La cabina de mando de una aeronave es la ubicación típica de los equipos de aviónica, incluidos los sistemas de control, supervisión, comunicación, navegación, meteorología y anticolisión. La mayoría de las aeronaves alimentan su aviónica con sistemas eléctricos de 14 ó 28 voltios de corriente continua; sin embargo, las aeronaves más grandes y sofisticadas (como los aviones de pasajeros o las aeronaves militares de combate) tienen sistemas de corriente alterna que funcionan a 400 Hz, 115 voltios de corriente alterna. Hay varios proveedores importantes de aviónica de vuelo, como Panasonic Avionics Corporation, Honeywell (que ahora es propietaria de Bendix/King), Universal Avionics Systems Corporation, Rockwell Collins (ahora Collins Aerospace), Thales Group, GE Aviation Systems, Garmin, Raytheon, Parker Hannifin, UTC Aerospace Systems (ahora Collins Aerospace), Selex ES (ahora Leonardo S.p.A.), Shadin Avionics y Avidyne Corporation.
Las normas internacionales para los equipos de aviónica son preparadas por el Comité de Ingeniería Electrónica de Aerolíneas (AEEC) y publicadas por ARINC.
ComunicacionesEditar
Las comunicaciones conectan la cabina de vuelo con el suelo y la cabina de vuelo con los pasajeros. Las comunicaciones a bordo son proporcionadas por los sistemas de megafonía y los intercomunicadores de las aeronaves.
El sistema de comunicaciones de aviación VHF funciona en la banda aérea de 118,000 MHz a 136,975 MHz. Cada canal está espaciado de los adyacentes por 8,33 kHz en Europa, 25 kHz en el resto. La VHF también se utiliza para las comunicaciones en línea de vista, como las de avión a avión y de avión a ATC. Se utiliza la modulación de amplitud (AM) y la conversación se realiza en modo simplex. La comunicación entre aeronaves también puede tener lugar utilizando HF (especialmente para vuelos transoceánicos) o comunicación por satélite.
La navegación aérea es la determinación de la posición y la dirección en o sobre la superficie de la Tierra. La aviónica puede utilizar sistemas de navegación por satélite (como GPS y WAAS), INS (sistema de navegación inercial), sistemas de radionavegación en tierra (como VOR o LORAN), o cualquier combinación de ellos. Algunos sistemas de navegación, como el GPS, calculan la posición automáticamente y la muestran a la tripulación de vuelo en pantallas de mapas móviles. Los antiguos sistemas de navegación basados en tierra, como el VOR o el LORAN, requieren que un piloto o navegante trace la intersección de las señales en un mapa de papel para determinar la ubicación de una aeronave; los sistemas modernos calculan la posición automáticamente y la muestran a la tripulación de vuelo en pantallas de mapas en movimiento.
MonitorizaciónEditar
Los primeros indicios de las cabinas de cristal surgieron en la década de 1970, cuando las pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT) aptas para el vuelo empezaron a sustituir a las pantallas electromecánicas, los medidores y los instrumentos. Una cabina de mando «de cristal» se refiere al uso de monitores de ordenador en lugar de indicadores y otras pantallas analógicas. Las aeronaves fueron adquiriendo progresivamente más pantallas, diales y tableros de información que acabaron compitiendo por el espacio y la atención del piloto. En los años 70, el avión medio tenía más de 100 instrumentos y controles en la cabina.Las cabinas de cristal empezaron a existir con el jet privado Gulfstream G-IV en 1985. Uno de los principales retos de las cabinas de cristal es equilibrar la cantidad de controles automatizados y la cantidad de controles manuales que debe realizar el piloto. Por lo general, tratan de automatizar las operaciones de vuelo mientras mantienen al piloto constantemente informado.
Las aeronaves tienen medios para controlar automáticamente el vuelo. El piloto automático fue inventado por primera vez por Lawrence Sperry durante la Primera Guerra Mundial para que los aviones bombarderos tuvieran la suficiente estabilidad para alcanzar objetivos precisos desde 25.000 pies. Cuando fue adoptado por primera vez por el ejército estadounidense, un ingeniero de Honeywell se sentó en el asiento trasero con una cizalla para desconectar el piloto automático en caso de emergencia. Hoy en día, la mayoría de los aviones comerciales están equipados con sistemas de control de vuelo para reducir los errores del piloto y la carga de trabajo en el aterrizaje o el despegue.
Los primeros pilotos automáticos comerciales sencillos se utilizaban para controlar el rumbo y la altitud y tenían una autoridad limitada en aspectos como el empuje y las superficies de control de vuelo. En los helicópteros, la autoestabilización se utilizaba de forma similar. Los primeros sistemas eran electromecánicos. La llegada del fly by wire y de las superficies de vuelo electroaccionadas (en lugar de las tradicionales hidráulicas) ha aumentado la seguridad. Al igual que las pantallas y los instrumentos, los dispositivos críticos que eran electromecánicos tenían una vida útil finita. Con los sistemas críticos de seguridad, el software se somete a pruebas muy estrictas.
