Studiejaar: 2007 - Digital Portfolio Benjamin Wennink
Studiejaar: 2007 - Digital Portfolio Benjamin Wennink
Studiejaar: 2007 - Digital Portfolio Benjamin Wennink
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Hogeschool van Amsterdam<br />
Amsterdamse Hogeschool voor Techniek<br />
Opleiding Aviation Studies<br />
Projectroep 2A1W:<br />
Fabian Badloe<br />
Anne de Bruijn<br />
Niels Hamoen<br />
Joost Lekkerkerker<br />
Christian Morpurgo<br />
Bastiaan Rusch<br />
Jan-Willem de Vogel<br />
<strong>Benjamin</strong> <strong>Wennink</strong><br />
<strong>Studiejaar</strong>: <strong>2007</strong> – 2008 Amsterdam, 5 december <strong>2007</strong>
Voorwoord:<br />
Voor u ligt het eerste gemaakte verslag uit de schoolcarrière van de opleiding Aviation studies aan de<br />
Hogeschool van Amsterdam. De gehele projectgroep heeft hard gewerkt om er een goed en een mooi<br />
verslag van te maken. Als het aan de projectgroep ligt mag het resultaat er wezen. De opdracht was<br />
als volgt:<br />
“De projectgroep komt via een analyse van bestaande cockpitsystemen tot een ontwerp voor een<br />
moderne, uniforme cockpit voor een nieuw aan te schaffen toestel, waarbij het onderzoek<br />
hoofdzakelijk beperkt wordt tot de instrumenten van de basic-six.”<br />
Hiervoor is onderzoek gedaan naar de basic-six. Er is veel kennis opgedaan over dit onderwerp. Het<br />
verslag behoorde niet alleen inhoudelijk goed zijn, maar er moest ook aan een goede structuur<br />
voldoen. Voor de inhoud en structuur van het verslag hebben we zeer goede begeleiding gehad van<br />
Mark Schuurman en Tilly Wentzel. Hierbij willen wij beide hartelijk bedanken voor de begeleiding<br />
waaruit dit eindresultaat is voortgekomen. Namens projectgroep 2A1W wensen wij u veel plezier met<br />
het lezen van het verslag.<br />
Groep 2A1W, December <strong>2007</strong><br />
Joost – Niels – Hethar (Ex-groepslid) – Bastiaan – Christian – Anne – Fabian – Jan-Willem – <strong>Benjamin</strong>
INHOUDSOPGAVE<br />
SAMENVATTING..........................................................................................................1<br />
SUMMARY ...................................................................................................................2<br />
INLEIDING..................................................................................................................3<br />
1. DEFINITIE BASIC-SIXSYSTEEM..........................................................................4<br />
1.1 Druk instrumenten ...........................................................................................4<br />
1.1.1 Theorie druk.............................................................................................4<br />
1.1.2 Hoogtemeter ............................................................................................8<br />
1.1.3 Snelheidsmeter.......................................................................................10<br />
1.1.4 Verticale snelheidsmeter..........................................................................12<br />
1.2 Gyroscopische instrumenten ...........................................................................14<br />
1.2.1 Theorie gyroscoop ..................................................................................14<br />
1.2.2 Kunstmatige horizon ...............................................................................17<br />
1.2.3 Gyro kompas ..........................................................................................19<br />
1.2.4 Bochtaanwijzer .......................................................................................20<br />
1.3 Eisenpakket...................................................................................................22<br />
1.3.1 Wettelijke eisen ......................................................................................22<br />
1.3.2 Eisen opdrachtgever................................................................................24<br />
1.4 Functie onderzoek..........................................................................................24<br />
2. ONTWERP BASIC-SIXSYSTEEM ........................................................................26<br />
2.1 Morfologisch overzicht ....................................................................................26<br />
2.1.1 Uitvoeringsmogelijkheden........................................................................26<br />
2.1.2 Keuzelijnen.............................................................................................31<br />
2.2 Voor- en nadelen onderzoek ...........................................................................31<br />
2.3 Conclusie.......................................................................................................33<br />
3. UITVOERING BASIC-SIXSYSTEEM....................................................................34<br />
3.1 Vormgeving cockpitsysteem ............................................................................34<br />
3.2 Ontwerpcontrole ............................................................................................36<br />
3.2.1 Kosten/baten..........................................................................................36<br />
3.2.2 Gewicht .................................................................................................37<br />
3.2.3 Onderhoud/duurzaamheid .......................................................................38<br />
3.2.4 Uniformiteit ............................................................................................38<br />
3.2.5 Gebruikersgemak....................................................................................39<br />
3.2.6 Betrouwbaarheid/veiligheid......................................................................39<br />
3.3 Conclusie.......................................................................................................40<br />
LITERATUURLIJST....................................................................................................41<br />
TERMENLIJST ...........................................................................................................43<br />
BIJLAGENLIJST.........................................................................................................47
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
SAMENVATTING<br />
Projectgroep 2A1W heeft als opdracht gekregen een nieuw uniform cockpitsysteem te ontwerpen dat<br />
zich hoofdzakelijk richt op de basic-six. Na het analyseren en het definiëren van het basic-sixsysteem<br />
is er een ontwerp gemaakt volgens een methodische ontwerpmethode.<br />
Het basic-sixsysteem, bestaande uit zes instrumenten in cockpit, geeft de vliegers de belangrijkste<br />
informatie waarmee zij een vlucht goed uit kunnen voeren. De drie drukinstrumenten zijn: de<br />
hoogtemeter, de snelheidsmeter en de verticale snelheidsmeter. De drie gyroscopische instrumenten<br />
zijn: de kunstmatige horizon, het gyro kompas en de bochtaanwijzer.<br />
Al deze instrumenten zijn geplaatst naar de eisen die gesteld zijn door de EASA, een<br />
luchtvaartcontrolerende organisatie die toe ziet dat, binnen Europa, iedereen zich aan dezelfde<br />
afspraken houdt. Binnen de wettelijke eisen zijn er vijf van toepassing op de basic-six: de<br />
aanwezigheid van de instrumenten, de plaatsing van de instrumenten, de back-upsystemen, ontwerp<br />
en installatie in het vliegtuig en het kleurgebruik. De variabele eisen geven een uiteindelijke doorslag<br />
voor het ontwerp doormiddel van de verschillende aspecten.<br />
Het functieonderzoek geeft een duidelijke weergave welke functies er allemaal doorlopen moeten<br />
worden, om een aan de buitenkant van het vliegtuig gemeten druk af te kunnen lezen in de cockpit.<br />
De functies zijn: opnemen, transporteren, omzetten, corrigeren, versterken, transporteren en<br />
weergeven.<br />
Om een zo efficiënt mogelijk basic-sixsysteem te kunnen ontwerpen worden deze functies uitgewerkt<br />
aan de hand van een methodische ontwerpmethode. Zo ontstaat er een uitgebreid overzicht welke<br />
mogelijkheden er, in het van geval van de data instrumenten, per functie te vinden zijn.<br />
De mogelijke systemen zijn: een mechanisch cockpitsysteem, een semi-mechanisch cockpitsysteem en<br />
een digitaal cockpitsysteem. Door deze systemen langs de verschillende aspecten als kosten, gewicht,<br />
onderhoudsvriendelijkheid/duurzaamheid, uniformiteit, gebruikersgemak en betrouwbaarheid/<br />
veiligheid te leggen komt daar, mede door een vastgestelde weegfactor, een ideaal cockpitsysteem<br />
uit.<br />
Het ideale cockpitsysteem is het digitale systeem. De luchtdruk wordt opgenomen aan de hand van<br />
een pitotbuis met losse statische poorten, vervolgens gaat de druk via leidingen naar een air data<br />
computer, waarna deze via koperen bedrading op een Head-Up display af te lezen is.<br />
Allereerst zal de lay-out van een huidig cockpitsysteem van de Boeing 777-200ER worden verklaard.<br />
Hierin zijn te vinden: de Captain instrument panel, First officer instrument panel, center instrument<br />
panel, pedestal, mode control panel, radio stack en overhead panel. Daarnaast is er een beschrijving<br />
te vinden van het gekozen HUD-systeem en het gekozen back-upsysteem dat weergegeven wordt op<br />
een TFT-scherm.<br />
De aspecten uit hoofdstuk twee, waarbij de keuze is gevallen op het digitale systeem, zijn uitgewerkt.<br />
De kosten die het ontwerp met zich mee brengt zijn aan de hoge kant, verwacht wordt dat deze na<br />
drie jaar zich gaan terug verdienen. De kosten zijn zo hoog omdat het om een duurzaam systeem<br />
gaat dat gebruikersgemak met zich mee brengt: Line Replaceable Units en Built-in Test Equipment.<br />
Door het gebruik van een back-upsysteem en het gebruik van een noodstroomvoorziening is dit<br />
ontwerp zeer veilig systeem te noemen.<br />
Nu is het alleen nog aan Boeing wat zij doen met ons ontwerp…<br />
United Innovation Workgroup © - 1 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
SUMMARY<br />
Project Group 2A1W is assigned the task to design a new uniform cockpit system, focusing on the<br />
basic-six instruments. After analyzing and defining the basic-six system, a design was made according<br />
to methodical design rules.<br />
The basic-six consists of six flight instruments and provides pilots with the most important flight<br />
information. These six instruments can be divided in air pressure and gyroscope instruments. The air<br />
pressure instruments are the altimeter, speed indicator and the vertical speed indicator. The<br />
gyroscopic instruments are the artificial horizon, gyrocompass and the turn and bank coordinator.<br />
These instruments have to meet certain requirements of the EASA, a law-enforcement organization,<br />
which supervises established agreements in aviation. Five of these agreements are applicable on the<br />
basic-six: the presence of the instruments, positioning of the instruments, the back-up systems, the<br />
design and installation of the system and the color indication. The final design of the basic-six system<br />
is determined by different aspects of the variable demands.<br />
The functional research provides a clear overview of the different functions that need to be attended<br />
in order to measure the outside pressure and present it in the cockpit. These functions are measuring,<br />
transporting, converting, correcting, amplifying, transporting and displaying.<br />
In order to design the basic-six system as efficient as possible, these functions are placed in a<br />
morphological overview. This provides a clear spectrum of possibilities for these functions.<br />
The possible cockpit systems are a mechanical, a semi-mechanical and a digital cockpit system. By<br />
comparing these systems on different design aspects, such as costs, weight, maintenance, uniformity,<br />
ease of use and reliability/safety and linking a certain weighing factor to these aspects, the best<br />
system can be distinguished.<br />
In this case, the best system is the digital cockpit system. This system measures the air pressure by<br />
pitotprobe with separate static ports, which is transported by a rubber duct to an air data computer.<br />
After the air data computer processed the data, it will be send to a Head-Up Display by copper cables.<br />
First, the lay-out of an existing cockpit system of the Boeing 777-200ER will be determined. This<br />
system contains a Captain instrument panel, a first officer instrument panel, a center instrument<br />
panel, a pedestal, a mode control panel, a radio stack and an overhead panel. The new design is<br />
equipped with a HUD system and a TFT display system, used as a back-up system.<br />
The design aspects of the digital cockpit system are worked out and help the system to distinguish<br />
itself from the other two systems. Although the costs of the digital design are high, they are expected<br />
to be recovered within three years. These high costs can be explained by the system being durable<br />
and implementing Line Replaceable Units and a Built-in Test Equipment, increasing its ease to use. By<br />
using a back-up system and a emergency power system, this design can be determined as extremely<br />
safe.<br />
Now it’s up to Boeing to see what they can do with our design…<br />
United Innovation Workgroup © - 2 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
INLEIDING<br />
De projectgroep 2A1W van de opleiding Aviation aan de Hogeschool van Amsterdam heeft de<br />
opdracht gekregen voor AIW Airlines een uniform cockpitsysteem te ontwerpen. Om een dergelijk<br />
cockpitsysteem te ontwerpen, zal er eerst een analyse van bestaande cockpitsystemen gemaakt<br />
moeten worden, welke zich beperkt tot de basic-sixinstrumenten, de wettelijke eisen voor deze<br />
instrumenten en het eisenpakket van de opdrachtgever. Bij deze analyse van een bestaande cockpit<br />
zal worden gekeken naar een cockpit van een Boeing 777-200ER. Het ontwerpproces zal hierbij in het<br />
projectverslag worden vastgelegd. Het uiteindelijke product is een ontwerp van een uniform<br />
cockpitsysteem. Het project heeft in totaal een duur van veertien weken.<br />
Door een uniform cockpitsysteem te integreren in de vloot van AIW Airlines, zal deze kosten kunnen<br />
besparen bij onder andere de opleiding van zijn medewerkers en het onderhoud van de vloot. Tijdens<br />
het project zal door een aantal vergaderingen per week de voortgang bekeken worden, waarbij<br />
minimaal één keer per week de projectdocent aanwezig is.<br />
Het projectverslag is opgebouwd uit drie hoofdstukken. Bij de opbouw van het verslag is de structuur<br />
uit het ‘Projectgroepverslag’ van Wentzel (<strong>2007</strong>) als basis gebruikt, welke ook terugkomt bij het<br />
ontwerpproces.<br />
Allereerst word er gekeken naar de werking van de basic-sixinstrumenten. Naar aanleiding van het<br />
literatuuronderzoek hiervan worden namelijk later de ontwerpkeuzes vastgesteld. Bij een dergelijke<br />
keuze moet er rekening gehouden worden met de wettelijke eisen en de eisen van de opdrachtgever<br />
m.b.t. het basic-sixsysteem (1).<br />
Voordat er een keuze voor het ontwerp gemaakt kan worden, worden eerst alle onderdelen van het<br />
basic-sixsysteem belicht. De verschillende opties worden uitgewerkt in een morfologisch overzicht.<br />
Daarnaast is er ook een voor- en nadelenonderzoek uitgevoerd, zodat er een goede afweging<br />
gemaakt kan worden tussen de verschillende systemen (2).<br />
De laatste stap is het uiteindelijke ontwerp. De gemaakte keuzes worden besproken en toegelicht,<br />
waarbij belangrijke aspecten als de kosten van het project en de duurzaamheid van het<br />
cockpitsysteem worden belicht (3).<br />
De belangrijkste bronnen die gebruikt zijn voor het onderzoek zijn: Pallett (1986), Abbink (1982) en<br />
IJspeert (<strong>2007</strong>). Voor een volledig overzicht van de gebruikte bronnen, wordt verwezen naar de<br />
literatuurlijst.<br />
De Engelse termen zijn aangegeven door het betreffende woord cursief* weer te geven. In de<br />
termenlijst kan hiervan een vertaling en uitleg gevonden worden. In het verslag is er verscheidene<br />
malen verwezen naar de bijlage. Dit is gedaan door achter de desbetreffende zin (Bijlage …) te<br />
zetten.<br />
United Innovation Workgroup © - 3 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
1. DEFINITIE BASIC-SIXSYSTEEM<br />
Een vlieger heeft instrumenten nodig om te kunnen vliegen. Op deze instrumenten kan onder andere<br />
worden afgelezen hoe het vliegtuig zich beweegt, op welke hoogte het vliegt en wat zijn koers is. De<br />
belangrijkste instrumenten die een vlieger nodig heeft, zijn de basic-six* (fig. 1.1). Deze zes<br />
instrumenten zijn onder te verdelen in twee groepen. De druk instrumenten (1.1) en de<br />
gyroscopische instrumenten (1.2).<br />
Het is wettelijk bepaald hoe de instrumenten geplaatst moeten worden. Daarnaast moet er rekening<br />
worden gehouden met de eisen van de opdrachtgever (1.3).<br />
Tijdens het vliegen worden meerdere gegevens opgenomen, verwerkt en weergegeven in de cockpit.<br />
Het verloop hiervan wordt in een functie blokschema weergegeven (1.4).<br />
De belangrijkste bronnen bij dit hoofdstuk zijn: Abbink (1982) en Pallett (1992).<br />
Fig. 1.1 De basic-six<br />
1.1 Druk instrumenten<br />
De basic-six zijn de belangrijkste instrumenten in een cockpit. Met drie van deze meetinstrumenten<br />
worden de statische en totale druk gemeten om snelheden en hoogte te bepalen. De statische en<br />
totale druk zijn afhankelijk van de conditie van de atmosfeer, zoals de dichtheid en de heersende<br />
temperatuur (1.1.1).<br />
Met behulp van de hoogtemeter kan de vlieghoogte gemeten worden. Ook kan de hoogtemeter<br />
werken met verschillende instellingen zoals QFE, QNE en QNH (1.1.2).<br />
Om de snelheid te meten wordt er gebruik gemaakt van de snelheidsmeter (1.1.3).<br />
De verticale snelheidsmeter wordt gebruikt om de stijg- of daalsnelheid te meten (1.1.4).<br />
1.1.1 Theorie druk<br />
De werking van de drukinstrumenten berust op het meten van de eigenschappen van de atmosfeer<br />
zoals de luchtdruk, die onder invloed staat van de luchttemperatuur en de luchtdichtheid. Omdat de<br />
atmosfeer niet overal dezelfde druk, temperatuur en dichtheid heeft, heeft men de ISA<br />
geïntroduceerd. Daarnaast zijn er twee belangrijke wetten opgesteld die het begrip van de<br />
instrumenten die op luchtdruk werken begrijpelijk maken (1.1.1.A).<br />
Er zijn twee op luchtdruk werkende meetinstrumenten die men in de hedendaagse luchtvaarttechniek<br />
toepast (1.1.1.B).<br />
1.1.1.A Atmosfeer<br />
De aarde wordt omringd door een gasvormige laag (lucht) die reikt tot een hoogte van ongeveer<br />
800km. Deze gasvormige laag wordt de atmosfeer of de dampkring genoemd. De atmosfeer is<br />
opgebouwd uit vijf hoofdluchtlagen (Bijlage III.A) waarvan de twee onderste lagen voor de<br />
luchtvaart van belang zijn. Deze twee lagen worden de troposfeer en de stratosfeer genoemd. In de<br />
onderste luchtlaag, de troposfeer, spelen zich allerlei meteorologische verschijnselen af die men het<br />
weer noemt. De troposfeer reikt tot een hoogte van ongeveer elf kilometer gemeten vanaf de<br />
evenaar. Aan de polen is deze geringer. Tussen de eerste en de tweede luchtlaag is er een overgang<br />
die men de tropopauze noemt. De daarboven gelegen luchtlaag is de stratosfeer, deze reikt tot een<br />
hoogte van ongeveer 50km. De drie bovengelegen lagen zijn de mesosfeer, de thermosfeer en de<br />
exosfeer. De atmosfeer is samengesteld uit verschillende soorten gassen en dampen (Tabel 1.1).<br />
United Innovation Workgroup © - 4 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Tabel 1.1 Gassen en dampen in de atmosfeer<br />
De gassen waaruit de atmosfeer is opgebouwd hebben invloed op de druk, de temperatuur en de<br />
dichtheid van de lucht. Om internationale vergelijkingen mogelijk te maken is er een internationale<br />
eenheidstabel voor de “standaard atmosfeer’’ opgericht, de ISA (Internationale Standaard Atmosfeer)<br />
(Bijlage III.B). Vliegtuiginstrumenten zijn geijkt met de gegevens van de ISA. Het is een theoretisch<br />
gemiddelde atmosfeer.<br />
• Druk<br />
Onder druk verstaat men de kracht die er per oppervlakte eenheid wordt geleverd. De druk wordt<br />
weergegeven in N/m², Pascal (Pa), bar of kwikdruk. De kracht die er geleverd wordt hangt af van de<br />
massa van de stof die zich in die ruimte bevindt. Zo zal de luchtdruk in de atmosfeer afnemen met de<br />
hoogte. Dit komt doordat de hoeveelheid stofdeeltjes met de hoogte afneemt. Hierdoor zal de kracht<br />
die de deeltjes leveren per oppervlakte afnemen, waardoor de druk afneemt. Tengevolge van het<br />
gewicht van de lucht in de atmosfeer wordt er een druk van 1013,25 hPa op zeeniveau geleverd.<br />
Ongeveer de helft van de massa van de lucht in de atmosfeer ligt tussen de 0 en 18000 feet (ft.)*<br />
(6km). Hieruit kan geconcludeerd worden dat de luchtdruk op 18000 ft. ongeveer de helft is van de<br />
luchtdruk op zeeniveau.<br />
In de luchtvaart maakt men gebruik van drie typen druk:<br />
1. De totale druk<br />
2. De statische druk<br />
3. De dynamische druk<br />
ad1. De totale druk<br />
Onder de totale druk verstaat men de buitendruk die het vliegtuig ondervindt tijdens het vliegen. Deze<br />
druk is het best te meten aan de neus. Hier stromen die luchtdeeltjes zoveel mogelijk ongestoord<br />
langs het vliegtuig.<br />
ad2. De statische druk<br />
De statische druk is gelijk aan de omgevende druk. Deze verschilt per hoogte.<br />
ad3. De dynamische druk<br />
De dynamische druk (Formule I) is het verschil tussen de totale druk en de statische druk.<br />
• Temperatuur<br />
De temperatuur van de atmosfeer is niet constant maar schommelt. In de ene luchtlaag neemt deze<br />
toe, in de andere luchtlaag neemt deze af. Omdat voor de vliegwereld de twee onderste luchtlagen<br />
van belang zijn, worden deze temperatuurverschijnselen nader uitgelegd.<br />
De troposfeer is de onderste laag van de atmosfeer en is ongeveer elf km dik. Ze bevat ongeveer<br />
50% van alle gassen van de gehele atmosfeer tot op 18000 ft, waaronder grote hoeveelheden water<br />
en gas. Doordat de zon de aarde opwarmt blijven deze gassen in beweging. Door de bewegingen van<br />
deze gassen ontstaat het weer. In de troposfeer daalt de temperatuur bijna lineair ten opzichten van<br />
de hoogte en eindigt wanneer er geen temperatuurdaling meer plaats vindt. Tussen de troposfeer en<br />
de stratosfeer bevind zich een overgangslaag die men de tropopauze noemt.<br />
In de stratosfeer blijft de temperatuur aanvankelijk constant in het onderste deel van de luchtlaag<br />
(Isothermische laag). In de stratosfeer bevindt zich een laag met ozongas, de ozonlaag.<br />
United Innovation Workgroup © - 5 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Deze laag houdt de ultraviolette straling van de zon tegen. Naarmate men hoger in de stratosfeer<br />
komt neemt de temperatuur toe tot aan de stratopauze.<br />
• Dichtheid<br />
Onder dichtheid verstaat men de hoeveelheid kilogrammen van een bepaalde stof per kubieke meter<br />
(kg/m³). De dichtheid van een stof hangt af van de massa die er per volume aanwezig is. Zo kan men<br />
zeggen dat de dichtheid net als de druk afneemt per hoogte. Hieruit is af te leiden dat het volume<br />
maal de dichtheid de massa is.<br />
• Drukwetten<br />
Om de hoeveelheid druk te meten op een bepaalde hoogte gebruikt men speciale instrumenten die<br />
door middel van omzettingen de drukwaarden aangeven. Om te begrijpen hoe de druk zich gedraagt<br />
in de instrumenten heeft men twee belangrijke wetten opgesteld. Deze twee wetten zijn:<br />
1. De continuïteitswet<br />
2. De wet van Bernoulli<br />
ad1. De continuïteitswet<br />
Er zijn vele formules die zijn afgeleid van de continuïteitswet. De continuïteitswet kan zowel toegepast<br />
worden in situaties waar de lucht wel of niet samendrukbaar is. Gaat men ervan uit dat de lucht niet<br />
samendrukbaar is, dan zegt de continuïteitswet dat voor een stationaire stroming in een buis de wet<br />
van behoud van massa geldt. De massastroom die een stroombuis binnen gaat is gelijk aan de<br />
massastroom die de stroombuis verlaat (fig. 1.2). Er geldt dan dat de massastroom die in de buis<br />
stroomt even groot is als de massastroom die uit de buis stroomt (Formule II). Hieruit kan<br />
geconcludeerd worden dat de massastroom constant is. Er mag aangenomen worden dat de dichtheid<br />
constant is. Als de massastroom en de dichtheid constant zijn, is de volumestroom automatisch ook<br />
constant, want volgens de formule is de massastroom de dichtheid maal de volumestroom. Doordat er<br />
gezegd mag worden dat de dichtheid constant blijft is de formule te vereenvoudigen (Formule III).<br />
Fig. 1.2 De stroombuis<br />
ad2. De wet van Bernoulli<br />
