El diseño del C Series de Bombardier (A220)

El diseño del A220, nacido Bombardier, es muy interesante en cuanto a controles de vuelo, piloto automático y FMS. En este avión se mezclan las filosofías y capacidades de control de las casas Airbus y Boeing.

Control de vuelo (lo mejor de dos mundos)

El A220 es un avión Fly By Wire (FBW) con una palanca de control lateral pasiva (técnicamente llamada inceptor), muy parecida a un Airbus de toda la vida, pero existen algunas diferencias, por ejemplo la compensación (trim) que si tiene esta palanca junto con una señal háptica en el eje de cabeceo. En un principio se penso en utilizar palancas o sidesticks con retroalimentación activa, pero no estaban disponibles para el proyecto del Serie C en ese momento.

Las palancas de gases son como las de Boeing; se mueven solas cuando el autothrottle (empuje automático) está funcionando, lo cual es bueno. Toma las mejores ideas de Airbus y Boeing y las junta. En algunos casos, el equipo de igenieros que ideó el avión tuvo ideas propias en las que dieron con sistemas interesantes y bien diseñados. Uno es el panel de control de radio. Situado en el salpicadero, junto al panel de control de vuelo, compartiendo una pantalla con los controles de navegación. Una posición ideal que es una reminiscencia de los jets de negocios diseñados por la casa.

Las leyes de vuelo FBW son tomadas de Boeing, es decir, el avión es estable en velocidad como un avión clásico (cualquier avioneta Cessna o Piper es estable en velocidad). Esto es, el avión busca la velocidad para la cual ha sido compensado con el trim. Algo muy diferente a las llamadas leyes C* (se lee "C star") del Airbus. En Airbus no hace falta trimar el avión al mover la palanca. El avión se compensa automáticamente. En el Bombardier se ha intentado reproducir electrónicamente el comportamiento clásico de un avión convencional y a diferencia de Airbus, a esto se le han llamado ley C*U.

En este gráfico se muestra la diferencia de comportamiento entre los aviones de AIRBUS (C*) y los aviones de BOEING (C*U). En los aviones AIRBUS el iniciador (la palanca) se posiciona para obtener una trayectoria. En este ejemplo es de morro arriba para ascender. El avión obtiene una compensación automática (el piloto no necesita compensar manualmente). Si el avión perdiera velocidad, al no poder compensar con potencia el incremento de energía necesario para el ascenso, entonces el avión tendería a descender tratando de mantener la actitud seleccionada por el piloto. Por su parte, los aviones FBW de BOEING se comportan como los aviones convencionales, esto es, vuelven a su actitud de vuelo compensado de acuerdo con la velocidad que tenían. Esta idea es conceptualmente muy importante, pues ilustra las diferentes estrategias de pilotaje que se deben de adoptar según el modelo de avión del que se trate. Ver post dedicado.

La protección de la envolvente FBW en cambio es muy parecida a la de Airbus. El ángulo de ataque y el factor de carga tienen límites estrictos, y funcionan muy bien, no hay manera de meter al avión en una pérdida intencional. La protección de alta velocidad está un poco mejor hecha que la de Airbus. Reduce el empuje, pero luego no eleva el morro como el Airbus; sino que despliega los aerofrenos. Gracias a ello, no hay cambios en la trayectoria de la aeronave, una solución muy bien diseñada.

Aviónica y FMS

El conjunto de aviónica es el mismo que el de los jets de negocios de gama alta de Bombardier. Se trata de la suite de aviónica  Rockwell Collins Pro Line Fusion.Esta suite tiene algunas características realmente buenas.

Todas las funciones de visualización y control están diseñadas para mantener los ojos del piloto mirando hacia arriba y/o hacia afuera. Los únicos elementos importantes en la consola central son las palancas de gases y los dispositivos de entrada para el FMS, que son unos periféricos con una bola muy parecidos a los que se ven en ratones de ordenador. Además de estos pertiféricos llamados CCD's existe u teclado especial denominado MKP. Debajo muestro la forma y el aspecto general estos periféricos que encontré desmontados en uno de nuestros simuladores. Son sorprendentemente ligeros, pero tienen un precio astronómico.

Debajo se muestran las funciones del MKP y de los CCD.

La posición de estos dispositivos en el pedestal central, a ambos lados de las palancas de gases, facilita que ambos pilotos puedan utilizarlos sin esfuerzo.

El sistema Pro Line Fusion tiene total flexibilidad en el uso de las enormes pantallas (cinco en total que pueden utilizarse con diferentes modos y particiones en caso de fallo de alguna).

El sistema puede combinar la pantalla de vuelo principal (PFD) con mapas de aproximación o una pantalla de navegación (ND). Prácticamente cualquier partición de las pantallas es posible. Más incluso si tenemos en cuenta que el ND tiene diferentes pantallas con información de navegación lateral y vertical, como el A350 y el A380. Una característica de seguridad realmente importante es que esta aviónica cuenta con la disponibilidad de mostrar terreno en 3D sintético superpuesto en el horizonte artificial dentro de la pantalla de vuelo principal. El vuelo por instrumentos, que es una tarea tediosa y que normalmente requiere un esfuerzo mental, se convierte casi en un videojuego con la visión sintética. Los Head Up Displays (HUD) son opcionales y muestran exactamente la misma imagen que en el PFD, incluida la visión sintética.

El FMS está diseñado para ser gestionado con el panel CCD (la famosa bola). La interfaz, en cuanto a presentación, cuenta con pestañas, al igual que el FMS del A350. El FMS tiene una estructura de programación sencilla pero estricta a base de introducir datos en cada fase de vuelo.

El panel de control del piloto automático (en el medio del salpicadero) se parece mucho al de los aviones de Boeing, lo cual es bueno. Tiene una división lógica parecida en los modos de navegación lateral y vertical. Airbus tiene una configuración más mixta que tiene que ver con su manejo especial del control de gases.

Una de las cosas que mas me gustan del Bombardier, que ni Airbus ni Boeing tienen, son los controles de radio situados en el salpicadero. Los Airbus y Boeing tienen estos controles en una posición en la que el piloto debe mirar hacia abajo. Desde un punto de vista operacional, es mucho mejor tener los ojos cerca de donde está la acción, el exterior y el PFD/HUD. En general, la filosofía del cockpit es de lo mejor que se ha diseñado hasta ahora.

En resumen, el Bombardier serie C, rebautizado Airbus A220, es un avión diseñado extraordianriamente bien. Se han tomado muchas decisiones técnicas complicadas, pero se han resuelto de forma correcta. Es difícil encontrar alguna pega.

Para saber más: