Pantallas de aviación

El otro día leía en Microsiervos un post sobre como funcionan las pantallas de TV antiguas vistas a cámara super-lenta. Se filmaba una TV antigua, conocida como CRT o Cathod Ray Tubes o tubos de rayos catódicos en español. Recuerdo a mi padre decirnos a finales de los 60 que no nos acercáramos mucho a la pantalla para ver la televisión porque tenía un tipo de radiación que podía ser perjudicial a corta distancia. Nosotros entonces no entendíamos bien, pero decíamos en el cole que no nos podíamos acercar mucho a ver la tele porque tenía "rayos católicos". Los profesores se mondaban de risa. En aviación se empezaron a reemplazar los antiguos instrumentos analógicos por este tipo de pantallas allá por los años 80. Desde entonces se ha avanzado mucho. En las fotos se puede ver el paso de un DC-9 al novísimo CSeries de Bombardier.

En las fotos que se pueden ver a continuación se muestra como eran estas pantallas de CRT en los primeros aviones de cabina digital "glass cockpit".

Curiosamente estas pantallas llamadas simplemente "de tubo" no tenían tanto fondo como parece. En nuestros ordenadores las hemos cambiado por las más modernas LCD o pantallas planas y eso ha sido un gran cambio. En aviación sin embargo, el cambio no ha disminuido tanto el fondo de la pantalla. Esto es así porque las modernas pantallas LCD para aviación en realidad son ordenadores en si mismas y llevan en la parte posterior toda la electrónica.

En el tubo que se ve en la imagen superior hay una etiqueta que advierte del riesgo de manejar estas pantallas sin el adecuado material y conocimiento técnico. Para dirigir el haz en los tubos de rayos catódicos se emplean tensiones eléctricas muy altas (decenas de miles de voltios). Estas tensiones pueden permanecer en el aparato durante un tiempo después de apagado y desconectado.

Las pantallas del CSeries de Bombardier o las del Embraer son auténticos ordenadores, como los famosos PC "all in one", donde la pantalla lleva integrada toda la electrónica y el ordenador. Debajo se muestran las pantallas del Embraer E-Jet. Estas pantallas LCD pertenecen al sistema PRIMUS EPIC desarrollado por Honeywell. 

Las pantallas PRIMUS EPIC son del tipo LCD de un tamaño parecido al del iPad de 10". Estas pantallas son consideradas inteligentes y contienen capacidad de procesamiento autónomo y están conectadas directamente a las redes ASCB-D y LAN. Se usan múltiples unidades en la aeronave para mostrar la información requerida y para proporcionar suficiente redundancia. El procesador principal es un procesador INTEL PENTIUM II que utiliza DEOS o Digital Engine Operative System sincronizado con el bus de datos ASCB-D. Este procesador ejecuta funciones específicas de la unidad, incluida la gestión de Entrada/Salida y la generación de gráficos. 

Debajo se puede hacer una comparativa del cockpit del Boeing 737 clásico y el 737-400 equipado ya con pantallas CRT antiguas. 

Estas pantallas del 737 necesitan un generador de simbología y un panel de control tal como se muestra en la ilustración.

No solo los aviones han mejorado su presentación en nuevas pantallas. Los controladores aéreos también disfrutan de las nuevas tecnologías. Los avances recientes en los radares, como el procesamiento digital, han llevado a pantallas muy mejoradas. Los radares meteorológicos ahora cuentan con memoria digital, pantallas a color muy parecidas a una presentación de televisión. El principio de operación de los tubos CRT se muestra a continuación de una forma muy simplificada.

Las partes que forman el tubo son las siguientes:

El cátodo es la fuente del haz de electrones que son partículas con carga negativa.

La rejilla está cargada negativamente con respecto al cátodo. Al variar el voltaje aplicado a la rejilla, es posible aumentar el brillo del punto en la pantalla creada por el haz de electrones o cortar el rayo para que el punto no aparezca.

Los ánodos aceleran y enfocan el haz de electrones para que se vea una señal definida en la pantalla donde impacta el rayo. La aceleración se produce porque los ánodos 1º y 3º son positivos y el enfoque se logra variando la tensión aplicada al 2º ánodo, que es "negativo" en relación con los otros ánodos.

Al variar el voltaje en las placas X e Y, el haz de electrones se puede mover hacia la izquierda o hacia la derecha y hacia arriba o hacia abajo a través de la pantalla.

El tubo tiene un recubrimiento interno de grafito para proporcionar un camino de retorno a los electrones y puede tener también un escudo "mu-metal" externo para evitar la radiación no deseada.

En un radar meteorológico básico, el haz de electrones se mueve en la misma dirección que los pulsos de radar emitidos por la antena. El tiempo que tarda el haz de electrones en moverse desde el origen hasta el borde de la pantalla es el mismo que el tiempo que tardan los pulsos en viajar y volver a los límites del rango alcanzado.