Aviatik

Aus SystemPhysik
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Die Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (vormals Zürcher Hochschule Winterthur ZHW) bietet seit Herbst 2006 einen Studiengang in Aviatik an. Weil die grösste Fachhochschule der Schweiz auch in der Ausbildung neue Wege beschreiten will, wird das Fach Physik in den Studiengängen Aviatik und Wirtschaftsingenieurwesen als projektbezogenes Modul im Rahmen der sogenannten "Projektschiene" angeboten. In diesem Physikkurs lernen die Studierenden anhand fachspezifischer Fragestellungen einen neuartigen Zugang zu den Grundgesetzen der Natur kennen. Die Physik der dynamischen Systeme, die in den letzten 25 Jahren in Winterthur entwickelt worden ist, fasst die Naturgesetze zu einem ganzheitlichen Bild zusammen, legt eine umfassende Basis für die Ingenieurausbildung, räumt mit vielen Fehlvorstellungen auf und entrümpelt die Schulphysik.

Berufsbild

Sicherheit und Ökonomie sind für die täglich erbrachten Dienstleistungen im hoch technisierten System Luftfahrt von zentraler Bedeutung. Langfristig ist die ökologische Verträglichkeit der eingesetzten Technologien bestimmend für deren Einsatz.

Die Absolventen des Bachelorstudiengangs Aviatik verstehen das System Luftfahrt als Teil des Gesamtsystems Transport und können das erarbeitete Wissen als kompetente Fach- und Führungskräfte in der Luftfahrt gewinnbringend ein- und umsetzen.

Tätigkeiten

Aviatiker/innen FH (Bachelor of Science) sind kompetente Fach- und Führungskräfte im hoch technisierten System der Luftfahrt. Als Generalisten und Generalistinnen beteiligen sie sich an Forschungsprojekten und verfolgen Trends und Entwicklungen.

Aviatikerinnen FH mit Vertiefungsrichtung Technics & Engineering arbeiten in technischen Flugzeugunterhaltsbetrieben oder bei Flugzeug- und Komponentenherstellern. Sie verfügen über vertieftes Wissen in den Bereichen Technische Projekte, Unterhalt, Reparatur und Zertifizierung. In diesen Einsatzbereichen begleiten sie Projekte und suchen mit ihren Mitarbeitenden nach neuen wirtschaftlichen, umweltgerechten und sicherheitstechnisch optimierten Lösungen. Dies setzt vertiefte Kenntnisse über den Betrieb und die Sicherheit der im Flugbetrieb eingesetzten technischen Anlagen voraus.

Aviatiker FH mit Vertiefungsrichtung Operation & Management sind in den operativen Bereichen der verschiedenen Luftfahrtunternehmungen tätig. Sie kennen die gültigen Vorschriften und Verfahren und optimieren Prozesse. Dabei berücksichtigen sie wirtschaftliche und sicherheitsrelevante Aspekte. Vertieftes betriebswirtschaftliches Wissen, gute Kenntnisse über Luftrecht und über die Organisation des Luftverkehrs sowie technisches Know-how sind unerlässlich, um die meist in englischer Sprache geführten Verhandlungen zu koordinieren und zu leiten.

Aviatikerinnen FH der Vertiefungsrichtung Operation & Management können im letzten Studienjahr die theoretische Linienpilotenprüfung gemäss JAR-FCL absolvieren und mit der praktischen Flugausbildung in der unterrichtsfreien Zeit zwischen dem 2. und 3. Studienjahr beginnen.

Aviatiker FH beider Vertiefungsrichtungen verfolgen Trends und Entwicklungen in der Luftfahrt und können Vor- und Nachteile beurteilen. Dies setzt permanente Aneignung und praktisches Umsetzen von neuem Wissen sowie eine aktive Einbindung in das international verflochtene Netzwerk von Herstellern, Betreibern und Regulatoren voraus.

Physik und Systemwissenschaft

Das Fach Physik und Systemwissenschaft in Aviatik (2x8 ECTS) gliedert sich in ein Vorlesung (2 Lektionen), einen Übungs- und Modellbildungsteil (4 Lektionen) und einen sprachlichen Teil (2 Lektionen).

Lernziele

Die Studierenden

  • entwickeln eine persönliche und reflektierte Arbeitstechnik.
  • können Ihre Ergebnisse mündlich und schriftlich zielgruppengerecht präsentieren.
  • kennen die Grundprinzipien der Physik der dynamischen Systeme und können diese auf Fragestellungen aus der Luftfahrt anwenden.
  • beherrschen die systemdynamische Modellbildung und Simulation.
  • können komplexe Fragestellungen analysieren und in ein dynamisches Modell umsetzen.
  • kennen die naturwissenschaftlich-technische Grundlagen der Flugdynamik.

Lerninhalte

  • Hydrodynamik: Volumenbilanz, Prozesse und Energie, resistive, kapazitive und induktive Glieder;
  • Elektrodynamik: Strom, Spannung, Prozessleistung, lineare Glieder;
  • Translationsmechanik: Impulsbilanz, Kinematik, Energie, Gravitation, Schnittstelle zur technischen Mechanik;
  • Offene Systeme: Energie- und Impulsbilanz, instationäre Prozesse;
  • Rotationsmechanik: Drehimpulsbilanz, Rotation um eine Achse, starre Körper in der Ebene;
  • Thermodynamik: Entropie- und Energiebilanz, thermische Prozesse, TD homogener Systeme, Wärmetransport;
  • Persönliche Arbeitstechnik, Anwendung bestimmter Textsorten, Präsentationstechnik.

Modellbildung

Modellbildung und Simulation bilden einen Schwerpunkt im Fach Physik und Systemwissenschaft. In der ersten Phase lernen die Studierenden anhand kleiner Beispiele aus den Gebieten Hydrodynamik und Elektrodynamik die Technik der systemdynamischen Modellierung. Danach wird ein grösseres Beispiel aus der Translationsmechanik modelliert und simuliert. Im zweiten Semester befassen sich die Studierenden in Dreiergruppen mit einem grossen Modell, wobei jede Jahr ein neues Projekt gestartet wird.

Projekt 2007

Der Start einer Grossrakete soll in einem erdfesten System modelliert werden. Einzubauen sind neben dem mehrstufigen Raketentriebwerk die Wirkung der Gravitation (inkl. Zentrifugalkraft und Corioliskraft) sowie der Luftwiderstand (geschwindigkeits- und höhenabhängig). Das Modell soll den Flug bis in den Orbit simulieren können. Die grosse Herausforderung ist die Steuerung der Rakete mittels Ausrichtung der Triebwerke. Zur Vereinfachung werden Start und Umlaufbahn in die Äquatorialebene gelegt.

Beispiele:

  • Sputnik 1 (4. Oktober 1957)
  • Erstflug um die Erde (Juri Alexejewitsch Gagarin)
  • Saturn V (Apollo-Programm)
  • Space Shuttle
  • Ariane 4 und 5 (unterschiedliche Missionen)