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 tlustostěnných 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. Cílem práce je identifikace a kvantifikace důležitých faktorů ovlivňujících chování tlustostěnné kompozitní součásti a návrh zohlednění těchto faktorů do postupu návrhu a výpočtu.

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

2. 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. 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.

3. 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.

4. Dosažení evropských standardů ve vybavení malých mezinárodních letišť

   Přednostně se evropské standardy uplatňují v ČR 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 malých mezinárodních letišť a navržena jejich kategorizace. Pomocí modelování bude navrženo a ověřeno minimální technické vybavení pro jednotlivé kategorie. Bude se vycházet z existující RWY a TWY a dále úrovně vybavení prostředky ZLT. Navrhne se metodika posouzení vhodnosti dalšího technického vybavení malých letišť vzhledem ke stanovené kategorii. Návrh metodiky bude teoreticky zdůvodněn vhodnými postupy (modelováním) .

   Školitel: Kulčák Ludvík, prof. 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. Monitorování stavu letecké konstrukce a prognostika

   Práce bude zaměřena na monitorování částí leteckých, převážně kompozitních konstrukcí, posuzování jejich stavu a hodnocení zbytkové životnosti. V rámci práce se předpokládá využití rozměrově malých, lehkých a levných piezo keramických senzorů generujících povrchové Lambovy vlny (případně i jiných senzorů) umožňujících detekci, lokalizaci a zjištění velikosti defektu pro stanovení závažnosti poškození konstrukce. Cílem práce je zhodnocení využitelnosti těchto senzorů pro monitorování konstrukce a zpracování metodiky monitorování konstrukce s navazujícím hodnocením rozsahu a druhu poškození s následným výpočtem zbytkové životnosti. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se společností Honeywell International, s.r.o.

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

8. 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.

9. 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: Kulčák Ludvík, prof. Ing., CSc.

10. 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.

11. Plán prohlídek a údržby draku malého dopravního letounu s využitím moderních přístupů

    V současné době v kategorii malých dopravních letounů (CS-23), jejichž tradičním výrobcem je i ČR, zaznamenáváme trend přejímání standardů a přístupů dříve typických spíše pro velké dopravní letouny. Tyto snahy jsou důsledkem jednak modernizace a vývoje letounů, ale také jsou odrazem požadavků kladených na tuto kategorii letounů. Celosvětové trendy v oblasti provozu této kategorie letounů jsou: Růst složitosti systémového vybavení, zvyšující se požadavky na provozní spolehlivost, životnost a bezpečnost, rostoucí provozní náklady, vlivem provozního vytížení se zkracuje čas potřebný pro údržbu letadla. V oblasti konstrukce draku letounu se toto projevuje především zvýšenými požadavky na životnost, (aplikace filozofie DAMAGE TOLERANCE), odolnost vůči náhodnému poškození a korozi. Další snahou v poslední době je prodloužení života draku již provozovaných letounů. Disertační práce by měla obsahovat jednak shrnutí současného stavu v dané oblasti, ale především by měla vytvořit základ pro praktické uplatnění výstupů z vědních oblastí jako je nauka o materiálu, pevnost, únava materiálu, konstrukce letadel a koroze v plánu "nezbytné" údržby draku letounu. "Nezbytná" údržba znamená údržba nutná pro zajištění bezpečnosti a požadované provozuschopnosti. Očekává se napojení postupů hodnocení a návrhu plánu údržby na moderní zaváděné postupy, jako je např. MSG-3. Tato práce by měla navazovat a zúročovat poznatky v uvedených oblastech rozvíjených v souladu se světovými trendy na Leteckém ústavu (LÚ) a dále tak rozšířit možnosti jejich aplikace v leteckém průmyslu ČR. Dále by měla doplňovat na LÚ již řešenou a zpracovanou oblast údržby soustav letadel o oblast údržby draku letadel kategorie CS-23. Student by měl vycházet ze znalostí již uvedených vědních oblastí, znalosti konstrukce letounu a významu jejich celků, ale také by měl mít nadhled a schopnost vytvořit vazby mezi jednotlivými vstupy a zhodnotit jejich vliv na požadované výsledky použitelné v praxi.

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

12. Pravidla provozu bezpilotních letadel (UAS) v řízeném vzdušném prostoru Evropy a požadavky na jeho technické zabezpečení

    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.

13. 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 doplnit 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.