Voor de luchtvaart is de wet van Bernoulli (Formule IV) een belangrijke formule. Het blijkt namelijk<br />
dat factoren als de lift en de weerstand van een vliegtuig evenredig zijn aan de dynamische druk. De<br />
wet van Bernoulli is afgeleid van de continuïteitswet, hieruit volgt dan dat er voor een niet<br />
samendrukbare, stationaire, wrijvingloze stroming de wet van behoud van mechanische energie<br />
toegepast mag worden.<br />
United Innovation Workgroup © - 6 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Uit deze formule is af te leiden dat de dynamische druk gelijk is aan (½ ρ · v²). De statische druk is<br />
gelijk aan (P + ρ·g·h). De som van de statische druk en de dynamische druk geeft de totale druk<br />
(Formule I).<br />
1.1.1.B Stuwdruk meters<br />
Om de snelheid, de hoogte en de verticale snelheid van een vliegend voorwerp te bepalen maakt men<br />
gebruik van instrumenten die werken op luchtdruk. De omgevende luchtdruk levert, in combinatie met<br />
de inkomende luchtstroom, een druk. Dit wordt gebruikt om de luchtdruk te bepalen. Om deze<br />
inkomende luchtstroom en omgevende druk op te nemen, wordt er gebruik gemaakt van:<br />
1. Een pitotbuis<br />
2. Een venturi-buis<br />
3. Een statische poort<br />
ad1. Een pitotbuis<br />
Een pitotbuis (fig. 1.3) is een cilindervormige buis (1) waar de luchtstroom, de totale druk (2)<br />
instroomt. Een pitotbuis wordt aan de buitenzijde van het vliegtuig geplaatst waar de luchtstroom zo<br />
min mogelijk verstoord wordt tijdens het vliegen.<br />
Aan de pitotbuis worden leidingen verbonden waar de luchtstroom doorheen stroomt naar<br />
bijvoorbeeld een manometer die werkt op vloeistof. De inkomende luchtstroom die door de pitotbuis<br />
geleid wordt naar de U-vormige buis welke een druk levert tegen de vloeistof. Hierdoor zal de<br />
vloeistof zich over een bepaalde afstand verplaatsen in de U-vormige buis. Omdat de vloeistof in een<br />
U-vormige buis zit kan de verschoven afstand bepaald worden door het hoogte verschil te bepalen<br />
tussen de linker en de rechter zijde van de U-vormige buis. Het hoogteverschil in de U-vormige buis is<br />
evenredig aan de druk die de instromende lucht levert. Hierdoor is de luchtdruk te bepalen in<br />
vloeistofdruk. Deze druk noemt men de totale druk (Ptotaal).<br />
Er zijn twee verschillende soorten pitotbuizen. Vliegtuigen die met een snelheid kleiner dan een<br />
machgetal van 0,8 vliegen hebben een pitotbuis (fig. 1.3a) die alleen de totale druk waarneemt.<br />
Vliegtuigen die met snelheden boven een machgetal van 0,8 vliegen hebben een pitot-statische buis<br />
(fig. 1.3b) met openingen aan de zijkant om de statische druk, net als de totale druk, te vervoeren<br />
naar een meetinstrument. Dit is omdat bij deze hoge snelheden de luchtstroming om het vliegtuig<br />
verstoord wordt.<br />
Fig. 1.3 De pitotbuis<br />
ad2. Een venturi-buis<br />
Een venturi-buis (fig. 1.4) is een constructie waarbij er lucht stroomt door de buisgedeelten met een<br />
bekende doorsnede A1 (1) en A2 (2). Het verschil in druk tussen de buisgedeelten kan worden<br />
gemeten met een U-vormige buis (3), die gevuld is met een vloeistof. Wordt de venturi-buis in een<br />
luchtstroom (4) geplaatst dan ondervindt de luchtstroom een versnelling bij de vernauwing (5).<br />
Als gevolg van deze snelheidstoename ontstaat er een onderdruk. Door de onderdruk bij A2 en de<br />
overdruk bij A1 wordt de vloeistof in de U-vormige buis bij A2 omhoog gezogen (6) en omlaag<br />
geduwd bij A1. De venturi-buis wordt alleen gebruikt bij kleine vliegtuigen omdat er bij snelheden<br />
hoger dan 350 km/u wervelingen in de buis ontstaan waardoor de druktoename niet meer lineair is<br />
met de luchtstroom.<br />
United Innovation Workgroup © - 7 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. 1.4 De venturibuis<br />
ad3. Een statische poort<br />
Bij vliegtuigen die niet op een supersonische snelheid (machgetal > 1) vliegen wordt de statische druk<br />
via openingen (fig. 1.5) aan de zijkant van de romp van het vliegtuig opgenomen. Deze worden<br />
geplaatst waar de luchtstroom zo min mogelijk verstoord wordt. Vanaf de statische poort wordt de<br />
druk via een buis naar de meetinstrumenten van het air data systeem geleidt.<br />
Fig. 1.5 De statische poort<br />
1.1.2 Hoogtemeter<br />
De hoogtemeter is een belangrijk instrument in de cockpit, de meter is rechts bovenin de basic-six<br />
geplaatst. De hoogtemeter geeft de hoogte van het vliegtuig aan met behulp van de luchtdruk<br />
(1.1.2.A).<br />
Deze hoogte wordt aangegeven in ft. Er zijn verschillende manieren van weergeven, de meest<br />
gebruikte zijn de analoge en digitale weergave (1.1.2.B).<br />
Om vliegen op een kruishoogte veilig te houden, zijn er speciale instellingen voor de hoogtemeter<br />
bedacht (1.1.2.C).<br />
1.1.2.A Werking<br />
De hoogtemeter (fig.1.6) werkt op statische druk die gemeten wordt aan de buitenkant van het<br />
vliegtuig met behulp van static ports*. Deze statische poorten zijn verbonden met een buizennetwerk<br />
die naar verschillende meters gaan, waaronder de hoogtemeter. Dit is namelijk een luchtdichte kamer,<br />
waar de buitendruk heerst, de zogenoemde statische druk. In deze kamer bevindt zich een anaeroïde<br />
membraan (1), deze krimpt naarmate het vliegtuig hoger gaat vliegen en zet uit indien het vliegtuig<br />
lager gaat vliegen, hetgeen wordt veroorzaakt door de veranderende luchtdruk.<br />
Doordat het membraan krimpt of uitzet ontstaat er een beweging die meteen gecorrigeerd wordt door<br />
het bimetaal (2), het bimetaal corrigeert op die manier door middel van de temperatuur. Nadat het<br />
bimetaal gecorrigeerd heeft wordt deze beweging verplaatst via een aantal stangen en assen naar het<br />
telwerk (3) die deze beweging omzet in een rotatie van de wijzer. Tenslotte wordt deze stap<br />
weergegeven op de hoogtemeter drukschaal (4).<br />
United Innovation Workgroup © - 8 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. 1.6 De doorsnede van een hoogtemeter<br />
1.1.2.B De weergave<br />
Het weergeven van de hoogte kan op verschillende manieren verwezenlijkt worden. Dit heeft vooral te<br />
maken met de verschillende systemen beschikbaar voor weergeven in een vliegtuig. In verouderde<br />
vliegtuigen zitten voornamelijk analoge displays met wijzers en analoge tel systemen die verspringen.<br />
In de moderne verkeersvliegtuigen wordt er voornamelijk met digitale schermen gewerkt.<br />
● Analoog<br />
Een analoge hoogtemeter (fig. 1.7) geeft de hoogte aan ten opzichte van de buitendruk van het<br />
vliegtuig. Op het scherm van een analoge hoogtemeter zitten wijzers, deze wijzers geven de hoogte<br />
aan in honderdtallen en in duizendtallen. Ook kan een analoge hoogtemeter een analoog telwerk met<br />
digitale weergave hebben hierdoor wordt dan de grote wijzer vervangen.<br />
Fig. 1.7 Hoogtemeter<br />
● <strong>Digital</strong>e schermen<br />
Tegenwoordig gebruikt men in moderne vliegtuigen vooral digitale schermen. In deze digitale<br />
schermen zitten verschillende meters van de basic-six. De hoogtemeter bevindt zich rechts van het<br />
ijkpunt. Vanaf het display is de hoogte af te lezen in ft.<br />
1.1.2.C Instellingen<br />
De hoogtemeter werkt aan de hand van de statische druk, die gemeten wordt buiten het vliegtuig. Er<br />
zijn verschillende factoren die invloed kunnen hebben op de gemeten luchtdrukhoogte van een<br />
vliegtuig. Voorbeelden hiervan zijn hoge en lage temperaturen en de positie op de aardbol.<br />
United Innovation Workgroup © - 9 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
De luchtdruk is niet overal gelijk. Een factor die de luchtdruk beïnvloed is het weer. Er zijn lage- en<br />
hogedrukgebieden. Als er naar een gebied toe gevlogen wordt met een lagere druk komt het voor dat<br />
de automatische piloot gas mindert en het vliegtuig laat dalen, terwijl de hoogtemeter niet van<br />
waarde verwisselt. Dit gebeurt omdat de hoogtemeter berust op luchtdruk, en omdat de luchtdruk in<br />
een lagedrukgebied lager is dan in een hogedrukgebied. Dit betekend dat de werkelijke hoogte van<br />
het vliegtuig kleiner wordt, terwijl de hoogtemeter dezelfde stand behoud (Bijlage III.C). Dit kan<br />
problemen opleveren voor de vliegveiligheid. De kans dat er een ongeluk gebeurt zodat twee<br />
vliegtuigen elkaar raken wordt daarmee vergroot. Om dit te voorkomen zijn er verschillende<br />
standaardwaarden. Deze standaardwaarden zorgen er op verschillende hoogtes voor dat elk vliegtuig<br />
met dezelfde luchtdrukinstelling vliegt. Zo vliegt elk vliegtuig op dezelfde luchtdruk en is het verschil<br />
tussen 35000 en 36000 ft. ook echt 1000 ft. Er zijn internationale afspraken gemaakt over de<br />
luchtdrukinstellingen. Deze afspraken houden drie soorten instellingen (Bijlage III.D) in:<br />
1. QFE<br />
2. QNE<br />
3. QNH<br />
ad1. QFE<br />
Bij deze instelling wordt de druk op terreinhoogte genomen en zo als referentie druk genomen. Dit<br />
werkt als volgt: voor dat de piloot opstijgt, draait hij aan de referentiedruk knopinstelling aan de<br />
zijkant van de meter waardoor de subscale* nul zal aangeven. Nadat de piloot is opgestegen zal de<br />
druk weer afnemen en de hoogte dus stijgen. Deze instelling wordt niet vaak gebruikt want, veel<br />
vliegvelden liggen niet op dezelfde hoogte dus heeft men nog steeds hetzelfde probleem dat piloten<br />
denken op een hoogte te vliegen maar eigenlijk op een andere hoogte vliegen. De aangewezen<br />
hoogte wordt height* genoemd.<br />
ad2. QNE<br />
Voor deze instelling moet de piloot de subscale zetten op 1013,25 mbar. Hierdoor wordt het nulhoogteniveau<br />
gedefinieerd als zijnde het niveau waar de druk gelijk is aan 1013,25 mbar. Hierdoor<br />
vliegen alle vliegtuigen op een zelfde hoogte volgens de hoogtemeter. Deze instelling is zeer effectief<br />
daarom is het een vaste luchtdrukinstelling geworden voor vliegtuigen die op grote hoogte vliegen. De<br />
hoogte die wordt aangegeven op de hoogtemeter wordt in honderdtallen aangegeven. De<br />
aangegeven honderdtallen worden ook wel flight level * genoemd.<br />
ad3. QNH<br />
De QNH is de atmosferische druk gemeten op een vliegveld herleid naar het zeeniveau. Dit volgens<br />
het verloop van de standaard atmosfeer. Deze atmosferische druk wordt door de luchtverkeersleiding,<br />
aan de vlieger gegeven die de druk instelt op de subscale. Op de grond geeft de hoogtemeter de<br />
hoogte aan ten opzichten van het zeeniveau. De aangewezen waarde van een hoogtemeter bij een<br />
QNH instelling heet altitude*.<br />
Daarbij komt nog dat er ook regionale QNH instellingen zijn die onder andere per land of gebied<br />
gelden. Hierdoor kunnen korte vluchten op subsone hoogte ook goed worden begeleid.<br />
1.1.3 Snelheidsmeter<br />
Voor de vliegwereld is de snelheid even belangrijk als de hoogte. De snelheid van het vliegtuig wordt<br />
bepaald aan de hand van het verschil van de totale druk en de statische druk (1.1.3.A).<br />
Deze verandering wordt weergegeven op de snelheidsmeter (1.1.3.B).<br />
Daarnaast ontstaan er afwijkende waarden die door het systeem zelf aangepast worden (1.1.3.C).<br />
1.1.3.A Werking<br />
De leidingen die de totale druk naar de snelheidsmeter vervoeren, zijn verbonden met een membraan<br />
die zich bevindt in een kamer waar de statische druk heerst (fig. 1.8). Doordat de statische druk (1) in<br />
de kamer heerst, zal alleen het verschil tussen de totale druk (2) en statische druk, de dynamische<br />
druk (3), het membraan in stromen. Hoe groter de dynamische druk is, hoe verder het membraan (4)<br />
zal uitzetten. Het membraan is in de schematische weergave verbonden met een staaf (5) waaraan<br />
een tandwiel is verbonden. Aan het tandwiel is een wijzer (6) bevestigd die de snelheid aangeeft.<br />
In werkelijkheid zitten er meerdere staven en tandwielen tussen het membraan en de wijzer.<br />
United Innovation Workgroup © - 10 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. 1.8 Schematische weergave snelheidsmeter<br />
1.1.3.B Weergave<br />
Het is van belang dat de piloot op de hoogte is van de snelheid. De snelheid van een vliegtuig wordt<br />
bepaald door drukmetingen en wordt weergegeven in knots*, mph (miles per hour) of km/u. Op het<br />
scherm van een analoge snelheidsmeter (fig. 1.9) is er<br />
een schaalverdeling gemaakt om te kunnen zien wat de<br />
piloot mag doen tijdens het vliegen op een bepaalde<br />
snelheid.<br />
Fig. 1.9 De snelheidsmeter<br />
1.1.3.C Afwijkingen<br />
Omdat niet altijd de juiste waarde van de statische druk wordt gemeten, kunnen er afwijkingen<br />
ontstaan. Deze afwijkingen zorgen voor onjuiste waarden op de snelheidsmeter. Om dit te verhelpen<br />
heeft men een systeem bedacht (fig. 1.10).<br />
Fig. 1.10 Omzetting van de snelheid<br />
IAS (Indicated airspeed): Door de IAS worden de waarden gecorrigeerd op instrumentele<br />
fouten. Hiermee wordt de afwijking van de waarde bedoeld, die het<br />
instrument aangeeft met de werkelijke afwijking.<br />
CAS (Calibrated airspeed): Door de CAS worden de waarden die opgemeten zijn gecorrigeerd op<br />
samendrukbaarheid die door hoge snelheden ontstaat.<br />
EAS (Equivalent airspeed): De EAS is de calculatie van de dynamische druk berekend met de<br />
dichtheid op zeeniveau (Formule V).<br />
TAS (True airspeed): TAS is de snelheid die op het instrument te zien is (Formule VI).<br />
United Innovation Workgroup © - 11 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
1.1.4 Verticale snelheidsmeter<br />
De verticale snelheidsmeter, ook wel vertical speed indicator (VSI)* genoemd, geeft de stijg- of<br />
daalsnelheid van een vliegtuig aan. De meter is rechts onderin de basic-six geplaatst. Het principe<br />
waarop de meter werkt is de drukverandering per tijdseenheid. Vaak wordt dit instrument gebruikt als<br />
hulpmiddel bij lange stijg- of daaltrajecten, waarbij een constante verticale snelheid aangehouden<br />
moet worden (1.1.4.A).<br />
Doordat de VSI de verticale snelheid vertraagd weergeeft, is er een oplossing gevonden in de vorm<br />
van een Instantaneous Vertical Speed Indicator (IVSI)* (1.1.4.B).<br />
Ook kan de verticale snelheid op verschillende manieren worden weergegeven. De meest gebruikte<br />
hierbij zijn een lineaire en een logaritmische schaalverdeling (1.1.4.C).<br />
1.1.4.A Werking Vertical Speed Indicator (VSI)<br />
De verticale snelheid wordt bepaald aan de hand van de statische druk (Ps). De statische druk is<br />
omgekeerd evenredig aan de hoogte. Dit betekent dat als de hoogte toeneemt, de druk met eenzelfde<br />
factor zal afnemen. Ofwel hoe groter de hoogte waarop gevlogen wordt, des de kleiner de (statische)<br />
druk is. De statische druk wordt gemeten met behulp van statische poorten, welke zich aan de<br />
buitenkant van het vliegtuig bevinden. Deze statische poorten zijn door middel van een buis met een<br />
membraandoos verbonden. Dit membraan is in een geïsoleerde behuizing geplaatst. Vanuit de<br />
statische poorten wordt de druk via het buizensysteem vervoerd naar het membraan. In de buis<br />
bevindt zich een geijkt lek, waardoor de statische druk ook kan doordringen in de behuizing. Door het<br />
geijkte lek wordt dit echter vertraagd, waardoor er tijdens een stijg- of daalvlucht een drukverschil<br />
optreedt. Wanneer het vliegtuig niet verandert van hoogte, zal de druk in het membraan gelijk zijn<br />
aan de druk in de behuizing (Bijlage III.E.1).<br />
Door de ingebouwde vertraging, het geijkte lek, treedt er tijdens het stijgen of dalen een druk verschil<br />
op tussen de druk in het membraan en de druk in de behuizing. Dit drukverschil is de maat voor de<br />
stijg- of daalsnelheid. Door het drukverschil zal het membraan uitzetten, in geval van een daalvlucht<br />
(Bijlage III.E.2), of krimping, in geval van een stijgvlucht (Bijlage III.E.3). Door middel van een<br />
aantal mechanische omzettingen kan de uitzetting (of krimping) van het membraan worden omgezet<br />
in een wijzerstand.<br />
Door het geijkte lek in de meter, zal de VSI de verticale snelheid altijd met een vertraging weergeven.<br />
Voor dit probleem is een oplossing gevonden in de vorm van een Instantaneous Vertical Speed<br />
Indicator (IVSI).<br />
1.1.4.B Werking Instantaneous Vertical Speed Indicator (IVSI)<br />
Door de vertraging in de verticale snelheidsmeter, veroorzaakt door het geijkte lek, zal de verticale<br />
snelheid altijd met een vertraging worden weergegeven. Om dit probleem op te lossen is de IVSI<br />
ontwikkeld. Deze meter is nagenoeg gelijk aan de verticale snelheidsmeter, echter is de IVSI voorzien<br />
van een cilinder. In deze cilinder bevind zich een zuiger die aan de onder- en bovenkant in evenwicht<br />
wordt gehouden door twee veren.<br />
De bovenkant van de cilinder is verbonden met het membraan en de onderkant van de cilinder staat<br />
in verbinding met de behuizing. In het geval van een verticale verplaatsing van een vliegtuig zal de<br />
zuiger direct een verplaatsing ondervinden, welke veroorzaakt wordt door de verticale versnelling van<br />
het vliegtuig. Door de verplaatsing van de zuiger zal er direct een drukverschil optreden tussen<br />
behuizing en het membraan.<br />
Hierdoor zal een IVSI bij aanvang van een stijg- of daalvlucht een verticale snelheid aanduiden. In<br />
een schematische weergave (fig. 1.11) is dit goed te zien.<br />
United Innovation Workgroup © - 12 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. 1.11 Schematische weergave van een instantane verticale snelheidsmeter<br />
1.1.4.C Weergave<br />
Bij het weergeven van de verticale snelheid is het van belang rekening te houden met:<br />
1. Eenheden<br />
2. Schaalverdelingen<br />
3. Wijzerwerking<br />
ad1. Eenheden<br />
De verticale snelheidsmeter (fig. 1.12a/b) geeft de verticale snelheid weer in ft. per minuut. Vaak<br />
wordt de snelheid verkort weergegeven. De waarde zoals weergegeven in het figuur moet<br />
vermenigvuldigd worden met 1000 ft., waardoor een stijging van 1,5 in werkelijkheid 1500 ft. per<br />
minuut vertegenwoordigd.<br />
Fig. 1.12a Verticale snelheidsmeter Fig. 1.12b Verticale snelheidsmeter<br />
met lineaire schaalverdeling met logaritmische schaalverdeling<br />
ad2. Schaalverdeling<br />
De verticale snelheid kan op verschillende manieren weergegeven worden. De meest voorkomende<br />
schaalverdelingen zijn de lineaire (fig. 1.12a) en logaritmische schaalverdeling (fig. 1.12b).<br />
Bij een lineaire schaalverdeling zijn de tussenliggende waarden (op de schaalverdeling) even groot.<br />
Een logaritmische schaalverdeling werkt anders, de grootte van de schaalverdeling neemt hierbij af<br />
met de grootte van de verticale snelheid. Dit heeft als voordeel dat de schaallengte erg groot is en dat<br />
kleine verticale snelheden goed afgelezen kunnen worden, maar dat ook grote snelheden nog door de<br />
meter kunnen worden weergegeven. Een logaritmische aanwijzing wordt mogelijk gemaakt door een<br />
pianoveer, deze is bevestigd aan de mechanische omzettingen, waardoor bij grotere verticale<br />
snelheden, de weerstand van de veer steeds meer toeneemt. Om een grotere snelheid weer te geven<br />
is dus een grotere kracht nodig, waardoor er een logaritmische verdeling ontstaat.<br />
United Innovation Workgroup © - 13 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad3. Wijzerwerking<br />
De bovenste regio van de meter geeft de stijgsnelheid weer en in de onderste regio wordt de<br />
daalsnelheid weergegeven. In geval van een stijgvlucht zal de wijzer omhoog bewegen en bij een<br />
daalvlucht zal de wijzer omlaag bewegen. De grootte van de aangegeven waarde is afhankelijk van de<br />
verticale snelheid. Hiervoor geldt dat hoe groter de verticale snelheid is, des de groter de aangewezen<br />
waarde.<br />
1.2 Gyroscopische instrumenten<br />
Met de gyroscopische instrumenten wordt de positie<br />
rond de x-as (langsas), de y-as (dwarsas) en de z-as<br />
(topas) (fig. 1.13) van het vliegtuig zichtbaar gemaakt<br />
op het instrumentenpaneel. Deze informatie geeft de<br />
stand van het vliegtuig ten opzichte van het ingestelde<br />
referentiepunt. Hoe dit tot stand komt is daarom van<br />
toegevoegde waarde (1.2.1). Drie instrumenten van<br />
de basic-six berusten op de werking van een<br />
gyroscoop. Deze instrumenten zijn de kunstmatige<br />
horizon (1.2.2), het gyrokompas (1.2.3) en de bocht<br />
en slipmeter (1.2.4).<br />
1.2.1 Theorie gyroscoop<br />
Fig. 1.13 Assen van een vliegtuig<br />
De gyroscoop is een instrument waarmee de positie van het vliegtuig ten opzichte van een<br />
referentiepunt in de ruimte nauwkeurig bepaald kan worden. De gyroscoop is opgebouwd uit een<br />
rotor en een ophanging. Er verschillende soorten gyroscopen (1.2.2.A).<br />
De werking van een gyroscoop berust op twee verschillende eigenschappen; standvastigheid en<br />
precessie. De standvastigheid van een gyroscoop kan hierbij worden beïnvloed door een aantal<br />
variabelen (1.2.2.B).<br />
Een gyroscoop kan op verschillende manieren worden aangedreven. Zo kan er gebruik gemaakt<br />
worden van een elektrische of een pneumatische aandrijving (1.2.2.C).<br />
De gyroscoop ondervind afwijkingen en onregelmatigheden. Over de gyroscoop zijn er verschillende<br />
afwijkingen bekend (1.2.2.D).<br />
Deze afwijkingen kunnen gecorrigeerd worden met behulp van ingebouwde richtmiddelen (1.2.2.E).<br />
1.2.1.A Opbouw gyroscoop<br />
De gyroscoop is een instrument die zijn positie en stand ten<br />
opzichte van een referentiepunt in de ruimte kan behouden. De<br />
gyroscoop kan op verschillende manieren zijn opgebouwd,<br />
afhankelijk van het doel waarvoor de gyroscoop gebruikt zal<br />
worden. De gyroscoop (fig. 1.14) bestaat uit een frame (1),<br />
waarmee het instrument vastgemaakt kan worden, met binnen<br />
dit frame een rotor (2) en cardanische ringen (3). De twee<br />
ringen die binnen dit frame vallen zorgen voor de volledige<br />
vrijheid van de rotor. De enige as waar de verandering van<br />
positie of de stand niet gemeten kan worden is rond de<br />
draaiingsas van de rotor. De blauwe ringen zijn de cardanische<br />
ophanging van de massa. Door deze ringen kan de massa vrij<br />
draaien om elke as. Dit stelt het object, waar deze gyroscoop is<br />
ingebouwd, in staat vrij te bewegen om de gyroscoop heen.<br />
Een gyroscoop bestaat uit een rotor die om een centrale as kan<br />
draaien.<br />
Fig. 1.14 Schematische weergave<br />
gyroscoop<br />
United Innovation Workgroup © - 14 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Hoe groter het massa-traagheidsmoment van de rotor, hoe meer kracht er geleverd moet worden om<br />
de gyroscoop uit positie te brengen. De standvastigheid van de gyroscoop berust op de wet van<br />
behoud van impulsmoment.<br />
Dat wil zeggen dat een snel roterende massa in het geval van de gyroscoop zijn positie ten opzichte<br />
van de ruimte wil behouden en er een kracht (moment) nodig is om deze massa uit zijn stand te<br />
brengen.<br />
Er zijn twee soorten gyroscopen. Een single degree of freedom (SDF)* en een two degrees of<br />
freedom (TDF)*. De SDF gyroscoop heeft twee assen en een bewegingsrichting.<br />
De TDF gyroscoop heeft drie assen en twee bewegingsrichtingen. Alleen de TDF gyroscoop behoud<br />
zijn positie ten opzichte van de ruimte.<br />
1.2.1.B Eigenschappen gyroscoop<br />
De werking van de gyroscoop berust op:<br />
1. Standvastigheid<br />
2. Precessie<br />
ad1. Standvastigheid<br />
Standvastigheid berust op de wet van behoud van impulsmoment (Formule VII).<br />
Het totale impulsmoment L is de optelsom voor alle deeltjes in de rotor van massa maal snelheid maal<br />
de afstand tot de draaiingsas. Dit betekent dat een snel roterende massa zijn positie ten opzichte van<br />
een punt in de ruimte wil behouden. Dit verschijnsel wordt standvastigheid genoemd. Om deze<br />
standvastigheid te vergroten kunnen we twee variabelen aanpassen. Het massa-traagheidsmoment<br />
van de rotor of de rotatiesnelheid van de rotor. Omdat de rotatiesnelheid meestal het eenvoudigst aan<br />
te passen is wordt deze opgevoerd zodat hiermee de standvastigheid vergroot word.<br />
ad2. Precessie<br />
Precessie vindt plaats als er een kracht wordt uitgeoefend op een roterende gyroscoop. De richting<br />
van precessie wordt bepaald door het punt waar de kracht op word uitgeoefend. De rotor heeft een<br />
massa die te verdelen is in allemaal kleine stukjes (fig. 1.15). Door een kracht (1) uit te oefenen op de<br />
draaiingsas van een horizontaal geplaatste gyroscoop zoals zal het bovenste deel naar links bewegen<br />
(2). Door de rotatie van de rotor zal de precesserende kracht (3) 90˚ verder in de draairichting tot<br />
uiting komen.<br />
Fig.1.15 Schematische weergave precessie<br />
1.2.1.C Aandrijving van de gyroscoop<br />
Een gyroscoop kan alleen gebruikt worden, als de rotor draait. Voor deze rotatie is een aandrijving<br />
nodig. Er zijn veel verschillende soorten aandrijvingen. De methode van aandrijven word bepaald door<br />
