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. Bionika v leteckých konstrukcích

   Inspirace přírodními jevy a strukturami stojí za převážnou většinou progresivních technických řešení minulosti, současnosti a s velkou pravděpodobností i budoucnosti. Množství a hloubka poznání v oblasti přírodních věd, které bylo dosaženo v posledních desetiletích spolu s vývojem nových materiálů, technologií a výpočetních systémů umožňují právě v dnešní době převádět inspiraci z přírodních vzorů kreativním způsobem do podoby kompletních technických produktů. Cílem této práce je kreativně kombinovat znalosti z biologie s progresivními strojírenskými technologiemi a moderními výpočetními metodami tak aby bylo možné navrhnout a vyrobit primární součást letecké konstrukce s optimálním rozložením hmotnosti z hlediska jejího zatížení. Hlavním přínosem bude významné snížení hmotnosti konstrukce. Teoretická část práce se bude zabývat identifikací slibných přírodních vzorů a výběrem celků a součástí letecké konstrukce, na které by tyto vzory mohly být s úspěchem aplikovány. Praktickým výstupem práce bude vývoj kreativní letecké konstrukce s využitím bionického přístupu, moderních výpočetních metod, nových slitin jako např. Al-Mg-Sc a progresivních technologií jakou je v poslední době např. Additive Layer Manufacturing.

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

2. Lidský činitel v systémech řízení provozní bezpečnosti

   Systém řízení bezpečnosti (SMS) byl v nedávné době celosvětově implementován poskytovateli služeb ATC (řízení letového provozu), provozovateli letišť, aeroliniemi a dalšími subjekty zajišťujícími leteckou dopravu, jako reakce na stále se zvyšující požadavky na bezpečnost letecké dopravy. Mezinárodní organizace pro civilní letectví ICAO podporuje zavádění SMS příslušnými ustanovením ve svých Anexech a rovněž se připravuje nový Annex 19, který má tuto problematiku komplexně pokrýt. V oblasti zajištění leteckého provozu letišť a nově i u poskytovatelů pilotních výcviků je dosažená bezpečnost provozu velmi výrazně ovlivněna působením lidského činitele. Ačkoliv je SMS zaměřen především na aspekty související s procesy probíhajícími v rámci dané organizace, vhodným začleněním problematiky lidského činitele do SMS lze dosáhnout zlepšení efektivnosti SMS ve zvýšení bezpečnosti. Mezi hlavní cíle práce bude patřit návrh systému řízení bezpečnosti s integrovanými aspekty lidského činitele, vhodný k aplikaci u leteckých škol a provozovatelů menších letišť. Součástí bude i praktický experiment, který bude zahrnovat analýzu vlivu lidského činitele u sledovaného vzorku událostí (incidentů a nehod) návrh metodiky hodnocení, statistický rozbor a následný návrh tvorby kvalitativních cílů k opatřením pro zvýšení bezpečnosti. Práce bude přínosem po subjekty pohybující se v civilním letectví jako zdroj informací pro rozvoj SMS.

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

3. 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.

4. Optimalizace lepených spojů kompozitních a hybridních materiálů.

   Význam lepení v konstrukci letadel se v souvislosti s rostoucím podílem kompozitních materiálů neustále zvyšuje. Efektivní uplatnění technologie lepení závisí na dokonalé znalosti všech faktorů ovlivňujících pevnost a životnost lepeného spoje. Tyto faktory jsou dostatečně známé pro spoje kovových adherendů. Pro polymerní kompozitní materiály, kde je lepení přirozeným způsobem spojování, není dosud objem poznatků úplný. Smykové pevnosti lepených spojů kompozitních materiálů dosahují jen asi 50% hodnoty interlaminární smykové pevnosti vlastního kompozitního materiálu. Z uvedených důvodů není dovoleno používat lepení při opravách primárních kompozitních konstrukcí. Cílem dizertační práce je získání poznatků o vlivu konstrukčních, technologických a provozních faktorů na pevnost a životnost lepených spojů kompozitních a hybridních vrstvených materiálů. Jde hlavně o ověření vlivu parametrů přeplátování, tuhosti adherendů, přípravy povrchu a stárnutí v daném prostředí na smykovou pevnost a životnost spoje.

