Tento obor připravuje studenty na samostanou tvůrčí práci v konstrukční praxi a klade důraz na komplexní znalosti, integrování poznatků vědy, techniky a také umění v procesu projektování. Studenti , kteří se soustředí na problémy oblasti procesního inženýrství, jsou vedeni k samostatnosti při řešení vývoje, optimálního vedení, efektivního navrhování a projekce procesů v různých průmyslových oblastech.

prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc.

1. Analýza kompozitních leteckých konstrukcí při statickém i dynamickém zatížení

   Kompozitní materiály jsou v letectví široce používané a své uplatnění nachází i v odlišných průmyslových odvětvích (sportovní zařízení, lodě, lidská protetika). Vedle tenkostěnných, často sendvičových, kompozitních částí se v konstrukcích objevují i součástí tlustostěnné (pásnice nosníku, podvozkové nohy, závěsy). Právě na tyto součásti jsou často kladeny vysoké nároky na pevnost a spolehlivost. Současný přístup při dimenzování těchto součástí je odvozen od empirického výzkumu. Moderní softwarové metody však jsou pro tyto účely používané u nás i v zahraničí jen minimálně. Ačkoliv jejich uplatnění by bylo nesporné. Oproti tenkostěnným konstrukcím je třeba u návrhu tlustostěnných uplatnit jiný přístup k samotnému materiálu i celé simulaci. Experimentální část práce se bude zabývat sérii laboratorních měření vzorků materiálu. Stěžejní experimentální výzkum bude proveden na kompozitní pružinové podvozkové noze při statickém i dynamickém zatížení. Numerická část práce bude zaměřena na simulace podvozkové nohy a při statickém i dynamickém zatížení.

   Školitel: Jebáček Ivo, doc. Ing., Ph.D.

2. Analýza vlivu lidského faktoru na letovou činnost

   V poslední době v letectví nabývá na významuvýzkum analýzy interakce člověk-stroj (HMI). Cílem doktorské práce je provést analýzu možných selhání lidského prvku při letové činnosti. Provést klasifikaci a vyhodnocení vlivu idského faktoru s ohledem na nejkritičtější režimy a fáze letu , dobu letů, poklesávání pozornosti pilotů a zejména na možnosti vzniku kritických událostí za letu i na zemi a stresových zátěží při nezákonných zásazích.

   Školitel: Kevický Dušan, prof. Ing., CSc.

3. Analýza zkoušek leteckých konstrukcí

   Hlavním cílem doktorského studia je nalézt způsob hodnocení zkoušek leteckých konstrukcí z pohledu nejistot měření. Výstupem by měla být zpracovaná metodika, která stanoví způsob jak tyto nejistoty zkoušek stanovit v závislosti na použitém měřicím zařízení a typu zkoušky či zkoušené konstrukce a zároveň umožní provést optimalizovaný návrh zkoušky z hlediska složitosti stavby. Úkolem bude do této problematiky zahrnout všechny vstupní vlivy, které mohou v průběhu zkoušek nastat. Pro řešení navrhované disertační práce v rámci doktorského studia má Letecký ústav technické a materiální vybavení zahrnující především Zkušebnu letecké techniky, která provádí každoročně velké množství zkoušek z nichž je možné čerpat potřebná data. Přdpokládá se, že se student bude aktivně podílet na návrhu a přípravě technických experimentů.

   Školitel: Jebáček Ivo, doc. Ing., Ph.D.