de toepassing waar de gyroscoop voor gebruikt wordt en welke voorzieningen aanwezig zijn. In het<br />
vliegtuig worden er twee aandrijfmethodes gebruikt:<br />
1. Elektrische aandrijving<br />
2. Pneumatische aandrijving<br />
United Innovation Workgroup © - 15 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad1. Elektrische aandrijving<br />
De elektrische aandrijving werkt op het principe van een elektromotor. De basis van elke mechanische<br />
gyroscoop berust op een snel roterende massa.<br />
Bij de elektrische aandrijving wordt de roterende massa een onderdeel van de drie fasen motor zelf.<br />
Een elektromotor (Bijlage IV.A) bestaat uit twee basis onderdelen, de stator (1) en de rotor (2). De<br />
stator bestaat meestal uit drie spoelgroepen. Deze spoelgroepen worden onder dezelfde<br />
wisselspanning gezet met een fase verschil van 120˚. Dit zorgt voor een draaiend magnetisch veld<br />
waarin de rotor gaat draaien.<br />
Een standaard elektromotor heeft een stator in het huis van de motor en de rotor in het midden aan<br />
de as gekoppeld. In een gyroscoop is dit niet praktisch aangezien er een zo groot mogelijk massatraagheidsmoment<br />
op de gyroscoop moet werken. De grootte van het massa-traagheidsmoment<br />
wordt bepaald door de massa van de rotor en de afstand van de massa van de rotor tot de as. Een<br />
rotor heeft minder massa-traagheidsmoment dan de stator als deze om zijn as zou draaien. In het<br />
geval van een elektrisch aangedreven gyroscoop is dit opgelost door de plaats van de rotor en de<br />
stator om te draaien. De stator bevindt zich in het midden en de rotor draait daar omheen. Hierdoor<br />
wordt het massa-traagheidsmoment van de rotor groter en hiermee ook de standvastigheid.<br />
ad2. Pneumatische aandrijving<br />
De pneumatische aandrijving is de meest gebruikte aandrijving. Het aandrijven van een gyroscoop<br />
met lucht vindt plaats door middel van een drukverschil. De hele gyroscoop, inclusief de cardanische<br />
ophanging, bevindt zich in een luchtdichte behuizing. In deze behuizing heerst een onderdruk. Door<br />
een kleine opening wordt de lucht naar binnen gezogen. Hierdoor ontstaat er een onderdruk. Deze<br />
onderdruk zorgt ervoor dat de lucht naar binnen wordt gezogen met als gevolg dat de gyroscoop<br />
rotatiesnelheid krijgt. De rotor is vaak voorzien van groeven aan de zijkant waardoor de<br />
snelstromende lucht meer grip krijgt op de rotor.<br />
Ook word er soms een systeem toegepast waar er kleine openingen zitten in de draaiingsas waardoor<br />
de lucht naar binnen stroomt. Bij deze gyroscoop wordt er een vacuüm gecreëerd door een<br />
pneumatische pomp.<br />
1.2.1.D Verschillende soorten drift<br />
Drift is een afwijking van de gyroscoop door een externe kracht of door de draaiing van de aarde.<br />
Eerder is beschreven hoe de gyroscoop zijn stand ten opzichte van een referentiepunt in de ruimte<br />
bewaart. Als de aarde draait zal de gyroscoop meedraaien, dit heeft een schijnbare drift tot gevolg. Er<br />
zijn drie soorten drift:<br />
1. Werkelijke drift<br />
2. Schijnbare drift<br />
3. Transport wander<br />
ad1. Werkelijke drift<br />
De werkelijke drift van een gyroscoop, in tegenstelling tot schijnbare drift, is de werkelijke beweging<br />
van een gyroscoop. Deze beweging wordt veroorzaakt door onregelmatigheden zoals frictie en<br />
onbalans. Door deze beweging wordt er een ongewilde precessie veroorzaakt wat de nauwkeurigheid<br />
beïnvloed. Deze werkelijke drift kan alleen worden verholpen door de onregelmatigheden te<br />
minimaliseren.<br />
ad2. Schijnbare drift<br />
Schijnbare drift wordt veroorzaakt door de draaiing van de aarde. De aarde draait in vierentwintig uur<br />
een keer 360˚ rond. Als de gyroscoop op de evenaar met de as verticaal omhoog wordt geplaatst, zal<br />
de gyroscoop in vierentwintig uur een hele omwenteling maken rond de horizontale as. Dit resulteert<br />
in een drift van 15˚ per uur. Als de gyroscoop in dezelfde stand op de Noord- of Zuidpool geplaatst<br />
wordt zal deze draaien, maar deze draaiing zal niet zomaar waar te nemen zijn. De draaiing volgt de<br />
as van de rotor waardoor de gyroscoop een omwenteling meer of minder maakt in een periode van<br />
24 uur. Deze drift wordt veroorzaakt omdat de gyroscoop niet op een punt op de aarde gericht blijft<br />
maar op een referentiepunt in de ruimte. De gyroscoop volgt niet de draaiing van de aarde maar blijft<br />
ten opzichte van de ruimte precies op hetzelfde punt gericht. Dit noemt men schijnbare drift.<br />
United Innovation Workgroup © - 16 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad3. Transport wander<br />
Transport wander* wordt, net als schijnbare drift, veroorzaakt als de gyroscoop wordt verplaatst ten<br />
opzichte van een punt in de ruimte. Bij schijnbare drift verplaatst alleen de aarde ten op opzichte van<br />
de gyroscoop. Bij transport wander wordt de gyroscoop verplaatst door een andere kracht dan de<br />
constante draaiing van de aarde. Als een gyroscoop op aarde wordt verplaatst volgt deze de ronding<br />
van de aarde tenzij deze omhoog wordt verplaatst. Wanneer een gyroscoop langs de aarde verplaatst<br />
wordt, zal de gyroscoop hetzelfde aantal graden draaien als het aantal graden waarover de gyroscoop<br />
over de aarde wordt verplaatst. Indien de gyroscoop niet op de evenaar staat zal de gyroscoop ook<br />
een rotatie ondergaan van 360˚ alleen zal deze draaiing niet over de draai as zijn.<br />
In het geval dat de gyroscoop over de bolling van de aarde wordt verplaatst, zal dit een afwijking tot<br />
gevolg hebben die men transport wander noemt.<br />
1.2.1.E Richtmiddelen<br />
Voor de afwijkingen transport wander en schijnbare drift worden richtmiddelen gebruikt om de<br />
gyroscoop weer de goede positie aan te laten nemen. De richtmiddelen werken op zwaartekracht:<br />
1. Kogeldoosje<br />
2. Kleppendoosje<br />
3. Vloeistofschakelaar<br />
ad1. Kogeldoosje<br />
Het kogeldoosje (Bijlage IV.A.1) wordt toegepast bij een elektrische gyroscoop. De rede hiervoor is<br />
dat het kogeldoosje geen lucht nodig heeft om te kunnen functioneren. Het kogeldoosje bestaat uit<br />
een behuizing met daarin een metalen ring met inhammen en een aantal metalen kogels. Deze<br />
behuizing is conisch (kegelvormig) aan de onderkant zodat als de gyroscoop recht hangt, de metalen<br />
kogels in het laagste punt van het doosje hangen. Als de gyroscoop gaat draaien zullen de kogels in<br />
de metalen ring terecht komen waardoor de gyroscoop weer recht komt te hangen.<br />
ad2. Kleppendoosje<br />
Het kleppendoosje (Bijlage IV.A.2) werkt met eenzelfde tegenwerkende kracht als het kogeldoosje<br />
alleen werkt deze dan op pneumatiek in plaats van het verplaatsen van het zwaartepunt. Dit<br />
richtmiddel wordt gebruikt bij een pneumatische gyroscoop. Het kleppendoosje is net als het<br />
kogeldoosje aan de onderkant van de gyroscoop gemonteerd. Het kleppendoosje bestaat uit een<br />
vierkante metalen behuizing met om de 90˚ een halfgeopende klep. In deze behuizing heerst een<br />
overdruk resulterende in een evenwichtige luchtstroom door elk van de vier gaten. Als de gyroscoop<br />
van positie veranderd zal de stand van de kleppen ook veranderen. De kleppen die zich tegenover<br />
elkaar bevinden zal de ene klep openen en hierdoor meer lucht doorlaten, bij de andere klep zal de<br />
opening juist kleiner worden en de luchtstroom kleiner maken. Door deze kleppen zal de luchtstroom<br />
veranderen waardoor er een tegenwerkende kracht zal ontstaan. Deze kracht zal resulteren in een<br />
precesserende beweging die de gyroscoop in de juiste stand houdt.<br />
ad3. Vloeistofschakelaar<br />
De vloeistofschakelaar (Bijlage IV.A.3) werkt aan de hand van twee spoelen en vloeistofschakelaars.<br />
Deze schakelaars zijn een soort hellingshoek detectoren waarmee de hoek rond een as gemeten kan<br />
worden. De spoelen zijn aan een as gemonteerd en werken samen met de schakelaars.<br />
Als de schakelaar een hoek waarneemt zal de spoel een tegenwerkende kracht leveren waardoor de<br />
gyroscoop op zijn plaats blijft.<br />
1.2.2 Kunstmatige horizon<br />
De kunstmatige horizon is een van de belangrijkste instrumenten in de basic-six. De kunstmatige<br />
horizon geeft de stand van het vliegtuig ten opzichte van de horizon aan. De pitch, de beweging over<br />
de y-as van het vliegtuig en de bank*, de beweging over de z-as van het vliegtuig worden<br />
weergegeven aan de voorkant van de kunstmatige horizon. Omdat de kunstmatige horizon deze twee<br />
assen weergeeft is dit instrument zeer belangrijk bij het vliegen met slecht zicht. Een nauwkeurige<br />
werking van de kunstmatige horizon is van groot belang (1.2.2.A). De kunstmatige horizon werkt op<br />
basis van een gyroscoop. De weergave, waarop de stand van het schematische vliegtuigje te zien is,<br />
wordt weergegeven op een schaalverdeling met als verticale middenlijn de horizon (1.2.2.B).<br />
United Innovation Workgroup © - 17 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
1.2.2.A Werking<br />
De kunstmatige horizon (fig. 1.17) werkt op basis van een gyroscoop. Er zijn twee verschillende type<br />
van dit instrument: elektrisch en pneumatisch.<br />
Fig. 1.17 Schematische weergave kunstmatige horizon<br />
De rotor (1) is opgehangen in een cardanische ring (2). Met deze ring wordt de beweging over de yas<br />
weergegeven. De ring beweegt zich om de y-as, deze is verbonden aan een beugel (3) door middel<br />
van een pin. Als er een beweging plaats vindt rond de y-as zal de ‘aanwijzer’ naar boven of naar<br />
beneden bewegen en zal de pitch in graden worden weergegeven.<br />
Om de roll of bank* van het vliegtuig weer te geven is de cardanische ring verbonden met een ring<br />
(4) waardoor deze ook de bank van het vliegtuig kan weergeven.<br />
1.2.2.B Weergave<br />
Aan de voorkant van het instrument (fig. 1.18) zit een schaalverdeling met een gradenverdeling aan<br />
de bovenkant. Tevens zit er in het midden een schematisch vliegtuig (1). Boven en onder dit vliegtuig<br />
staat een schaalverdeling waarop de hellingshoek wordt weergegeven in graden (3).<br />
De bank van het vliegtuig, de beweging over de zas,<br />
wordt weergegeven op de schaalverdeling aan<br />
de bovenkant van het instrument.<br />
Aan de metalen beugel (2) zit een plaatje<br />
(schaalverdeling standhoek) die aan de bovenkant<br />
blauw is en aan de onderkant bruin. Het blauw stelt<br />
de lucht voor en het bruin het vaste land. Als het<br />
vliegtuig rond de y-as draait, dan zal het instrument<br />
om de gyroscoop heen draaien waardoor de<br />
aanwijzer een waarde aangeeft in een van de<br />
gekleurde vlakken. Hierop is de hellingshoek, ook<br />
wel de standhoek genoemd, af te lezen in graden.<br />
In de afbeelding wordt de schaalverdeling per vijf<br />
graden weergegeven door het schematische<br />
vliegtuigje.<br />
De bank wordt weergegeven in het bovenste deel<br />
van het instrument (4). De schaalverdeling op het<br />
bovenste gedeelte van de ring geeft de rol of de<br />
bank van het toestel aan. Net als bij de standhoek<br />
blijft de aanwijzer in dezelfde positie en beweegt het Fig. 1.18 kunstmatige horizon<br />
instrument, bij beweging van het toestel, om de<br />
beugels heen.<br />
United Innovation Workgroup © - 18 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
1.2.3 Gyro kompas<br />
Voor het bepalen van de koers van een vliegtuig wordt ook gebruik gemaakt van een gyroscoop. Het<br />
principe van het gyro kompas berust op de eigenschap standvastigheid. De gyroscoop is geplaatst in<br />
een cardanische ophanging die bestaat uit twee ringen, hierdoor kan de rotor om twee assen<br />
kantelen. De rotor kan namelijk draaien om de topas van het vliegtuig en hij kan draaien om de<br />
langsas. De werking (1.2.3.A) en de weergave (1.2.3.B) zijn de belangrijkste functies van het<br />
kompas. Daarnaast zijn er nog een aantal ongewenste eigenschappen waar het kompas hinder van<br />
ondervindt (1.2.3.C).<br />
1.2.3.A Werking<br />
Bij de oude manier van weergeven zit er op de ring een schaalverdeling. Aan de voorkant zit een lens<br />
met een richtlijn waar de schaalverdeling achterlangs draait bij een koersverandering. Voor de<br />
moderne manier van weergave wordt gebruik gemaakt van een tandwiel constructie (fig. 1.19). Op de<br />
buitenste cardanische ring (1) zit op de topas een hoofd aandrijftandwiel (2) gemonteerd. Als het<br />
vliegtuig van koers veranderd zal het de buitenste ring over de topas draaien, waardoor het hoofd<br />
aandrijvingtandwiel zal meedraaien. Het hoofd aandrijftandwiel drijft de kompaskaart tandwielen (3)<br />
aan, die ervoor zorgen dat de schaalverdeling op weergave met de juiste schaal meedraait. Voor het<br />
bijstellen van de gyroscoop moet de verstelschroef worden ingedrukt. De bijstel tandwielen (4)<br />
worden dan in werking gezet. Door aan de schroef te draaien wordt het gyrokompas bijgesteld.<br />
Fig. 1.19 Het gyro kompas<br />
1.2.3.B Weergave<br />
Er zijn twee manieren om de koers weer te geven. Bij de oude manier van weergeven kan men de<br />
koers aflezen door een lens met een richtlijn. Door de lens is de schaalverdeling te zien voor de koers.<br />
Links onder de lens zit een<br />
verstelschroef om het kompas bij te<br />
stellen. Bij de moderne manier van<br />
weergeven (fig. 1.20) ziet men een<br />
vast vliegtuigje, met daaromheen een<br />
ring met de schaalverdeling (1) voor<br />
de koers. De ring draait om het<br />
vliegtuigje (2) heen zodat de neus<br />
van het vliegtuig de koers aanwijst.<br />
Links onder het kompas bevindt zich<br />
een verstelschroef om het kompas bij<br />
te Fig. 1.20 Het gyro kompas stellen.<br />
1.2.3.C Schijnbare drift op het gyro kompas<br />
De schijnbare drift ontstaat door de rotatie van de aarde. Door de schijnbare drift geeft de gyroscoop<br />
een koersverandering aan terwijl de koers ongewijzigd blijft. Om toch goed te kunnen navigeren moet<br />
het kompas iedere tien tot vijftien minuten worden bijgesteld. Wanneer dit niet gebeurd zal er een<br />
grote navigatie fout optreden. De gyroscoop kan worden uitgerust met een automatisch richtsysteem.<br />
Het richtsysteem is een richtmiddel zoals het kogeldoosje of kleppen doosje.<br />
United Innovation Workgroup © - 19 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Hierdoor hoeft de piloot het kompas niet zelf bij te stellen. Op deze manier kan de piloot niet vergeten<br />
het kompas bij te stellen zodat er geen navigatiefouten worden gemaakt.<br />
1.2.4 Bochtaanwijzer<br />
De bocht- en slipmeter word ook wel turn and bank indicator* genoemd. Het instrument geeft<br />
informatie over de mate van draaiing van het vliegtuig bij een bocht. Met andere woorden de snelheid<br />
van de bocht. De slip meter (bank indicator) laat zien of de piloot de bocht gecoördineerd maakt, of<br />
het vliegtuig slipt of een bocht juist te scherp maakt. Allereerst zal de werking worden behandeld<br />
(1.2.4.A), waarna de weergave wordt uitgelegd (1.2.4.B).<br />
Tenslotte zal de turn coördinator* behandeld worden (1.2.4.C).<br />
1.2.4.A Werking<br />
De bocht- en slipmeter bestaat uit twee instrumenten:<br />
1. Bochtaanwijzer<br />
2. Slipmeter<br />
ad1. Bochtaanwijzer<br />
De bochtaanwijzer werkt op basis van een gyroscoop. Er zijn twee soorten bochtaanwijzers, de<br />
normale en de modernere, genaamd turn coördinator. Het verschil tussen deze twee instrumenten<br />
wordt later besproken.<br />
De bochtaanwijzer werkt op basis van precessie. Van belang is dat de gyroscoop maar om een as kan<br />
draaien, er is dus sprake van single degree of freedom. Aan de hand van een voorbeeld (fig 1.21)<br />
wordt de precieze werking van de bochtaanwijzer uitgelegd.<br />
Fig. 1.21 De bochtaanwijzer<br />
De Gyroscoop (fig. 1.21) draait met de klok mee (1). Er wordt een bocht naar links (2) gemaakt.<br />
Hierdoor ontstaat er een kracht (F) naar links. Door de precessie (P) grijpt de kracht niet bij F aan<br />
maar 90̊ verder in de draairichting, bij P. Hierdoor gaat de gyroscoop draaien om de X-as. Zonder<br />
precessie zou hij gaan draaien om de Z-as.<br />
Doordat de gyroscoop draait om de X-as gaat de as die aan de ophanging van de gyroscoop vastzit<br />
tegen de vork aanduwen. Hierdoor slaat de meter uit.<br />
United Innovation Workgroup © - 20 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad2. Slipmeter<br />
De slipmeter is een kleine buis waarin een vloeistof zit. In die<br />
vloeistof zit een kogel. De kleine buis heeft een ronde vorm<br />
(fig. 1.22). Door de zwaartekracht hangt de kogel naar<br />
beneden als het vliegtuig zich in zijn neutrale stand bevindt<br />
(fig. 1.23a). Maakt het vliegtuig echter een bocht, dan komt er<br />
een tweede kracht op de kogel te werken. De<br />
middelpuntzoekende kracht. Als een gecoördineerde bocht<br />
wordt gemaakt houden de zwaartekracht en de middelpunt<br />
zoekende kracht de kogel in het midden (fig. 1.23b). Als er bij<br />
een bocht te veel helling wordt gegeven zal de zwaartekracht<br />
de middelpunt zoekende kracht overheersen. Hierdoor valt de<br />
kogel naar beneden (fig. 1.23c). Wordt er te veel “voeten<br />
gegeven” (Het richtingsroer wordt teveel gebruikt, er wordt<br />
gegierd), zal de middelpuntzoekende kracht overheersen.<br />
Daardoor wordt het balletje naar buiten gedrukt (fig. 1.23d).<br />
Als het vliegtuig slipt of de bocht te scherp neemt, levert dit<br />
Fig. 1.22 Draaisnelheidaanwijzer<br />
extra weerstand op. Dit probeert men te voorkomen aangezien meer weerstand meer<br />
brandstof betekent.<br />
Fig. 1.23 Krachten en gevolg op de slipmeter<br />
1.2.4.B Weergave<br />
De grote wijzer (fig. 1.24) (1) geeft de draaisnelheid aan. Wanneer<br />
het vliegtuig een bocht maakt, waarbij de grote wijzer het linker of<br />
het rechter streepje (2) raakt, wordt er een Rate one turn*<br />
gevlogen. Dit is een drie graden per seconde bocht. Er kan dan in twee minuten 360̊ om de topas<br />
gedraaid worden.<br />
Fig.1.24 Bocht- en slipmeter<br />
1.2.4.C Turn Coördinator<br />
De turn coördinator (fig. 1.22) is eigenlijk een vernieuwde bocht- en slipmeter. Het eerste verschil is<br />
de andere stand van de gyroscoop. De gyroscoop van de turn coördinator staat in een hoek van 30̊<br />
met de langsas van het vliegtuig.<br />
United Innovation Workgroup © - 21 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Hierdoor kan het vliegtuig niet alleen rollen meten, maar ook gieren. Het tweede verschil is dat er bij<br />
de turn coördinator geen wijzer is die de mate van draaiing weergeeft maar een vliegtuigje. Ook bij de<br />
turn coördinator is er het streepje wat aangeeft of het vliegtuig een rate one turn maakt.<br />
1.3 Eisenpakket<br />
Een ontwerp voor een nieuw cockpitsysteem moet voldoen aan verschillende regels en afspraken. Die<br />
regels en afspraken kunnen onderverdeeld worden in twee soorten eisen. De wettelijke eisen (1.3.1)<br />
en de eisen van de opdrachtgever (1.3.2).<br />
De twee soorten eisen vormen de richtlijnen en de afbakening van het project. De verschillende eisen<br />
staan weergegeven in de eisentabel (Bijlage V.A).<br />
1.3.1 Wettelijke eisen<br />
De wettelijke eisen bestaan grotendeels uit reglementen van luchtvaartcontrolerende organisaties.<br />
Deze zijn na de tweede wereldoorlog tot stand gekomen (1.3.1.A).<br />
Voor een nieuw cockpitsysteem moet er aan de reglementen gehouden worden. Deze reglementen<br />
zijn opgesteld door de verschillende luchtvaartcontrolerende organisaties (1.3.1.B).<br />
Deze organisaties en reglementen hebben invloed op het ontwerpproces. Deze eisen zijn de<br />
dicterende factoren binnen het ontwerpproces (1.3.1.C).<br />
1.3.1.A Luchtvaartcontrolerende organisaties<br />
Voor de tweede wereldoorlog was het nog niet nodig om wetten voor de luchtvaart op te stellen. Dit<br />
kwam doordat er nog maar weinig luchtverkeer was. In de tweede wereldoorlog is de luchtvaart met<br />
grote stappen gegroeid. Niet alleen op technisch gebied maar ook op de hoeveelheid vliegtuigen in<br />
het luchtruim. Er werd destijds geconstateerd dat er iets gedaan moest worden om het toenemende<br />
luchtverkeer op een veilige, doelmatige en economische wijze tot ontwikkeling te brengen. Dit werd<br />
op gang gebracht door het initiatief van Engeland om in 1944 de conventie over de Internationale<br />
Civiele Luchtvaart te houden. Deze conventie vond plaats in Chicago. De conventie van 1944 zorgde<br />
ervoor dat er een verdrag opgesteld werd. Het zogenaamde Verdrag van Chicago. In het verdrag is de<br />
oprichting van de eerste luchtvaartcontrolerende organisatie voorzien, de International Civil Aviation<br />
Organisation (ICAO)*, welke in 1947 van start ging. De oprichting van ICAO was het begin van alle<br />
huidige luchtvaartcontrolerende organisaties.<br />
• International Civil Aviation Organistation<br />
ICAO is een overkoepelende organisatie. Dat wil zeggen dat zij geen uitvoerende macht heeft. De<br />
organisatie is gebaseerd op het Verdrag van Chicago, dat hedendaags door 180 staten ondertekend<br />
is. Het verdrag bestaat uit vier delen en 18 annexen*. De annexen bevatten Standards And<br />
Recommended Practices (SARPs)*. Hierin wordt aangegeven wat ICAO als een ‘standard*’ stelt en<br />
wat ICAO ziet als ‘recommended*’. Doordat ICAO een overkoepelende organisatie is kan het geen<br />
wetten of regels maken. De staten die het verdrag ondertekend hebben streven ernaar deze SARPs zo<br />
volledig mogelijk te implementeren in hun nationale wetgeving. Zo heeft ICAO een indirecte macht.<br />
De verschillende staten mogen de SARPs wel aanvullen met eigen opgestelde nationale wetgeving.<br />
Dat betekend dat de regels wel aangescherpt mogen worden. De regels versoepelen is niet<br />
toegestaan. Hierdoor is het mogelijk dat er verschillen bestaan in regelgeving tussen de verschillende<br />
staten. Deze verschillen tussen annexen en de nationale wetgeving moeten gepubliceerd worden. De<br />
verschillen worden kenbaar gemaakt door de European Civil Aviation Conference (ECAC)*.<br />
• European Civil Aviation Conference<br />
De ECAC is opgericht in 1955 als een niet-gouvernementele organisatie. Het doel van de ECAC is om<br />
de voortdurende ontwikkeling van veilig, efficiënt en houdbaar Europees luchtvervoer systeem te<br />
bevorderen. Om dat te realiseren houd de ECAC zich bezig met het harmoniseren van het beleid en<br />
gebruik van de burgerluchtvaart onder haar lidstaten. Ook zorgen ze voor het promoten van<br />
begrijpbare beleidskwesties tussen de lidstaten en de rest van de wereld. De ECAC werkt nauw samen<br />
met ICAO.<br />
United Innovation Workgroup © - 22 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
• Joint Aviation Authoroties<br />
De Joint Aviation Authoroties (JAA)* is een onderdeel van de ECAC en is dezelfde soort organisatie als<br />
ICAO.<br />
De JAA is in het leven geroepen met als doel het initieel beoordelen van de luchtwaardigheid van<br />
gezamenlijk gebouwde vliegtuigen (zoals bijvoorbeeld Airbus). De JAA heeft dezelfde soort SARPs<br />
opgesteld voor o.a. de onderdelen:<br />
- Operationele aspecten<br />
- Brevetten van vliegers<br />
- Onderhoud<br />
- Certificering<br />
• European Aviation Savety Agency<br />
Doordat de JAA ook een overkoepelende organisatie is, en dus geen uitvoerende macht heeft, is er<br />
besloten de European Aviation Safety Agency (EASA)* op te richten. De EASA is een onderdeel van de<br />
Europese Unie (EU). De EU heeft wel uitvoerende macht. Dat is de reden waarom de EASA in het<br />
leven is geroepen. Nu is er voor Europa een organisatie die de SARPs van ICAO en de JAA volledig<br />
mogelijk implementeert in de regelgeving zonder alle uitzonderingen die er tussen verschillende<br />
landen bestaan. Elk land, van de EU, is verplicht de regels van de EASA na te leven. Het aanpassen<br />
van de nationale regelgeving is een lang proces. Daarom duurt het nog zo lang voor dat alle SARPs in<br />
de EASA geïmplementeerd zijn. Op dit moment vallen alleen onderhoud en certificering onder de<br />
regels van de EASA.<br />
1.3.1.B Wettelijke eisen basic-sixsysteem<br />
Annex 18* (het document van ICAO), waarin staat beschreven aan welke voorschriften een<br />
cockpitsysteem moet voldoen volgens de internationale afspraken, en CS-25 (het document van de<br />
EASA), waar wettelijk staat vastgelegd waar en nieuw cockpitsysteem aan moet voldoen, zijn de<br />
leidraden voor het ontwerp van een nieuw cockpitsysteem. Beide documenten dragen bij aan de<br />
wettelijke eisen die zoals vanzelfsprekend nageleefd moeten worden.<br />
Voor het ontwerp van het nieuwe basic-sixsysteem zijn de wettelijke eisen de vaste eisen. Vaste eisen<br />
houden in dat er aan deze soort eis altijd voldaan moet worden. Deze eisen worden gedefinieerd door<br />
een kwantitatieve grootheid en/of een geschreven regel. Dit laatste is op dit project van toepassing.<br />