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

5. Progresivní technologie projektování a výroby tenkostěnných leteckých konstrukcí

   Cílem práce je identifikace kritických parametrů zavedení vyššího stupně automatizace výroby plechových leteckých konstrukcí s efektivním využitím moderních počítačových prostředků projektování a výroby.

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

6. Simulace letových vlastností letounu

   I když se za dobu vývoje letectví dosáhlo značného pokroku v metodách početního odhadu letových vlastností, stále je třeba nadále zpřesňovat metody posuzování dynamického chování letounu již v předvýrobní fázi. Stanovování letových vlastností je doposud ze značné části odkázáno až na vývojové letové zkoušky prototypu letounu – letového demonstrátoru. Cílem práce je sestavení dynamického modelu konkrétního letounu a pomocí simulací dynamiky pohybu letounu predikovat jeho základní letové vlastnosti. Snahou je nalézt vazbu mezi návrhovými parametry letounu a vnitřním popisem letounu jako dynamického systému. Simulačními experimenty na dynamickém modelu letounu posoudit citlivost a významnost jednotlivých návrhových parametrů na výstupní odezvy dynamického chování letounu.

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

7. Zahrnutí vlivů diagnostiky do analýz spolehlivosti letadlové techniky

   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 této kategorii letounů jsou: Růst složitosti systémového vybavení, zvyšující se požadavky na provozní spolehlivost, rostoucí zájem na zástavbě palubní diagnostiky do letounů kategorie CS-23. Disertační téma navazuje na práce Leteckého ústavu v oblasti optimalizace parametrů diagnostiky a v oblasti analýz spolehlivosti. Výsledkem by měly být popsané (a aplikované) postupy popisující vliv použití palubní diagnostiky na parametry spolehlivosti dané soustavy letounu. U měnších letadel typických pro domácí průmysl bylo dosud využití palubní diagnostiky vyjímečné. Při nepromyšleném použití diagnostiky přitom může dojít i ke zhoršení parametrů spolehlivosti. Diagnostika má zásadní vliv na snižování nákladů na údržbu (a provozních nákladů) a je klíčovým prvkem pro návrh budoucích vysoce automatizovaných letounů a bezpilotních prostředků. Vedlejším efektem předpokládaným pro disertační práci bude zpřesnění odhadů intenzit poruch v analýzách spolehlivosti a rozpracování postupů funkčních analýz. Téma je propojeno s běžícími a budoucími VaV/průmyslovými projekty Leteckého ústavu, mimo jiné s projektem vývoje letounu TL-4000 (FR-TI4/513), podaným projektem 7.RP ATOME, připravovanými centry kompetence.

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

8. Životnost primárních kompozitních leteckých konstrukcí

   Hlavním cílem doktorského studia by mělo být řešení způsobu přístupu k primární letecké celokompozitní konstrukci z pohledu životnosti. Výstupem práce by měla být metodika umožňující stanovit životnost konstrukce jako důsledek cyklického zatěžování a vlivu prostředí. Předpokládá se analytický přístup s využitím experimentálních dat. Pro experimentální výzkum se předpokládá realizace únavových a životnostních zkoušek základních vzorků a elementů konstrukce letadel. Úvodním úkolem disertační páce by mělo být shrnout dosavadní poznatky z oblasti chování kompozitních materiálů, zkoušek, definování různých typů hodnocení životnosti a požadavků leteckých předpisů. V další části práce by měl doktorand navrhnout metodiku hodnocení životnosti, vybrané části experimentálně ověřit a modelově aplikovat na reálnou leteckou konstrukci.

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