4. Aplikace systému řízení životního cyklu letounu ve fázi konstrukce, výroby a certifikace.

   Při vývoji a výrobě letecké techniky se generuje velké množství digitálních dat pomocí CAD, CAM a CAE prostředků. Různorodost těchto prostředků často neumožňuje efektivní komunikaci mezi jednotlivými řešiteli projektu. Jednou z možností jak zvládnout velké množství dat a komunikaci mezi různými partnery je aplikace strategie řízení životního cyklu výrobku - PLM (Produkt Lifecycle Management), která dosud v českém leteckém průmyslu není efektivně využívána. PLM umožňuje založit rozhodovací proces na nejaktuálnějších komplexních informacích a umožňuje i efektivní sdílení know-how, jeho rozšiřování a využivání. Doktorské studium bude zaměřeno na následující oblasti: - Analýza současného využití systému PLM v leteckém průmyslu - Aplikace PLM strategie v konstrukční, výpočtové a výrobní fázi malého sportovního letounu - Popis parametrů, nutných k vyřešení externí komunikace pomocí PLM strategie v zájmu zefektivnění a digitalizace certifikačního procesu - Analýza rizik spojených s implementací a využitím PLM strategie

   Školitel: Klement Josef, doc. Ing., CSc.

5. Ekologické aspekty provozu civilních letadel na letišti

   Ekologie provozu civilních letadel v poslední době nabývá na důležitosti. Vzhledem k neustále se zvyšujícímu objemu provozu je snaha snížit jeho negativní působení nejen na lidské zdraví, ale i na okolní prostředí a jeho faunu a flóru.. Toto je třeba především v okolí letišť, kde se střetávají požadavky na zajištění vzrůstající kapacity provozu s požadavky na snižování zátěže životního prostředí a s požadavky územního plánování nejvíce. Cílem práce bude zmapovat všechny možné aspekty vzájemného ovlivňování leteckého provozu a okolí a návrh metodiky snižování negativních důsledků provozu letadel na životní prostředí při zachování (nebo zvýšení) provozní bezpečnosti. Důraz by měl být kladen především na oblast hluku, který bývá nejvážnějším ekologickým problémem v provozu letišť.

   Školitel: Vosecký Slavomír, doc. Ing., CSc.

6. Implementace navigačních specifikací PBN v podmínkách optimalizované navigační infrastruktury ČR

   Současné pozemní systémy radionavigačního zabezpečení mají být dále doplňovány a postupně nahrazeny Globálními navigačními satelitními systémy spolu s implementací strategických cílů rozvoje CNS/ATM při širokém nasazení prostorové navigace. Mezinárodní organizace pro civilní letectví předpokládá v každém státě vytvoření Konceptu vzdušného prostoru. Implementace Navigačních specifikací PBN, jako jeho součásti, je spojena s posouzením současných a budoucích perspektivních radionavigačních prostředků, dosahovanou úrovní výkonnosti palubních systémů letadel leteckých provozovatelů a mnoha dalších kroků. Při uvážení hlediska globálního navigačního prostředí a postavení ČR uvnitř prostoru států ECAC se předpokládá vypracování metodiky implementace Navigačních specifikací na základě Konceptu vzdušného prostoru ČR při zhodnocení současné radionavigační infrastruktury a budoucích možností její optimalizace s přechodem na nové technologie GNSS.

   Školitel: Kevický Dušan, prof. Ing., CSc.

7. Metodika zkoušky přistávacího manévru meziplanetární sondy v pozemských podmínkách

   Problematika testování kosmických těles v pozemských podmínkách představuje složitý problém z mnoha hledisek. Cílem práce je návrh metodiky provedení zkoušky přistávacího manévru sondy určené pro průzkum planety MARS. Cílem zkoušky je ověření inerciálního systému a unikátní pohonné jednotky (hybridní raketový motor). Cíle práce: -metodický postup zkoušky -návrh záchranného systému sondy pro havarijní situace -navrh a implementace měřícího systému pro záznam letových dat

   Školitel: Daněk Vladimír, doc. Ing., CSc.

8. Modely lepených spojů kompozitních konstrukcí

   Cílem práce je nejprve revize dosavadních způsobů spojování kompozitních konstrukcí lepením za účelem přenosu jak významného statického, tak i dynamického zatížení. Je požadováno definovat matematický popis způsobu přenosu zatížení pro analytické a MKP modely, hodnotící napjatosti ve spoji s definicí způsobu porušení a únosnost spoje. V rámci návaznosti na praktickou aplikaci provést návrh několika potenciálních spojů, jejich analýzu, a experimentální ověření. Součástí práce je i definován způsobů monitorování spoje s ohledem na dostupné metody NDT. Výstupem práce mají být zjednodušené analytické a MKP modely, či prvky, které umožní rychlé popsání chování lepeného.