Binnen de wettelijke eisen en regelgeving heeft men vijf onderwerpen die van toepassing zijn op het<br />
ontwerp. Dit betreft:<br />
• Aanwezigheid instrumenten<br />
• Plaatsing instrumenten<br />
• Back-up systemen<br />
• Ontwerp en installatie in het vliegtuig<br />
• kleurgebruik<br />
De documenten (Bijlage V.B) die betrekking hebben op deze vijf onderwerpen zijn:<br />
- EASA document CS-25 artikel 1303 (vereiste instrumenten), 1309 (ontwerp en installatie in<br />
een vliegtuig), 1322 (kleurgebruik).<br />
- ICAO annex 6 en 8 artikel 8.1 (vereiste instrumenten), 6.1.1 (vereiste instrumenten), 6.2.1<br />
(vereiste instrumenten), 6.9 (vereiste instrumenten), 6.9.2 (back-up instrumenten).<br />
1.3.1.C Gevolgen ontwerpproces<br />
Wegens de wettelijke eisen kan er geen basic-sixsysteem ontworpen worden waarbij de vier<br />
instrumenten op een andere plek zitten dan wettelijk is toegestaan. Het ontwerp moet binnen de<br />
reglementaire voorschriften ontworpen worden. Hierin hoeft alleen rekening gehouden te worden met<br />
de documenten die van toepassing zijn op het basic-sixsysteem.<br />
Wat er wel veranderd kan worden is het uiterlijk van de complete basic-six. Met de steeds maar weer<br />
verder ontwikkelde techniek kan er mogelijk een revolutionair modern basic-sixsysteem ontworpen<br />
worden dat mee kan gaan voor de komende vijftig jaar.<br />
United Innovation Workgroup © - 23 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
1.3.2 Eisen opdrachtgever<br />
De opdrachtgever stelt meestal ook eisen aan het ontwerp (1.3.2.A).<br />
Naast de eisen van de opdrachtgever zijn er ook de variabele eisen die horen bij het eisenpakket van<br />
het project (1.3.2.B).<br />
Tot slot zijn er ook nog wensen, kleine bijkomstigheden die niet beslist noodzakelijk zijn (1.3.2.C).<br />
1.3.2.A Vereiste van de opdrachtgever<br />
Het nieuwe cockpitsysteem moet ook aan de gestelde eisen van de opdrachtgever voldoen. Deze zijn:<br />
- Het cockpitsysteem moet uniform zijn.<br />
- De uniforme cockpit moet aan de wettelijke eisen voldoen zoals die beschreven staan in het EASA<br />
document CS-25.<br />
- De uniforme cockpit moet plaatsbaar zijn in elk type vliegtuig, de posities en de eigenschappen<br />
van de instrumenten moeten in elke cockpit hetzelfde zijn. Hierbij moet de vloot bestaan uit<br />
vliegtuigen van eenzelfde vliegtuigfabrikant.<br />
1.3.2.B Variabele eisen<br />
De projectgroep heeft de opdracht gekregen een modern en uniform basic-sixsysteem te ontwerpen.<br />
Daar zijn bepaalde eisen aan gesteld, zoals eerder beschreven. Naast de opdracht zijn er ook andere<br />
aspecten die bepalend zijn voor het ontwerp maar die geen vaste eis innemen. Variabele eisen<br />
worden gedefinieerd als voorwaarden waaraan een ontwerp in meer of mindere mate moet voldoen.<br />
Deze eisen zijn variabel, zoals de naam al beschrijft, en worden door de projectgroep zelf ingevuld.<br />
Deze verschillende aspecten zijn:<br />
• Kosten/baten<br />
• Gewicht<br />
• Onderhoud/duurzaamheid<br />
• Uniformiteit<br />
• Gebruikersgemak<br />
• Betrouwbaarheid/veiligheid<br />
Deze aspecten worden verder uitgewerkt in het voor- en nadelenonderzoek in hoofdstuk twee (2.2).<br />
1.3.2.C Wensen<br />
Wensen worden gedefinieerd als kenmerken die niet beslist noodzakelijk zijn, maar die toch van<br />
invloed kunnen zijn bij het nemen van een beslissing. Deze wensen worden vaak kwalitatief<br />
geformuleerd. Dit heeft als toepassing op het project dat de sfeer van de cockpit zo uniform mogelijk<br />
moet zijn. Ook is het wenselijk dat de cockpit een prettige werkomgeving moet zijn. Deze wensen zijn<br />
niet noodzakelijk maar een kleine bijkomstigheid. Er wordt gekeken of dit haalbaar is.<br />
De vaste eisen van de opdrachtgever moeten voor het ontwerp, net als de wettelijke eisen, nageleefd<br />
worden. De variabele eisen en de bijbehorende aspecten nemen naast de vaste eisen ook een<br />
belangrijke rol in het nemen van een beslissing. Dit is in het voor- en nadelenonderzoek in hoofdstuk<br />
twee uitgewerkt (2.2). Aan de hand van de totale vaste- en variabele eisen wordt er een keuze<br />
gemaakt.<br />
1.4 Functie onderzoek<br />
Het doel van het functieonderzoek is een duidelijk beeld te geven van welke stappen er doorlopen<br />
worden om een uiteindelijke waarde, gemeten aan de buitenkant van het vliegtuig, af te kunnen lezen<br />
in de cockpit. In dit functieonderzoek zal het air data systeem centraal staan (Zie ook het<br />
functieblokschema in Bijlage VI).<br />
Een systeem bestaat uit een aantal functies. Een functie is een bepaald doeleinde van een instrument.<br />
Er wordt hierbij een onderzoek gedaan naar het verschillende aantal functies waaruit het air data<br />
systeem* bestaat.<br />
United Innovation Workgroup © - 24 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Hieronder een toelichting per functie (1-7):<br />
1. Opnemen<br />
De druk (totaal en statisch) wordt opgenomen. De plaats waar dit opgenomen wordt,<br />
verschilt per vliegtuig. Dit kan zijn aan de zijkant of aan de neus.<br />
2. Transporteren<br />
De druk wordt getransporteerd via een buizensysteem naar een membraan die vervolgens<br />
verbonden is met tandwielen en staven.<br />
3. Omzetten<br />
De gemeten druk moet worden omgezet in een beweging of elektrisch signaal.<br />
4. Corrigeren<br />
De druk die opgemeten wordt, bevat ook enkele kleine afwijkende waarde (dit komt<br />
bijvoorbeeld door het maken van een bocht). Op deze manier worden fouten eruit<br />
gehaald.<br />
5. Versterken<br />
De beweging of het signaal moet sterk genoeg zijn om een duidelijke weergave tot stand<br />
te laten komen. Daarom moet het signaal versterkt worden.<br />
6. Transporteren<br />
Het versterkte signaal of beweging moet getransporteerd worden naar een meter met een<br />
wijzer of een digitaal scherm zodat deze in de cockpit afgelezen kan worden. Ook dit<br />
gebeurt weer via een kabelsysteem, membraan of tandwielen.<br />
7. Weergeven<br />
De gemeten waarde moet uiteindelijk af te lezen zijn in de cockpit.<br />
Deze vastgestelde functies zijn een uitgangspunt voor de ontwerpfase van het nieuw te maken basicsixsysteem.<br />
United Innovation Workgroup © - 25 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
2. ONTWERP BASIC-SIXSYSTEEM<br />
De vastgestelde functies van het cockpitsysteem worden in een uitgebreid schema gezet, om een<br />
uiteindelijk zo efficiënt mogelijk basic-sixsysteem te ontwerpen. In het ontwerpschema, ofwel het<br />
morfologisch overzicht, wordt onderzoek gedaan naar elke mogelijke werkwijze per functie waarna ze<br />
verbonden worden via lijnen die alle mogelijke cockpitsystemen weergeven (2.1).<br />
Daarna wordt via het eisenpakket het beste systeem vastgesteld op basis van de voor- en nadelen<br />
(2.2).<br />
Tot slot zal er de definitieve keuze gemaakt moeten worden welk basic-sixsysteem de voorkeur heeft<br />
(2.3).<br />
De belangrijkste gebruikte bronnen zijn Kroonenberg (1998) (hoofdstuk 5) en Pallett (1992)<br />
(hoofdstuk 2).<br />
2.1 Morfologisch overzicht<br />
Een morfologisch overzicht is een methodische ontwerpmethode om op een overzichtelijke manier een<br />
ontwerpprobleem uit te werken in een schema. Op deze manier zijn alle mogelijke oplossingen van<br />
het cockpitsysteem op een eenvoudige wijze te vinden. Dit schema (Bijlage VII), geeft per functie<br />
een aantal uitvoeringsmogelijkheden (2.1.1).<br />
Van al die verschillende mogelijkheden zullen vervolgens, in volgorde, keuzelijnen gemaakt moeten<br />
worden om een overzicht te geven wat alle mogelijke systemen zijn (2.1.2).<br />
2.1.1 Uitvoeringsmogelijkheden<br />
Aan de hand van het functieonderzoek worden de verschillende mogelijkheden uitgewerkt (1-7).<br />
1. Opnemen<br />
Het eerste wat er gedaan moet worden is het opnemen van de druk. De druk kan worden opgenomen<br />
door een Pitotbuis (A), Statische poorten (B) of een Venturi-buis (C).<br />
A. Pitotbuis<br />
De pitotbuis is een lange cilindervormige buis die aan de buitenkant van het vliegtuig bevestigd wordt<br />
en in contact staat met de rest van het air data systeem. De pitotbuis moet zodanig geplaatst worden<br />
dat de inkomende luchtstroom ongestoord is. Doordat men op grote hoogte vliegt is de temperatuur<br />
zeer laag. Door deze lage temperatuur kan er ijsvorming ontstaan in en rond de pitotbuis. Door de<br />
verwarmingselementen die aan de voor- en binnenzijde van de pitotbuis zijn aangebracht wordt de<br />
buis warm gehouden om bevriezingen tegen te gaan. Ook is de pitotbuis uitgerust met een drain<br />
hole* om het water dat de pitotbuis binnen stroomt af te voeren zodat het de meetwaarde zo min<br />
mogelijk beïnvloed.<br />
Bij vliegtuigen die op supersonische snelheden vliegen, worden er pitotbuizen gebruikt die aan de aan<br />
de zijkanten openingen hebben voor de statische druk.<br />
Deze openingen bevinden zich aan de zijkant van de pitotbuis omdat daar de inkomende luchtstroom<br />
zo min mogelijk is. Bij vliegtuigen die niet op supersonische snelheden vliegen worden pitotbuizen<br />
geïnstalleerd die alleen de totale druk opnemen en de statische druk wordt via statische poorten<br />
opgenomen die aan de zijkant van de romp van het vliegtuig zijn bevestigd.<br />
B. Statische poorten<br />
Statische poorten nemen de statische druk op rond om het vliegtuig. Bij vliegtuigen die niet op<br />
supersonische snelheden vliegen wordt de statische druk opgenomen door deze poorten. Deze<br />
poorten zijn openingen aan de zijkant van de romp van het vliegtuig waar de luchtstroom het geringst<br />
is. Deze poorten zijn op hun beurt verbonden met de rest van het air data systeem. Om zo min<br />
mogelijk afwijkende waarden te krijgen zijn de statische poorten van de linker en rechterzijde van het<br />
vliegtuig met elkaar verbonden.<br />
United Innovation Workgroup © - 26 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
C. Venturi-buis<br />
De venturi-buis is een cilindervormige buis waarbij in het midden een vernauwing is aangebracht om<br />
de inkomende luchtstroom te versnellen. Door deze versnelling in het vernauwde gedeelte ontstaat er<br />
een drukverschil tussen het begin van de buis en het vernauwde deel. Met het ontstane drukverschil<br />
kan men metingen doen. De venturi-buis wordt alleen gebruikt voor vliegtuigen die niet sneller dan<br />
350 km/h vliegen. Dit omdat er een werveling kan ontstaan in het vernauwde gedeelte als de<br />
luchtdeeltjes met een te hoge snelheid er doorheen stromen. Dit zorgt dan voor onnauwkeurige<br />
waarden.<br />
2. Transporteren<br />
De luchtdruk of data die gemeten wordt, moet getransporteerd worden. Om dit te transporteren kan<br />
er een keuze gemaakt worden uit vier soorten materialen: een aluminium buis (A), koperdraad<br />
volgens ARINC-429 (B), glasvezelkabels volgens ARINC-629 (C) of drukleidingen (D).<br />
A. Aluminium buis<br />
Aluminium wordt veel gebruikt in vliegtuigen. Het moet bestand zijn tegen extreme temperaturen.<br />
Aluminium is licht, sterk en makkelijk te bewerken. Aluminium is niet magnetisch en zal geen effect<br />
hebben op de waarden van de instrumenten.<br />
B. Koperdraad volgens ARINC-429<br />
Koperdraad is een zeer goede geleider. Om het koperdraad zit een isolator (meestal kunststof). Bij het<br />
transporteren van gegevens over koperdraad maakt men gebruik van ARINC-429. Dit is een protocol<br />
voor het transport van gegevens. Het is een vaste manier van communiceren tussen verschillende<br />
vliegtuigsystemen. De naam komt van het bedrijf ARINC en staat voor Aeronautical Radio,<br />
Incorporated. De belangrijkste reden waarom men de ARINC-429 heeft gemaakt was om het mogelijk<br />
te maken te communiceren met systemen van verschillende fabrikanten.<br />
C. Glasvezel volgens ARINC-629<br />
Glasvezel wordt onder andere gebruikt in de communicatie. Er wordt dan licht verstuurd door lange<br />
vezels van helder glas om de gegevens over grote afstanden te transporteren. Doordat het licht in de<br />
glasvezel een bijzonder kleine hoek met de buitenkant van de vezel maakt is weerkaatsing<br />
gegarandeerd. Het licht blijft in de vezel door weerkaatsing tegen de buitenrand.<br />
Bij glasvezelkabels maakt men gebruik van ARINC-629. Bij ARINC-629 kan er door de glasvezelkabels<br />
twee kanten op worden getransporteerd.<br />
D. Drukleidingen<br />
Deze leidingen transporteren de luchtdruk. De leidingen zijn flexibel en sterk. Drukleidingen die uit<br />
rubber bestaan zijn niet bestand tegen lage temperaturen. Deze leidingen zijn daarom geïsoleerd.<br />
Door deze isolatie en door het gebruik van verschillende materialen zijn de leidingen wel bestand<br />
tegen lage temperaturen. Deze aanpassingen maken de drukleidingen geschikt en compatibel om te<br />
installeren in een vliegtuig. Echter maakt deze aanpassing het product wel duurder.<br />
3. Omzetten<br />
Het omzetten van een signaal kan op verschillende manieren, afhankelijk van de vorm van het om te<br />
zetten signaal. Voor het omzetten van een signaal zijn er vier mogelijkheden;<br />
analoog/digitaalomzetter (A), membraan (B), Piëzo (C) of een transducer* (D).<br />
A. Analoog/digitaalomzetter<br />
De analoog/digitaalomzetter zet een analoog signaal om in een digitaal signaal. Een analoog signaal<br />
bestaat uit een sinusvormige golf. Deze golf bestaat uit een oneindig aantal verschillende waarden.<br />
Een digitaal signaal bestaat uit een binaire code. Dit signaal bestaat uit een eindig aantal waarden.<br />
Het omzetten van een analoog signaal naar een digitaal signaal verloopt in drie stappen. Het<br />
bemonsteren (sampling), kwantisatie en codering.<br />
Bij het bemonsteren wordt van het analoge signaal een monster genomen van de waarde, deze<br />
waarde wordt ‘opgeslagen’ in een condensator of geheugencel. Het aantal bemonsteringen per<br />
seconde bepaald, mede met de kwantisatie, de kwaliteit van het digitale signaal. Na het bemonsteren<br />
volgt de kwantisatie.<br />
United Innovation Workgroup © - 27 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Met kwantisatie wordt de hiervoor vastgestelde waarde vergeleken met een vooraf ingestelde waarde.<br />
Het aantal waarden wat vergeleken wordt is mede verantwoordelijk voor de kwaliteit van het signaal.<br />
Uit deze vergelijking komen verschillende niveaus voort. Een signaal is vrijwel nooit gelijk aan de<br />
vooraf geprogrammeerde waarde. De waarde wordt gekoppeld aan het overeenkomende<br />
voorafgestelde waarde. Hoe meer de waarden overeenkomen, hoe nauwkeuriger het analoge signaal<br />
kan worden gereproduceerd.<br />
Na het kwantiseren van het signaal kan het omgezet worden in een binaire code. Dit proces noemt<br />
men de codering. Het niveau wordt hierbij gekoppeld aan een binaire code.<br />
B. Membraan<br />
Het membraan is een holle disk van veerkrachtig metaal met een ‘harmonica’ profiel aan de<br />
bovenkant en onderkant. Dit profiel zorgt ervoor dat de disk kan uitzetten naar boven en naar<br />
onderen. Ook zit er een opening voor de luchtdruk naar de boven of onderkant. Als de druk in het<br />
membraan hoger wordt, zal het membraan uitzetten. Het membraan zet luchtdruk om naar<br />
mechanische beweging die gebruikt kan worden om een wijzer aan de sturen door middel van<br />
tandwielen.<br />
C. Piëzo<br />
Het piëzo-elektrisch effect komt voor bij bepaalde kristallen. In een piëzo-elektrisch kristal zijn de<br />
positieve en negatieve deeltjes gescheiden. Als de opbouw van deze deeltjes veranderd door er druk<br />
op uit te oefenen, zal dit kristal een spanning geven. Simpelweg gezegd; als men op een piëzokristal<br />
een kracht uitoefent zal deze te meten zijn door middel van de spanning die dit kristal afgeeft. In het<br />
geval van een instrument word het kristal in een dunne laag op een membraan geplaatst. Dit<br />
membraan is verbonden met de luchtdruk en zet uit bij een verhoging van de luchtdruk. Hierdoor<br />
wordt de luchtdruk omgezet in een elektrische spanning waarmee de instrumenten aangestuurd<br />
kunnen worden.<br />
D. Transducer<br />
Een transducer wordt gebruikt om een mechanisch signaal om te zetten in een elektrisch signaal. Dit<br />
werkt op het principe van inductie.<br />
Een transducer bestaat uit een E-vormige staaf met daaronder een I-vormige staaf. De E-staaf heeft<br />
om het middelste been een aantal windingen waarop een wisselstroom staat. Om de twee buitenste<br />
benen zit een spoel die is aangesloten op een operational amplifier (opamp)*. Als de I-staaf beweegt<br />
ten opzichte van de E-staaf dan zal er een inductiespanning opgewekt worden wat versterkt wordt<br />
door de opamp.<br />
4. Corrigeren<br />
Om fouten te voorkomen moet de binnenkomende waarde gecorrigeerd worden. Corrigeren is<br />
mogelijk op drie manieren. Uitgewerkt zijn: de analoge air data computer (A), de digitale air data<br />
computer (B) en het bimetaal (C).<br />
A. Analoog Air Data Computer (AADC)<br />
Een analoge air data computer zet druk om in een analoog signaal, hierbij wordt de opgenomen druk<br />
gelijk gecorrigeerd. Een AADC bestaat uit vier modulen (servomechanism*):<br />
1. Altitude module<br />
2. Computed airspeed module<br />
3. TAS module<br />
4. Mach module<br />
ad1. Altitude Module<br />
De statische druk komt de altitude module binnen. Deze gaat door een transducer, waarbij het<br />
inkomende signaal wordt omgezet in een elektrisch signaal. Er zijn twee instrumenten die uit deze<br />
module komen, dit zijn de altimeter* en de vertical speed indicator.<br />
United Innovation Workgroup © - 28 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad2. Computed Airspeed Module<br />
Inkomend zijn hier de statische druk en de totale druk. Deze gaan door een transducer, waarbij de<br />
inkomende druk wordt omgezet in een elektrisch signaal.<br />
ad3. TAS Module<br />
De True AirSpeed komt bij de TAS-output van de mach Module vandaan. Output van deze module is<br />
de TAS indicator. Deze waarde is af te lezen in de cockpit.<br />
ad4. Mach Module<br />
Input voor deze module is de differential synchro (TDX)* van de Computed Airspeed Module. Deze<br />
geeft een elektrisch signaal afkomstig van de totale druk. Ook heeft deze module een input voor True<br />
Air Temperture (TAT). Output voor deze module zijn de TAS, de Static Air Temperature (SAT) en de<br />
MACH indicator.<br />
B. <strong>Digital</strong>e Air Data Computer (DADC)<br />
Deze air data computer wordt vooral gebruikt in modernere vliegtuigen en corrigeert de opgenomen<br />
gegevens. De statische en totale druk komen de DADC gescheiden binnen. Hierna worden de<br />
statische en totale druk omgezet naar digitale uitgangssignalen. Nadat deze signalen zijn omgezet,<br />
worden deze gecorrigeerd aan de hand van standaardtabellen, welke afkomstig zijn van ISA<br />
standaardwaarden, die de DADC bevat. Tijdens deze verwerking worden de twee signalen<br />
geanalyseerd en afwijkingen gecorrigeerd. Aan de hand van deze twee gecorrigeerde signalen worden<br />
de snelheid en de hoogte bepaald. Door de correcties worden de waardes in de cockpit juist<br />
weergegeven.<br />
C. Bimetaal<br />
Het bimetaal heeft in dit geval de vorm van een helix*. Het bestaat uit twee verschillende metalen<br />
met elk een andere uitzettingscoëfficiënt. Doordat deze twee metalen elk een andere<br />
uitzettingscoëfficiënt hebben zal bij een temperatuurverandering het bimetaal van vorm veranderen.<br />
Door deze vormverandering kan de druk gecorrigeerd worden op temperatuur. Het bimetaal wordt<br />
vooral gebruikt in kleinere, oudere vliegtuigen.<br />
5. Versterken<br />
De gemeten signalen moeten versterkt worden. Dit moet omdat tijdens het transport van de signalen,<br />
de signalen beïnvloedt worden door magnetische velden van in de buurt liggende kabels.<br />
Een niet versterkt signaal kan door invloeden van buitenaf vervormen waardoor er data verloren kan<br />
gaan. Een signaal kan op twee manieren worden versterkt, dit kan elektronisch (A) en mechanisch<br />
(B).<br />
A. Operational amplifier<br />
Een operational amplifier is een elektronische versterker. De versterker kan analoge signalen<br />
versterken door de amplitude van het inkomende signaal te vergroten. De versterker bestaat uit een<br />
aantal weerstanden. Het signaal dat versterkt moet worden komt bij de positieve pool de versterker<br />
binnen. In de versterker gaat het signaal door een transistor met een zeer hoge weerstand. Bij de<br />
negatieve pool komt het signaal er weer uit. Dan worden er twee weerstanden aangesloten op het<br />
signaal van de negatieve pool. De eerste weerstand wordt aangesloten tussen een wissel<br />
spanningsbron en het signaal van de min pool. De tweede weerstand wordt aangesloten tussen het<br />
uitgaande signaal van de versterker en het signaal van de min pool. Door verschillende grootte van de<br />
weerstanden te gebruiken kun je de grootte van de versterker aanpassen. Het uitgaande signaal heeft<br />
nu een groter amplitude waardoor de invloed van de magnetische velden van andere kabels veel<br />
minder invloed hebben op de vorm van het signaal.<br />
B. Mechanische versterker<br />
Een mechanische versterker versterkt een signaal mechanisch. Voor het versterken kan gebruik<br />
gemaakt worden van tandwielen, veren en staven. Vaak wordt er een combinatie van deze<br />
onderdelen gebruikt. Door gebruik te maken van staven en tandwielen van verschillende lengte en<br />
grootte, kunnen er allerlei verschillende versterkingen verwezenlijkt worden.<br />
United Innovation Workgroup © - 29 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
6. Transporteren<br />
Als de gegevens zijn gecorrigeerd, omgezet en versterkt moeten de gegevens getransporteerd worden<br />
naar de weergave apparaten. Dit kan op drie manieren: via koperdraad (A), glasvezel kabels (B) of<br />
mechanisch (C).<br />
A. Koperdraad<br />
Koper is een goede elektriciteitsgeleider (zie 2. Transporteren).<br />
B. Glasvezel<br />
Glasvezelkabels (zie 2. Transporteren) zijn erg dun en licht. Doordat het met de snelheid van het<br />
licht gaat, is dit de snelste methode.<br />
C. Mechanisch<br />
Het transporteren kan ook mechanisch, met behulp van tandwielen, assen, stangen of een combinatie<br />
van deze. In kleine vliegtuigen worden er bijvoorbeeld tandwielen gebruikt voor een mechanische<br />
kunstmatige horizon. Het nadeel hiervan is dat het als je wat grotere afstanden moet overbruggen<br />
veel onderdelen nodig hebt die allemaal vrij zwaar zijn.<br />
7. Weergeven<br />
De laatste stap in het cockpitsysteem is het weergeven van de verkregen informatie. Deze informatie<br />
kan met de volgende apparaten worden weergegeven: liquid crystal display* (A), thin film transistor*<br />
(B), cathode ray tube (CRT)* (C), analoog (D) en Head-Up display* (E).<br />
A. Liquid Crystal Display (LCD)<br />
Een LCD bestaat uit twee glasplaten, waartussen een vloeibaar kristal mengsel zit. In elk van deze<br />
glasplaten bevindt zich een polarisatiefilter. De vloeibare kristallen tussen de platen zorgen ervoor dat<br />
het licht in meer of mindere mate de tweede polarisatiefilter kan passeren. Door deze opstelling wordt<br />
licht gestuurd. De hoeveelheid licht die er bij het tweede filter wordt doorgelaten is afhankelijk van de<br />
stand van de kristallen. Deze stand kan worden beïnvloedt door een spanningsverschil tussen de<br />
glasplaten te laten optreden. Op deze manier kan geregeld worden hoeveel licht erdoor door het<br />
scherm gelaten word. Door de kleuren blauw, rood en groen op deze manier in verschillende mate te<br />
combineren kan er een groot spectrum aan kleuren worden weergegeven, waardoor er uiteindelijk<br />
een beeld gecreëerd kan worden.<br />
B. Thin Film Transistor (TFT)<br />
Thin Film Transistor (TFT) wordt gezien als een verbeterde versie van een LCD-scherm. Het grote<br />
verschil met een LCD-scherm is dat in een TFT-scherm voor elke pixel vier transistoren zijn geplaatst.<br />
Deze transistoren kunnen de informatie vasthouden. Hierdoor wordt er een beter contrast, beeld- en<br />
kleurkwaliteit gerealiseerd.<br />
C. Cathode Ray Tube (CRT)<br />
Een CRT (Kathodestraalbuis) bestaat uit een vacuüm gepompte glazen buis, waarin een<br />
elektronenstraal wordt opgewekt door een kathode (negatieve elektrode). Deze elektronenstraal<br />
beweegt hierna door een rooster, waarmee de intensiteit van de straal wordt geregeld, naar een<br />
anode (positieve elektrode) welke de elektronenstraal kan versnellen richting een glazen plaat (het<br />
beeld). De elektronen kunnen hierna nog worden afgebogen door een aantal afbuigplaten, waardoor<br />
de positionering van de elektronen op het beeld kan worden geregeld. Wanneer deze elektronen het<br />
beeld raken, worden ze zichtbaar. Een kleuren CRT heeft drie elektronenkanonnen, waardoor deze de<br />
kleuren blauw, rood en groen apart worden gecreëerd. Door deze kleuren te combineren kunnen de<br />
verschillende kleuren worden weergegeven.<br />
D. Analoog<br />
Bij analoge weergave wordt er gebruik gemaakt van een schaalverdeling en een wijzer om een<br />
