik waarop de zendende unit de waarde van het gedigitaliseerde signaal bepaald. Afhankelijk van de soort signalen worden deze woorden met een bepaalde frequentie opnieuw gegenereerd en uitgezonden. Elk data-woord bevat 32 bits, die met circa 14.000 bits of 100 kilobites per seconde na elkaar worden uitgezonden. Naast de informatie die wordt overgedragen bevat elk data-woord nog extra informatie over; de soort informatie dat wordt verzonden, de afzender, informatie omtrent status en een parity bit. Op deze manier kan een zendende unit over één lijn verschillende informatie versturen naar verschillende aangesloten units. In een vliegtuig mogen er twintig verschillende ontvangers





aangesloten worden op één zender. In de ARINC 429 wordt analoge signalen naar digitale signalen omgezet door middel van A/D converters. d. ARINC 629 Het verschil tussen de ARINC 429 en de ARINC 629 is dat de ARINC 629 een bi- directionele bus is die minder draden nodig heeft en heeft een vele male snellere data transport. 2.1.7 Weergeven Voor het weergeven van informatie aan de piloten kan gebruik worden gemaakt van een analoge weergave (7a) een Liquid Crystal Display (LCD) (7b) en/of een Cathode Ray Tube (CRT) (7c). a. Analoge weergave Er wordt gesproken van een analoge weergave als deze doorlopend is. Hierbij geeft de aanwijzer op elk moment zijn actuele waarde. Dit wordt vaak in de vorm van een horloge of kilometerteller gedaan b. Liquid Crystal Displays Een Liquid Crystal Display scherm (LCD) (zie figuur 2.4) kan gebruikt worden voor een monochrome of een kleurenweergave. Wanneer er op vloeibare kristallen een spanning wordt gezet zal het kristal in staat zijn om de polarisatierichting van licht 90 graden om te draaien. Om de doorlating van licht te beïnvloeden als gevolg van de verdraaiing van de polarisatierichting kan er gebruik worden gemaakt van een horizontaa-e en vertikaal polarisatie filter. Het niet doorlaten van het licht wordt waargenomen op het display venster als een schaduw. Op deze manier kunnen letters, cijfers en symbolen worden weergegeven op een monochroom beeldscherm. Monochroom wilt zeggen dat de weergave niet in verschillende kleuren wordt gepresenteerd. Een LCD scherm bevat een veld met beeldpunten (pixels) welke afzonderlijk worden aangestuurd. Door verticale banen te etsen (commons) op de onderste glasplaat en op de bovenste plaat horizontale banen (segmenten) wordt een raster (matrix) verkregen waarmee de afzonderlijke beeldpunten kunnen worden aangestuurd. Achter het beeldscherm bevindt zich een lichtreflector of een lamp. Wanneer een beeldpunt wordt aangestuurd zal dit het achtergrondlicht blokkeren, waardoor het beeldpunt donker blijft. Een LCD scherm kan reflectief of transmissief uitgevoerd zijn. Reflectief houdt in dat er gebruik wordt gemaakt van een spiegelende achterwand die invallende licht weerkaatst. Een transmissief uitgevoerd LCD scherm houdt in dat gebruik wordt gemaakt van een lichtbron aan de achterzijde van het display. Een voordeel van een transmissief LCD scherm is dat de aflezing niet afhankelijk is van de hoeveelheid omgevingslicht. Een nadeel is wel dat een transmissief LCD scherm een hoger energieverbruik heeft. Om nu een kleurenweergave te krijgen wordt onder de laag van vloeibare kristallen kleurenfilter strippen toegepast. Hierbij worden de filter kleuren rood, groen en blauw toegepast. De onderste elektroden worden drievoudig (y) onder de filterstrip toegepast

en de elektroden boven de laag van vloeibare kristallen worden drievoudig (x) en 90 graden verdraaid aangebracht. Door nu een combinatie van een x en y te activeren kan een beeldpunt in de gewenste kleur worden weergegeven. c. Cathode Ray Tubes Een cathode ray tube (CRT) (zie figuur 2.5 op de volgende pagina) is een glazen buis, waarin zich een inert gas bevindt. Aan de achterzijde van de beeldbuis bevindt zich een elektronenkanon (electron gun) (1) waarmee een elektronenbundel (electron beam) (2) wordt opgewekt. De binnenzijde van het beeldscherm is

Figuur 2.4: Principe LCD beeldscherm voorzien van een fluoriserende laag met daarachter een schaduwmasker met kleine openingen. De elektronenbundel kan de maskeropening een punt in de fluoriserende laag aanstralen, waardoor deze tijdelijk zal oplichten. Door nu een beeldpunt op het fluoriserend beeldscherm (3) met een hoge snelheid keer op keer opnieuw te beschrijven, wordt deze voor het oog als een blijvend beeld gezien en kan als informatie op het beeldscherm worden gelezen. Om de elektronenbundel van links naar rechts en van boven naar onder van het beeldscherm te kunnen sturen wordt er gebruik gemaakt van horizontale en verticale afbuigspoelen (deflection coils) (4). Op deze manier kan met de elektronenbundel op het beeldscherm geschreven worden. De horizontale en verticale afbuigspoelen zijn vaak gecombineerd uitgevoerd en worden dan deflection





yokes genoemd. De deflection yokes bevinden zich voorbij het elektronenkanon rond de nek van de beeldbuis. Om de scherpte van het beeldscherm in te stellen wordt gebruik gemaakt van elektromagneten (focusing coil) (5), deze bevinden zich rond de nek van de beeldbuis.

Figuur 2.5: Principe CRT beeldscherm 2.2 Voor- en nadelenonderzoek Eerst wordt elke lijn beschreven, daarna wordt van elke optie de voor- en nadelen vergeleken. In het morfologisch overzicht zijn de eigenschappen van systemen uitgelegd die gebruikt kunnen worden voor het ontwerp van de cockpit. In het schema van het morfologisch overzicht zijn drie opties aangegeven door middel van drie pijlen met verschillende kleuren.

2.2.1 De rode lijn (analoog en mechanische cockpit). 2.2.2 De blauwe lijn (analoog en elektrische cockpit). 2.2.3 De groene lijn (moderne cockpit).

2.2.1 De rode lijn Bij deze optie wordt er gebruik gemaakt van mechanische onderdelen. Er wordt eerst gemeten door middel van een pitot- statische poort. De druk wordt vervolgens via rubberen leidingen getransporteerd en omgezet met behulp van een membraan. Een membraan wordt gebruikt om luchtdruk om te zetten in een mechanische beweging. Er wordt verder getransporteerd door middel tandwielen, ook het signaal versterken wordt door tandwielen gedaan. Het eindresultaat wordt uiteindelijk analoog weergegeven. Een voordeel bij deze keuze is dat de mechanische onderdelen en de analoge wijzers goedkoop zijn om aan te schaffen. De rubberen leidingen zijn flexibel en licht. Een nadeel is het gewicht van de mechanische onderdelen, ze zijn zwaar. Verder is de kans zeer groot dat de materialen snel slijten, zij moeten onderhouden worden. De onderhoudskosten kunnen daarom erg hoog oplopen. Ook is het ongebruikelijk de mechanische onderdelen nog aan te schaffen in deze tijd. Men werkt inmiddels graag of alleen nog maar met LCD-schermen. Ook analoge wijzers hebben geen kans op een plek in een uniforme cockpit. 2.2.2 De blauwe lijn Bij deze optie wordt er eveneens gebruik gemaakt van mechanische onderdelen. Er wordt eerst gemeten door middel van een pitotbuis en een statische poort. De pitotbuis en de statische poort bepalen de vliegsnelheid ten opzichte van de luchtdruk in de omgeving. De druk wordt vervolgens via koperen leidingen getransporteerd en omgezet met behulp van een Force Balance Transducer (FBT). De FBT wordt gebruikt om een mechanische druk om te zetten naar een elektrische spanning. Dit regelt de Air Data Computer. In de Air Data Computer wordt door de versterkte uitgangsspanning van de transducers een rotor aangedreven door middel van een servomotor. Deze rotor is verbonden met de stator in de indicator. Er wordt versterkt door middel van een transistor en getransporteerd door elektrische kabels. Het eindresultaat wordt uiteindelijk op een CRT-scherm weergegeven. Een cathod ray tube (CRT) is in principe een glazenbuis en is te vergelijken met een oud, dik en zwaar televisiebeeldscherm. Voordelen van dit systeem zijn dat men te maken heeft met duurzame onderdelen zoals de FBT en het CRT-scherm, ze gaan lang mee en hebben weinig onderhoud nodig. Koperen leidingen zijn sterk en corrosievast. Dit houdt in dat koper niet aangetast wordt door de omgeving waarin het zich bevindt.

