Hoy en d√≠a hay varias categor√≠as de simuladores de vuelo utilizados para el entrenamiento de pilotos. Las mismas que van desde simples sistemas de entrenamiento b√°sico hasta simuladores de vuelo altamente complejos con movimiento de 6 grados de libertad. La certificaci√≥n de nivel D es la mas avanzada y garantiza que el simulador reproduce con la m√°xima fidelidad el comportamiento de la aeronave real y por tanto es apto tanto para el entrenamiento inicial ‚Äďel requerido para volar un modelo de avi√≥n concreto- como el recurrente o de refresco de las tripulaciones de la compa√Ī√≠a.

La Plataforma Stewart

Para poder ‚Äúsentir‚ÄĚ las mismas sensaciones que cuando se vuela un avi√≥n de verdad se emplean cabinas de vuelo que replican las verdadera hasta en sus m√°s m√≠nimos detalles. La cabina de vuelo se monta en una plataforma como la que se muestra a continuaci√≥n. Esta plataforma, es conocida como ‚ÄúPlataforma Stewart‚ÄĚ y utiliza una especie de juntas cardan en la base y en la plataforma. Toma el nombre de los ingenieros que la dise√Īaron: Eric Gough (1954) y D. Stewart, quien public√≥ el estudio en 1965.

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Esta plataforma se encarga de transmitir al piloto las aceleraciones, que junto con un sistema visual adecuado, producen la ‚Äúmagia‚ÄĚ de hacernos creer que estamos realmente volando.

Actuadores hidráulicos vs actuadores eléctricos

Estas plataformas cuentan con 6 actuadores que pueden ser hidr√°ulicos (simuladores cl√°sicos) o el√©ctricos (instalados en los simuladores mas modernos). La estructura de un actuador el√©ctrico es simple en comparaci√≥n con la de los actuadores hidr√°ulicos, ya que s√≥lo requieren de energ√≠a el√©ctrica como fuente de potencia. Adem√°s, al utilizan cables el√©ctricos para transmitir electricidad y se√Īales, es altamente vers√°til y pr√°cticamente no hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de potencia y el actuador. Los actuadores el√©ctricos son tambi√©n m√°s sencillos de mantener por su menor complejidad, en las ilustarciones inferiores se compara un ‚Äúviejo‚ÄĚ simulador con actuadores hidr√°ulicos con el nov√≠simo simulador el√©ctrico del EMBRAER 190. N√≥tese la complejidad del sistema hidr√°ulico con las botellas y los conductos.

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Estas ‚Äúpatas‚ÄĚ, ya sean hidr√°ulicas o el√©ctricas, son las responsables de reproducir los 6 grados de libertad a los que me referia mas arriba. Estos son los que puede sentir cualquier cuerpo libre en el espacio, tres ejes de rotacion: cabeceo (pitch), alabeo (roll) y gui√Īada (yaw) m√°s tres movimientos lineales: arriba/abajo (heave), lado a lado (sway) y adelante/atr√°s (surge). Estos movimientos lineales son a veces nombrados como x, y, z (lateral, longitudinal y vertical). En los simuladores modernos estas plataformas podr√≠an soportar cabinas de pilotaje de hasta 15.000 kg. Estas mismas estructuras se emplean tambi√©n en los simuladores de coches. Hoy en d√≠a, las mejores escuder√≠as de Formula 1 disponen de este tipo de plataformas.

Y as√≠ se enga√Īa a nuestros sentidos

Para poder reproducir las aceleraciones que se requieren en un avi√≥n comercial moderno, las plataformas se inclinan y se mueven, pero siempre est√°n constre√Īidas a los limites f√≠sicos de sus componentes y las limitaciones y restricciones de los movimientos son obvias. Para poder ‚Äúenga√Īar a nuestros sentidos, la plataforma emplea unos movimientos muy estudiados que se denominan en ingl√©s ‚ÄúAcceleration onset cueing‚ÄĚ. Estos movimientos se suceden entres fases diferentes.

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En una fase inicial de aceleraci√≥n se simula como en la realidad, moviendo la plataforma de la misma manera. Despu√©s de esta aceleraci√≥n inicial, los movimientos de los actuadores se van haciendo mas lentos muy gradualmente, hasta alcanzar un movimiento nulo. Esta fase se conoce en ingl√©s como ‚ÄúWashout phase‚ÄĚ. Finalmente, la plataforma se vuelve a colocar muy lentamente en su posici√≥n neutra original. este lento movimiento hasta la posici√≥n neutra inicial, se realiza por debajo del umbral sensorial del cuerpo humano.

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Recu√©rdese que el sistema de equilibrio se encuentra en el o√≠do interno y est√° formado por tres canales semicirculares que contienen un liquido que a su vez ‚Äúmece‚ÄĚ unas terminaciones o vellosidades, los famosos cilios y otolitos, (mi hija que ha estudiado estas cosas sabe perfectamente de lo que hablo) que son las responsables de mandar se√Īales al cerebro y darnos a entender que nos movemos.