waarde aan te geven. Analoge meetinstrumenten worden vaak direct aangestuurd door de<br />
meetinstrumenten en op mechanische wijze omgezet.<br />
United Innovation Workgroup © - 30 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
E. Head-Up Display (HUD)<br />
Head-Up Display, de naam zegt het al, het is een beeld dat gezien wordt wanneer er recht vooruit<br />
gekeken word. Dit systeem biedt de piloot de mogelijkheid om alleen vooruit te kijken en daarbij alle<br />
basic-six informatie bij te houden. De HUD werkt op drie verschillende componenten: een computer,<br />
een Overhead Projector Unit (OPU)* en een component die de data van de computer begrijpelijk<br />
weergeeft. De computer haalt de vliegdata van de Flight Management Computer (FMC)*, IRS en<br />
andere datasystemen.<br />
De data van de verschillende systemen wordt gecomprimeerd voor de OPU. De OPU projecteert de<br />
data op de component die de data van de computer begrijpelijk weergeeft. Het desbetreffende<br />
component is meestal gemaakt van glas met een speciale laag die het eenkleurige licht van de OPU<br />
reflecteert. De kleuren met andere golflengten kunnen wel door het glas gezien worden. Zo wordt er<br />
een beeld gemaakt die bestaat uit een geprojecteerd beeld boven op een bestaand beeld.<br />
2.1.2 Keuzelijnen<br />
In het morfologisch overzicht (Bijlage VII) zijn er verschillende lijnen getrokken, namelijk:<br />
1. Mechanisch cockpitsysteem<br />
2. Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
3. Digitaal cockpitsysteem<br />
ad.1 Mechanisch cockpitsysteem<br />
Het mechanische systeem (1) begint bij een pitotbuis met een losse statische poorten. Hier komt druk<br />
uit wat getransporteerd wordt via drukleidingen naar een membraan. Het membraan zet uit en heeft<br />
een mechanische beweging als output. Door de temperatuurverschillen kan het zijn dat de<br />
verschillende materialen gaan uitzetten.<br />
Daarom wordt de mechanische beweging gecorrigeerd met behulp van een bimetaal. Vervolgens<br />
wordt de beweging mechanisch versterkt en vervolgens mechanisch vervoerd. Om de gegevens weer<br />
te geven, wordt er gebruik gemaakt van analoge meters.<br />
ad2. Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
Het semi-mechanische systeem (2) begint net als het mechanische systeem bij de pitotbuis met een<br />
losse statische poorten. Dit wordt getransporteerd door een aluminium buis naar een transducer. De<br />
transducer zet de druk om naar een elektrisch signaal. Dit signaal wordt dan gecorrigeerd door een<br />
AADC. Vervolgens versterkt een Operational Amplifier het signaal. Daarna wordt het signaal<br />
getransporteerd door koperdraad. Ten slotte worden de gegevens weergeven op een CRT scherm.<br />
ad3. Digitaal cockpitsysteem<br />
Het digitale systeem (3) is het meest geavanceerde systeem, maar ook de duurste. Dit komt doordat<br />
de onderdelen die gebruikt zijn voor deze lijn, erg duur zijn. Het digitale systeem begint, net als de<br />
andere systemen, bij een pitotbuis met losse statische poorten. Hier komt een luchtdruk signaal uit<br />
wat via drukleidingen naar een DADC vervoerd word. De DADC corrigeert, versterkt en zet het signaal<br />
om. Daarna wordt het weer via koperdraad naar een HUD gestuurd.<br />
2.2 Voor- en nadelen onderzoek<br />
Naar de drie keuzelijnen, die in het morfologisch overzicht zijn behandeld, is een voor- en<br />
nadelenonderzoek uitgevoerd, waarin de voor- en nadelen van de drie systemen worden behandeld.<br />
Dit onderzoek heeft als belangrijkste aandachtspunten de kosten/baten, gewicht, onderhoud/<br />
duurzaamheid, uniformiteit, gebruikersgemak en betrouwbaarheid/veiligheid van de systemen. De drie<br />
systemen die bij de keuzelijnen in het morfologisch overzicht aan bod zijn gekomen zijn:<br />
1. Mechanisch cockpitsysteem<br />
2. Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
3. <strong>Digital</strong>e cockpitsysteem<br />
United Innovation Workgroup © - 31 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad1. Mechanisch cockpitsysteem<br />
Een van de voordelen van een mechanisch cockpitsysteem is de betrouwbaarheid. Een dergelijk<br />
systeem maakt geen gebruik van elektriciteit, waardoor het in de meest extreme omstandigheden<br />
dienst zal blijven doen. Ook zijn de gebruikte onderdelen goedkoop in aanschaf.<br />
De onderhoudskosten van een mechanisch systeem zijn echter erg hoog. Doordat dit systeem gebruik<br />
maakt van mechanische onderdelen en overbrengingen zal deze een hoge slijtagegevoeligheid<br />
hebben, hetgeen extra kosten voor de onderhoud met zich mee zal brengen. Een ander nadeel is de<br />
afleesbaarheid van de analoge meters van dit systeem, die ten opzichte van een digitaal<br />
cockpitsysteem een lager gebruikersgemak biedt. Ook scoort het mechanische cockpitsysteem lager<br />
op het gebied van uniformiteit ten opzichte van de andere twee systemen, gezien deze niet gebruik<br />
kan maken van een enkele interface*, waarin alle instrumenten geïntegreerd zijn. Het gewicht van de<br />
mechanische onderdelen is ook hoger dan een semi-mechanisch of digitaal cockpitsysteem.<br />
ad2. Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
Een semi-mechanisch cockpitsysteem maakt vooral gebruik van elektrische onderdelen, welke weinig<br />
tot geen onderhoud behoeven. Hierdoor kunnen de kosten van het onderhoud laag gehouden worden.<br />
Ook heeft een dergelijk cockpitsysteem een lager gewicht ten opzichte van een mechanisch<br />
cockpitsysteem, hetgeen voor een gewichtsreductie zal zorgen. Het gebruikersgemak van een<br />
dergelijk cockpitsysteem is goed, doordat alle basic-six instrumenten geïntegreerd zijn in een Primary<br />
Flight Display (PFD)*. Op het gebied van uniformiteit scoort het systeem beter dan het mechanische<br />
systeem, gezien dit systeem gebruik maakt van een uniforme interface op het PFD.<br />
Een nadeel van een semi-mechanisch cockpitsysteem is dat het een groter risico heeft op een uitval in<br />
vergelijking met een mechanisch systeem. In een dergelijk geval zal er gebruik moeten worden<br />
gemaakt van het systeem van de andere piloot of, als een uitval beide systemen treft, een<br />
mechanisch back-upsysteem.<br />
ad3. Digitaal cockpitsysteem<br />
Een digitaal cockpitsysteem heeft een modern computersysteem, dat gebruik kan maken van een<br />
aantal systemen, die de onderhoudsvriendelijkheid aanzienlijk verhogen. Eén hiervan is Built-in Test<br />
Equipment (BITE)*, hetgeen het systeem in staat stelt zichzelf te testen. Een storing of defect aan<br />
een component van het systeem kan hierdoor snel gevonden worden. Een ander voordeel is dat er<br />
gebruik wordt gemaakt van zogenoemde Line Replaceable Units (LRUs)*. Een voorbeeld hiervan is<br />
een digitale air data computer, welke bij een defect hierdoor snel en eenvoudig vervangen kan<br />
worden. Deze twee systemen zorgen voor een grotere onderhoudsvriendelijkheid in vergelijking met<br />
een mechanisch of semi-mechanisch cockpitsysteem.<br />
Andere voordelen van een digitaal cockpitsysteem zijn, dat het een lager gewicht heeft en een groter<br />
gebruikersgemak ten opzichte van de overige twee systemen. Dit komt doordat er gebruik wordt<br />
gemaakt van TFT-schermen in plaats van de zware CRT-schermen in het semi-mechanische<br />
cockpitsysteem. De uniformiteit is uitstekend vanwege het gebruik van een uniforme interface, net als<br />
bij het semi-mechanische cockpitsysteem. Ook wordt er bij het digitale cockpitsysteem gebruik<br />
gemaakt van Head-Up Displays. Dit systeem kan zorgen voor een hogere inzetbaarheid van<br />
vliegtuigen en komt het gebruikersgemak ten goede.<br />
Nadelen van een dergelijk systeem is zijn de hoge aanschafkosten en een groter risico van een uitval<br />
van het systeem ten opzichte van een mechanisch cockpitsysteem.<br />
Daarentegen kan een digitaal systeem bij uitval van een van de beeldschermen overschakelen naar<br />
een ander scherm.<br />
Om een goed overzicht te krijgen welk systeem het meest ideaal is, is er een overzicht gemaakt<br />
(Bijlage VIII). Elk aspect heeft een waarde gekregen van 1 t/m 3 om weer te geven welke variant<br />
het meest ideaal is. In dit overzicht is onderscheid gemaakt welke eis het meest van belang is, dit is<br />
weergegeven in de weegfactor. Dit geeft uiteindelijk een totale waarde waarbij afgelezen kan worden<br />
welk systeem uiteindelijk het meest geschikt is voor het te ontwerpen cockpitsysteem.<br />
United Innovation Workgroup © - 32 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
2.3 Conclusie<br />
Na het morfologisch overzicht en de keuzelijnen zal er een conclusie getrokken kunnen worden naar<br />
aanleiding van het voor- en nadelen onderzoek, dit zal per systeem nader bekeken worden.<br />
• Het Mechanische systeem is ondanks de hoge betrouwbaarheid en het feit dat het een relatief<br />
goedkoop systeem is, wegen de nadelen hoger dan de voordelen. Een dergelijk systeem heeft<br />
zeer hoge onderhoudskosten onder andere door snelle slijtage. Daarnaast is het een verouderd,<br />
niet uniform systeem dat weinig gebruikersgemakken en een lage onderhoudsvriendelijkheid met<br />
zich mee brengt. Het mechanische systeem heeft bovendien een zeer hoog gewicht.<br />
• Het Semi-mechanische systeem is een gemiddeld systeem. Het heeft in vergelijking met het<br />
mechanische systeem weinig onderhoud nodig, lagere kosten en een lager gewicht. Ook de<br />
gebruikersgemakken zijn door de uniformiteit vele malen hoger. Één groot nadeel is de kans op<br />
uitval, dit komt doordat er in dit geval gewerkt wordt met een elektrisch signaal. Een backupsysteem<br />
is dus van groot belang.<br />
• Het <strong>Digital</strong>e systeem heeft de meeste voordelen. Het is een erg modern systeem dat de<br />
onderhoudsvriendelijkheid aanzienlijk verhoogt. Het gewicht is zeer laag en de uniformiteit zeer<br />
hoog. Bovendien wordt, door het gebruik van een Head-Up Display, het gebruikersgemak<br />
vergroot. Net als bij het semi-mechanische systeem wordt er gewerkt met een elektrisch signaal,<br />
daarom is een back-upsysteem is een vereiste. Ook zijn de aanschafkosten relatief hoog.<br />
Gezien de voor- en nadelen van de ontworpen cockpitsystemen zal er gekozen worden voor een<br />
digitaal cockpitsysteem. Dit systeem brengt de meeste voordelen met zich mee. Hoewel de<br />
aanschafkosten relatief hoog zijn worden deze op korte termijn terugverdiend. Dit digitale systeem<br />
kan vervolgens ingebouwd worden in een Boeing 777-200ER.<br />
United Innovation Workgroup © - 33 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
3. UITVOERING BASIC-SIXSYSTEEM<br />
Bij de vormgeving van een cockpitsysteem wordt eerst gekeken naar de lokalisering van het systeem,<br />
waarna een nadere blik wordt geworpen op de cockpit om een beschrijving van het ontworpen basicsix<br />
systeem en de gekozen back-upinstrumenten te geven (3.1).<br />
In de ontwerpcontrole wordt vervolgens het vormgegeven ontwerp getoetst aan de ontwerpaspecten<br />
(3.2).<br />
Uiteindelijk moet uit een afweging van alle voor- en nadelen van het ontworpen systeem, vast komen<br />
te staan of in gebruik name van het systeem rendabel is voor de vloot van de opdrachtgever (3.3).<br />
De belangrijkste bron die gebruikt is voor dit hoofdstuk, is de Boeing 777-200ER Aircraft Maintenance<br />
Manual.<br />
3.1 Vormgeving cockpitsysteem<br />
In de cockpit worden er primaire- en back-up instrumenten gebruikt. Eerst is een overzicht van het<br />
systeem gegeven (3.1.1.A).<br />
Vervolgens is de cockpit lay-out beschreven (3.1.1.B).<br />
Voor de primaire instrumenten wordt een HUD-systeem gebruikt (3.1.1.C).<br />
Er wordt een overzicht weergegeven van het ontworpen HUD-systeem. De back-up instrumenten, zijn<br />
de verplichte instrumenten die aanwezig moeten zijn voor wanneer het PDF niet meer functioneert<br />
(3.1.1.D).<br />
Aan het eind wordt een overzicht gegeven van de ontworpen cockpit (3.1.1.E).<br />
3.1.1.A Systeem overzicht<br />
Het ontworpen systeem is in technische tekeningen (Bijlage IX.A.1 en IX.A.2) weergegeven. In<br />
hoofdstuk twee is beschreven dat er gekozen is voor een pitotbuis met losse statische poort. Voor de<br />
uitvoering is er echter gebruik gemaakt van drie smartprobes*. Het systeem bestaat dus uit drie<br />
smartprobes. Eén smartprobe is voor de Captain* (1), één voor de First officer* (2) en één als backup<br />
(3). Beide piloten hebben ieder eigen meetapparatuur en samen een back-up smartprobe. De<br />
smartprobes vergelijken onderling de gemeten waarden. Als een van de smartprobes een afwijkende<br />
waarde geeft ten opzichte van de andere twee smartprobes, wordt deze waarde als onbelangrijk<br />
beschouwd. Het signaal van de smartprobe wordt getransporteerd via koperdraad (ARINC-429) naar<br />
de symbol genertator module (SGM)*. De SMG zorgt ervoor dat de informatie wordt omgezet naar<br />
een bruikbaar signaal voor het Head-Up Display.<br />
3.1.1.B Cockpit lay-out<br />
De cockpit lay-out bestaat uit zeven hoofdzones (Bijlage IX.B). Iedere zone heeft een eigen plaats<br />
in de cockpit, welke bestaat uit een groep instrumenten die bij elkaar horen. Deze zijn naar prioriteit<br />
vormgegeven in de cockpit.<br />
De eerste zone is het Captain instrumenten paneel. Dit paneel bestaat uit een PFD en het Navigation<br />
Display (ND)*. Het PFD bestaat uit de basic-sixinstrumenten en is geïntegreerd in een HUD. Het ND<br />
geeft informatie over de vliegkoers weer (1).<br />
De tweede zone is het First officer paneel. Dit paneel bestaat net als die van de Captain uit het PFD<br />
en het ND. Het PFD en het ND zitten bij de First officer gespiegeld ten opzichte van die van de<br />
Captain (2).<br />
De derde zone is het center instrument paneel. Op dit paneel zit wordt het Engine Indicating and<br />
Crew Alerting System (EICAS)*. Dit systeem geeft informatie weer over de status van de motoren. De<br />
informatie wordt overzichtelijk weergegeven zodat in een oogopslag is te zien of er iets mis is met een<br />
motor. Dit systeem geeft meldingen weer wanneer er een mankement met een van de motoren is.<br />
Niet alleen worden er meldingen en waarschuwingen weergegeven over de motoren, maar ook over<br />
de andere systemen in het vliegtuig (3).<br />
De vierde zone is het pedestal*. Hier bevinden zich de gashendels en de hendels voor de bediening<br />
van de slats* en flaps*. Hier bevinden zich ook de speedbrakes* en het trimwiel (4).<br />
De vijfde zone is het Mode Control Panel (MCP)*. Bij het MCP kan de automatische piloot worden<br />
ingesteld en ingeschakeld (5).<br />
United Innovation Workgroup © - 34 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
De zesde zone is de Radio Stack*. Op dit paneel bevindt zich radio apparatuur voor communicatie met<br />
de verkeerstoren en andere vliegtuigen. Hier zit ook navigatie apparatuur om te kunnen navigeren<br />
(6).<br />
De zevende zone is het Overhead panel, waarop de schakelaars en circuit breaks* zitten voor de<br />
systemen in het vliegtuig. Ook zitten er waarschuwingslampjes indien er een systeem defect is. Hier<br />
kunnen alle systemen in het vliegtuig bediend worden, zoals cabinedruk, airconditioning, elektrische<br />
circuit, hydraulische circuit, brandstof pompen en de APU (7).<br />
3.1.1.C Primaire instrumenten<br />
Bij het systeem is er voor gekozen om alle basic-sixinstrumenten in een HUD-systeem (Bijlage<br />
IX.C.1) te verwerken. De informatie op het HUD-systeem wordt groen weergegeven. We hebben<br />
voor deze kleur gekozen omdat het opvalt en licht geeft. De plaatsing in het HUD-systeem is voor de<br />
meeste instrumenten wettelijk bepaald.<br />
Allereerst is de gyroscopische kunstmatige horizon (1) in het midden van het HUD verwerkt. De<br />
kunstmatige horizon geeft de stijging aan. Per streepje geeft het “vliegtuigje” de stijging aan per vijf<br />
graden. De dwarshelling (2) wordt met het pijltje aangegeven. Per streepje dat de pijl aanwijst wordt<br />
tien graden dwarshelling aangegeven.<br />
Volgens de wettelijke eisen moet de kunstmatige horizon in het midden komen van het primary flight<br />
display. Daarom staat bij ons de kunstmatige horizon centraal in het HUD-systeem.<br />
Links van de kunstmatige horizon zit de snelheidsmeter (3). De snelheid wordt aangegeven met een<br />
pijl. Deze pijl wijst de snelheid van het vliegtuig in knopen aan. Onder de snelheidsmeter wordt de<br />
gevlogen mach-snelheid aangegeven in een kader. Volgens de wettelijke eisen moet de<br />
snelheidsmeter links van de kunstmatige horizon zitten.<br />
Rechts van de kunstmatige horizon zit de hoogtemeter (4). Hierop is af te lezen op welke hoogte het<br />
vliegtuig zit. Dit wordt aangegeven met een kader om de hoogte waarop wordt gevlogen. Boven de<br />
hoogtemeter zit een kader met de precieze hoogte in cijfers. Onder de hoogtemeter staat op welke<br />
druk hij is afgesteld (in dit geval 1013,25). Volgens de wettelijke eisen hoort de hoogtemeter rechts<br />
van het ijkpunt (de kunstmatige horizon).<br />
Rechts naast de hoogtemeter komt de verticale snelheidsmeter (5). Dit gedeelte van HUD-systeem<br />
geeft aan met hoeveel feet per minuut er wordt gedaald of gestegen. Op het HUD wordt de verticale<br />
snelheid aangegeven per duizend voet. Wettelijk bepaald heeft de verticale snelheidsmeter geen vaste<br />
plek. Wel moet deze in de buurt van de andere instrumenten zitten, daarom is deze geplaatst naast<br />
de hoogtemeter.<br />
Onder de kunstmatige horizon zit het gyro kompas (6). Er is voor gekozen om een gedeelte van het<br />
kompas weer te geven. Alleen het gedeelte dat van belang is wordt afgebeeld. Een pijl geeft de koers<br />
aan die gevlogen word. Ieder streepje geeft tien graden aan. Volgens de wettelijke eisen moet het<br />
gyro kompas onder de kunstmatige horizon komen.<br />
In het HUD-systeem zit ook een slipmeter (7) verwerkt. Deze zit onder de dwarshellingmeter, en<br />
bestaat uit een rechthoek met daarin een balletje.<br />
3.1.1.D Back-up instrumenten<br />
Volgens de wettelijke eisen behoren er bij de back-upinstrumenten: kunstmatige horizon,<br />
luchtsnelheidsmeter, gyro kompas en een hoogtemeter. De back-upinstrumenten (Bijlage IX.C.2)<br />
zijn in een TFT-scherm geïntegreerd. Er is geprobeerd om het back-upsysteem zoveel mogelijk te<br />
laten lijken op het primaire systeem. Net als bij het HUD-systeem zit de kunstmatige horizon (1) in het<br />
midden, de snelheidsmeter (2) links, de hoogtemeter (3) rechts en het gyro kompas (4) onder.<br />
3.1.1.E Ontworpen cockpit<br />
Het ontwerp van de cockpit is beperkt tot de basic-six. Andere instrumenten, zoals de radar, zijn<br />
weggelaten. Het HUD-systeem is geïntegreerd in de cockpit.<br />
United Innovation Workgroup © - 35 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Het PFD wordt in het zichtveld van de Captain en First officer geprojecteerd (Bijlage IX.D). Dit<br />
conform de eisen die wettelijk gesteld zijn aan de plaatsing van de basic-six. Voor het back-upsysteem<br />
wordt gebruik gemaakt van een TFT-scherm waarop de vier instrumenten af te lezen zijn, die wettelijk<br />
zijn voorgeschreven als back-upsysteem.<br />
3.2 Ontwerpcontrole<br />
Bij het ontwerpen van het cockpitsysteem moet rekening gehouden worden met een aantal aspecten.<br />
De ontwerpcontrole moet een duidelijk beeld geven op gebied van kosten (3.2.1), gewicht (3.2.2),<br />
onderhoudsvriendelijkheid (3.2.3), uniformiteit (3.2.4), gebruikersgemak (3.2.5) en veiligheid<br />
(3.2.6).<br />
3.2.1 Kosten/baten<br />
De kosten en baten zijn erg bepalend bij het kiezen van een systeem. Kosten (3.2.1.A) zijn nadelig<br />
voor het systeem, dit is omdat bedrijven de kosten zo laag mogelijk willen houden. De baten<br />
(3.2.1.B) zijn echter voordelig voor de bedrijven. Alle kosten en baten zijn uitgewerkt, de resultaten<br />
zijn tegenover elkaar gezet in een grafiek. Over deze grafiek is een analyse (3.2.1.C) gemaakt. De<br />
kosten van bepaalde onderdelen waren niet te traceren, hiervoor zijn realistische waarden<br />
aangenomen.<br />
3.2.1.A Kosten<br />
De kosten die gemaakt worden, kunnen worden onderverdeeld in:<br />
1. Kwantitatieve kosten<br />
2. Kwalitatieve kosten<br />
ad1. Kwantitatieve kosten<br />
Kwantitatieve kosten kunnen worden onderverdeeld in directe en indirecte kosten. Directe kosten zijn<br />
de kosten die bij aanschaf worden gemaakt, indirecte kosten zijn de kosten die na aanschaf zijn<br />
gemaakt.<br />
• Directe kosten<br />
- Aanschaf van het systeem met alle onderdelen € 311.300,- (Bijlage X.1)<br />
- De testkosten zijn € 10.000,-<br />
- Arbeidskosten om het systeem in te bouwen zijn € 50,- per uur. Er zal ongeveer 200 man uur<br />
nodig zijn om het gehele systeem in te bouwen. Dit komt dan neer op € 10.000,-<br />
- De opleidingskosten van de piloten bedraagt € 500,- per uur. De omscholing naar het digitale<br />
systeem neemt ongeveer 20 uur wat neer komt op €10.000,-<br />
• Indirecte kosten<br />
- Onderhoudskosten aan het systeem bedragen € 50,- per uur en € 1000,- per kg<br />
- De Aircraft on ground (AOG)* kosten bedragen ongeveer € 2000-, per uur<br />
ad2. Kwalitatieve kosten<br />
Alle kwalitatieve kosten, zijn de kosten die na de aanschaf van het systeem zijn gemaakt. Hieronder<br />
vallen:<br />
• Personeel moet worden omgeschoold<br />
• Ontevredenheid personeel<br />
3.2.1.B Baten<br />
Onder de baten vallen de voordelen ten opzichte van een het traditionele cockpitsysteem.<br />
De baten kunnen worden onderverdeeld in:<br />
1. Kwantitatieve baten<br />
2. Kwalitatieve baten<br />
ad1. Kwantitatieve baten<br />
Kwantitatieve baten zijn baten die geld besparen.<br />
United Innovation Workgroup © - 36 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Hieronder vallen:<br />
• Opleidingskosten worden verlaagd, dit omdat alle toestellen nagenoeg dezelfde cockpit hebben<br />
• Onderhoud is eenvoudiger, dit omdat de componenten die vervangen moeten worden eenvoudig<br />
plaatsbaar zijn<br />
• AOG kosten zijn lager, dit omdat het onderhoud sneller gaat<br />
• De onderdelen zijn vele malen duurzamer en zullen dus minder snel vervangen moeten worden<br />
ad2. Kwalitatieve baten<br />
Bij het systeem zijn er vier kwalitatieve baten:<br />
• Het systeem is veel duurzamer<br />
• Piloten kunnen makkelijker worden ingezet op andere toestellen<br />
• Onderhoud zal sneller gaan aangezien de componenten eenvoudig te plaatsen zijn<br />
• Werkdruk voor piloten ligt lager<br />
3.2.1.C Analyse<br />
Er kunnen conclusies worden getrokken voor kwantitatieve kosten en baten, en voor de kwalitatieve<br />
kosten en baten. Daarnaast is natuurlijk het belangrijk wanneer de baten tegen de kosten opwegen<br />
en het digitale systeem voordeliger is.<br />
1. Kwantitatieve analyse<br />
2. Kwalitatieve analyse<br />
3. Break-even point<br />
ad1. Kwantitatieve analyse<br />
Kwantitatief gezien zijn er meer kosten dan baten. Er zijn zes kosten en vier baten. Kwantitatief<br />
geanalyseerd is het systeem dus negatief.<br />
ad2. Kwalitatieve analyse<br />
Als het systeem kwalitatief wordt geanalyseerd zijn er twee kosten en vier baten. Er zijn dus meer<br />
baten dan kosten. Kwalitatief gezien is het systeem dus positief.<br />
ad3. Break-even point<br />
Het interessantst is wanneer de baten tegen de kosten opwegen. Dan is het nieuwe systeem<br />
goedkoper dan het traditionele systeem. Om dit te berekenen moeten alle kosten van het oude<br />
systeem en het nieuwe systeem worden uitgerekend (Bijlage X.3). Van deze waardes moet voor<br />
beide systemen een formule worden gemaakt. Het snijpunt van deze grafieken, is het omslag punt<br />
van verlies, naar winstgevend.<br />
Bij dit systeem ligt het break-even point (Bijlage X.2) rond de drie jaar. Op dat moment wegen de<br />
baten dus tegen de kosten op.<br />
3.2.2 Gewicht<br />
Het gewicht van het vliegtuig is een belangrijk aspect. Het gewicht heeft indirect ook invloed op de<br />
kosten. Hoe groter het gewicht van het vliegtuig, des te hoger de brandstofkosten uitvallen. Per<br />
systeem kan er worden gekeken naar het gewicht:<br />
1. Mechanisch cockpitsysteem<br />
2. Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
3. Digitaal cockpitsysteem<br />
ad1. Mechanisch cockpitsysteem<br />
Het mechanische cockpitsysteem is een vrij zwaar systeem. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat de<br />
mechanische onderdelen een groot gewicht hebben.<br />
ad2. Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
Het semi-mechanische cockpitsysteem heeft een relatief groot gewicht. Dit komt mede door de<br />
analoge air data computer en de CRT schermen.<br />
United Innovation Workgroup © - 37 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad3. Digitaal cockpitsysteem<br />
Het digitale cockpitsysteem het lichtste systeem. Dit komt mede door het gebruik van koperdraad en<br />
het zeer efficiënte gebruik van de digitale air data computer.<br />
3.2.3 Onderhoud/duurzaamheid<br />
