Historia de la instrumentación aeronáutica: de la analógica a las modernas cabinas de vuelo

El puesto de pilotaje puede identificarse como la interfaz entre los pilotos y la aeronave, por lo que el diseño y la implantación de sus sistemas requieren un conocimiento profundo de los retos a los que se enfrentan los pilotos y los escenarios para los que se preparan.

La cabina contiene todos los equipos de visualización, control y comunicación Los miembros de la tripulación tienen que guiar la aeronave en tierra y en el aire, hablar con las torres de control o con otras aeronaves y supervisar los sistemas (motores, depósitos de combustible, aire acondicionado, etc.) de a bordo.

Las primeras cabinas

Una de las características comunes a todos los aviones ha sido siempre la presencia de un salpicadero situado delante o entre los pilotos para mostrar la información necesaria para la navegación y el control del vuelo.

En los primeros treinta años de la historia de la aviación, los paneles de control de los aviones eran bastante sencillos y mínimos: los pilotos obtenían la información de vuelo directamenteobservando el exterior desde la cabina.

Siempre que la visibilidad fuera buena, las cabinas permitían una buena visión de los movimientos del avión (viraje, ascenso y descenso), mientras que una visión ininterrumpida del terreno proporcionaba una ayuda a la navegación: los pilotos también solían volar casi exclusivamente a baja altura.

A partir de los años 30, los paneles de control se equiparon con instrumentos más complejos que permitían a los pilotos volar de noche y en condiciones de escasa visibilidad. En la década de 1950 se realizaron nuevos avances, con la introducción de instrumentos que permitían a los aviones aterrizar en condiciones meteorológicas adversas.

Las mejoras en la aviónica han continuado hasta nuestros días para garantizar una mayor funcionalidad que la simple observación del mundo exterior, como ocurría en el pasado

La ergonomía, factor clave en la evolución de los puestos de pilotaje

El puesto de pilotaje de un avión moderno debe proporcionar, de forma instantánea y eficaz, toda la información que la tripulación necesita para evaluar el estado de la aeronave y las condiciones de vuelo y tomar así las medidas más adecuadas.

Dentro de la cabina, el piloto debe utilizar sus sentidos y su ingenio para controlar una máquina extraordinariamente compleja como un avión en un entorno a veces imprevisible como el cielo.

Dado que los pilotos pilotan el avión sentados, laergonomía de la cabina debe ofrecerles, como es natural, la mayor comodidad durante el trabajo.

Por lo tanto, la planificación, el diseño, la instalación y el funcionamiento de la cabina deben cumplir ciertos requisitos mínimos teniendo en cuenta la posición de asiento del piloto:

• la capacidad de alcanzar los mandos sin esfuerzo desde una posición de referencia (cinturón de seguridad abrochado, arnés de hombro desbloqueado, ojos del piloto en posición de referencia);
• visibilidad de los instrumentos de vuelo sin esfuerzo excesivo;
• la visibilidad mínima del exterior de la cabina;
• facilitar la comunicación oral dentro de la cabina.

La transición de lo analógico a lo digital

Hasta los años 70, las paredes de las cabinas de los aviones estaban salpicadas de indicadores, instrumentos y mandos electromecánicos. En general, los mandos estaban diseñados para una tripulación de tres personas: dos pilotos y un ingeniero.

Un avión típico de aquella época tenía más de 100 instrumentos y controles, los más importantes de los cuales estaban llenos de barras, agujas y símbolos. La NASA inició el estudio de un nuevo sistema para encontrar una solución al problema de la complejidad de los instrumentos y desarrollar así una serie de dispositivos de visualización de datos capaces de procesar la información bruta proporcionada por los sistemas de las aeronaves.

Esta evolución sólo fue posible gracias a un cambio fundamental en el tipo de información procesada por los sistemas de a bordo: los instrumentos anteriores, basados en información analógica, proporcionaban indicaciones directamente vinculadas a fenómenos físicos asociados (por ejemplo, presión atmosférica, velocidad o posición).

En cambio, lainformación digital es el resultado de la conversión de una medida en código binario mediante un convertidor analógico-digital. Así pues, la digitalización de la navegación ha provocado un profundo cambio en las cabinas de pilotaje desde los años setenta.

La revolución de las cabinas de cristal

De hecho, este profundo cambio en la apariencia y la disposición del habitáculo fue impulsado por dos importantes mejoras técnicas:

• la disponibilidad de sistemas electrónicos suficientemente capaces y fiables para digitalizar y procesar la información;
• el desarrollo de tubos de rayos catódicos (TRC), como los utilizados en los monitores de ordenador, pero capaces de adaptarse a las condiciones de luz ambiental muy variables de las cabinas de los aviones.

Estas dos innovaciones han llevado a la sustitución de los principales instrumentos electromecánicos de vuelo por pantallas informatizadas y, en consecuencia, a un cambio en la forma de presentar la información.

La combinación de estos avances tecnológicos dio lugar a la primera generación de lo que hoy se denominan «cabinas de pilotaje de cristal». A principios de los años 80, este nuevo concepto de cabina se adoptó, por ejemplo, para el Airbus A310 y los Boeing 757 y 767. Combinada con otras innovaciones, como el Sistema de Gestión de Vuelo, la introducción de la cabina de cristal hizo posible que los aviones fueran pilotados por una tripulación de dos personas.

No sólo las pantallas CRT, sino también las LCD son ahora el presente y el futuro de la aviónica: Cirrus Aircraft es el primer fabricante que ha empezado a utilizar la aviónica EFIS(Electronic Flight Instrumentation System) en aviones de aviación general, implementando así pantallas LCD o CRT.

Mucho más está revolucionando el puesto de pilotaje tradicional: quién sabe cómo será la instrumentación de a bordo dentro de cinco años, ¡o quizá mucho menos!