1. Elektronenkanon 2. Elektronenbundel 3. Fluoriserend beeldscherm 4. Afbuigspoelen 5. Elektromagneten





Een nadeel van deze optie is dat er gebruik wordt gemaakt van koperen leidingen. De leidingen zijn te zwaar en ze zijn moeilijk bewerkbaar. CRT-schermen blijken niet altijd even duidelijk te zijn bij een bepaalde lichtinval. Dit is wel een wettelijke eis, dus het gebruiken van CRT-schermen is niet toegestaan. CRT-schermen zijn ook niet meer de modernste technologie. Deze zullen dus over een jaar of tien ook ouderwets zijn, moeilijker te onderhouden, hoge onderhoudskosten. 2.2.3 De groene lijn Er wordt eerst gemeten door middel van een pitotbuis en een statische poort. De druk wordt vervolgens via aluminium leidingen getransporteerd. Aluminium is een veel gebruikt materiaal in de vliegtuigindustrie. De druk wordt omgezet met behulp van een Air Data Computer (ADC). Het signaal wordt versterkt door een transistor en getransporteerd door middel van de ARINC 629. Het eindresultaat wordt uiteindelijk op een LCD-scherm weergegeven. Een LCD-scherm is een plat beeldscherm. Vloeibare kristallen die in het display zitten zijn in staat om de polarisatierichting van licht te roteren als er een elektrische spanning wordt opgezet. Voordelen zijn dat het gewicht van aluminium leidingen geen probleem is. De leidingen zijn bewerkbaar, en toch licht. Ook hebben de leidingen geen corrosieverschijnselen. LCD-schermen behoren tot het kopje ‘modern’, dus het scherm voldoet in ieder geval aan de eis dat de cockpit uniform en modern moet zijn. Er is echter één nadeel aan deze hele optie en dat is dat de LCD-schermen duur zijn. 2.3 Conclusie Uit de drie systemen die in de voor- en nadelen (2.2) zijn beschreven, is de beste gekozen. Hieronder staat hoe de keuze tot stand is gekomen.

- De analoge mechanische (rode) lijn is goedkoop in aanschaf, alleen een mechanisch system slijt sneller dan een elektrisch systeem, dus het is vrij duur in onderhoud. Het systeem is zwaar. Het voldoet wel goed aan de wetgeving. Het is veilig, goed betrouwbaar en makkelijk af te lezen. Dit is al een vrij oud systeem en wordt dus langzamerhand vervangen door de nieuwe glass cockpits. Het is dus niet handig om nu nog uniform uit te voeren, omdat de uniforme cockpit anders achter gaat lopen op de nieuw gebouwde vliegtuigen.

- Bij de blauwe lijn gaat het om een analoog - elektrisch systeem. Alleen hierbij is gekozen voor

duurzamere materialen, er zit dus minder onderhoud aan, deze is ook lichter. Hij is wel duurder in aanschaf dan de rode lijn. Het is een redelijk veilig en goed betrouwbaar systeem. Het voldoet ook redelijk aan de wetten. De druk wordt omgezet naar signalen met behulp van computer systemen. Het wordt weergegeven op een CRT-scherm. De koperen leidingen zijn zwaar en de glasvezel kabels zijn niet te realiseren. Dit systeem is wel eerder uniform te maken omdat nog wel wat vliegtuigen hiermee uit zijn gerust. Alleen begint dit systeem te verouderen. Over een aantal jaar is dit dus niet modern meer, het is dus niet ideaal als uniform cockpit systeem.

- De groene lijn is een digitaal - elektrisch systeem. Het systeem is licht, de leidingen zijn

corrosie vast. De schermen waarop het weer wordt gegeven zijn modern. Er is weinig onderhoud nodig voor dit systeem. Het enige nadeel is dat het systeem in aanschaf duur is. Omdat er niet veel onderhoud aan vast zit worden de dure aanschaf kosten weer opgeheven. Het voldoet goed aan de wetten en is redelijk veilig. Ook is het een goed betrouwbaar systeem. Dit is systeem is de modernste en zou dus niet snel verouderen. Het is ook het systeem met de minste nadelen.

De keuze





Wij zijn tot onze keuze gekomen via het keuzetabel (zie bijlage 6). Onze keuze is gevallen op de groene lijn, omdat dit de beste is. Hij is duur in aanschaf maar is goedkoop in onderhoud. Het is ook de modernste en het meest duurzame.





3 Uitvoering in een Boeing 777 De algemene inrichting (3.1) van de Boeing 777 wordt nader toegelicht in dit hoofdstuk. Hoe de basic six instrumenten werken wordt besproken in (3.2). Verder wordt nader toegelicht hoe de onderhoud checks werken (3.3) en de kosten- en batenanalyse (3.4) gaat over de kosten die het uitvoeren van dit project met zich mee zou brengen en wat alle systemen kosten. 3.1 Algemene inrichting Het cockpit systeem bestaat uit een druksysteem (3.1.1) en een gyroscopisch systeem (3.1.2). Hiervoor moeten pitotbuizen, statische poorten en gyroscopen worden geïnstalleerd om tot een uiteindelijke weergave te komen. 3.1.1 Druksysteem Om luchtdrukken te kunnen meten worden pitotbuizen en statische poorten gebruikt. In totaal zullen drie pitotbuizen gebruikt worden. Twee pitotbuizen zitten rechts van het vliegtuig aan de kant van de co-piloot. Een van de pitotbuizen wordt gebruikt om meetresultaten weer te geven aan de kant van de co-piloot, de andere pitotbuis is voor het back-up systeem. De derde pitotbuis is links geplaatst aan de kant van de gezagvoerder. Deze wordt gebruikt om meetresultaten te verkrijgen op de drukinstrumenten van de gezagvoerder. De pitotbuizen zijn achter de neus geplaatst, evenwijdig aan de ongestoorde luchtstroom. Er zijn zes statische poorten nodig. Aan iedere kant worden drie statische poorten gebruikt; een voor de co-piloot, een voor de gezagvoerder en een voor het back-up systeem. Elk van deze drie statische poorten zijn verbonden met de statische poort aan de andere kant van het vliegtuig. Hierdoor kan de gemiddelde druk worden berekend. De statische poorten worden haaks op de ongestoorde luchtstroom gezet. De druk wordt getransporteerd naar een air data computer. Er worden drie air data computers gebruikt; een voor de gezagvoerder, een voor de co-piloot en een voor het back-up systeem. Deze computers zijn in een ruimte onder de cockpit geplaatst waar ze gekoeld kunnen worden. Vanuit hier worden de omgezette gegevens door middel van een ARINC 629 getransporteerd. De meetresultaten worden weergegevens op LCD-schermen. In totaal zijn er vier schermen aanwezig. Iedere piloot heeft namelijk een LCD-scherm met daarop de Basic six instrumenten en daarnaast ook nog een scherm voor de navigatie. 3.1.2 Gyroscopisch systeem Om de gyroscopische instrumenten van informatie te voorzien worden zes lasergyroscopen gebruikt. Elke piloot heeft dus drie gyroscopen aan zijn eigen kant. De naam zegt het al, de lasergyroscoop (zie figuur 3.1) maakt gebruik van laserstralen (1), die van een laserbron (2) afkomstig zijn. Twee laserstralen worden langs spiegels geleid (3,4). Deze spiegels staan in een driehoek waardoor de laserstralen van spiegel naar spiegel weerkaatsen en ook een driehoek vormen. Een van de laserstralen gaat tegen de klok in, de ander met de klok mee. Wanneer de gyroscoop in een stabiele stand is doen beide stralen er even lang over deze weg af te leggen. Wanneer een gyroscoop uit deze stabiele stand komt, is de weg voor een laserstraal korter dan voor de ander. Een sensor (5) meet de frequentie van de stralen. Het verschil in omlooptijd kan gebruikt worden om de draaihoek te meten. De gegevens worden elektrische getransporteerd naar de plek van weergave. Ook deze gegevens komen op de LCD-schermen.