   Školitel: Juračka Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

9. Modely mechanického spojování kompozitních konstrukcí

   Cílem práce je nejprve revize dosavadních způsobů spojování kompozitních konstrukcí navzájem či připojování ke kovovým konstrukcím za účelem přenosu jak významného statického, tak i dynamického zatížení. Následně je požadováno definovat matematický popis způsobu přenosu zatížení pro modely MKP a hodnocení napjatosti ve spoji s definicí způsobu porušení a únosnosti. V rámci návaznosti na praktickou aplikaci provést návrh několika potenciálních spojů, jejich analýzu, a experimentální ověření. Výstupem práce mají být zjednodušené modely, či prvky, které svými vlastnostmi pokryjí chování mechanického spoje.

   Školitel: Juračka Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

10. Multidisciplinární optimalizace komplexního vysokovztlakového systému pro letoun typu STOL

    Návrh vztlakové mechanizace letounu je typickým multidisciplinárním problémem, při němž je nutno sladit protichůdné požadavky - vysoký přírůstek vztlaku v přistávací a vzletové konfiguraci, minimální hmotnost a zástavbové prostory systému, jednoduché a spolehlivé kinematické řešení. Problematika je nejčastěji řešena aerodynamickou optimalizací a následnými úpravami pro základní splnění dalších požadavků. V současné době se objevily rovněž požadavky na vývoj menších letounů kategorie general aviation nebo i bezpilotních prostředků s vlastnostmi STOL (Short Take-off and Landing), pro jejichž dosažení je nezbytný vysoce účinný systém vztlakové mechanizace. Cíle doktorské práce: - detailní analýza požadavků na vysokovztlakový systém a posouzení jejich priority - formulace kritérií pro návrh systému - návrh a následná optimalizace vysokovztalkového systému (např. vícekomponentní profil). Optimalizace by měla zahrnovat kromě aerodynamických vlastností rovněž konstrukčně pevnostní požadavky s ohledem na návrh celého křídla a dále návrh pohonu a kinematického řešení vysouvání.

    Školitel: Píštěk Antonín, prof. Ing., CSc.

11. Návrh metodik zvýšení bezpečnosti a kvality malých mezinárodních letišť v ČR

    Problematika bezpečnosti a kvality je jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňující činnost na velkých mezinárodních letištích (Praha, Brno, Ostrava, Karlovy Vary) s pravidelnou leteckou dopravou . V ČR existuje řada dalších mezinárodních veřejných letišť určených pro mezinárodní dopravu malými dopravními a sportovními letadly a dále existují mezinárodní neveřejná letiště. Bude provedena analýza současného stavu zajišťování bezpečnosti a kvality na malých mezinárodních letištích a navržena jejich kategorizace. Z hlediska bezpečnosti bude vyhodnocena vnitřní bezpečnost (související s vlastní leteckou dopravou) a vnější bezpečnost (související s přepravou nebezpečných látek, zbraní, drog apod.). Pomocí modelování budou navrženy a ověřeny různé metodiky zaměřené na zvýšení bezpečnosti a kvality na letištích.

    Školitel: Kevický Dušan, prof. Ing., CSc.

12. Navrhování, pevnostní kontrola a únosnost sendvičových konstrukcí

    Cílem doktorského studia a disertační práce je vytvořit metodologii navhování, pevnostní kontroly a únosnosti sendwičových konstrukcí aplikovaných na letecké konstrukce. V rámci řešení je třeba zhodnotit současný stav, nejčastější aplikace, tvary a materiály jádra sendviče a technologii výroby. Navrhnout nebo doporučit metody výpočtu a provést testy vzorků. Uvažovat kompozitní i kovové materiály.

    Školitel: Píštěk Antonín, prof. Ing., CSc.