Cuando el movimiento de la plataforma se lleva a la posici√≥n neutral, se hace tan lentamente que este movimiento no puede ser captado por nuestro sistema de equilibrio ni tampoco por el sistema propioceptivo formado por m√ļsculos y articulaciones . Todo esto se complementa con un sistema visual que acaba por completar la ilusi√≥n. Un buen sistema visual de varios canales, que represente fielmente el ambiente externo es esencial. Las proyecciones (dependiendo del simulador) suelen llevarse a cabo por tres proyectores (hay simuladores con muchos mas), pero la tecnica que se sigue es parecida a la del Cinerama. Tres proyectores que forman una pantalla curva como la que se muestra a continuaci√≥n:

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En la imagen inferior se muestran los tres proyectores montados en el techo del simulador.

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Como curiosidad decir que los aviones de combate no suelen estar montados en estas plataformas (normalmente son estacionarios) pues no se pueden simular aceleraciones ‚ÄúG‚ÄĚ tan grandes como las que se requerir√≠an en estos aparatos.

Los cuatro tipos de certificación

Los simuladores son evaluados por instituciones gubernamentales tales como la Administraci√≥n Federal de Aviaci√≥n de estados unidos (FAA), la Agencia para la Seguridad A√©rea (EASA) en Europa y Direcciones de Aeron√°utica Civil de diferentes pa√≠ses, las cuales clasifican, regulan y certifican estos dispositivos seg√ļn su categor√≠a en niveles A, B, C y D. La principal exigencia para la certificaci√≥n de estos equipos consiste en demostrar que sus caracter√≠sticas de vuelo coinciden exactamente con las de la aeronave para la cual fue fabricada el simulador. Esta clase de requerimientos de prueba para los simuladores est√°n detallados en gu√≠as denominadas ATG (Gu√≠as de Pruebas de Aprobaci√≥n) o QTG (Gu√≠as de Pruebas de Calificaci√≥n), que no son otra cosa que documentaci√≥n donde se especifica cada una de las caracter√≠sticas t√©cnicas del simulador y c√≥mo se prueba y comprueba su correcto funcionamiento.

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Los pilotos que se encuentran en un proceso de aprendizaje en un curso de calificación de tipo, como los que yo imparto en SWISS, necesitan este tipo de simulador de movimiento completo, denominado Full Motion Flight Simulator (FSS), pero antes de pasar a él, se requiere un periodo de capacitación técnica y superar una serie de exámenes teóricos, que acrediten que han alcanzado un grado suficiente de conocimiento de la aeronave, sus cualidades, modos de operación y procedimientos. Las clases teóricas se complementan con entrenadores tipo IPT de procedimientos, como el que se muestra continuación.

En este tipo de entrenadores el piloto practica la programaci√≥n avanzada del gestor de vuelo y la ‚Äúcoreograf√≠a‚ÄĚ que les permite saber que piloto hace que cosa y cuando debe de hacerla. Una vez que se ha superado esta fase se puede empezar con el FFS. Cada sesi√≥n de simulador suele durar unas cuatro horas, a las que hay que a√Īadir una media hora antes del vuelo y otra al terminar. esto es lo que se conoce como Briefing y Debriefing y se lleva a cabo en salas como esta que se muestra a continuaci√≥n.

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Aqui se revisa la sesión que previamente se debe de haber estudiado el alumno. El instructor suele apoyar sus explicaciones de como va a transcurrir la sesion con presentaciones del tipo PowerPoint. La sala debe de estar dotada de todo tipo de medios audiovisuales.

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La estación del instructor dentro del simulador es conocidas como IOS (Instructor Operation Stations):

Desde ellas el instructor puede rápidamente crear cualquier situación anormal o de emergencia en la aeronave simulada o en su entorno exterior simulado, como por ejemplo:

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  • Fuego o fallo en los motores
  • Mal funcionamiento en el tren de aterrizaje
  • Fallos el√©ctricos o electr√≥nicos
  • Condiciones meteorol√≥gicas con tiempo adverso (Tormentas con aparato el√©ctrico, nieve, hielo, etc)
  • Riesgos de colisi√≥n con otras aeronaves
  • Pistas de aterrizaje resbaladizas
  • Fallos en los sistemas de navegaci√≥n
  • Fallos de los sistemas neum√°ticos y de aire acondicionado
  • Fuego abordo.

Aunque un simulador puede llegar a costar una peque√Īa fortuna, al final, el objetivo es ahorrar tiempo, dinero y obtener la mejor capacitaci√≥n de los pilotos para salvar vidas en momentos cr√≠ticos. Como solemos decir en aviaci√≥n a los que no lo logran entender: Si la seguridad te parece cara... prueba a tener un accidente.

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Este post apareció publicado por primera vez en Great Bustard’s Flight. Reproducido y adaptado con permiso del autor.

Imagen: View Apart/Shutterstock

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