Figuur 3.1: Lasergyroscoop

1. Laserstralen 2. Laserbron 3. Spiegel 4. Spiegel 5. Sensor





3.2 Basic six in de Boeing 777 Hier wordt behandeld hoe de gemeten waarden worden weergegeven op de schermen van een Boeing 777. Een voorwaarde is dat het eenvoudig is af te lezen, daarom moeten de meetresultaten zo duidelijk mogelijk worden weergegeven. Elk instrument van de Basic six wordt apart behandeld. De indeling van de instrumenten is volgens de wet. Omdat de figuren in het komende hoofdstuk veel ruimte in beslag nemen zijn de figuren in bijlage 7 (figuren hoofdstuk 3) terug te vinden 3.2.1 Kunstmatige horizon De kunstmatige horizon (zie figuur 3.2 in de bijlage) geeft de stand van het vliegtuig weer ten opzichte van de horizon. Het moet dus zo worden weergegeven dan de piloten dit snel waar kunnen nemen. De twee zwarte balkjes kan met zien als de vleugels van het vliegtuig, en het zwarte puntje de romp. De witte streep tussen het blauwe en het bruine vlak, staat voor de horizon. Op de kunstmatige horizon is een verticaal assenstelsel gezet met daarin aangegeven met hoeveel graden het vliegtuig aan het stampen is ten opzichte van de horizon. Bovenin het scherm is staat een pijl met een schaalverdeling, deze laat zien hoeveel het vliegtuig rolt. 3.2.2 Snelheidsmeter De snelheidsmeter (zie figuur 3.3) wordt links naast de kunstmatige horizon geplaatst. De schaalverdeling is in knopen. Op de verticale balk kan de minimale en de maximale snelheid weergegeven worden door middel van een rode lijn. Deze veranderd natuurlijk wanneer er gebruik wordt gemaakt van de flaps en/of slats. Naast de balk wordt er ook direct weergegeven wat de snelheid is van het vliegtuig. De snelheidsmeter op de afbeelding heeft een snelheid van 30 knopen. Er wordt boven de balk aangegeven wat de ingestelde snelheid is van de autopilot, hier is dat 200 knopen. 3.2.3 Hoogtemeter De hoogtemeter (zie figuur 3.4) word rechts naast de kunstmatige horizon geplaatst. Net als bij de snelheidsmeter is dit een verticale schaalverdeling, die doorgaans minder ruimte in beslag neemt dan de analoge weergave. Hier word naast de balk de hoogte ook direct aangeven. Hier kan ook weer de ingevoerde hoogte van de autopilot worden weergegeven. deze staat boven de balk aangegeven met paarse cijfers, hier is dat 37.000 voet. 3.2.4 Verticale snelheidsmeter De verticale snelheidsmeter (zie figuur 3.5) heeft een verticale schaalverdeling(1). Bij de verticale snelheidsmeter wordt de verticale snelheid in voeten per minuut weergegeven. De wijzer(2) gaat omhoog, wanneer het vliegtuig stijgt, en andersom. Des de hoger of lager het streepje staat, hoe groter de verandering in hoogte 3.2.5 Slipmeter De slipmeter (zie figuur 3.6) word op de artificial horizon (1) geplaatst. Doormiddel van een balkje(2). Als het toestel niet slipt, blijft het balkje recht onder de pijl staan. Wanneer het toestel gaat slippen beweegt de balk zich in horizontale richting. 3.2.6 Koerstol De koerstol (zie figuur 3.7) wordt onder de kunstmatige horizon geplaatst. Hierop kunnen de piloten zien op welke koers men vliegt. De pijl(1) boven de koerstol geeft deze koers aan. De paarse cijfers (2) geven weer aan welke koers er is ingevoerd op de autopilot, hier is dat 79 graden. 3.3 Onderhoud Luchtvaartmaatschappijen verdienen door de vluchten die zij uitvoeren. Het is dus belangrijk dat er zoveel mogelijk gevlogen wordt. Het is dus niet efficiënt om vliegtuigen lang aan de grond te laten staan door grote reparaties. Daarom is het belangrijk om de vliegtuigen regelmatig te controleren. Dit





betekent dat de vliegtuigen nagekeken moeten worden om te kijken of er eventueel iets vervangen moet worden. De controles variëren van klein tot groot. Er zijn controles die elke dag worden uitgevoerd en controles die elke week gebeuren. Maar ook grotere die om een bepaalde tijd worden uitgevoerd. Er zijn vier verschillende controles. Deze zijn aangegeven met de letters A, B, C en D. De A-check wordt één keer per maand uitgevoerd, afhankelijk van de maatschappij, om de 150 of 300 uur en gebeurt meestal `s nachts. Deze check is de kleinste van de vier en neemt niet veel tijd in beslag. De B-check is er niet bij elke luchtvaart maatschappij. Bij de meeste wordt deze vervangen door een grotere A-check. Als dit niet het geval is dan wordt de B check om de 300 uur uitgevoerd, met een uitloop naar 350. Deze check is iets groter dan de A-check. De C-check wordt om de 13 en 18 maanden uitgevoerd of om de 3000 uur. Deze duurt een stuk langer dan de A en B check. Hoe lang deze check duurt, verschilt ook per luchtvaartmaatschappij. Dit ligt aan het vliegpatroon en het aantal beschikbare vliegtuigen. Daarom worden ze soms opgesplitst in meerdere keren voordat een hele C-check is afgerond. Op deze manier hoeven de vliegtuigen minder lang aan de grond te staan. Sommige maatschappijen verwerken ook delen van de D-check in de C-check. Zodat de D-check, naarmate een paar C-checks zijn uitgevoerd, ook uitgevoerd is. De D-check wordt zoals hierboven beschreven soms in verschillende delen opgesplitst zodat de hele D-check niet in een keer uitgevoerd hoeft te worden en een vliegtuig dus minder lang aan de grond hoeft te staan. Bij de D-check wordt het vliegtuig stukje bij beetje uit elkaar gehaald door een groot team, dit duurt op zijn minst twee weken. 3.4 Kosten-batenanalyse In de kosten-batenanalyse zijn kosten verwerkt die te maken hebben met het inbouwen van de nieuwe apparatuur in de uniforme cockpit. Deze kosten (3.4.1) worden onderverdeeld in kwantitatieve kosten en kwalitatieve kosten. Eveneens zijn de kwantitatieve baten en de kwalitatieve baten toegelicht waarin is beschreven wat de financiële voordelen zijn van het gebruik van de nieuwe samengestelde instrumenten. Er wordt gecontroleerd door middel van een break-evenanalyse (3.4.2) of de nieuwe cockpit rendabel is ten opzichte van de oude en binnen welke termijn. Daarna volgt de conclusie (3.4.3) waarin duidelijk wordt geconcludeerd of de nieuwe uniforme cockpit rendabel is. 3.4.1 Kosten en Baten Een van de belangrijkste eisen zijn de kosten voor de luchtvaartmaatschappij, in dit geval de opdrachtgever. De kosten worden onderverdeeld in: directe kosten (a), indirecte kosten (b), vaste onderhoudskosten (c) en variabele onderhoudskosten (d). Door verschillende bestaande cockpits om te bouwen naar uniforme cockpits zou de luchtvaartmaatschappij op kosten als omscholing en onderhoud kunnen besparen. Kwalitatieve kosten (e) en kwalitatieve baten (f) zijn kosten die niet in euro`s, uren of procenten kunnen worden uitgedrukt. Deze kosten kunnen niet worden uitgerekend.