Sistemas de combustibleEditar
El sistema de indicación de la cantidad de combustible (FQIS) controla la cantidad de combustible a bordo. Utilizando varios sensores, como tubos de capacitancia, sensores de temperatura, densitómetros & sensores de nivel, el ordenador del FQIS calcula la masa de combustible restante a bordo.
Sistema de Control y Monitorización de Combustible (FCMS) informa del combustible restante a bordo de manera similar, pero, controlando las bombas & válvulas, también gestiona las transferencias de combustible alrededor de varios tanques.
- Control de repostaje para subir a una determinada masa total de combustible y distribuirla automáticamente.
- Transferencias durante el vuelo a los depósitos que alimentan los motores. Por ejemplo, del fuselaje a los tanques de las alas
- Control del centro de gravedad transfiere desde los tanques de cola (Trim) hacia las alas a medida que se gasta el combustible
- Manteniendo el combustible en las puntas de las alas (para ayudar a evitar que las alas se doblen debido a la sustentación en vuelo) &transfiriendo a los tanques principales después del aterrizaje
- Controlando el lanzamiento de combustible durante una emergencia para reducir el peso del avión.
Sistemas para evitar colisionesEditar
Para complementar el control del tráfico aéreo, la mayoría de las grandes aeronaves de transporte y muchas más pequeñas utilizan un sistema de alerta de tráfico y evitación de colisiones (TCAS), que puede detectar la ubicación de las aeronaves cercanas, y proporcionar instrucciones para evitar una colisión en pleno vuelo. Las aeronaves más pequeñas pueden utilizar sistemas de alerta de tráfico más sencillos, como el TPAS, que son pasivos (no interrogan activamente los transpondedores de otras aeronaves) y no proporcionan avisos para la resolución de conflictos.
Para ayudar a evitar el vuelo controlado hacia el terreno (CFIT), las aeronaves utilizan sistemas como el de alerta de proximidad al suelo (GPWS), que utiliza altímetros de radar como elemento clave. Uno de los principales puntos débiles de los GPWS es la falta de información «look-ahead», ya que sólo proporciona la altitud sobre el terreno «look-down». Para superar esta debilidad, los aviones modernos utilizan un sistema de alerta de conocimiento del terreno (TAWS).
Registradores de vueloEditar
Los registradores de datos de la cabina de los aviones comerciales, comúnmente conocidos como «cajas negras», almacenan la información de vuelo y el audio de la cabina. A menudo se recuperan de un avión después de un accidente para determinar los ajustes de control y otros parámetros durante el incidente.
Sistemas meteorológicosEditar
Los sistemas meteorológicos como el radar meteorológico (normalmente el Arinc 708 en los aviones comerciales) y los detectores de rayos son importantes para las aeronaves que vuelan de noche o en condiciones meteorológicas instrumentales, en las que no es posible que los pilotos vean el tiempo por delante. Las fuertes precipitaciones (detectadas por el radar) o las fuertes turbulencias (detectadas por la actividad de los rayos) son indicaciones de una fuerte actividad convectiva y de fuertes turbulencias, y los sistemas meteorológicos permiten a los pilotos desviarse alrededor de estas zonas.
Los detectores de rayos como el Stormscope o el Strikefinder se han vuelto lo suficientemente baratos como para ser prácticos para las aeronaves ligeras. Además del radar y la detección de rayos, ahora se dispone de observaciones e imágenes de radar ampliadas (como NEXRAD) a través de conexiones de datos por satélite, lo que permite a los pilotos ver las condiciones meteorológicas mucho más allá del alcance de sus propios sistemas de vuelo. Las pantallas modernas permiten integrar la información meteorológica con los mapas en movimiento, el terreno y el tráfico en una sola pantalla, lo que simplifica enormemente la navegación.
Los sistemas meteorológicos modernos también incluyen la detección de cizalladura del viento y de turbulencias, así como sistemas de advertencia del terreno y del tráfico. La aviónica meteorológica en el avión es especialmente popular en África, India y otros países en los que el transporte aéreo es un mercado en crecimiento, pero el apoyo en tierra no está tan desarrollado.
Ha habido una progresión hacia el control centralizado de los múltiples y complejos sistemas instalados en las aeronaves, incluyendo la supervisión y gestión de los motores. Los sistemas de supervisión de la salud y el uso (HUMS) están integrados en los ordenadores de gestión de las aeronaves para avisar con antelación a los encargados del mantenimiento de las piezas que van a necesitar ser sustituidas.
El concepto de aviónica modular integrada propone una arquitectura integrada con software de aplicación portátil a través de un conjunto de módulos de hardware comunes. Se ha utilizado en cazas de cuarta generación y en la última generación de aviones de pasajeros.