Onderhoud en duurzaamheid zijn twee belangrijke aspecten voor een cockpitsysteem. Maar aangezien<br />
ze veel met elkaar te maken hebben staan ze samen onder één paragraaf. Dit is te danken aan het<br />
feit dat hoe duurzamer het cockpitsysteem is hoe minder onderhoud er gepleegd hoeft te worden.<br />
Onderhoud (3.2.3.A) is een belangrijk aspect, welke nauw samenhangt met de duurzaamheid<br />
(3.2.3.B) van een dergelijk systeem.<br />
3.2.3.A Onderhoud<br />
Als een vliegtuig in de lucht is worden er verschillende krachten uitgeoefend op vrijwel alle onderdelen<br />
van het vliegtuig. Zo worden er onder andere krachten uitgeoefend op het basic-sixsysteem dat zorgt<br />
voor slijtage.<br />
De onderhoudswerkzaamheden aan een vliegtuig zijn verdeeld in een:<br />
1. Kleine onderhoudsbeurt<br />
2. Grote onderhoudsbeurt<br />
ad1. Kleine onderhoudsbeurt<br />
De kleine onderhoudsbeurt vindt plaats voor het vertrek van het vliegtuig. Bij zo een kleine<br />
onderhoudsbeurt worden voor de vlucht aan de hand van checklisten, walk around checks* en<br />
rapportages van de piloten, informatie verschaft aan de grondwerktuigkundigen die de eventuele<br />
problemen kunnen oplossen. Ook zijn er systemen ingebouwd in het basic-sixsysteem zoals de BITE<br />
en de LRU die een melding geven zodra er iets fout is in het systeem. Zonder deze procedure mag het<br />
vliegtuig de grond niet verlaten.<br />
ad2. Grote onderhoudsbeurt<br />
De grote onderhoudsbeurt is verdeeld in twee procedures. Een van de procedure is dat het vliegtuig<br />
na ongeveer achttien maanden een week in de hangar staat waarbij kleine onderhoudswerkzaamheden<br />
worden uitgevoerd. Tijdens de tweede procedure wordt het vliegtuig ongeveer zes<br />
tot acht weken aan de grond gehouden, waarbij elk onderdeel van het vliegtuig bekeken wordt. Ook<br />
worden na een bepaald aantal vlieguren de motoren vervangen.<br />
3.2.3.B Duurzaamheid<br />
De duurzaamheid van een cockpitsysteem is erg belangrijk, immers is de aanschaf prijs van een<br />
dergelijk systeem erg hoog en daarom mag het niet snel stuk gaan. Veel onderdelen worden zo<br />
gemaakt dat ze erg lang mee kunnen, dit wil zeggen dat de onderdelen een maximaal aantal<br />
vlieguren hebben. Als deze uren verlopen zijn, moeten de onderdelen vervangen worden mits ze<br />
natuurlijk niet eerder stuk gaan. Cockpitsystemen moeten dus lang mee kunnen gaan, men heeft het<br />
systeem zo duurzaam mogelijk gemaakt.<br />
Er zijn verschillende onderdelen in ons cockpitsysteem die de duurzaamheid vergroten, zoals onder<br />
anderen de smartprobe. Gewone pitotbuizen met losse statische poorten hebben een buizennetwerk<br />
die de druk vervoeren. Dit buizennetwerk is vervangen door elektronische bedrading. Dit komt de<br />
duurzaamheid ten goede aangezien bedrading langer mee gaat dan buizen, dit komt doordat buizen<br />
na een harde landing kunnen gaan lekken. Deze problemen worden vermeden als er gebruik wordt<br />
gemaakt van bedrading.<br />
3.2.4 Uniformiteit<br />
Een uniforme cockpit wil zeggen dat de cockpit eenvoudig en logisch is ingedeeld. Wanneer dit bij<br />
meerdere type vliegtuigen wordt geïntegreerd kan een piloot gemakkelijk op een ander type vliegtuig<br />
vliegen. De piloten hoeven dan geen type-rating* van een paar maanden meer te doen om op een<br />
bepaald type vliegtuig te mogen vliegen. Door de uniforme cockpit zal de piloot al met een cursus van<br />
een korte week al op een ander type vliegtuig mogen vliegen.<br />
United Innovation Workgroup © - 38 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Het basic-sixsysteem is uniform uitgevoerd. Hierbij is gekeken naar de wettelijke eisen voor de<br />
plaatsing van de instrumenten van de basic-six. Ook is hier bij opgelet dat de weergegeven informatie<br />
goed en duidelijk is weergegeven. Zo is er bijvoorbeeld bij de weergave in het HUD-systeem gekozen<br />
voor een groene weergave, deze kleur is goed te onderscheiden bij verschillende achtergrond kleuren.<br />
Het achterliggende systeem van de basic-six is ook uniform uitgevoerd. Voor de verschillende functies<br />
worden standaard onderdelen gebruikt. Vaak is een functie zoals omzetten uitgevoerd in een box, dit<br />
kan dus zeer eenvoudig worden ingebouwd.<br />
3.2.5 Gebruikersgemak<br />
Een basic-sixsysteem moet gebruiksvriendelijk zijn. De basic-six bestaan uit de belangrijkste<br />
instrumenten om veilig te kunnen vliegen. Omdat deze instrumenten belangrijk zijn, is een eenvoudig<br />
te bedienen systeem een vereiste. Ook wordt de veiligheid vergroot door een gebruiksvriendelijk<br />
systeem.<br />
De instrumenten van de basic-six worden weergegeven in de zichtlijn van de Captain en First officer<br />
door middel van een HUD-systeem. Dit systeem is goed afleesbaar, ook in direct zonlicht en<br />
belemmert het zicht zo min mogelijk. Met het HUD-systeem wordt er op het raam van het vliegtuig, in<br />
de zichtlijn van de piloot, het PFD geprojecteerd. Deze projectie bestaat vaak maar uit enkele kleuren.<br />
In een noodsituatie ziet de Captain direct op het HUD-systeem wat er mis is. Dit kan bijvoorbeeld door<br />
bij een meter de kleur of helderheid aan te passen. In een oogopslag kan meer informatie worden<br />
verkregen uit het HUD-systeem dan uit het analoge systeem omdat de belangrijkste<br />
vluchtinstrumenten vlak naast elkaar staan op de meest vanzelfsprekende plaats. Dit resulteert in een<br />
lagere werkdruk wat leidt tot minder fouten.<br />
Een uniforme cockpit zorgt voornamelijk voor een vergroot gebruiksgemak bij piloten die in<br />
verschillende toestellen vliegen. Bij een cockpit met deze indeling zit elk instrument, in elk vliegtuig,<br />
op dezelfde plek. Een type-rating is hierdoor niet meer nodig.<br />
3.2.6 Betrouwbaarheid/veiligheid<br />
Veiligheid is een belangrijk ontwerpaspect bij het ontwerpen van een cockpitsysteem. Door het<br />
gebruik van back-upsysteem kan men de stroom van informatie naar de cockpit in noodsituaties<br />
veiligstellen.<br />
Het is van groot belang dat de piloten ten alle tijden informatie van het basic-sixsysteem kunnen<br />
verkrijgen. Een uitval van een van de basic-sixsystemen of van de elektriciteit kan deze<br />
informatiestroom in gevaar brengen. Daarom heeft het cockpitsysteem de beschikking over een aantal<br />
back-upsystemen. Zowel de Captain als de First officer hebben de beschikking over een eigen<br />
cockpitsysteem, waardoor er in geval van een uitval van een van deze systemen de beschikking<br />
hebben over het systeem van de andere piloot. Mochten beide systemen uitvallen, dan kunnen de<br />
piloten overschakelen van het primaire HUD-systeem naar het digitale back-upsysteem dat gebruik<br />
maakt van TFT-schermen. Dit back-upsysteem bevat alle instrumenten om het vliegtuig veilig aan de<br />
grond te kunnen zetten. Dit zijn de kunstmatige horizon, het gyro kompas, de hoogtemeter en een<br />
snelheidsmeter.<br />
Het cockpitsysteem kan ook gebruik maken van de mogelijkheid om informatie tussen de<br />
verschillende schermen in de cockpit te wisselen. Als door een defect van het back-up TFT-scherm het<br />
PFD uitvalt, dan kan de piloot de informatie van het PFD ook laten weergeven op zijn<br />
navigatiescherm. Op deze manier kan de belangrijkste informatie voor de controle van het vliegtuig<br />
beschikbaar blijven.<br />
Ook de elektriciteitvoorziening aan boord van het vliegtuig heeft een aantal back-upsystemen. De<br />
cockpitsystemen van beide piloten hebben ieder hun eigen elektriciteitsvoorziening. Mocht een van<br />
deze Power Supply Units (PSU)* uitvallen, dan bestaat de mogelijkheid om beide cockpitsystemen<br />
door de andere PSU van elektriciteit te voorzien. Als beide Units uitvallen, kunnen de piloten gebruik<br />
maken van een noodstroomvoorziening in de vorm van een Ram Air Turbine (RAT)*.<br />
United Innovation Workgroup © - 39 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Dit is een generator die gebruik maakt van de luchtstroom rondom het vliegtuig om elektriciteit op te<br />
wekken. Op deze manier kan de stroomvoorziening van het cockpitsysteem worden veiliggesteld.<br />
3.3 Conclusie<br />
Voor het gebruik van een digitaalsysteem in de cockpit van een Boeing 777-200ER zijn de volgende<br />
conclusies te trekken, aan de hand van de beschrijving van de cockpit lay-out en de ontwerpcontrole.<br />
• Bij het digitale systeem ligt het break-even point rond de drie jaar. Het systeem heeft hoge<br />
aanschafkosten maar na drie jaar wegen de baten wegen op tegen de kosten.<br />
• Om onderhoudskosten te drukken werkt het digitale systeem met behulp van LRUs en BITE<br />
systemen. Deze systemen maken het vliegtuig eenvoudiger te onderhouden.<br />
• Doordat het systeem gebruikt maakt van moderne technologieën zal de duurzaamheid van het<br />
systeem relatief hoog zijn. Door de moderne technologie is het niet nodig de onderdelen op korte<br />
termijn te laten vervangen. Dit brengt op den duur minder kosten met zich mee.<br />
• Voor een verbetering in de veiligheid heeft het digitale systeem een back-up TFT scherm. Deze<br />
kan worden gebruikt als een PFD uitvalt, hierdoor houdt de piloot zicht op de belangrijkste<br />
instrumenten.<br />
• Om de veiligheid te vergroten heeft het systeem een extra stroom voorziening, in het geval de<br />
elektriciteit uitvalt. Deze extra stroomvoorziening is de RAT. Zo wordt ervoor gezorgd dat de<br />
belangrijkste systemen toch kunnen blijven werken.<br />
Na het afwegen van alle aspecten van het ontwerp van het digitale cockpitsysteem, kan<br />
geconcludeerd worden dat dit systeem de beste optie is. Ook is het ontwerp in te bouwen in de vloot<br />
van de opdrachtgever.<br />
United Innovation Workgroup © - 40 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
LITERATUURLIJST<br />
Abbink, F.J.<br />
Vliegtuiginstrumentatie I<br />
1 e druk,<br />
Delft, 1982.<br />
Benoît, Willems<br />
Optische Gyroscopen<br />
Leuven, 2006.<br />
Boom, J.<br />
Luchtvaartvoorschriften voor studie & beroep<br />
21 e druk<br />
Den Haag, 2000.<br />
Collinson, R.P.G.<br />
Introduction to Avionics<br />
1 e druk<br />
z.p., 1996.<br />
Dijk, B.H. van<br />
Technische natuurkunde TNA, Stromingsleer<br />
Amsterdam, 2006<br />
Amsterdamse hogeschool voor Techniek, Aviation Studies<br />
EASA<br />
EASA Document CS-25, artikel 1303, 1309, 1322<br />
Cologne, 2005<br />
ICAO<br />
ICAO Annex 6, artikel 6.1.1, 6.2.1, 6.9, 6.9.2<br />
ICAO Annex 8, artikel 8.1<br />
Montreal, 2005<br />
Ijspeert, Simon<br />
Projectboek periode 1-2 Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Amsterdam, <strong>2007</strong><br />
Hogeschool van Amsterdam<br />
Amsterdamse Hogeschool voor Techniek, Aviation Studies.<br />
Jong, G. de<br />
Electro-mechanical instruments in Aircraft<br />
1 e druk<br />
z.p, 1986.<br />
Kroonenberg, H.H. van den<br />
Methodisch Ontwerpen<br />
1 e druk<br />
Culemborg, 1992.<br />
Langedijk, C.J.A.<br />
Vliegtuigen voor B1 en B3<br />
Schiphol-Oost, 1998<br />
United Innovation Workgroup © - 41 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Pallett, E.H.J.<br />
Aircraft Instruments & Integrated Systems<br />
2 e druk<br />
Sussex, 1992.<br />
Taal, A.C.<br />
Toegepaste Energieleer, warmte- en stromingsleer<br />
1 e druk<br />
Den Haag, 2005<br />
Wentzel, Tilly<br />
Het projectgroepsverslag<br />
Amsterdam, <strong>2007</strong><br />
Hogeschool van Amsterdam.<br />
Tijdschriften<br />
Piloot & Vliegtuig<br />
Pagina 27-29<br />
Reed Business bv<br />
Doetinchem, Januari 2003.<br />
Internet sites<br />
http://www.boeing.com/commercial/777family/index.html<br />
http://www.goodrich.com/Main<br />
http://www.howstuffworks.com/gyroscope.htm/printable<br />
https://intra.techniek.hva.nl/AVI/0708/Jaar1/AER-1_11/Studiemateriaal/AER-1.1-les-1-Atmosfeer.pdf<br />
https://intra.techniek.hva.nl/AVI/0708/Jaar1/IAV-1_11/Studiemateriaal/IntroAvi-les5.pdf<br />
https://intra.techniek.hva.nl/AVI/0708/Jaar1/PROJ-1-2_11-2/Studiemateriaal/Electro-Mechanical-<br />
Instruments-by-G.-de-Jong.pdf<br />
http://www.klm.com/travel/corporate_nl/facts_figures/public_information/information_for_school_pre<br />
sentations/KLM_engineering_and_maintenance.htm<br />
http://mediatheek.thinkquest.nl/~ll125/nl/atmos_nl.htm<br />
United Innovation Workgroup © - 42 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
TERMENLIJST<br />
English term English description Nederlandse term Nederlandse<br />
omschrijving<br />
A After Start After the engines are tested<br />
the aircraft continuous his<br />
way to the runway and the<br />
pilots look at the most<br />
important instruments for<br />
the takeoff<br />
Aircraft on ground An aircraft which has to stay<br />
on the ground for<br />
maintenance purposes<br />
Air data system Unit which converts,<br />
amplifies and corrects the<br />
airdata<br />
Airport id This is a code for a specific<br />
airport<br />
Altimeter Instrument which shows the<br />
pressure altitude of the<br />
aircraft<br />
Altitude Your altitude is measured<br />
from MSL to the aircraft.<br />
Annex 18 A document made by ICAO<br />
for the purpose of aviation<br />
Na start Na het testen van de<br />
motoren rijdt het vliegtuig<br />
verder naar de startbaan en<br />
worden belangrijke<br />
systemen bekeken voor het<br />
opstijgen<br />
Vliegtuig aan de grond Een vliegtuig die niet<br />
luchtwaardig is verklaard.<br />
Luchtdata systeem Module die de luchtdata<br />
omzet, corrigeert en<br />
versterkt<br />
Vliegveld ID Dit is een code voor een<br />
specifiek vliegveld<br />
Hoogtemeter Een instrument dat de<br />
drukhoogte van het vliegtuig<br />
aangeeft<br />
Hoogte De hoogte is gemeten van<br />
zeeniveau tot het vliegtuig.<br />
Annex 18 Een document opgesteld<br />
door ICAO voor de<br />
luchtvaart<br />
Auxiliary Power Unit (APU) An extra power source Gasturbine Een extra<br />
elektriciteitsvoeding<br />
B Bank Movement over the y-axis Beweging over de y-as Beweging van het vliegtuig<br />
langs de as die door de<br />
romp van het vliegtuig loopt<br />
Basic-six The six main instruments in<br />
a cockpit<br />
Battery switch The switch of the battery<br />
that could be turned on or<br />
off<br />
Before Takeoff This is the last check for all<br />
the important instruments<br />
Built-in Test Equipment<br />
(BITE)<br />
Selftestsystem in a<br />
electronic circuit<br />
C Cabin differential pressure The pressure difference<br />
between the cabin and the<br />
flying atmosphere<br />
Zes belangrijkste<br />
instrumenten<br />
De zes belangrijkste<br />
instrumenten in een cockpit<br />
Aan/uit knop van de accu Met deze knop kan de accu<br />
aan of uit geschakeld<br />
worden<br />
Voor opstijgen Voor het opstijgen moeten<br />
voor het laatst alle<br />
belangrijke instrumenten<br />
worden gecontroleerd<br />
Geïntegreerde<br />
testapparatuur<br />
De differentiedruk van de<br />
cabine<br />
Zelftestsysteem in een<br />
elektronische schakeling<br />
Het drukverschil tussen de<br />
cabine en buitenlucht.<br />
Cabin rate of climb Climbingrate of the cabin Klimsnelheid van de cabine Het aantal voet wat de<br />
cabine per minuut stijgt of<br />
daalt<br />
Cathode Ray Tube (CRT) Screen that uses an electron<br />
gun to make a projection<br />
Checks These are written to check<br />
the airplanes condition<br />
Climb and Cruise In this phase the aircraft will<br />
climb to a specific height<br />
and will then stay on that<br />
height until he will be in<br />
range of his destination<br />
Kathode straalbuis Beeldscherm dat gebruik<br />
maakt van een<br />
elektronenkanon om beeld<br />
weer te geven.<br />
Checks Hiermee kan je het systeem<br />
nog een controleren of alles<br />
ook echt werkt<br />
Klimmen en gelijk niveau<br />
vliegen<br />
Na de opstijging zal het<br />
vliegtuig gaan klimmen naar<br />
een van te voren bepaalde<br />
hoogte, hierna gaat hij op<br />
een gelijk niveau vliegen tot<br />
aan zijn bestemming<br />
United Innovation Workgroup © - 43 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Cockpit Acceptance Check With this check people<br />
check the cockpit and then<br />
they decide if its in a flight<br />
worthy condition<br />
Cockpit Preparation In this check the cockpit will<br />
be prepared for a flight<br />
Het accepteren van de<br />
cockpit<br />
In deze fase wordt gekeken<br />
of de cockpit voldoet aan de<br />
eisen en er wordt getest of<br />
alles werkt<br />
Cockpit voorbereiding In deze check wordt de<br />
cockpit voorbereid op een<br />
vlucht<br />
Course Fightdirection Koers De vliegrichting op de MCP<br />
D Descent / Approach The pilots will decent to a<br />
specific height and then<br />
they will approach the<br />
runway<br />
Differential synchro (TDX) Differential electrical<br />
transformer<br />
Drain Hole Waterdrainage for removing<br />
the water out of the tubes<br />
E European Aviation Safety<br />
Agency (EASA)<br />
European Civil Aviation<br />
Conference (ECAC)<br />
The European aviation<br />
organisation who makes the<br />
aviation rules for Europe<br />
Organisation which makes<br />
differences between aviation<br />
authorities known<br />
Exterior Inspection This is the check where<br />
people investigate the entire<br />
outside of the airplane<br />
F Feet Measuring Unit 1 Foot=<br />
30,48 cm<br />
Daling / naderen Hier zal het vliegtuig zakken<br />
naar een bepaalde hoogte<br />
en zal het vliegtuig de<br />
landingsbaan naderen<br />
Differentiële transformator Differentiële elektrische<br />
transformator<br />
Afvoerpunt Vochtafvoer ter<br />
bescherming van<br />
vochtophoping van<br />
instrumenten<br />
Europese Luchtvaart<br />
Veiligheid Organisatie<br />
Europese civiele luchtvaart<br />
conferentie<br />
Flight altitude indicator Flight altitude indicator Indicator van de vlucht<br />
hoogte<br />
Flight level Aircrafts fly in different<br />
altitudes these levels are<br />
numbered. Each hundred<br />
feet, you have a new flight<br />
level.<br />
Flight Management<br />
Computer (FMC)<br />
A computer which controls<br />
all the flight data<br />
G Gate This is the tube which you<br />
can use to get in to a plane<br />
De Europese luchtvaart<br />
organisatie die de<br />
luchtvaartregels voor<br />
Europa maakt<br />
Een organisatie die de<br />
verschillen tussen de<br />
luchtvaartcontrolerende<br />
organisaties bekend maakt<br />
Exterieur inspectie Hier wordt gekeken naar of<br />
de buitenkant van het<br />
vliegtuig in een goede staat<br />
is.<br />
Voet Lengtemaat 1 Foot = 30,48<br />
cm<br />
Meter waarop de<br />
vluchthoogte wordt<br />
weergegeven<br />
Vliegniveau Vliegtuigen vliegen in<br />
verschillende hoogtes deze<br />
worden aangegeven in vlieg<br />
niveaus en dezen worden<br />
geteld per honderd voet.<br />
Vlucht management<br />
computer<br />
Een computer die alle<br />
vluchtdata controleert<br />
Poort Met deze buisvormige slang<br />
kunnen de passagiers van<br />
de vertrekhal in het vliegtuig<br />
komen<br />
General airplane condition The status of the aircraft De conditie van het vliegtuig Dit is de conditie waar het<br />
vliegtuig in verkeerd<br />
Glide slope Approach route marked by<br />
radio signals<br />
H Heading Heading of the aircraft on<br />
the gyrocompass<br />
Head-Up Display (HUD) Transparent display that<br />
provides air data in front of<br />
the windscreen without<br />
obstructing the pilots view.<br />
Height Height = your altitude<br />
measured from the ground<br />
to the aircraft.<br />
Aanvliegroute Aanvliegroute gemarkeerd<br />
bij radiosignalen<br />
Richting richting van het vliegtuig op<br />
de gyro kompas<br />
Gezichtsveld scherm Transparant beeldscherm<br />
dat vliegdata voor de<br />
voorruit weergeeft zonder<br />
het zicht van de piloot te<br />
belemmeren.<br />
Hoogte Hoogte = de hoogte van het<br />
vliegtuig gemeten vanaf de<br />
grond tot het vliegtuig.<br />
Helix Spiral shaped Helix Spiraalvormig<br />
I Idle The engines are on but not<br />
in used<br />
In rusttoestand De motoren staan aan maar<br />
worden niet gebruikt<br />
United Innovation Workgroup © - 44 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Instantaneous Vertical<br />
Speed Indicator (IVSI)<br />
A Vertical Speed Indicator<br />
without a delay<br />
Instrument Landing System A system that provides<br />
information for landing<br />
Interface An intermediary that makes<br />
two systems communicate<br />
International Civil Aviation<br />
Organisation<br />
A organisation that sets the<br />
standards for the<br />
international aviation<br />
J Joint Aviation Authoroties For a great part the former<br />
EASA<br />
L Landing The aircraft will land on the<br />
runway<br />
Line Replaceable Unit<br />
(LRU)<br />
Distinct and easy<br />
replaceable unit within an<br />
electronic system<br />
Liquid Crystal Display (LCD) Flat screen that uses liquid<br />
crystals to make a<br />
projection.<br />
Instantane Verticale<br />
Snelheidsmeter<br />
Instrumenten-<br />
landingssysteem<br />
Een verticale snelheidsmeter<br />
zonder vertraging<br />
Een systeem dat het landen<br />
mogelijk maakt zelfs in<br />
slecht weer<br />
Interface Een intermediair waarmee<br />
twee systemen met elkaar<br />
kunnen communiceren<br />
Internationale Burger<br />
Luchtvaart Organisatie<br />
Verenigde Luchtvaart<br />
Autoriteiten<br />
Een organisatie die de<br />
maatstaven stelt voor de<br />
internationale luchtvaart<br />
In grote lijnen de<br />
voormalige EASA<br />
Landing Hier zal het vliegtuig landen<br />
Makkelijk vervangbaar<br />
eenheid<br />
Vloeibaar kristal<br />
beeldscherm<br />
M mbar 1/1000 Bar (pressure level) 1/1000 Bar (drukniveau) Mb<br />
Mode control panel Controls the autopilot and<br />
related systems<br />
N Normal checklist This is the normal procedure<br />
to check the cockpit and the<br />
exterior of the airplane<br />
O Opamp An electronic component<br />
which amplifies an electric<br />
signal<br />
Overhead Projector Unit<br />
(OPU)<br />
P Primary Flight Display<br />
(PFD)<br />
A part of a HUD-system<br />
which projects a image on a<br />
transparent sheet of glass<br />
Aircraft instrument that<br />
shows flight information<br />
Pilot Flying The pilot who is actually<br />
flying<br />
Het modus<br />
configuratiescherm<br />
Aparte, makkelijk<br />
vervangbare, eenheid<br />
binnen een elektronisch<br />
systeem<br />
Plat beeldscherm dat<br />
gebruik maakt van vloeibare<br />
kristallen om beeld weer te<br />
geven.<br />
Vanaf dit system worden de<br />
autopilot en gerelateerde<br />
systemen geregeld<br />
Algemene controle Hier wordt in beschreven<br />
wat voor checks er moeten<br />
gebeuren in de cockpit en<br />
aan de buitenkant van het<br />
vliegtuig<br />
Operationele versterker Een elektrisch component<br />
dat een elektronisch signaal<br />
versterkt<br />
Projector Unit Een onderdeel van de HUD<br />
dat de gegevens op een<br />
transparante glasplaat<br />
projecteert<br />
Primair vluchtdisplay Cockpitinstrument met de<br />
belangrijkste informatie van<br />
het vliegtuig<br />
Vliegende piloot De piloot die het vliegtuig<br />
bestuurd<br />
Pilot Monitoring The pilot who isn’t flying Controlerende piloot De piloot die de de pilot<br />
flying controleert.<br />
Pitch Movement over the y-axis De beweging van het<br />
vliegtuig over de langsas<br />
Power Supply Unit (PSU) Device that supplies<br />
electricity to a system<br />
Pushback and Start In this phase the aircraft will<br />
pushed back to the runway<br />
and it will test its engines<br />
along the way<br />
R Ram Air Turbine (RAT) Turbine used in a plane to<br />
generate electricity in case<br />
of an emergency.<br />
Rate one turn Tree degrees per second<br />
turn<br />
De stijgende of dalende<br />
beweging die het vliegtuig<br />
maakt<br />
Stroomvoorziening Apparaat dat een systeem<br />
van elektriciteit voorziet<br />
Terugduwen en start Hierbij wordt het vliegtuig<br />
terug geduwd naar de<br />
startbaan. En ondertussen<br />
worden de motoren getest<br />
Generator in de directe<br />
luchtstroom<br />
Drie graden per seconde<br />
bocht<br />
Turbine gebruikt om in<br />
noodsituaties een vliegtuig<br />
van elektriciteit te voorzien.<br />
een bocht die gevlogen<br />
wordt met drie graden per<br />
seconde<br />
United Innovation Workgroup © - 45 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Reverse thrust The engines deliver a force<br />
in opposite direction<br />
Terug stuwende kracht De motoren van het<br />
vliegtuig leveren een kracht<br />
tegengesteld aan de<br />
beweegrichting van het<br />
vliegtuig<br />
Roll Movement over de z-axis Beweging over de z-as Beweging van het vliegtuig<br />
langs de as die door de<br />
romp van het vliegtuig loopt<br />
S Servomechanism<br />
A module of the AADC<br />
Shutdown Electrical shutdown of an<br />
aircraft<br />
Single degree of freedom Gyroscope movement over 1<br />
axis<br />
Smartprobe Pitot-probe with static-port<br />
and integraded Airdata<br />