a. Directe kosten Per stuk Aantal Totaal per set Pitotbuis Statische poort Force balance transducer DADC ARINC 629 LCD Overige

€ 4.000 € 2.500 € 42.000 € 70.500 € 28.000 € 3.150 € 5.000

4 6 2 2 2 2 1

€ 16.000 € 15.000 € 84.000 € 141.000 € 56.000 € 6.300 € 5.000

Totaal € 323.300 Tabel 3.1: Directe kosten De directe kosten (zie tabel 3.1) bestaan uit de kosten per onderdeel inclusief de kosten die gemaakt worden voor het inbouwen van het des betreffende onderdeel. Zo ontstaat er meteen overzicht wat de totale directe kosten zijn. De kosten voor een pitotbuis zijn € 4.000,- per stuk. Dat is berekend uit het bedrag van een € 800,- voor een pitotbuis voor een Cessna. Dat bedrag is vermenigvuldigd met vijf vanwege de duurzaamheid, grootte en materiaal en bewerkingskosten voor een Boeing 777. De statische poort is een relatief kleine kostenpost en is gebaseerd op € 1.250,- van een Fokker, maar dan twee keer zo duur omdat hij twee keer zo groot is en van anders bewerkt metaal. De force balance transducer is geschat op € 42.000,-. Het is een onmisbaar apparaat in systeem wat niet eenvoudig vervangen kan worden en een grote zekerheid moet bieden. De DADC is duur systeem wat zeer betrouwbaar moet zijn. Het apparaat past de nodige correcties toe in de gegevens. De prijs is gebaseerd op een DADC per systeem inclusief een reserve DADC die automatisch omschakelt. De prijs van een ARINC 629 voor het transporteren van de gegevens is gebaseerd op $36.066. Omgerekend naar euro`s is dat € 28.000 per stuk. Het LCD-scherm is berekend uit een 38 centimeter diagonaal beeldscherm. Deze kost € 315. Een LCD-scherm voor de Boeing-777 is met tien vermenigvuldigd vanwege de veel stevigere bouw en de betrouwbaarheid die veel groter is. Er zijn € 5.000,- overige kosten gerekend voor de kabelbomen en de kleine kosten die er nog bij kunnen komen. b. Indirecte kosten Man-uren/uren Kosten per uur Totaal

Scholing installateurs Scholing piloten Stalling hangaar Vliegtuig a/d grond Test Ontwerpteam

96 96 48 48 1.536

€ 115 € 225 € 600 € 3000 € 300

€ 11.040 € 21.600 € 28.800 € 144.000 € 100.000 € 460.800

Totaal € 722.240 Tabel 3.2: Indirecte kosten Onder de indirecte kosten vallen de kosten waar niet meteen aan gedacht wordt, maar die wel gemaakt worden. De scholing van monteurs is gebaseerd op vier monteurs die 24 uur scholing krijgen. De monteurs krijgen € 80.000,- per jaar en werken gemiddeld 1.550 uur. Dat komt op een uurloon van € 51,-. Daar komt een docent bij die gemiddeld € 100.000,- per jaar verdiend. De docent werkt ook gemiddeld 1.550 uur per jaar. Het uurloon is dan € 64,-. Voor de omscholing van de piloten wordt hetzelfde uurloon voor de docent gerekend. Er worden per vliegtuig acht piloten twaalf uur omgeschoold. Een piloot verdient gemiddeld € 250.000,- per jaar en werkt ook gemiddeld 1.550 uur. Dat komt op een uurloon van € 161,-.





De kosten voor de stalling in de hangaar is geschat op basis van grondprijzen en huurprijzen van een grote loods. De oppervlakte van de loods moet 76 maal 60 zijn (spanwijdte x lengte). De kosten voor het huren van een vierkante meter grond per uur is geschat op € 0,65. Bij de kosten van het vliegtuig aan de grond zijn de kosten berekend die het vliegtuig per een uur opbrengt. Het nieuwe systeem krijgt een grote test die € 100.000,- kost. Dat is gebaseerd op de veiligheid, specialisten apparatuur die ingezet moet worden om de nieuwe cockpit te testen. Het ontwerpteam krijgt 12 studiepunten voor dit rapport. Voor elke studiepunt is een gemiddelde student 16 uur bezig. Er wordt gewerkt met 8 studenten en dus 1.536 uur gewerkt. Een consultant verdient € 465.000,- en werkt ook ongeveer 1.550 per jaar. Dat komt op een uurloon van € 300,-. c. Vaste onderhoudskosten

Niet uniforme cockpit Aantal uur

Per jaar Kosten per uur Totaal

Per jaar Stalling hangaar Vliegtuig a/d grond

148 476

€ 600 € 3000

€ 88.000 € 1.428.000

Totaal € 1.516.000 Tabel 3.3.a: Vaste onderhoudskosten Het aantal uur dat het vliegtuig in de hangaar moet stallen is gebaseerd op de C en D checks. Het vliegtuig moet alleen de hangaar in voor deze twee grote controles vanwege de veiligheid. De andere controles worden bij de gates zelf uitgevoerd. Het vliegtuig moet voor elke check aan de grond blijven. De 476 uur die is berekend is gebaseerd op het totale aantal uur voor de checks. Uniforme cockpit Aantal uur

