El vuelo de la Gran Avutarda

Nota:   lo que se comenta en este artículo son generalidades. Para saber las capacidades reales de un avión concreto se debe de consultar el manual de vuelo. Nadie duda de que los beneficios de los sistemas FBW (Fly By Wire) son enormes. Hoy en día la mayoría de los aviones comerciales modernos ya incorporan este sistema. El FBW hace el vuelo mucho más eficiente. Esto redunda en rutas con mayor ahorro de combustible y viajes mucho más confortables para los pasajeros. A su vez, el sistema requiere un mantenimiento más reducido, por lo que todo ello dará lugar a costes operacionales más bajos para compañía. Esto último además puede redundar en beneficio del consumidor, porque posibilita que la propia compañía pueda bajas los precios de los billetes. Debajo se puede ver el esquema de beneficios y el resultado obtenido.

Las superficies de control de vuelo en los modernos aviones comerciales pueden ser actuadas por medio de energía hidráulica, que es lo mas usual, pero también por energía eléctrica en algunos modelos. Las superficies de control de vuelo actuadas directamente por cables (sin ayuda) no se utilizan en la aviación comercial en aviones de tamaño medio (A320, B737 y similares).  La tecnología FBW Fly-by-wire o pilotaje por medio de mandos electrónicos, reemplaza los controles de vuelo manuales convencionales de un avión por un sistema de señales transmitidas a través de una interfaz electrónica. En algunos aviones se combina incluso los controles convencionales con los controles FBW. Por ejemplo, los alerones de la familia E-Jet de primera generación son movidos por mandos de vuelo convencionales, mientras que el resto es tecnología FBW. Para explicar este tema tomemos como ejemplo a este modelo de la casa EMBRAER. En la ilustración que se puede ver debajo se aprecia la estructura g...

Una de las primeras cosas que me suelen preguntar cuando hablo del CSeries de Bombardier es: ¿Cómo funcionan las leyes de vuelo de su sistema Fly-by-Wire (FBW), es igual que los de AIRBUS La respuesta corta es no. La respuesta un poco más larga me ha dado pie a escribir este post algo técnico. La nueva denominación del CSeries (recientemente renombrado A220) es una mera táctica comercial y nada tiene que ver con la fabricación del avión o los sistemas. Uno de estos sistemas es precisamente el FBW. Voy a intentar explicar aquí la diferencia entre estos dos modelos de forma simplificada (la realidad es mucho más compleja). Antes de leer el resto de esta entrada es interesante leer como se comporta un avión convencional en cabeceo . Introducción Los sistemas Fly-by-Wire (FBW) digitales comenzaron a operar en los 80. Mucho antes ya habían volado aviones comerciales con sistemas secundarios FBW, el Concorde por ejemplo, fue el primer avión comercial en utilizar SLATS Fly-by-Wire. La ...

En el último post sobre este tema hablábamos sobre las protecciones del sistema FBW. Como decíamos este sistema se ha adoptado por los "nuevos" fabricantes de aviones como Bombardier y Embraer con sus modelos (C-Series y los E-Jet). En estos modelos, al igual que en los AIRBUS, se ha puesto a disposición del piloto una serie de ventajas que incluyen protección en la envolvente de vuelo. Para ello se hace un uso extensivo de ordenadores que se conectan para intentar mejorar la señal que envía el piloto. Generalmente hablando, se puede decir que ambos sistemas, a diferencia de la filosofía seguida por AIRBUS, ponen el énfasis en la posibilidad de dar más autoridad al piloto, es decir, no limitarlo sino mejorar su actuación.  ¿Cómo se ha resuelto esto en el nuevo C-Series de BOMBARDIER? Debajo se muestra un diagrama en el que se pueden ver las entradas y las salidas de los elementos implicados en el proceso. Dentro del ordenador PFCC (Primary Flight Control Computer) ...

Figura 1. En la esquina superior izquierda se pueden ver los dos sistemas de control de cabeceo (pitch) mecánico del 737. Cada lado tiene un sistema completo que se muestra en la parte inferior de la figura (excepto el sistema de compensación o trim, que tiene juegos de cables dobles con un solo moto para el actuador). Fuente: Boeing.  La creación de un sistema de control clásico versus control de vuelo  Para nuestro análisis de las diferencias entre un sistema de control clásico y una variante FBW, nos centramos en el canal de control de cabeceo (pitch). Este es el canal más crítico cuando se trata de control de aeronaves y cada elemento crítico debe ofrecer redundancia para esta importante función. Nos centraremos un poco menos en cómo se realizan las tareas normales de control de cabeceo y más en cómo los diseñadores han gestionado lo que puede salir mal. Control mecánico  El mayor riesgo de mal funcionamiento en un sistema mecánico que contro...