Computer<br />
Standards And<br />
Recommended Practices<br />
Standards and<br />
recommended practises<br />
stand in ICAO Annexx 18<br />
Static Ports Static Pressure measuring<br />
ports<br />
Subscale On this view you can set<br />
your altitude to zero or to an<br />
other height.<br />
T Takeoff The airplane will be lifted in<br />
to the sky<br />
Taxi In In this phase the aircraft will<br />
drive to the gate<br />
Thin Film Transistor (TFT) Flat screen that uses<br />
transistor to make a<br />
projection<br />
Transducer A transducer is being used<br />
to convert a mechanical<br />
signal into an electrical<br />
signal<br />
Transition altitude The altitude at which the<br />
aircraft can use its pressure<br />
altitude indicator<br />
Transport wander Gyroscope drift caused by<br />
transport<br />
Turn and bank indicator Instrument which shows<br />
both the rate of turn and<br />
the coordination of the turn.<br />
Onderdeel Een module van de AADC<br />
Uitzetten Het elektrisch uitzetten van<br />
een vliegtuig<br />
Bewegingsvrijheid over 1 as Type gyroscoop die over 1<br />
as verandering kan<br />
weergeven<br />
Zelfstandige pitotbuis Pitotbuis met geïntegreerde<br />
statische poort en airdata<br />
computer<br />
Maatstaven en<br />
aanbevelingen voor het<br />
gebruik van de maatstaven<br />
Maatstaven en<br />
aanbevelingen voor het<br />
gebruik van de maatstaven<br />
welke staan in ICAO Annex<br />
18<br />
Statische poorten Poorten waar statische druk<br />
wordt gemeten<br />
Subschaal Bij dit scherm op de<br />
hoogtemeter kan je zelf<br />
instellen op welke hoogte je<br />
wil vliegen.<br />
Opstijgen Bij deze fase zal het<br />
vliegtuig gaan opstijgen<br />
Taxi in Hier zal het vliegtuig naar<br />
de gate rijden<br />
Beeldtransistor Plat beeldscherm dat<br />
gebruik maakt van<br />
transistors om beeld weer te<br />
geven.<br />
Omzetter Een apparaat om een<br />
mechanisch signaal om te<br />
zetten in een elektrisch<br />
signaal<br />
Overgangshoogte De maximale hoogte waarbij<br />
een piloot zijn<br />
drukhoogtemeter kan<br />
gebruiken<br />
Transport drift Gyroscoop afwijking als<br />
gevolg van transport<br />
Bocht- en slipaanwijzer Instrument dat de<br />
bochtsnelheid laat zien en<br />
hoe gecoördineerd deze is<br />
Turn Coördinator Shows rate of turn Bochtcoördinator Laat de snelheid van de<br />
bocht zien<br />
Two degrees of freedom Gyroscope movement over 2<br />
axis<br />
Type-rating A rating when the pilot<br />
switches an aircraft-type<br />
V Vertical Speed Indicator<br />
(VSI)<br />
Indicator used for<br />
measuring the vertical speed<br />
of an airplane<br />
W Walk around The pilots will check there<br />
aircraft for dysfunctions on<br />
the outside<br />
Y Yaw damper This prevents the airplane to<br />
yaw and damp<br />
Bewegingsvrijheid over 2<br />
assen<br />
Type gyroscoop die over 2<br />
assen verandering kan<br />
weergeven<br />
Typecursus Een cursus voor wanneer de<br />
piloot van type toestel<br />
veranderd<br />
Verticale snelheidsmeter Meter waarmee de verticale<br />
snelheid van een vliegtuig<br />
word gemeten<br />
Omheen lopen Hier zullen de piloten om<br />
het vliegtuig heen lopen om<br />
te controleren op gebreken<br />
Slipdemper Zorgt ervoor dat het<br />
vliegtuig niet zal gieren<br />
United Innovation Workgroup © - 46 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGENLIJST<br />
I. Projectopdracht 1<br />
II. Piramidemodel 2<br />
III. Drukmeting 3<br />
III.A Lagen atmosfeer 3<br />
III.B ISA tabel 4<br />
III.C Verschillen in echte hoogte 5<br />
III.D Q instellingen 5<br />
III.E Verticale snelheidsmeter 6<br />
IV. Gyroscopische meting 7<br />
IV.A Elektromotor 7<br />
IV.B Richtmiddelen 8<br />
V. Wettelijke eisen 9<br />
V.A Eisentabel 9<br />
V.B Wetgeving documenten 11<br />
VI. Functie blokschema 15<br />
VII. Morfologisch overzicht 16<br />
VIII. Overzicht aspecten 17<br />
IX. Uitvoering basix-sixsysteem 18<br />
IX.A Technische tekeningen 18<br />
IX.B Lay-out 20<br />
IX.C Ontwerpen 21<br />
X. Kosten 23<br />
XI. Vluchtuitvoering 25<br />
XII. Procesverslag 30<br />
United Innovation Workgroup © - 47 -<br />
Projectgroep: 2A1W
BIJLAGE I PROJECTOPDRACHT<br />
Probleemstelling<br />
In de probleemstelling wordt een duidelijk beeld geschetst wat de uitgangssituatie is. Aan de<br />
probleemstelling zit een projectopdracht gekoppeld. Aan de hand van de probleemstelling kan er een<br />
eigen interpretatie gemaakt worden van de projectopdracht. Aan de hand van de eigen interpretatie<br />
wordt een afbakening opgesteld.<br />
Uitgangssituatie:<br />
Een vliegmaatschappij in oprichting wil haar vloot samenstellen uit toestellen van één van de<br />
vliegtuigbouwers Boeing, Airbus of Fokker. In verband met het gemengd vliegen van piloten op de<br />
vloot gaat, voor aflezing van instrumenten en bediening van systemen, de voorkeur uit naar een<br />
uniform ingedeelde cockpit.<br />
De projectopdracht is de ontwerpanalyse van de inrichting van een cockpit van een middelgroot of<br />
groot verkeersvliegtuig. Het project moet voldoen aan algemene randvoorwaarden. Het eindresultaat<br />
is een projectverslag volgens het dictaat van mevr. Wentzel. De zelfsturende opdrachten zijn bedoeld<br />
als ondersteuning van het project.<br />
Uit: Projectboek periode 1-2; Ontwerpanalyse van een cockpit door Simon IJspeert.<br />
Opdrachtformulering<br />
Als projectteam van de vliegmaatschappij komen jullie via analyse van bestaande cockpitsystemen tot<br />
een ontwerp voor een moderne, uniforme cockpit van het nieuw aan te schaffen vliegtuig. Hierbij<br />
gaan jullie bepalen hoe de presentatie van stand en gedrag van het vliegtuig tot stand komt en hoe<br />
deze er in de cockpit uit moet zien, met een verantwoording van de opbouw en werking van het<br />
gekozen systeem. Hierbij kun je het onderzoek hoofdzakelijk beperken tot de instrumenten van de<br />
'basic-six', zoals die op wettelijk voorgeschreven wijze voor beide vliegers geplaatst behoren te zijn.<br />
Het project moet aan de volgende randvoorwaarden voldoen:<br />
- De tijdsduur van het project is dertien weken (week 35-41, 43, 45-49); het verslag moet<br />
woensdag 5 december <strong>2007</strong> om uiterlijk 14.30u worden ingeleverd<br />
- Het project volgt de algemene projectindeling (zie Planningsschema in 3.1, p. 8)<br />
- De ontwerpmethode gaat volgens de methode van Van den Kroonenberg (2004)<br />
- Het te ontwerpen product voldoet in elk geval aan wettelijke voorschriften<br />
- Het ontwerp is voor een nieuw aan te schaffen toestel, er wordt niet gemodificeerd<br />
- Het eindresultaat is een verslag, dat voldoet aan het dictaat Wentzel (<strong>2007</strong>)<br />
- Het verslag is ingevoerd in de computer en heeft – exclusief bijlagen – een omvang van 30-40<br />
pagina’s<br />
- In het verslag is een Engelse termenlijst en een summary aanwezig<br />
Uit: Projectboek periode 1-2; Ontwerpanalyse van een cockpit door Simon IJspeert.<br />
BIJLAGEN United Innovation Workgroup © - 1 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE II PIRAMIDEMODEL<br />
United Innovation Workgroup © - 2 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE III DRUK METING<br />
Voor de beschrijving van de drukmetings instrumenten wordt gebruik gemaakt van verschillende<br />
plaatjes. Zo zijn er plaatjes van de lagen in de atmosfeer (Bijlage III.A), de ISA tabel (III.B), een<br />
plaatje van de Q instellingen (III.C) en plaatjes van de verticale snelheidsmeter (III.D).<br />
BIJLAGE III.A LAGEN ATMOSFEER<br />
United Innovation Workgroup © - 3 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE III.B ISA TABEL<br />
United Innovation Workgroup © - 4 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE III.C VERSCHIL IN ECHTE HOOGTE<br />
FL = Flight level<br />
H = hogedrukgebied<br />
L = lagedrukgebied<br />
BIJLAGE III.D Q INSTELLINGEN<br />
United Innovation Workgroup © - 5 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE III.E VERTICALE SNELHEIDSMETER<br />
Fig. III.E.1 Statische druk<br />
Fig. III.E.2 Toenemende statische druk<br />
Fig. III.E.3 Afnemende statische druk<br />
(1) = druk<br />
(2) = buisje<br />
(3) = membraan<br />
(4) = tandwiel<br />
United Innovation Workgroup © - 6 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE IV GYROSCOPISCHE METING<br />
Voor de beschrijving van de instrumenten die gebruik maken van de gyroscoop wordt gebruik<br />
gemaakt van verschillende plaatjes. Zo zijn er plaatjes van een elektromotor (Bijlage III.A) en van<br />
verschillende richtmiddelen (IV.B).<br />
BIJLAGE IV.A ELEKTROMOTOR<br />
United Innovation Workgroup © - 7 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE IV.B RICHTMIDDELEN<br />
Fig. IV.B.1 Kogeldoosje<br />
Fig. IV.B.2 Kleppendoosje<br />
Fig. IV.B.3 Vloeistofschakelaar<br />
United Innovation Workgroup © - 8 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE V WETTELIJKE EISEN<br />
Voor het ontwerpen van een cockpit moet er aan bepaalde eisen en wetten worden gehouden. Voor<br />
de eisen is er een eisentabel (Bijlage V.A). Voor de wetgeving zijn er wetgeving documenten (V.B).<br />
BIJLAGE V.A EISENTABEL<br />
Wettelijke eisen<br />
Soort Eisen<br />
Wettelijke<br />
regels<br />
Vereiste<br />
instrumenten<br />
Plaatsing<br />
instrumenten<br />
Een vliegtuig moet uitgerust zijn met instrumenten welke de<br />
bemanning in staat stelt de controle te handhaven over het<br />
vliegpad, het uitvoeren van enkele vereiste procedurele<br />
manoeuvres en het observeren van de grenzen van het vliegtuig<br />
in de verwachte opererende omstandigheden.<br />
De voorgeschreven instrumenten en uitrusting, waaronder de<br />
installatie moeten goedgekeurd of geaccepteerd zijn bij de<br />
ingeschreven staat.<br />
Magnetisch kompas behoort aanwezig te zijn voor elke vlucht. X<br />
Gyroscopische bochtaanwijzer met (geïntegreerde) slipmeter<br />
behoort aanwezig te zijn voor elke vlucht.<br />
X<br />
Kunstmatige horizon behoort aanwezig te zijn voor elke vlucht. X<br />
Gyro kompas behoort aanwezig te zijn voor elke vlucht. X<br />
Drukhoogtemeter behoort aanwezig te zijn voor elke vlucht. X<br />
Snelheidsmeter met verwarmde pitotbuis behoort aanwezig te<br />
zijn voor elke vlucht<br />
X<br />
Aanwijzers van vereiste navigatieapparatuur behoort aanwezig<br />
te zijn voor elke vlucht.<br />
X<br />
Nauwkeurig uurwerk in uren, minuten en seconden behoort<br />
aanwezig te zijn voor elke vlucht.<br />
X<br />
Buitenlucht thermometer behoort aanwezig te zijn voor elke<br />
vlucht.<br />
X<br />
Twee onafhankelijke energiebronnen moeten in het vliegtuig<br />
aanwezig zijn.<br />
X<br />
Kunstmatige horizon, is het ijkpunt van de basic-six X<br />
instrumenten en behoort in het midden geplaatst te zijn.<br />
Snelheidsmeter, behoort links van de attitude indicator geplaatst<br />
te zijn.<br />
X<br />
Hoogtemeter, behoort rechts van de kunstmatige horizon<br />
geplaatst te zijn.<br />
X<br />
Gyro kompas, behoort onder de kunstmatige horizon geplaatst<br />
te zijn.<br />
X<br />
Verticale snelheidsmeter, heeft geen vaste plek. Het is wel<br />
wenselijk als de verticale snelheidsmeter in de buurt van de vier<br />
vaste instrumenten zit.<br />
X<br />
Bochtaanwijzer, heeft geen vaste plek. Het is wel wenselijk als<br />
de bochtaanwijzer in de buurt van de vier vaste instrumenten<br />
zit.<br />
X<br />
United Innovation Workgroup © - 9 -<br />
Projectgroep: 2A1W<br />
Vaste eis<br />
X<br />
X<br />
Variabele eis<br />
Wenselijk
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Eisen opdrachtgever<br />
Interne eisen<br />
Back-up<br />
instrumenten<br />
De instrumenten moeten in het gezichtsveld van de piloot<br />
geplaatst zijn.<br />
Back-up kunstmatige horizon behoort aanwezig te zijn voor elke<br />
vlucht.<br />
Back-up luchtsnelheidsmeter behoort aanwezig te zijn voor elke<br />
vlucht.<br />
Back-up gyro kompas behoort aanwezig te zijn voor elke vlucht. X<br />
Back-up luchtdrukhoogtemeter behoort aanwezig te zijn voor<br />
elke vlucht<br />
Noodstroomvoorziening voor de elektronisch werkende<br />
Ontwerp en<br />
vliegtuigstand instrumenten.<br />
Het vliegtuig moet zo ontworpen zijn dat een kritieke situatie<br />
installatie in vrijwel uitgesloten is.<br />
een vliegtuig De meetgegevens komen op verschillende wijzen tot stand. Dit<br />
houd in dat er minimaal drie onafhankelijke systemen aanwezig<br />
zijn.<br />
De cockpit moet zo ontworpen zijn dat vrijwel elke handeling<br />
gemakkelijk uit te voeren is.<br />
Afleesbaarheid De informatie van de systemen moeten onder alle<br />
Kleurgebruik<br />
omstandigheden goed afleesbaar en interpreteerbaar kunnen<br />
zijn.<br />
Waarschuwingslampjes moeten aan een aantal eisen voldoen.<br />
Verscheidene kleuren hebben een unieke functie en de<br />
verscheidene kleuren mogen alleen voor reglementair<br />
vastgestelde doeleinden gebruikt worden.<br />
Kleuren met een vaste functie: rood, amber, groen en wit.<br />
Andere kleuren mogen gebruikt worden mits significant anders<br />
dan de vier vaste kleuren.<br />
Uniformiteit<br />
Reglementaire<br />
eisen<br />
Het ontwerp voor de cockpit wordt beperkt tot het basicsixsysteem.<br />
X<br />
Het ontwerp is voor een nieuw aan te schaffen toestel, er wordt<br />
niet gemodificeerd.<br />
X<br />
De cockpit/basic-sixsysteem moet uniform zijn. X<br />
De uniforme cockpit moet plaatsbaar zijn in elk type vliegtuig. X<br />
De uniforme cockpit moet aan de wettelijke eisen voldoen. X<br />
Duurzaamheid Het basic-sixsysteem moet zo duurzaam zijn als mogelijk. X<br />
Onderhoud De componenten in het basic-sixsysteem moeten zo snel en<br />
makkelijk als mogelijk is vervangen kunnen worden.<br />
X<br />
Veiligheid Het is van belang de veiligheid van het basic-sixsysteem zo<br />
veilig als mogelijk is te maken.<br />
X<br />
Kosten De kosten moeten zo laag mogelijk uitvallen, maar dit mag niet<br />
te koste gaan van de veiligheid, duurzaamheid en kwaliteit.<br />
X<br />
Cockpit lay-out De cockpit lay-out heeft een uniforme stijl. X<br />
De cockpit moet een prettige omgeving zijn om in te werken. X<br />
United Innovation Workgroup © - 10 -<br />
Projectgroep: 2A1W<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X<br />
X
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Bijlage V.B Wetgeving documenten<br />
Annexx 18* is de documentatie van ICAO. Dit document beschrijft de SARPs van ICAO. Certification<br />
Specifications For Large Aeroplanes CS-25 is een document van de EASA. Hierin wordt beschreven<br />
welke wetten en regels er nageleefd moeten worden voor de certificering van een vliegtuig.<br />
Voor het ontwerpen van een nieuw cockpitsysteem zijn dit de SARPs en regels die van toepassing zijn<br />
voor het cockpitsysteem:<br />
Aanwezigheid instrumenten<br />
Plaatsing van de instrumenten<br />
Back-up systemen<br />
Ontwerp en installatie van systemen in het vliegtuig<br />
Kleurgebruik<br />
Deze punten staan hieronder bij elkaar gezocht en op onderwerp gesorteerd.<br />
Aanwezigheid instrumenten<br />
ICAO annex 8: Vereiste uitrusting en instrumenten beschrijft aan welke minimumeisen een cockpit<br />
qua instrumenten aan moet voldoen. Deze instrumenten horen minimaal geplaatst te worden.<br />
ICAO annex 6: Werking van het vliegtuig beschrijft de hoe het vliegtuig en de instrumenten horen te<br />
werken. Ook wordt er behandeld wat er nodig is om de juiste werking van het vliegtuig te<br />
bewerkstelligen. In CS 25.1303 vlieg- en navigatie instrumenten staat beschreven welke instrumenten<br />
voor beide piloten geplaatst moeten worden.<br />
• ICAO Annex 6:<br />
- 6.1.1<br />
Als aanvulling op de minimale uitrusting die noodzakelijk is voor de uitgifte van een luchtwaardig<br />
certificaat, de instrumenten, uitrusting en vlieg documenten, voorgeschreven in de volgende<br />
paragrafen, moeten geïnstalleerd zijn of uitgedragen worden, als geschikt, in vliegtuigen volgens<br />
het gebruik van het vliegtuig onder de omstandigheden welke de vlucht begeleid moet worden.<br />
De voorgeschreven instrumenten en uitrusting, waaronder de installatie, moeten goedgekeurd of<br />
geaccepteerd zijn bij de ingeschreven staat.<br />
- 6.2.1<br />
Een vliegtuig moet uitgerust zijn met instrumenten welke de bemanning in staat stelt de controle<br />
te handhaven over het vliegpad van het vliegtuig, en het uitvoeren van enkele vereiste<br />
procedurele manoeuvres en het observeren van de grenzen van het vliegtuig in de verwachte<br />
opererende omstandigheden.<br />
- 6.9 Alle vliegtuigen die volgens de Instrument Flight Rules (IFR) opereren<br />
Alle vliegtuigen die opereren volgens de IFR, wanneer het vliegtuig niet meer op de gewenste<br />
richting gehouden kan worden zonder te refereren naar een of meerdere vlieginstrumenten, moet<br />
uitgerust zijn met:<br />
(a) Een magnetisch kompas;<br />
(b) Een accuraat uurwerk die de tijd aangeeft in uren, minuten en seconden;<br />
(c) Twee gevoelige drukhoogtemeters met tegenwerkende drumpointer of gelijkwaardige<br />
presentatie;<br />
(d) Een luchtsnelheid aangevend systeem met middelen om het falen door condensatie of<br />
bevriezing te voorkomen;<br />
(e) Een bochtaanwijzer met slipmeter;<br />
(f) Een attitude indicator (kunstmatige horizon);<br />
(g) Een heading indicator (richting gyroscoop);<br />
Note – de vereiste van 6.9 (e), (f) en (g) mogen in combinatie getoond worden in<br />
richtingaangevende systemen, op voorwaarde dat de systemen tijdens totale uitval, diepgeworteld<br />
in de drie aparte instrumenten, behouden blijven.<br />
(h) Een middel van indicatie of de stroomvoorziening voor de gyroscoop instrumenten<br />
adequaat werkt;<br />
(i) Een middel van indicatie in de vliegbemanning compartiment van de buitentemperatuur;<br />
(j) Een stijg- en daalsnelheidsmeter; en<br />
United Innovation Workgroup © - 11 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
(k) Zulke additionele instrumenten of uitrusting voorgeschreven door de geschikte<br />
autoriteiten.<br />
• ICAO Annex 8<br />
- 8.1<br />
Het vliegtuig moet uitgerust zijn met de benodigde goedgekeurde instrumenten en uitrusting voor<br />
de veilige operatie van het vliegtuig in de te verwachten opererende condities. Dit omvat de<br />
instrumenten en uitrusting nodig om de bemanning in staat te stellen het vliegtuig te opereren in<br />
haar te opereren grenzen.<br />
• EASA document CS-25<br />
- CS 25.1303 Vlieg- en navigatie instrumenten<br />
(a) De volgende vlieg- en navigatie instrumenten moeten geplaatst zijn zodat het instrument<br />
zichtbaar is vanuit het oogpunt van de piloot.:<br />
(1) Een vrije-luchttemperatuur indicator of een luchttemperatuur indicator welke indicatie<br />
geeft die om te zetten is naar vrije-luchttemperatuur.<br />
(2) Een klok met uren, minuten en seconde weergave door middel van een analoog of digitaal<br />
display.<br />
(3) Een richting indicator (ontgestabiliseerd magnetisch kompas)<br />
(b) De volgende vlieg- en navigatie instrumenten moeten geïnstalleerd zijn voor beide piloten.<br />
(1) Een luchtsnelheid meter. Indien de luchtsnelheid beperkingen met hoogte afwisselen,<br />
moet de indicator een maximale toelaatbare luchtsnelheid indicator hebben die de variatie van<br />
VMO met hoogte laat zien.<br />
(2) Een hoogtemeter (gevoelig).<br />
(3) Een stijg- en daalsnelheid meter (verticale snelheidsmeter).<br />
(4) Een gyroscopische draaisnelheid indicator gecombineerd met een integrale slipmeter<br />
(bochtaanwijzer). Een slipmeter is alleen vereist op vliegtuigen met een derde standpunt<br />
instrument systeem bruikbaar voor vliegstandpunten van 360 graden stampen en rollen,<br />
welke wordt voorzien van stroom door een onafhankelijk elektrisch genererend systeem welke<br />
30 minuten na een totale uitval van het elektrisch genererende systeem betrouwbaar blijft. Dit<br />
systeem is geïnstalleerd volgens CS 25.1321 (a).<br />
(5) Een bocht en neusstand meter (gyroscopisch gestabiliseerd).<br />
(6) Een richting indicator (gyroscopisch gestabiliseerd, magnetisch of niet magnetisch).<br />
(c) De volgende vlieg- en navigatie instrumenten zijn vereist als voorgeschreven in deze<br />
paragraaf:<br />
(1) een snelheid waarschuwingsapparaat welke een effectieve geluidswaarschuwing moet<br />
geven (significant anders dan geluidswaarschuwingen voor andere doeleinden) aan de piloten<br />
wanneer de snelheid VMO plus 11.1 km/h (6 knopen) of MMO + 0·01 overschrijd.<br />
(2) Een mach meter is vereist voor beide piloten voor vliegtuigen met<br />
samendrukbaarheidsgrenzen niet anders aangegeven voor de piloot dan het<br />
luchtsnelheidindicatie systeem vereist beschreven onder subparagraaf (b)(1) van deze<br />
paragraaf.<br />
Plaatsing van de instrumenten<br />
De plaats van een aantal instrumenten staat wettelijk vastgelegd. Vier van de zes instrumenten die tot<br />
de basic-six behoren hebben een wettelijk vastgestelde plaats in de cockpit. Dat zijn de; kunstmatige<br />
horizon, drukhoogtemeter, snelheidsmeter en het gyro kompas. Dit wordt ook wel de basic-T<br />
genoemd. De basic-T (fig 1.1) zijn de instrumenten binnen het rode kader in de bijlage. De<br />
kunstmatige horizon is hierbij het ijkpunt. Het is dan ook het instrument waar de meeste belangrijkste<br />
informatie van af te lezen is. De verticale snelheidsmeter en de bochtaanwijzer mogen op<br />
verschillende posities geplaatst worden.<br />
United Innovation Workgroup © - 12 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. 1.1 De basic-T<br />
Back-up instrumenten<br />
De instrumenten in de cockpit zijn grotendeels afhankelijk van energie in de vorm van stroom. Met de<br />
huidige beschikbare techniek is de kans dat er een complicatie optreed aanwezig. Daarom moeten de<br />
vliegtuigen uitgerust zijn met back-upinstrumenten. Er moet altijd een back-upsysteem aanwezig zijn<br />
voor de back-upinstrumenten van de basic-six. Deze back-upinstrumenten moeten duidelijk zichtbaar<br />
zijn voor beide piloten. Er moet gecontroleerd kunnen worden of de back-up instrumenten op de<br />
juiste manier werken. Niet alleen voor de basic-six zijn is er een back-upsysteem. Ook voor andere<br />
elektronische instrumenten moet er een back-up systeem/stroomvoorziening aanwezig zijn.<br />
Dit staat in Annex 6 van ICAO:<br />
• 6.9.2<br />
Alle vliegtuigen zwaarder dan 5700kg – Noodgeval stroom voorziening voor de elektronisch<br />
werkende attitude instrumenten.<br />
De cockpitsystemen en de back-upsystemen moeten onder alle omstandigheden goed leesbaar<br />
zijn, ook tijdens hevige turbulentie.<br />
De volgende back-upsystemen horen wettelijk aanwezig te zijn:<br />
- Luchtsnelheidsmeter<br />
- Drukhoogtemeter<br />
- Koers indicator<br />
- Attitude indicator<br />
Deze back-upinstrumenten moeten voor beide piloten goed zichtbaar zijn. De instrumenten<br />
moeten onafhankelijk van elkaar geïnstalleerd zijn om te voorkomen dat er fouten ontstaan door<br />
het meten, omzetten en aflezen.<br />
Ontwerp en installatie van systemen in het vliegtuig:<br />
• EASA document CS-25<br />
- CS 25.1309 Uitrusting, systemen en installatie<br />
De volgende vereiste, behalve de onderstaande, zijn acceptabel, als aanvulling op specifieke<br />
ontwerp vereiste van CS 25, voor uitrusting of systemen geïnstalleerd in een vliegtuig. Deze<br />
paragraaf is niet van kracht voor de prestaties en vlieg karakteristieke vereiste van Subpart B en<br />
de structurele vereiste van Subparts C en D, de vereiste zijn van kracht voor elk systeem dat<br />
afhankelijk is van de dienstbare vereisten. Sommige, enkele uitvallen of vastlopingen gedekt door<br />
CS 25.671(c)(1) en CS 25.671(c)(3), zijn uitgesloten voor de vereiste van CS 25.1309(b)(1)(ii).<br />
Sommige, enkele uitvallen gedekt door CS 25.735(b), zijn uitgesloten voor de vereiste van CS<br />
25.1309(b). De effecten van de uitvallen gedekt door CS 25.810(a)(1)(v) en CSCS 25.812 zijn<br />
uitgesloten voor de vereiste van CS 25.1309(b). De vereiste van CS 25.1309(b) zijn van kracht<br />
voor centrale installaties, gespecificeerd in CS 25.901(c).<br />
(a) De uitrusting en systemen van het vliegtuig moeten ontworpen en geïnstalleerd worden zodat:<br />
United Innovation Workgroup © - 13 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
(1) Die nodig zijn voor bepaalde certificatie of operationele regels, of degene die onjuist<br />
functioneren de veiligheid zouden verlagen, werken als voorgeschreven staat onder de<br />
opererende condities en de omstandigheden van het milieu.<br />
(2) Andere uitrusting en systemen hebben geen bron van gevaar in zich en beïnvloeden de<br />
juist functionerende systemen niet ongunstig gedekt door diegene in sub-paragraaf (a)(1) in<br />
deze paragraaf.<br />
(b) De systemen en geassocieerde componenten van het vliegtuig, dienen gescheiden en in<br />
relatie tot andere systemen, ontworpen zijn zodat:<br />
(1) Enig catastrofale uitval situatie<br />
(i) is extreem onwaarschijnlijk; en<br />
(ii) komt niet voort uit een enkele uitval; en<br />