Per jaar Kosten per uur

Totaal Per jaar

Stalling hangaar Vliegtuig a/d grond

74 226

€ 600 € 3000

€ 44.400 € 678.000

Totaal € 722.400 Tabel 3.3.b: Vaste onderhoudskosten d. Variabele onderhoudskosten Niet uniforme cockpit Check Aantal keren

per jaar Aantal man- uren per check

Totaal per jaar in euro

A B C D

52 12 2 0.5

4 10 24 200

€ 10.608 € 6.120 € 2.448 € 5.100

Totaal € 24.276 Tabel 3.4.a: Variabele onderhoudskosten van de niet uniforme cockpit De totale onderhoudskosten worden berekend met een eenvoudige formule. Vaste onderhoudskosten + variabele onderhoudskosten = totale onderhoudskosten. Het invullen van de getallen geeft: € 1.516.000,- + € 24.276,- = € 1.540.276,-. De kosten voor het onderhouden van de oude cockpit zijn € 1.540.276,- per jaar. Uniforme cockpit Check Aantal keren

per jaar Aantal uren per check

Totaal per jaar in euro





A B C D

52 6 2 0.25

2 8 12 200

€ 5.304 € 2.448 € 1.224 € 2.550

Totaal € 11.526 Tabel 3.4.b: Variabele onderhoudskosten van de uniforme cockpit De totale onderhoudskosten worden berekend met een eenvoudige formule. Vaste onderhoudskosten + variabele onderhoudskosten = totale onderhoudskosten. Het invullen van de getallen geeft: € 722.400,- + € 11.526,- = € 733.926,-. De kosten voor het onderhouden van de nieuwe uniforme cockpit zijn € 733.926,- per jaar. Dat is een verschil van € 806.350,- per jaar en een rendement van meer dan 47%. e. Kwalitatieve kosten Kwalitatieve kosten zijn kosten die niet in euro`s kunnen worden uitgedrukt. Het kost bijvoorbeeld altijd moeite voor de piloten om de nieuwe cockpits te accepteren te begrijpen. Er zullen wellicht ook een aantal technici zijn die moeite hebben met de veranderingen. f. Kwalitatieve baten Kwalitatieve baten zijn niet in getallen uit te drukken. De piloten zullen makkelijker inzetbaar zijn voor elke type vliegtuig. De productiviteit wordt dus verhoogd. De piloten hebben allemaal vergelijkbare verbeterde kwaliteiten omdat ze niet steeds hoeven te switchen van systeem. Door de lagere omscholingskosten worden de kosten gereduceerd. De veiligheid van de nieuwe systemen is hoger. Het gewicht is lager, dus lagere brandstofkosten. De apparatuur is duurzamer. Kortere onderhoudsperiodes waardoor het vliegtuig meer in de lucht is en dus geld opbrengt. De levensduur van de kist gaat omhoog vanwege de nieuwe cockpit na een aantal jaren. 3.4.2 Break-evenanalyse

Grafiek 3.1: Break-evenanalyse Aan de hand van de bedragen zijn formules opgezet die leiden naar een grafiek. De zogenaamde break-evenanalyse waarin in beeld is gebracht binnen hoeveel tijd de nieuwe cockpit rendabel is en hoeveel winst er binnen tien jaar mee wordt geboekt. De formule van de oude cockpit (blauw) is opgesteld uit de inbouwkosten van nul euro plus de onderhoudskosten maal de tijd in jaren.

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

16000000

18000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Jaren Oude cockpit Nieuwe cockpit





Daaruit volgt € 0,- + € 1.540.276,- . Dat is ook gedaan voor de nieuwe cockpit. Daaruit volgt € 1.045.540,- + € 733.926,- · t. Voor het snijpunt van de lijnen moeten de formules aan elkaar gelijk gesteld worden. Daaruit volgt dat na ongeveer één jaar het break-evenpunt wordt bereikt. Dat betekent dat na 1 jaar al rendement zit op het nieuwe systeem. Na 10 jaar is er zelfs € 7.017.960,- winst is gemaakt op het nieuwe systeem. 3.4.3 Conclusie Uit de kosten-batenanalyse volgt dat er € 7.017.960,- euro winst wordt gemaakt op het nieuwe systeem in een tijdsbestek van 10 jaar. Hieruit volgt dat het rendabel is om het nieuwe systeem aan te schaffen voor de bestaande Boeing 777 en de cockpits om te bouwen. Het nieuwe systeem is minder prijzig, kost minder onderhoudstijd en is vooral ook gemakkelijker werken voor de piloten. De uitwisseling van de piloten zal een stuk eenvoudiger verlopen en zelf geheel gerouleerd kunnen worden. Zo kan er gemakkelijk opgeleid worden en voorkomt het dat er piloten te veel zijn, of zelfs te weinig per vliegtuigtype. *) Prijzen onder voorbehoud in verband met veranderingen van prijzen.

3.5 Algemene conclusie en aanbeveling Na onderzoek te hebben gedaan naar de Basic six instrumenten heeft IACD een moderne en uniforme cockpit ontworpen voor de Boeing 777. Hierbij is onderzoek gedaan naar de Basic six instrumenten, de wetgeving die daaraan vast zit en de verschillende systemen die ervoor zorgen dat metingen tot weergave worden omgezet in de cockpit. Het druksysteem dat is gekozen maakt gebruik van aluminiumleidingen voor het transporteren van druk. Na het transport wordt in de Air data computer de druk omgezet. Voor de uiteindelijke weergave is een LCD scherm gekozen. Dit moderne systeem is veilig maar in vergelijking met andere mogelijke systemen wel duur. Een voordeel is dat er niet veel onderhoud aan verricht hoeft te worden. Ook is dit systeem van goede kwaliteit, dus duurzaam. Hiermee spaar je onderhouden reparatiekosten uit. Doordat het een uniform systeem is worden er ook opleidingskosten voor de piloten bespaard. Tijdens het ontwerpen is rekening gehouden met de eisen van de opdrachtgever en de luchtvaartwetten. Nadat alle voor- en nadelen tegen elkaar zijn afgewogen is dus een modern systeem gekozen dat veilig en onderhoudsvriendelijk is. Tot slot wordt door dit uniforme systeem het vliegen voor piloten ook een stuk makkelijker.





Termenlijst Engels Begrip Nederlands Air Data Computer (ADC)

This computer has an air pressure input and convert the data to different type of signals.

Luchtdruk computer

Air data instrument

These are the instruments who work with air pressure. Luchtdruk instrumenten

Artificial horizon

This instrument indicate the roll and attitude of an aircraft Instrument die de stand van het vliegtuig weergeeft

Auto pilot

The auto pilot makes sure that the airplane will stay on course with the same airspeed and altitude.

Automatische piloot

Basic six

These are the six basic instruments that a pilot needs to operate a safety flight.

Basis zes

Basic T

The basic six instruments of an aircraft without the vertical speed indicator and the turn and slip indicator are placed in the T format.

Basis instrumenten in T-vorm

Cage

Behuizing

Calibrated airspeed

Airspeed that is calibrated with the position error. Gecalibreerde luchtsnelheid

Cathode Ray Tube (CRT)

This is a glass which is filled with a inert gas Kathode straal buis

Cruise speed

The speed that an airplane flies when the airplane is leveled off.

Kruissnelheid

Equivalent airspeed

The airspeed calculated with de dynamic pressure when using the constant sea-level value of density.

Gelijkwaardige luchtsnelheid

Flaps

The flaps are hinged on the trailing edge of the wing and when they are deployed they will increase lift and drag.

Welvingskleppen

Force balance transducer

This is a device which converts a mechanical input to an electrical signal.

Elektrisch/mechanische omzetter

Gimbal lock

The stand of two gimbal rings when they are in the same position.

Cardanische vergerendeling

Indicated airspeed

Weergegeven vliegsnelheid

Instantaneous vertical speed

The same as the vertical speed indicator but is faster. De snellere versie van de verticale snelheidsmeter

Knots

This is the unit that is used for the airspeed. Knopen

Liquid Crystal Display (LCD)

A display with organized pixels and sub layers which will be activated by electrical pulses.

Scherm met vloeibare kristallen





Pitch

The vertically movement of an airplane.

Stand

Position error

A deviation of true measure due to changes in the airstream relative to pitot-probe.

Positiefout

QFE

The height measured from the airport Hoogte vanaf het vliegveld gemeten

QNE

The height measured from the International Standard Atmosphere.

