El director de vuelo (Flight Director)

Hace unos días invité a mi hermano y a un amigo suyo a que se dieran un vuelo en uno de nuestros simuladores del A340. Una de las cosas que parecía les daba más problemas y les mantenía en tensión permanente, era el tener que seguir en todo momento unas barras que se veían en las pantallas del avión y que no hacían más que moverse una vez que habían conseguido por fin centrarlas. 

Estamos hablando del Director de vuelo, que son unas barras o cruceta (verde en el AIRBUS, pero puede ser magenta o amarilla en otros aviones y con distintas formas) que se puede ver en las pantallas PFD.

El director de vuelo o Flight Director o FD es un instrumento o sistema que se superpone en el indicador de actitud o en los modernos aviones comerciales se muestra al piloto en el centro del PFD (Primary Flight Display). Ver entradas relativas al EFIS. Hoy en día este indicador forma parte de lo que se denomina aviónica y muestra al piloto la actitud necesaria para seguir una cierta trayectoria.

Como se puede ver en la ilustración, el calculador integrado en uno de los ordenadores de abordo (el ejemplo es del E-Jet, MAU o Modular Avionic Unit), genera las indicaciones para que el piloto pueda seguirlas sin dificultad. en este diagrama es el piloto el que guía el avión ayudado por el FD (el piloto es parte del sistema). En ocasiones se puede acoplar el FD para que el piloto automático siga esas mismas indicaciones, pero el piloto siempre debe de estar vigilante en caso de que la maniobra no se realice correctamente.

El director de vuelo calcula y muestra los ángulos de alabeo y cabeceo adecuados necesarios para que la aeronave siga una trayectoria previamente seleccionada, (seleccionada por medio de la unidad de guiado, como la que aparece en el diagrama o por medio de una unidad MCDU). 

Panel de guiado donde se seleccionan parámetros de:

 velocidad, altitud, rumbo, etc.

Un ejemplo sencillo: El avión está en vuelo horizontal en un rumbo de 045 grados y a una altitud de 15.000 pies manteniendo una velocidad de 260 nudos, las indicaciones del FD (pueden ser barras u otra forma) guían a los pilotos en la maniobra a seguir (en este caso la indicación es de barras centradas). Mientras las mantengamos centradas el avión se mantendrá perfectamente en esos parámetros que comentamos.

A continuación, el director de vuelo se establece (por medio del panel de guiado) en un nuevo rumbo de 090 grados y una nueva altitud de 20.000 pies. La aeronave debe por lo tanto girar a la derecha y subir.  Esto es lo que nos indicará el FD. Una barra se moverá hacia la derecha y la otra se moverá hacia arriba. El piloto debe de intentar centrar las barras de nuevo tirando hacia atrás de la columna de control, mientras que alabea hacia la derecha.

Una vez que se alcanza la actitud  adecuada las barras del FD se mantendrán centradas y permanecer centradas hasta que se consiga el nuevo rumbo y altitud. Poco antes de alcanzar el nuevo rumbo, las barras nos volverán a indicar la maniobra para volver a establecer las alas en vuelo recto y nivelado (cuando el avión comienza a acercarse a 090). Cuando la aeronave se aproxime ala nueva altitud de 20.000 pies, la barra horizontal se empezará a mover hacia abajo indicando al piloto que debe de nivelar el vuelo y estabilizarse en la nueva altitud. 

Para descargar al piloto de trabajo, el FD se utiliza generalmente en conexión directa con el piloto automático (AP), donde los inputs del FD van directamente al calculador de vuelo del AP para guiar a la aeronave en la actitud correcta y seguir una trayectoria preestablecida. La combinación FD/AP se usa casi siempre con el piloto automático acoplado para facilitar las aproximaciones instrumentales, como el ILS.

La forma exacta de la pantalla y la presentación del director de vuelo varía con el tipo de instrumento, ya sea en forma de cruz o barras de comandos (la denominada "cue" en inglés). En la ilustración inferior se muestra la forma en "V" invertida color magenta en cuatro situaciones diferentes.

En el primer cuartel el avión (el símbolo negro) está estabilizado (acoplado al FD), en el segundo cuartel, el FD nos dice que giremos hacia la izquierda, en el tercero nos muestra un giro mientras ascendemos y en el cuarto nos dice que mantengamos las alas niveladas, pero que descendamos.

En la ilustración inferior se muestra un viejo sistema mecánico (FD en barras amarillas) sobre un horizonte artificial mecánico.

En un post muy interesante que estoy preparando voy y explicar como se hace el cálculo para que las barras del Director de Vuelo muestren la maniobra correcta al piloto.

Post relacionado:
http://greatbustardsflight.blogspot.ch/2015/11/los-calculos-del-director-de-vuelo-o-fd.html