13. Technologie integrace bezpilotních letadel (UAS) do řízeného vzdušného prostoru Evropy

    Současný vývoj bezpilotních leteckých systémů (UAS) vyžaduje usilovné studium jak legislativy, tak technických řešení jejich uvádění do vzdušného prostoru. Uspokojivá řešení nebyla dosud publikována. Proto je velmi žádoucí studovat tyto problémy právě nyní. Cíle: - shromáždit a zhodnotit dostupné informace/názory světových znalců na to, jak řídit letecký provoz pilotovaných a bezpilotních letadel v řízeném vzdušném prostoru, - analyzovat celou legislativu UAS a technické možnosti a omezení, které byly o těchto věcech dosud publikovány, - vypracovat modelový návrh implementace základních legislativních požadavků a z nich plynoucích technických řešení. Přínosy: - přehled o problematice, - osobní vzdělání v této zvláštní oblasti služeb letovému provozu, - obohacení zkušenosti české odborné veřejnosti v oblasti ATS.

    Školitel: Vosecký Slavomír, doc. Ing., CSc.

14. Výpočet zatížení letecké konstrukce a pevnostní kontrola s ohledem na velké deformace

    Cílem práce je nejprve revize dosavadně využívaných způsobů výpočtu zatížení letecké konstrukce a požadavků předpisů. Hlavním cílem práce je definice moderního přístupu výpočtu zatížení konstrukce, tak aby byly zohledněny tuhosti reálné konstrukce (tj., zejména zkrucování a průhyb štíhlých kompozitních konstrukcí). Metodika výpočtu by měla postihovat jak statická zatížení dle různých předpisů, tak i možná dynamická zatížení konstrukce křídla, ocasních ploch a trupu. Jako nadstavba metodiky by mělo být možný software včetně několik procedur umožňujících automatizovat pevnostní kontrolu nosníkové konstrukce, případně nosníkové poloskořepiny.

    Školitel: Juračka Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

15. Vytvoření a ověření programového systému výpočtu zatížení letounu

    V současné době je na LÚ několik programů a metodických postupů, které jsou využívány pro výpočet zatížení křídla, ocasních ploch a dalších konstrukčních částí. Jednotlivé programy nejsou vzájemně propojeny a vyžadují složitý způsob přípravy dat, jejich přenos a kontrolu. Cílem disertační práce je doplni teoretické analýzy systému, modernizovat některé postupy a propojit jednotlivé programy do jednoho programového systému a tento systém ověřit na konkrétních příkladech.

    Školitel: Píštěk Antonín, prof. Ing., CSc.

16. Zástavby palubních soustav letadel a postupy průkazů pro certifikaci

    Rostoucí požadavky na zástavby soustav u moderních letadel vyžadují neustálý vývoj postupů zástaveb, průkazů bezpečnosti a spolehlivosti, zkoušek atd. Rovněž rostou požadavky na bezpečnost letadel. Na druhé straně však existuje snaha o redukci nákladů na vývoj a certifikaci letounů, např. formou omezení průkazných zkoušek. V domácím leteckém průmyslu není tomuto tématu dosud věnována patřičná pozornost, byť existuje silný tlak na zástavby moderních avionických soustav do nových i stávajících letadel. Cílem práce bude rozpracování postupů a analýz vedoucích k bezpečné integraci palubních soustav letadel do draku letadel. Součástí práce bude detailní rozbor požadavků předpisů a doporučení pro zástavby různých typů soustav do letadel. Navazovat bude aplikace postupů analýzy bezpečnosti a spolehlivosti soustav a jejich rozpracování a rozšíření v oblastech, které budou vytipovány jako málo rozvinuté. Předběžně se očekává zejména zaměření na postupy průkazu odolnosti vůči vnějším vlivům (např. odolnost elektrických zařízení vůči vyzařovaným vysokofrekvenčním polím, apod.). Navržené postupy by měly být zaměřeny na omezení nákladů na průkaz bezpečnosti a spolehlivosti soustav.

    Školitel: Hlinka Jiří, doc. Ing., Ph.D.