Hoogte vanaf international standard atmosfeer gemeten

QNH

The height measured from mean sea level Hoogte vanaf zeeniveau gemeten

Roll

Acting about the x-axis of the airplane. From the nose to the tail.

Rollen

Single degree of freedom

Moving translates along one direction only.

Bewegingsvrijheid in één richting

Square law compensation

Compensation in the instrument which removes the square root.

Gecompenseerde kwadratenwet

Static port

This is the port which measures static pressure Statische poort

Subscale button

A button which you can use to change the scale of an instrument.

Schaalverdeling

True airspeed

This is the calibrated airspeed with the corrections for non standard temperature and altitude.

Werkelijke vliegsnelheid

Turn and slip indicator

The instrument that indicates the flow direction of the airplane.

Draai en slip instrument

Two degrees of freedom

Moving translates along two directions.

Bewegingsvrijheid in twee richtingen

Type rating

A type rating is an allowance to fly a certain aircraft model that requires additional training beyond the scope of initial license and aircraft class training.

Type classificatie





Literatuurlijst Dalm, J Materialen en hardware voor vliegtuigonderhoud uitgeverij jeweka B.V. Bleskensgraaf, Graaf, I. de Vliegtuigaerodynamica Uitgeverij Jeweka B.V. Bleskensgraaf IJspeert, Simon Ontwerpanalyse van een cockpit (projectgroep periode 1-2) Amsterdam, juli 2008 Pallett, E.H.J. Aircraft Instruments & Integrated Systems 2nd edition Sussex, 1992 Roskam, J. Airplane cost estimation Lawrence, KA, 2002 2e druk Siers, F.J. Methodisch ontwerpen ‘’volgens Kroonenburg’’ Derde druk Wolters Noordhoff, 2004 Steeman, P. Instrumenten KLM Luchtvaartschool Eelde, 2 mei 1995 Taylor, R.L. Understanding flying New York, 1977 Charlottesville, 1992 Turner, T.P. Instrument flying handbook New York, 2001 McGraw-Hill Vleer, P Elektriciteitsleer voor vliegtuigonderhoud uitgeverij jeweka B.V.





Internet sites: Answers.com Info Basic Six instrumenten http://www.answers.com/topic/flight-instruments Raadpleging: 4 september Laatste update: Onbekend Aviation Earth Glass cockpit http://www.aviationearth.com/glasscockpit.html Raadpleging: 16 november Laatste update: Onbekend Boeing 777 family info http://www.boeing.com/commercial/777family/background.html Raadpleging: 4 september Laatste update: Onbekend Boeing Boeing 777 multimedia http://www.boeing.com/commercial/777family/777-300er_videos.html Raadpleging: 10 oktober Laatste update: Onbekend Copperbenelux Eigenschappen van koper http://www.copperbenelux.org/nl/eigenschappen_van_koper_en_zijn_legeringen_121.php Raadpleging: 29 oktober Laatste update: Onbekend European Aviation Safety Agenty wetgeving http://www.easa.eu.int/home/ Raadpleging: 7 oktober 2008 Laatste update: laatste update 30 november 2008 European Civil Aviation Conference wetgeving http://www.ecac-ceac.org/ Raadpleging: 6 oktober 2008 Laatste update: Onbekend

Fligtsim.com Boeing 777 cockpit http://www.flightsim.com/cgi/kds?$=main/review/pss777.htm Raadpleging: 15 november Laatste update: Onbekend Goodrich Wetgeving http://www.goodrich.com/AboutGoodrich raadpleging: 21 oktober Laatste update: Onbekend International Civil Aviation Organization Wetgeving. http://www.icao.int/ Raadpleging: 6 oktober 2008 laatste update: 30 november 2008 Joint aviation authorities Wetgeving http://www.jaa.nl Raadpleging: 7 oktober 2008 Laatste update:Onbekend Wikipedia Flight Instruments http://en.wikipedia.org/wiki/Flight_instruments Raadpleging: 29 september Laatste update: Onbekend Zweefvliegopleiding Instrumenten, de snelheidsmeter http://www.zweefvliegopleiding.nl/gpl/instrumenten/index.html Raadpleging: 8 oktober Laatste update: 01-06-07 Faatest.com Basic Flight Instruments http://www.faatest.com/books/ifrh/4-0.htm Raadpleging: 8 september Laatste update: Onbekend


http://www.answers.com/topic/flight-instruments

http://www.aviationearth.com/glasscockpit.html

http://www.boeing.com/commercial/777family/backgr

http://www.boeing.com/commercial/777family/777-

http://www.copperbenelux.org/nl/eigenschappen_van

http://www.easa.eu.int/home/

http://www.ecac-ceac.org/

http://www.flightsim.com/cgi/kds?$=main/revie

http://www.goodrich.com/AboutGoodrich

http://www.icao.int/

http://www.jaa.nl

http://en.wikipedia.org/wiki/Flight_instruments

http://www.zweefvliegopleiding.nl/gpl/instrume

http://www.faatest.com/books/ifrh/4-0.htm




Bijlagenlijst Bijlage 1: Projectopdracht 1 Bijlage 2: Formuleblad 2 Bijlage 3: Functie blokschema 3 Bijlage 4: Morfologisch overzicht 4 Bijlage 5: Planning taakverdeling 5 Bijlage 6: Keuzetabel 8 Bijlage 7: Figuren hoofdstuk 3 9 Bijlage 8: Procesverslag 11 Bijlage 9: Vluchtuitvoering





1 Projectopdracht De projectopdracht is de ontwerpanalyse van de inrichting van een cockpit van een middelgroot of groot verkeersvliegtuig. Het project moet voldoen aan algemene randvoorwaarden, met als eindresultaat een projectverslag. De zelfsturende opdrachten zijn bedoeld als ondersteuning van het project.

De opdracht Hogeschool van Amsterdam Domein Techniek Opleiding: Aviation Studies

Periode: 1-2 Thema: Methodisch ontwerpen Onderwerp: Opbouw cockpitsysteem Groep: 2A1Y

Uitgangssituatie Een vliegmaatschappij in oprichting wil haar vloot samenstellen uit toestellen van één van de vliegtuigbouwers Boeing, Airbus of Fokker. In verband met het gemengd vliegen (van piloten) op de vloot, voor aflezing van instrumenten en bediening van systemen, gaat de voorkeur uit naar een uniform ingedeelde cockpit. Opdrachtformulering Als projectteam van de vliegmaatschappij komen jullie via analyse van bestaande cockpitsystemen tot een ontwerp voor een moderne, uniforme cockpit van het nieuw aan te schaffen vliegtuig. Hierbij gaan jullie bepalen hoe de presentatie van stand en gedrag van het vliegtuig tot stand komt en hoe deze er in de cockpit uit moet zien, met een verantwoording van de opbouw en werking van het gekozen systeem. Hierbij kun je het onderzoek hoofdzakelijk beperken tot de instrumenten van de basic six, zoals die op wettelijk voorgeschreven wijze voor beide vliegers geplaatst behoren te zijn.