Los sistemas de vuelo por cable son bastante complejos, pero su funcionamiento puede explicarse en términos simples. Cuando un piloto mueve la columna de control (o palanca lateral), se envía una señal a un ordenador (muy parecido a lo que hacemos al jugar en una videoconsola con un controlador de juego), la señal se envía a través de múltiples cables (a los que llamamos canales) para garantizar que la señal llegue al ordenador. Hablamos de un sistema "Triplex" cuando se utilizan tres canales. En un sistema analógico, el ordenador recibe las señales, realiza un cálculo (agrega los voltajes de las señales y las divide por el número de señales recibidas para encontrar el voltaje promedio) y luego agrega otro canal. Estas cuatro señales "Cuádruplex" se envían al actuador de la superficie de control y la superficie comienza a moverse.  Los potenciómetros y transductores en el actuador envían una señal de regreso al ordenador (generalmente un voltaje negativo) info...

El otro día leía una interesante entrada sobre el Boeing 7J7 en el magnífico Blog sobre aviación Sandglass patrol  (uno de los Blogs de aviación decanos en España). En el artículo se hacía referencia a los novedosos sistemas de este interesante modelo propfan que no llegó a producirse. Una de las muchas cosas que este avión de mediados de los 80 ha aportado a otros modelos posteriores es precisamente su novedoso estándar en comunicaciones de aviónica. Este sistema comezó llamándose DATAC y era mucho más avanzado que el estándar 429 de ARINC. Debajo se muestra uno de los ordenadores de control de vuelo. El famoso PFCC o FCC (Primary Flight Control Computer o Flight Control Computer a secas). Muchos aficionados se habrán dado cuenta de que es muy similar a los que montan los Boeing 777 y tienen razón. Es el modelo que dio lugar a ls que hoy montan los Boeing. Ordenador GEC Avionics del Boeing 7J7 (Primary Flight Computer) 250 SK 17535.  Escrito a mano se puede leer: Pre Boeing ...

La automatización de los aviones comenzó a mediados de la década de 1930 con la introducción de pilotos automáticos muy simples. El desarrollo del piloto automático no ha dejado de crecer de forma ininterrumpida desde los primeros modelos. En la década de 1950, se podían encontrar sistemas más sofisticados en aviones de la era Super Constellation y DC-6. El desarrollo continuó en la era de los aviones comerciales a reaccción. A medida que pasaba el tiempo y aparecían nuevos aviones, los pilotos automáticos y los directores de vuelo se fueron convirtiendo en componentes esenciales de los sistemas de guíado de vuelo. Aquí se incluían los sietmas de navegación de área (RNAV) y otros sistemas autónomos rudimentarios. Otros dispositivos como los slats automáticos, los auto-spoilers y auto-brakes se convirtieron en parte estádard del paquete de automatización.  Pero fue a finales de la década de 1970 cuando realmente floreció la automatización moderna de la cabina de vuelo, impulsad...

La introducción del sistema FBW trajo consigo multitud de ventajas. La sencillez en el diseño, la reducción de peso, la precisión en el vuelo, etc, etc. Una de las características más significativas de los sistemas FBW es que utilizan sensores muy sofisticados para informar a los ordenadores centrales sobre la situación del avión. Con esta retroalimentación, el ordenador puede elaborar cálculos que son empleados para aumentar la eficiencia del vuelo y también su confort. Uno de estos cálculos se utiliza para producir el conocido “gust aleviation” o amortiguación de turbulencias. No todos los aviones FBW disponen de esta función, el ejemplo típico de avión con gust aleviation es AIRBUS. El gust aleviation se lleva a cabo por los alerones y en algunos aviones también intervienen los spoilers. Cuando una ráfaga de aire turbulento intenta mover el avión en el eje longitudinal, los sensores (acelerómetros y giróscopos) detectan este input que no ha sido generado por el ordenador del ...

Si le preguntamos a un estudiante piloto cuál es la función de los alerones, nos dirá que sirven para que el avión alabee y así poder cambiar de rumbo en un viraje. Si seguimos preguntando como hacen esto los alerones, probablemente nos contará que estos se mueven asimetricamente. Es decir, uno sube y el otro baja. Para virar a la derecha el alerón izquierdo baja y el derecho sube. Lo contrario ocurre en un viraje a la izquierda. Al bajar el alerón se cambia la curvatura del ala y se crea más sustentación. El ala cae en el alerón que sube porque el flujo de aire se altera y se pierde sustentación. La combinación de ambos alerones hace que el avión alabee. Visto desde el morro del avión: Hasta aquí todo correcto, pero hoy en día, con las leyes de vuelo FBW esto ya no es así de simple. Los controles de vuelo FBW pueden hacer cosas que podrían parecer increíbles a un piloto de los de antes. Vamos a ver un ejemplo que en inglés se llama wing bending relief o alivio del ...