(2) Enig risicovolle uitval situatie is extreem afgelegen<br />
(3) Enig grote uitval situatie is afgelegen<br />
(c) Informatie betreffende onveilige opererende systeem condities moeten toegankelijk zijn voor<br />
de bemanning en hun in staat te stellen gepaste corrigerende actie te ondernemen. Een indicatie<br />
van een waarschuwing moet toegankelijk zijn als onmiddellijk corrigerende actie vereist is.<br />
Systemen en bedieningsorganen, inclusief indicaties en aankondigingen moeten ontworpen zijn<br />
om fouten van de bemanning te minimaliseren, welke additionele gevaren kan creëren.<br />
Kleurgebruik<br />
In artikel CS 25.1322 staat wettelijk vastgelegd hoe verschillende kleuren en waarschuwingslampjes<br />
gebruikt moeten worden. Daarmee wordt ook de functie van de verschillende kleuren en<br />
waarschuwingslampjes beschreven.<br />
• EASA document CS-25<br />
- CS 25.1322 waarschuwingslichten, waakzaamheidlichten en raadgevende lichten<br />
Waarschuwingslichten, waakzaamheidlichten en raadgevende lichten die geïnstalleerd zijn in de<br />
cockpit moeten voldoen, tenzij anders aangegeven, aan de volgende eisen:<br />
(a) Rood – gebruikt voor waarschuwingslichten. Deze lichten geven een gevaarlijke situatie<br />
aan. Er moet mogelijk meteen een corrigerende actie ondernomen worden.<br />
(b) Amber – gebruikt voor waakzaamheidlichten. Deze lichten geven een in de toekomst<br />
mogelijk gevaarlijke situatie aan. Er is mogelijk een corrigerende actie nodig om het gevaar te<br />
vermijden.<br />
(c) Groen – gebruikt voor raadgevende lichten. Deze lichten geven een veilige situatie aan. Er<br />
hoeft geen actie ondernomen worden.<br />
Andere kleuren – ander kleurgebruik, waaronder wit, mogen gebruikt worden onder voorwaarde<br />
dat de kleuren significant verschillen van de in (a) t/m (c) beschreven kleuren. Dit is om<br />
verwarring te voorkomen en te vermijden.<br />
United Innovation Workgroup © - 14 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE VI FUNCTIE BLOKSCHEMA<br />
United Innovation Workgroup © - 15 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE VII MORFOLOGISCH OVERZICHT<br />
(1) = Mechanisch cockpitsysteem<br />
(2) = Semi-mechanisch cockpitsysteem<br />
(3) = Digitaal cockpitsysteem<br />
(2) (1) (3)<br />
United Innovation Workgroup © - 16 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE VIII OVERZICHT ASPECTEN<br />
Weeg- Variant<br />
Aspecten<br />
factor Mechanisch<br />
cockpitsysteem<br />
Kosten/Baten 5 1<br />
(1*5=5)<br />
Gewicht 4 1<br />
(1*4=4)<br />
Onderhoud/ 3 1<br />
duurzaamheid<br />
(1*3=3)<br />
Uniformiteit 2 2<br />
(2*2=4)<br />
Gebruikersgemak 2 1<br />
(1*2=2)<br />
Betrouwbaarheid/ 1 3<br />
Veiligheid<br />
(3*1=3)<br />
Semi-mechanisch<br />
cockpitsysteem<br />
2<br />
(2*5=10)<br />
2<br />
(2*4=8)<br />
2<br />
(2*3=6)<br />
3<br />
(3*2=6)<br />
2<br />
(2*2=4)<br />
2<br />
(2*1=2)<br />
Digitaal<br />
cockpitsysteem<br />
2<br />
(2*5=10)<br />
3<br />
(3*4=12)<br />
3<br />
(3*3=9)<br />
3<br />
(3*2=6)<br />
3<br />
(3*2=6)<br />
2<br />
(2*1=2)<br />
Ideaal<br />
(3*5=)<br />
15<br />
(3*4=)<br />
12<br />
(6*3=)<br />
18<br />
(3*2=)<br />
6<br />
(3*2=)<br />
6<br />
(3*1=)<br />
3<br />
Totaal 21 36 45 102<br />
Kosten/baten:<br />
Onder het aspect kosten/baten vallen de aanschafkosten van het basic-sixsysteem en de baten die het<br />
gekozen systeem met zich mee brengt. Ook de kosten van het personeel en de kosten die het<br />
vliegtuig met zich mee brengt wanneer deze op de grond staat of in de lucht hangt, vallen onder dit<br />
aspect.<br />
Gewicht:<br />
Onder gewicht valt het totale gewicht van het gekozen cockpitsysteem.<br />
Onderhoud/duurzaamheid:<br />
Hoe langer een bepaald onderdeel van het vliegtuig mee gaat en hoe duurzamer dat onderdeel is, des<br />
te minder arbeidsuren dit de luchtvaartmaatschappij zal kosten.<br />
Uniformiteit:<br />
Wanneer een cockpit uniform ontworpen is, is het eenvoudiger voor de vliegers meerdere type<br />
vliegtuigen te besturen. Daarnaast is uniformiteit ook voor grondwerktuigkundigen van groot belang<br />
omdat deze op die manier eenvoudiger aan verschillende vliegtuigen kunnen werken.<br />
Gebruikersgemak:<br />
Een cockpitsysteem behoort van alle gemakken te zijn voorzien om een zo goed mogelijke vlucht uit<br />
te kunnen voeren. Ook voor grondwerktuigkundige behoort het cockpitsysteem zo eenvoudig mogelijk<br />
uitgevoerd te zijn zodat, in het geval van een defect, deze zo snel mogelijk gerepareerd kan worden<br />
Betrouwbaarheid/veiligheid<br />
Bij betrouwbaarheid/veiligheid behoort het vertrouwen dat er in het cockpitsysteem is. Daarnaast is<br />
een back-upsysteem van cruciaal belang.<br />
United Innovation Workgroup © - 17 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE IX UITVOERING BASIC-SIXSYSTEEM<br />
Voor de uitvoering van het basic-sixsysteem is een cockpit lay-out gemaakt (Bijlage IX.A). Ook zijn<br />
er verschillende ontwerpen gemaakt voor de weergave van de basic-six (IX.B). En er zijn ook<br />
technische tekeningen van het basic-sixsysteem (IX.C).<br />
BIJLAGE IX.A TECHNISCHE TEKENINGEN<br />
Fig. IX.A.1 Vooraanzicht inbouw basic-sixsysteem<br />
United Innovation Workgroup © - 18 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. IX.A.2 Bovenaanzicht inbouw basic-sixsysteem<br />
United Innovation Workgroup © - 19 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE IX.B LAY-OUT<br />
United Innovation Workgroup © - 20 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE IX.C ONTWERPEN<br />
Fig. IX.C.1 Ontwerp HUD<br />
Fig. IX.C.2 Ontwerp back-up<br />
United Innovation Workgroup © - 21 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. IX.B.3 HUD geïntegreerd in cockpit<br />
United Innovation Workgroup © - 22 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE X KOSTEN<br />
Kosten<br />
A. Kwantitatieve<br />
kosten<br />
Directe kosten Smart probe<br />
€ 50.000,-<br />
Opleidingskosten<br />
€ 10.000,-<br />
Indirecte kosten Onderhoudskosten:<br />
€ 50,- per uur en<br />
€1000,- per kg<br />
B. Kwalitatieve<br />
kosten<br />
Omscholing<br />
personeel<br />
C. Kwantitatieve<br />
baten<br />
Opleidingskosten<br />
Besparing van<br />
€5000,-<br />
D. Kwalitatieve<br />
baten<br />
Piloten kunnen op<br />
meerdere toestellen<br />
worden ingezet<br />
Fig. X.1 Kosten tabel<br />
Fig. X.2 Break-even point<br />
Koperdraad<br />
100m € 300,-<br />
Test kosten<br />
€10.000,-<br />
Aircraft on ground<br />
€ 2000,- per uur<br />
Weerstand<br />
personeel<br />
Onderhoudskosten<br />
Besparing<br />
HUD display<br />
€ 70.000,-<br />
TFT-scherm<br />
€ 1000,-<br />
Systeem duurzamer Onderhoud<br />
korter<br />
Lagere werkdruk<br />
piloten<br />
United Innovation Workgroup © - 23 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Fig. X.3 Uitwerking break-even point<br />
United Innovation Workgroup © - 24 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE XI VLUCHTUITVOERING<br />
In deze zelfsturende opdracht is het doel: Het verkrijgen van inzicht in de toepassing van de vlieg- en<br />
motorinstrumenten door de piloten. Dit wordt uitgewerkt aan de hand van de verschillende<br />
vluchtfases. In de verschillende vluchtfases wordt beschreven welke procedures er uitgevoerd moeten<br />
worden die betrekking op de vlieg- en motorinstrumenten hebben, in het specifiek de toepassing op<br />
de basic-six. Hierbij wordt uitgegaan van een normal checklist*.<br />
Een vlucht is in verschillende fases te verdelen;<br />
1. Exterior Inspection*<br />
2. Cockpit Acceptance Check*<br />
3. Cockpit Preparation*<br />
4. Pushback and Start*<br />
5. After Start*<br />
6. Before Takeoff*<br />
7. Takeoff*<br />
8. Climb and Cruise*<br />
9. Descent / Approach*<br />
10. Landing*<br />
11. Taxi In*<br />
12. Shutdown*<br />
Deze vluchtuitvoering wordt gevlogen met een Boeing 777-200ER. De vlucht is van Amsterdam<br />
Schiphol (airport id*: EHAM) naar Frankfurt am Main (airport id: EDDF). Het vliegtuig staat aan gate*<br />
E4 en moet taxiën* via taxiwegen A10, A, S, S2 naar landingsbaan 06 (de Kaagbaan). Vanaf de<br />
Kaagbaan wordt er een Arnhem departure route gevlogen. Vervolgens wordt er via Mönchengladbach<br />
en Frankfurt Hahn naar Frankfurt am Main gevlogen. De verwachte landingsbaan bij Frankfurt am<br />
Main is 07R. Vanaf deze landingsbaan wordt er naar de gate getaxied, dat beteken ook het einde van<br />
de vlucht.<br />
ad1. Exterior Inspection<br />
Deze check wordt gedaan om het vliegtuig van buitenaf te controleren op schade en andere<br />
onwenselijkheden. Dit wordt gedaan door een walk around check. Dit houd in:<br />
General airplane condition* CHECKED<br />
Van buitenaf wordt er bekeken of de Pitot- buizen en de<br />
statische poorten vrij zijn van schade, vuiligheid, sneeuw of ijs.<br />
Ook wordt er gekeken naar de sensoren, gaten en pijpen. De<br />
pitotbuizen en statische poorten moeten goed nagekeken<br />
worden aangezien ze in een vlucht de belangrijke informatie<br />
moeten weergeven. Door deze checks* blijven de systemen en<br />
gegevens van de Pitot-buis en de statische poort zuiver.<br />
MAINTENANCE STATUS* CHECKED<br />
Fig. 1.1 B777 tijdens walk around<br />
Hierbij wordt de status van het vliegtuig bekeken. Er wordt vooral naar het onderhoudsverleden van<br />
het vliegtuig gekeken. Dit helpt de piloten bij het ontdekken en achterhalen van problemen die<br />
betrekking hebben op het vliegtuig.<br />
United Innovation Workgroup © - 25 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad2. Cockpit Acceptance Check<br />
Voordat er over gegaan kan worden op het instellen van de<br />
vluchtgegevens en voorbereiding voor de vlucht moeten de systemen<br />
in de cockpit eerst gechecked en goedgekeurd worden. Zo weten de<br />
piloten zeker dat er geen mankementen aan de systemen bevinden.<br />
Hierbij worden gechecked:<br />
BATTERY SWITCH* ON<br />
Door battery switch aan te zetten worden alle systemen voorzien van<br />
stroom. Deze stroom wordt gehaald uit de accu van het vliegtuig die<br />
voor elke vlucht opgeladen wordt.<br />
APU START IF NECESSARY<br />
Auxiliary power unit (APU)* is een gasturbine die het vliegtuig van stroom voorziet. Als de APU is<br />
ingeschakeld worden de systemen door de APU van stroom voorzien.<br />
ad3. Cockpit Preparation<br />
Nadat alle benodigde systemen in de cockpit goedgekeurd zijn kan<br />
er worden overgegaan naar de voorbereiding van de vlucht en het<br />
invoeren van de gegevens. De verschillende systemen worden zo<br />
ingesteld dat als het vliegtuig eenmaal vliegt het automatisch kan<br />
vliegen. Het functioneren van de systemen tijdens de vlucht<br />
worden natuurlijk gecontroleerd door de piloten. De systemen die<br />
ingesteld en ingeschakeld moeten worden zijn:<br />
YAW DAMPER switch ON<br />
De yaw damper* zorgt ervoor dat gieren en rollen van het vliegtuig gedempt word. Dit is de<br />
geïntegreerde slipmeter in een commercieel vliegtuig. Het zorgt voor stabiliteit en meer comfort<br />
tijdens de vlucht.<br />
Fig. 1.4a en b Flight Management Computer<br />
PRESSURIZATION* CHECK<br />
CABIN DIFFERENTIAL PRESSURE* ZERO<br />
CABIN RATE OF CLIMB* ZERO<br />
FLIGHT ALTITUDE indicator* set to Cruise Altitude<br />
LANDING ALTITUDE* set to landing field elevation<br />
Fig. 1.2 Cockpit B777<br />
Fig. 1.3 Overzicht cockpit B777<br />
Voordat de instrumenten goede informatie doorgeven moeten ze vooraf ingesteld worden. Dit wordt<br />
gedaan door de druk te checken. Na deze check geven de op druk werkende instrumenten de juiste<br />
gegevens weer.<br />
United Innovation Workgroup © - 26 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
MODE CONTROL PANEL* CHECK<br />
COURSE* SET<br />
AUTOTHROTTLE* switch OFF<br />
HEADING* set to runway heading<br />
ALTITUDE* set to takeoff climb clearance<br />
Als voorbereiding op de volgende fases worden er checks<br />
doorlopen om de bovenstaande systemen in te stellen.<br />
ad4. Pushback and Engine Start<br />
De pushback houd in dat het vliegtuig door het grondpersoneel<br />
met de bijbehorende hulpmiddelen van de gate verwijderd word.<br />
Tijdens de pushback and start worden er in de cockpit een aantal<br />
handelingen verricht. De Captain roept “BEFORE START<br />
CHECKLIST TO THE LINE” de First officer voert de BEFORE START<br />
CHECKLIST to the line uit. De checklist bestaat uit:<br />
FLIGHT DECK PREPARATION COMPLETED<br />
YAW DAMPER ON<br />
INSTRUMENTS CROSS CHECKED<br />
Na deze punten is het vliegtuig klaar om de motoren te starten. De First officer zegt na het voltooien<br />
van de checklist; “CLEARED FOR START”. Daarna worden de motoren een voor een gestart. Meestal<br />
wordt motor 2 als eerste gestart.<br />
ad5. After Start<br />
De After Start checklist is check of alle systemen goed functioneren,<br />
vooral de motoren. Dit is nodig om als er mankementen zijn die te<br />
kunnen achterhalen. Hierin worden ook de voorbereidingen getroffen<br />
voor de systemen die belangrijk zijn tijdens de takeoff.<br />
PROBE HEAT switches ON<br />
ANTI-ICE AS REQUIRED<br />
Fig. 1.5 Taxi van een B777<br />
De buisverwarmingselementen worden aangezet voor de zekerheid dat<br />
de juiste waarden geleverd en afgelezen worden. De motoren worden<br />
van verwarming voorzien wanneer ze mogelijk bevroren zijn. Hierdoor vriezen de sensoren in de<br />
motoren niet vast waardoor de juiste waardes geleverd worden.<br />
ad6. Before Takeoff<br />
Before Takeoff checklist is een laatste check of alle systemen naar behoren functioneren. De<br />
benodigde instellingen voor het opstijgen worden gechecked. Ook worden de bedieningsorganen die<br />
zorgen voor het stampen, rollen en gieren gecontroleerd op hun werking.<br />
ad7. Takeoff<br />
Tijdens de takeoff worden er een aantal handelingen verricht om het<br />
vliegtuig veilig te laten vertrekken. Er zijn drie takeoff snelheden; V1,<br />
Vr en V2. Als het vliegtuig 80 knopen heeft bereikt zegt de Pilot<br />
Monitoring*; “80 knots”. Dit is een hulpmiddel en een check voor de<br />
Pilot Flying* om te kijken of de verschillende systemen naar behoren<br />
werken. V1 is de snelheid waarbij de landingsbaan te kort is om tot<br />
een veilige stilstand te komen. Voor V1 moet er een beslissing<br />
genomen worden door de piloten of er gevlogen wordt of niet.<br />
Fig. 1.4 Pushback en startup B777<br />
Fig. 1.6 Takeoff van een B777<br />
United Innovation Workgroup © - 27 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Daarom is het ook verplicht dat de Pilot Flying tot en met V1 de hand aan de motorhendels te<br />
houden. Vrotate is het teken dat de Pilot Flying de voorwaartse druk op de stuurknuppel omzet in een<br />
geleidelijke trekkracht. De instrumenten worden tijdens de takeoff meerdere malen gechecked. V2 is<br />
de snelheid waarmee het vliegtuig minimaal moet blijven vliegen om in de lucht te blijven.<br />
ad8. Climb and Cruise<br />
De climb and Cruise houd in dat alle systemen en instrumenten<br />
gecontroleerd worden op hun werking. Dit is belangrijk om fouten te<br />
herkennen en het vliegtuig te controleren en zo risicovolle situaties te<br />
vermijden. De checks die tijdens de Climb and Cruise uitgevoerd<br />
worden zijn:<br />
CLIMBING THROUGH 10,000 SET<br />
TRANSITION ALTITUDE* Set Altimeters to STANDARD<br />
Er moet aangegeven worden waneer er door 10,000 voet geklommen<br />
word. Als er door de transition altitude gevlogen wordt moeten de hoogtemeters op QNH worden<br />
gezet. Dit is om te voorkomen dat er allemaal verschillende hoogte-instellingen in de verschillende<br />
vliegtuigen aanwezig zijn. Tijdens de cruise is het vooral belangrijk het brandstofverbruik te checken.<br />
ad9. Decent / Approach<br />
De Decent / Approach is in het begin grotendeels het omgekeerde van de Climb and Cruise. Er moet<br />
nu alleen een connectie gemaakt worden met het Instrument Landing System (ILS)*. Dit systeem<br />
zorgt ervoor dat het vliegtuig tot een bepaalde hoogte automatisch een glide slope* volgt.<br />
ANTI-ICE As Required<br />
TRANSITION ALTITUDE Set Altimeter to local altimeter settings<br />
Voor de rest moet de ANTI-ICE aan of uitgeschakeld worden bij<br />
verschillende omstandigheden en moet de transition altitude<br />
ingesteld worden op locale altimeter instellingen. Op ongeveer 200<br />
voet stopt het glijpad. Het vliegtuig moet van de autopilot afgehaald<br />
worden en handmatig geland worden.<br />
Dit kan alleen als de landingsbaan in zicht is. Als dit niet het geval is<br />
kan er een beslissing gemaakt worden om een extra rondje te<br />
vliegen.<br />
ad10. Landing<br />
Bij de landing worden er geen checks uitgevoerd maar een aantal<br />
handelingen. De motorstand moet op idle* staan. Bij het rollen over de landingsbaan wordt er<br />
gebruik gemaakt van reverse thrust*. Als 80 knopen bereikt worden zegt de Pilot Monitoring; “80<br />
knots”. Bij 60 knopen wordt de motorstand weer op idle gezet. Bij het bereiken van taxisnelheid wordt<br />
er zowaar nodig met de hand geremd.<br />
ad11. Taxi in<br />
De procedure voor het taxiën naar de gate wordt de Taxi in genoemd. De volgende handelingen<br />
worden verricht:<br />
APU (if desired) START<br />
PROBE HEAT switches OFF<br />
ENGINE START switches OFF<br />
Als de motoren uitgeschakeld worden kan er over gegaan worden op<br />
grond stroomvoorziening of de APU. Bij de taxi in wordt er al<br />
begonnen met het afsluiten van het vliegtuig.<br />
Fig. 1.7 Klim van een B777<br />
Fig. 1.8 Approach van een B777<br />
Fig. 1.9 Taxi In van een B777<br />
United Innovation Workgroup © - 28 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
ad12. Shutdown<br />
In de shutdown procedure wordt het vliegtuig hersteld naar de status waarin de piloten in het<br />
vliegtuig kwamen. Zo kan alles op een later tijdstip weer klaargemaakt worden voor de volgende<br />
vlucht. De volgende checks worden gedaan bij het herstellen van het vliegtuig:<br />
WING AND ENGINE ANTI-ICE SWITCH OFF<br />
SHUTDOWN CHECKLIST ACCOMPLISH<br />
PROBE HEAT OFF<br />
ANTI-ICE OFF<br />
Na het voltooien van de shutdown checklist zit de vlucht er op en kan het vliegtuig klaargemaakt<br />
worden voor een nieuwe vlucht.<br />
United Innovation Workgroup © - 29 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
BIJLAGE XII PROCESVERSLAG<br />
De groep heeft over het algemeen wel goed samengewerkt. Over alle dingen die betrekking hadden<br />
tot het verslag werd gepraat. Dit werd tijdens de vergaderingen gedaan. De vergaderingen waren erg<br />
zinvol, maar het liep erg vaak chaotisch. Dit kwam omdat de voorzitters vaak niet ingrepen wanneer<br />
er van de hoofdzaak werd afgeweken. De voorzitters hadden wel altijd voor de vergadering<br />
vergaderpunten en ze zorgden er voor dat de notulen en weekberichten aanwezig waren tijdens de<br />
COM-lessen en de projectlessen. De notulist schreef tijdens de vergaderingen de afspraken op, op<br />
papier. Dezelfde avond werd de notule door de notulist uitgetypt en op BSCW gezet zodat iedereen<br />
kon nalezen over wat er was vergaderd en wat voor taak hem of haar was opgedragen. Er werd niet<br />
altijd aan de gemaakte afspraken gehouden. Dit waren de afspraken over wanneer stukken af<br />
moesten zijn, de stukken werden dan een paar uur te laat op BSCW gezet. Maar het meest werden de<br />
afspraken over de lay-out niet nageleefd. Hierdoor had de persoon die het verslag samenvoegde veel<br />
werk aan het aanpassen van de lay-out. Voor de vergaderingen was niet altijd iedereen op tijd<br />
aanwezig. Wanneer iemand te laat zou komen belde die persoon één van de groepsleden zodat de<br />
groep wel op de hoogte was. Het is niet voorgekomen dat iemand niet op tijd kwam omdat die<br />
persoon zich had verslapen of geen zin had. De afspraak was dat de te laat komer een rondje geeft in<br />
de LAX. Deze afspraak werd in het begin nog wel nageleefd maar de laatste paar weken niet meer.<br />
Dit was omdat niet iedereen meer tijd had om na schol nog even naar de LAX te gaan.<br />
De groep begon de eerste week met negen groepsleden. Hethar Al Husni, één van de groepsleden,<br />
heeft zich na vier weken uitgeschreven van de opleiding. Hij was bezig met een keuring bij de<br />
luchtmacht en is hier naar eigen zeggen aangenomen. De groep had hier geen enkel probleem mee,<br />
omdat Hethar heel weinig op school kwam en niet echt bij het project betrokken was. Zijn taken zijn<br />
overgenomen door andere de groepsleden. Dit was niet erg, omdat Hethar weinig taken had.<br />
Tijdens het project bleek dat de taakverdeling niet helemaal goed is gedaan. Soms was de taak die<br />
een persoon had gekregen echt te veel werk voor één persoon en zijn er meerdere personen op gezet<br />
om te helpen. De aangepaste taakverdeling is te vinden in (tabel 1).<br />
Iedereen was wel gemotiveerd in de groep. Er waren geen mensen die totaal niet mee deden,<br />
uiteindelijk zijn er toch nog wel personen die wat minder hebben gedaan dan andere.<br />
Joost heeft dyslexie, hierdoor stonden er nog wel eens wat spel en zins fouten in zijn stukjes. De<br />
groep corrigeerde dat dan. Joost heeft de verbeteringen goed opgevat. Er werd ook verteld aan hem<br />
waarom iets fout was, maar dit gebeurde niet altijd. Het ging dan vooral om spelfoutjes.<br />
Er zijn veel dingen geleerd tijden het maken van het verslag om een volgend project veel efficiënter te<br />
laten verlopen. Tijdens het typen van de stukjes werd niet altijd gehouden aan de afspraken, dit<br />
kwam doordat er domweg niet gekeken in de afspraken werd hoe het stukje opgemaakt moest<br />
worden. Dit kan verbeterd worden door één stukje te typen met een perfecte opmaak zodat iedereen<br />
daarop kan kijken hoe ze het stukje moeten opmaken. De vergaderingen liepen niet gestructureerd,<br />
zo werd er snel afgeweken van de hoofdzaak en praatte iedereen door elkaar. De projectdocent heeft<br />
een aantal tips gegeven, zo moet er een hand worden opgestoken wanneer iemand wat wil zeggen.<br />
De voorzitter moet aanwijzen wie er wat mag zeggen. Ook moet de voorzitter snel ingrijpen wanneer<br />
er door elkaar heen wordt gepraat en van de hoofdzaak wordt afgeweken. Aan het eind van het<br />
project werd alles met de gehele groep nagekeken op een beamer. Er zaten nog veel fouten in de<br />
constructie. En er zaten nog erg veel inhoudelijke fouten in waardoor dit heel lang duurde. Om dit te<br />
voorkomen moet er in het vervolg veel beter en met meer kritiek worden gekeken naar de<br />
geproduceerde stukken. Zo hoeft er niet meer op het eind te veel inhoudelijke stukken worden<br />
verbeterd wat erg veel tijd zal schelen.<br />
United Innovation Workgroup © - 30 -<br />
Projectgroep: 2A1W
Hogeschool van Amsterdam Ontwerpanalyse van een cockpit<br />
Aviation Studies<br />
Tabel 1: Uitgebreid werkschema projectverslag projectgroep 2A1W<br />
UITGEBREID WERKSCHEMA PROJECTVERSLAG GROEP 2A1W<br />
Verslagonderdeel Taak van: Gereed in week: C1 C2<br />
Titelpagina <strong>Benjamin</strong> 35<br />
Inhoudsopgave <strong>Benjamin</strong> 38<br />
Hoofdstuk 1 Allemaal 41<br />
Deelsamenvattingen Hoofdstuk 2 Anne, Chris 44<br />
Hoofdstuk 3 Anne 48<br />
Samenvatting verslag Anne, Jan-<br />
Willem<br />
48<br />
Inleiding verslag Jan-Willem 36<br />
1 Definitie Basic-Sixsysteem<br />
Inleiding Hoofdstuk 1 Chris 38<br />
1.1 Drukinstrumenten Jan-Willem 38<br />
1.1.1 Theorie druk Chris 39<br />
1.1.2 Hoogtemeter Joost 39<br />
1.1.3 Snelheidsmeter Chris 39<br />
1.1.4 Verticale snelheidsmeter Jan-Willem 40<br />
1.2 Gyroscopische instrumenten Jan-Willem 40<br />
1.2.1 Theorie gyro Bastiaan 38<br />
1.2.2 Kunstmatige horizon Bastiaan 39<br />
1.2.3 Koerstol Niels 39<br />
1.2.4 Bochtaanwijzer Fabian 39<br />
1.3 Eisenpakket <strong>Benjamin</strong> 39<br />
1.3.1 Wettelijke eisen <strong>Benjamin</strong> 39<br />
1.3.2 Eisen opdrachtgever <strong>Benjamin</strong> 39<br />
1.4 Functieonderzoek<br />
2 Ontwerp cockpitsysteem<br />
Anne 39<br />
Inleiding hoofdstuk 2 Anne 40<br />
2.1 Uitleg Morfologisch overzicht Anne 40<br />
2.1.1 verschillende mogelijkheden Anne 40<br />
2.1.2 keuzelijnen Anne 41<br />
2.2 Voor- en nadelenonderzoek Jan-Willem 41<br />
2.3 Conclusie<br />
3 Uitvoering cockpitontwerp<br />
Anne 42<br />
Inleiding hoofdstuk 3 Jan-Willem 45<br />
3.1 vormgeving cockpitsysteem Fabian, Niels,<br />
Bastiaan<br />
45<br />
3.1.1 beschrijving Lay-out cockpit Fabian, Niels,<br />
Bastiaan<br />
45<br />
3.2 Ontwerpaspecten Jan-Willem 46<br />
3.2.1 Duurzaamheid Joost 46<br />
3.2.2 Onderhoud Chris 46<br />
3.2.3 Veiligheid Jan-Willem 46<br />
3.2.4 Kosten Fabian 46<br />
3.3 Conclusie en aanbevelingen Joost 47<br />
Literatuurlijst Jan-Willem 48<br />
Termenlijst <strong>Benjamin</strong>,<br />
Bastiaan<br />
48<br />
Bijlagenlijst <strong>Benjamin</strong> 48<br />
Piramidemodel <strong>Benjamin</strong> 36<br />
Vluchtuitvoering <strong>Benjamin</strong> 48<br />
Procesverslag Niels 49<br />
Andere bijlagen: verantwoorden bij de betreffende verslagtekst<br />
United Innovation Workgroup © - 31 -<br />
Projectgroep: 2A1W