2 Formuleblad

L = ∑ r · m· v L = impulsmoment (1) Ri = straal Mi = massa (in kg) Vi = snelheid (in m/s)

AFP

P = druk (hPa) (2) F = kracht (Newton) A = oppervlak (m2)

Pstatisch = ρ·g·h + P0 P = druk (hPa) (3) ρ = dichtheid van een stof (kg/m3) h = hoogte (meters)

Pdynamisch = ½·ρ·v2 P = druk (hPa) (4) ρ = dichtheid van een stof (kg/m3) v = snelheid (m/s)

aTASMach

M = Mach getal (dimensieloos) (7) TAS = Trueairspeed (m/s) a = plaatselijke geluidssnelheid (m/s)

NsNp

UsUp

Np / Ns = de wikkelverhouding (8) Up / Us = de transformatieverhouding

½·PdV

v = snelheid (m/s) (5) Pd = dynamische druk ρ = luchtdichtheid standaard atmosfeer

½·ρ·v² = Pt-Ps Pt = totale druk (6) Ps = statische druk ρ0 = luchtdichtheid standaard atmosfeer v = snelheid (m/s)





3 Functie blokschema





4 Morfologisch overzicht

Functies Werkwijzen A B C D

1. Opnemen

Pitotbuis Statisch poort Pitot- statische poort 2. Transporteren

Rubber leiding Aluminium leiding Koperen leiding 3. Omzetten

Piëzo Transducer

Force balance transducer

Membraan Analoog/Digitaal omzetter

4. Corrigeren

ADC DADC Tandwiel Stelveer 5. Versterken

Transformator Tandwiel Transistor 6. Transporteren

mechanisch Elektrische kabel ARINC 429 ARINC 629 7. Weergeven

Analoog LCD Cathode Ray Tube





5 Planning taakverdeling Planning taakverdeling Donderdag 6 november 2008 12:35

Projectplanning Uniform Cockpit

Weeknummer: 35 36 37

38

39

40

41

42

43

45

46

47

48

49 50

51

Project taken Uitvoerder

Plan van aanpak 2A1Y

Inleiding Bas

1 Vooronderzoek basic six

2A1Y

1.1 Gyroscopische instrumenten

1.1.1 Theorie gyroscopische instrumenten

Anouk

1.1.2 Kunstmatige horizon

Albert

1.1.3 Koerstol Sjoerd

1.1.4 Bochtaanwijzer Wouter

1.2 Drukinstrumenten

1.2.1 Theorie drukinstrumenten

Bas

1.2.2 Snelheidsmeter Dindo

1.2.3 Hoogtemeter Sjoerd

1.2.4 Verticale snelheidsmeter

Gerben

1.3 Eisen en Wetgeving

1.3.1 Eisen Sjoerd





opdrachtgever Wouter

1.3.2 Wetten Gerben

1.4 Functie onderzoek Anouk Dindo

2 Ontwerp cockpit

2.1 Morfologisch overzicht

Bas Dindo

2.2 Ontwerpmogelijkheden

Bas Dindo

2.2.1 Cockpitsystemen Albert

2.2.2 Voor- en nadelen Bas

2.2.3 Conclusies 2A1Y

3 Uitvoering in een Boeing

3.1 Algemene inrichting

Sjoerd

3.2 Weergave meetresultaten

Gerben

3.3 Onderhoud Albert

3.4 Kosten Wouter

3.5 Algehele conclusie 2A1Y

Controle Ronde

Verslag Printen + Inbinden

Bas

Inleveren project verslag

03-12-08

4.1 PowerPoint 2A1Y

4.2 Script 2A1Y

4.3 Presenteren 2A1Y





Bijlage 6 Keuzetabel

++ : Zeer goed + : Goed ± : Gemiddeld - : Slecht -- : Zeer slecht

Presenteren 15- 12- 08

De rode lijn (mechanisch)

De blauwe lijn (elektrisch) De groene lijn (modern)

Aanschafkosten

++ ± --

Onderhoudskosten

-- ± ++

Gewicht

-- - +

Wetten

++ ± ++

Veiligheid

++ ± ±

Betrouwbaarheid

++ + ++

Duurzaamheid

- ++ ++

Totaal +++ ++ +++++++





7 Figuren hoofdstuk 3

Figuur 3.2: Weergave kunstmatige horizon

Figuur 3.3: Snelheidsmeter

Figuur 3.4: Hoogtemeter

1. Vliegtuig 2. Horizon 3. Verticaal assenstelsel 4. Kunstmatige horizon

1. Schaalverdeling 2. Min/max snelheid 3. Snelheid 4. Automatische piloot instelling

1. Schaalverdeling 2. Hoogte 3. Automatische piloot instelling





. Figuur 3.5: Verticale snelheidsmeter

Figuur 3.6: Bochtaanwijzer

Figuur 3.7: Koerstol

1. Schaalverdeling 2. Wijzer

1. Kunstmatige horizon 2. Bank

1. Pijl 2. Automatische pilot instelling





8 Procesverslag 1. Samenwerking Vooral in de beginfase van het project waren de vergadering even wennen. Tussendoor werden veel andere dingen besproken of gedaan. Dit is in mindere maten tot het einde wel zo gebleven. Wat absoluut verbeterd is, is het afspraken maken en de agenda van de voorzitter. Naarmate er meer druk kwam op het project werden er concrete afspraken gemaakt en had de voorzitter altijd de agendapunten klaar. De voorzitters wisten meestal de vergaderingen goed te leiden en te zorgen dat er concrete afspraken genotuleerd werden. De notulisten moesten in het begin allemaal erg wennen aan de manier waarop notulen moesten worden gemaakt. Deze werden iedere week wel weer iets beter. Wanneer een van groepsleden zich absent meldde werd er direct overlegt of alle stukken voor het verslag alsnog op tijd op tafel konden komen. Hiermee zijn nooit grote problemen geweest. 2. Planningsschema Wat | Naam Albert Bas Anouk Dindo Wouter Gerben Voorpagina

X

Inhoudsopgave

X

Samenvatting

X

Summary

X

Inleiding

X

Vooronderzoek

X

Gyroscopische instrumenten

X

Gyroscoop

X

Kunstmatige horizon

X

Koerstol

X X

Bochtaanwijzer

X

Drukinstrumenten

X

Druk

X

Snelheidsmeter

X

Hoogtemeter

Sjoerd

Verticale snelheidsmeter

X

Eisen en wetgeving X Wat | Naam

Albert

Bas

Anouk

Dindo

Wouter

Gerben

Eisen van de opdrachtgever

X

Wetten

X





Functieonderzoek

X X

Ontwerp cockpit

X

Morfologisch overzicht

X

Voor- en nadelenonderzoek

X

Conclusie

X

Uitvoering in een Boeing 777

X X

Algemene inrichting X Basic six in de Boeing 777

X

Onderhoud

X

Kosten-batenanalyse

X

Break-evenanalyse

X

Conclusie

X

Algemene conclusie

X

Woordenlijst

X X X

Literatuurlijst

X X

Bijlagenlijst

X X

Projectopdracht

X

Formuleblad

X X X

Functie blokschema X Morfologisch overzicht

X

Planning taakverdeling

X

Vluchtuitvoering

X

Proces verslag

X

Opmaak X X 3. Groepssamenstelling Al aan het begin van het project was Bruno weinig aanwezig. Nadat er meerdere keren tevergeefs is geprobeerd contact met hem op te nemen, is er besloten dat hij niet meer tot onze projectgroep hoort. Hij had een stuk verslag ingeleverd, maar dat bleek plagiaat. Deze moest dus worden herschreven. Ook de stukken waarvoor Bruno later in de planning stond zijn opgevangen. In de laatste week van het project bleek Sjoerd zoveel ziek te zijn geweest dat hij zelf vond dat dit schooljaar niks meer zou worden. Op dat moment moesten er nog een paar stukjes door hem worden ingeleverd. Deze moesten dus in de laatste dagen voor het project nog worden opgevangen. Dit is toch nog vrij soepel verlopen.





4. Inzet Niet iedereen heeft zich evenveel ingezet voor het project. Zeker naarmate het project vorderde bleken sommige groepsleden zich meer verantwoordelijk te voelen dan anderen. Dit is waarschijnlijk wel iets wat altijd zal blijven met groepswerk. De groep heeft nooit werk moeten overnemen van iemand die het niet af had of er te lang over deed. Het enige werk dat is overgenomen, is van Bruno en Sjoerd. 5. Positieve hulp Groepsleden hebben elkaar geholpen met de lay-out en de spelling in het verslag. Er waren groepsleden die bijvoorbeeld moeite hadden met het formuleren van zinnen of de goede lidwoorden voor de zelfstandig naamwoorden plaatsen. 6. Verbeterpunten Voor volgende projecten is het belangrijk dat er effectief vergaderd wordt. Dit kan ontzettend veel tijd schelen. In deze projectgroep ontbrak het soms aan goede communicatie. Het is handig als iedereen beter weet waar andere mee bezig zijn en wat wanneer af moet. Op deze manier kunnen groepsleden elkaar eerder aanspreken om afspraken die niet zijn nagekomen. Ook zou het beter zijn als een groepslid eerder aangeeft dat iets niet lukt. Hierdoor kan er op tijd hulp worden geboden.





9 Vluchtuitvoering Een vlucht heeft verschillende vluchtfasen. Het is belangrijk om te weten welke checks bij welke fase horen en hoe bijvoorbeeld bepaalde instrumenten worden ingesteld. Hiervoor is per vluchtfase een checklist opgesteld. In totaal zijn er acht vluchtfasen, namelijk:

Voor de start (cockpit preparation) Start/taxi out Take off Climb Cruise and descent Approach Landing Taxi in/shut down

Voor de start (cockpit preparation) In deze fase moet gecontroleerd worden of alles klaar is voor vertrek. Stuurknuppels moeten worden getest en de APU vuurtest wordt uitgevoerd. De captain is degene die buiten het vliegtuig ook een checklist af gaat werken. Hierbij checkt hij bijvoorbeeld de pitotbuizen en de statische poorten. De flaps en slats worden gecontroleerd, net als de belichting die gebruikt worden bij het landen en taxiën. De instrumenten moeten worden ingesteld. De hoogtemeter wordt ingesteld op de luchtdruk op het vliegveld (QFE). De snelheidsmeter hoort 0 aan te geven. De hoogte van de luchthaven kan worden ingesteld (Schiphol ligt bijvoorbeeld 17 ft onder zeeniveau). Ook wordt gecontroleerd of alle back-up instrumenten werken. Wanneer er gebruik wordt gemaakt van een LCD scherm (zoals in een B777 het geval is), is het belangrijk om na te gaan of dit scherm volledig werkt en geen afwijkingen vertoont. Tenslotte moet natuurlijk ook het vluchtplan worden ingevuld. Computergestuurde vluchtplannen moeten gecontroleerd worden op vluchtnummer, datum, registratie van het vliegtuig en gewicht. Start/ Taxi out De motor wordt gestart als alle checklists zijn doorgenomen. De motor kan gestart worden tijdens of na de pushback. De grondsnelheid zal niet boven de 30 knopen uitkomen. Tijdens het taxien worden de basic six instrumenten in de gaten gehouden. De bochtaanwijzer en de koerstol zullen bij het maken van een bocht een andere stand in moeten nemen. Hierdoor kan de werking van de gyro worden gecontroleerd. De kunstmatige horizon zal horizontaal blijven. En de verwarming van de pitotbuizen (probe heat) wordt aangezet. De koers wordt ingesteld om nog te kunnen beginnen aan de take off bij slecht zicht. Take off De flaps worden op de juiste manier ingesteld. De landingslichten worden aangezet. Wanneer de IAS de 100 knopen bereikt zal de pilot non flying one hundred afroepen. Dit wordt gecheckt door de pilot flying. Dit is namelijk een check of beide snelheidsmeters werken. Drie belangrijke snelheden (V1, V2, Vr). V1 is een snelheid die vooraf al bekend is, bij deze snelheid kan het vliegtuig de start nog afbreken en tot een stop komen op de baan. Vr is de snelheid waarbij het vliegtuig genoeg lift heeft om omhoog te komen. V2 is de klimsnelheid. Wanneer de Vr is bereikt zal het vliegtuig15 graden met de neus op moeten gaan bereiken. Zodra er toestemming is gegeven om te vertrekken kunnen de remmen worden ingetrokken en het vliegtuig in beweging komen. De snelheid zal tijdens de take off in de gaten moeten worden gehouden. Als de klim eenmaal is ingezet kan het landingsgestel in worden getrokken. Bij het bereiken van 10000 voet kan over worden gegaan op de checklists van climb. Ook de landingslichten kunnen worden uitgeschakeld. Climb





De instrumenten die belangrijk zijn tijdens de climb zijn; snelheidsmeter en koerstol. De koerstol wordt gebruik om te checken of het vliegtuig in de juiste baan blijft. De snelheidsmeter blijft constant en ook de verticale snelheidsmeter zal constant aangeven dat de neus van het vliegtuig omhoog staat. De altimeter geeft vanzelfsprekend een toenemende hoogte aan. Normaliter is op de kunstmatige horizon alleen af te lezen dat de neus omhoog staat. Een eventuele bocht wordt aangegeven op de kunstmatige horizon en de bochtaanwijzer. De druk wordt ingesteld op 1013 hPa. De klimsnelheid wordt ingesteld en in de gaten gehouden op de VSI. Bij het bereiken van 10.000 voet mag het vliegtuig harder dan 250 knopen. Cruise and descent Tijdens de kruisvlucht zijn hoogte en snelheid vaak constant. De hoogtemeter, snelheidsmeter en verticale snelheidsmeter blijven constant. Tijdens een kruisvlucht kan een vliegtuig wel een bocht maken. De bochtaanwijzer en turn and bank indicator zijn dus niet per definitie constant. Hierbij moet de QNH worden verkregen van het vliegveld dat wordt genaderd. Deze moeten als stand-by worden ingesteld op de hoogtemeters. Zowel op een hoogte van 2500 voet en 500 voet moet de hoogte worden afgeroepen en gecheckt. Approach Hierbij is het belangrijk veilig voor de landingsbaan te komen. Vaak wordt hiervoor nog een ILS gebruikt. Dit is een systeem met twee radiobakens de een glijpad van 3 graden definiëren. Het vliegtuig kan dan recht voor de baan terecht komen en een efficiënte daling inzetten. Landing Wanneer de snelheid in het groene gedeelte komt kunnen de flaps worden gebruikt. Hierna volgt het uit doen van het landingsgestel. Hierna kan over worden gegaan op de landing checklist. Wanneer een hoogte wordt bereikt van ongeveer 20 voet worden de gashendels op 0 gezet; dit is de zogeheten idle. Wanneer de snelheid 80 knopen bedraagt worden de gashendels op reverse idle gezet. Dit betekent dat het vliegtuig langzaam gaat afremmen. Check lengte van landingsbaan. Een landingsbaan die de ingecalculeerde lengte heeft plus een marge van 200. Taxi in/shutdown Toestemming van Air Traffic Control en aanwijzing van parkeerplek. Kunstmatige horizon moet horizontaal blijven en op de snelheidsmeter wordt de snelheid in de gaten gehouden




Hogeschool van Amsterdam Domein Techniek Opleiding ... · PDF filevolgens het boek...

Documents

Transcript of Hogeschool van Amsterdam Domein Techniek Opleiding ... · PDF filevolgens het boek...