El sistema Fly-by-wire en el control de las aeronaves

En un artículo anterior, hablamos sobre cómo ayuda el piloto automático a reducir la carga de trabajo de los pilotos durante el vuelo. Esta vez vamos a hacer hincapié en el sistema Fly-by-wire patentado por Airbus.

Precursores del sistema Fly-by-wire

El primer desarrollo experimental de un sistema de gestión electrónica en una aeronave fue en el Tupolev ANT-20. Este avión de fabricación soviética durante la década de los años treinta probó una interfaz que operaba los controles de vuelo, aunque contaba siempre con un respaldo mecánico en caso de fallo.

El sistema siguió desarrollándose y evolucionando durante el siglo XX, hasta incorporar una versión avanzada del mismo en el Apollo Lunar Landing Research, un prototipo de instrucción del Módulo Lunar o LEM que los astronautas del Proyecto Apolo utilizarían para alunizar en el satélite de la Tierra el 20 de julio de 1969. Esta vez, el sistema electrónico no tenía ningún tipo de respaldo mecánico o hidráulico.

Más adelante, diversos sistemas cada vez más parecidos al actual Fly by Wire se incorporaron a otras aeronaves como el mítico Concorde o el F-8 Crusader perteneciente a la Armada estadounidense.

Hoy en día, los mayores fabricantes de aeronaves del mundo como Airbus o Boeing, han adaptado e incorporado en mayor o menor medida estos sistemas a sus aviones. Las principales diferencias suelen radicar en la capacidad de control de la aeronave que puede llegar a tener esta interfaz.

¿Cómo funciona el sistema Fly-by-wire?

Para comprender mejor el funcionamiento de este sistema electrónico debemos hablar de los dos tipos de controles de vuelo que encontramos en las aeronaves de ala fija.

• Controles primarios: Encargados de proporcionar el control de la aeronave en sus tres ejes: vertical, longitudinal y horizontal, mediante el uso de alerones y timón de profundidad y de dirección.
• Controles secundarios: Son los que modifican la aerodinámica de una aeronave, como los flaps, spoilers, slats,…

Los pilotos son quienes operan los controles primarios desde la cabina con el dispositivo llamado Yoke o Sidestick, que permite mantener la actitud de vuelo deseada en cada momento. La conexión que hay entre el sidestick o el yoke y los controles primarios puede ser mediante los sistemas mecánicos, hidráulicos o con Fly-by-wire.

En aeronaves pequeñas, como por ejemplo en un Tecnam como los utilizados en los vuelos de instrucción por EAS Barcelona, se utilizan cables de acero y poleas que mueven físicamente los controles. No hace falta más, puesto que el pequeño tamaño y la escasa velocidad permiten un control directo sin tener que ejercer una fuerza excesiva.

En aeronaves mayores, como por ejemplo un Boeing 737, los movimientos que imprime el piloto sobre los mandos son enviados a los sistemas hidráulicos que traducirán esos movimientos en las fuerzas necesarias para mover elementos de dimensiones considerables y que además están sometidos a grandes presiones debido a la velocidad.

Por último, el sistema Fly-by-wire envía en forma de señales electrónicas esas órdenes procedentes del side stick con destino a los motores, servos, hidráulicos etc.. encargados de mover los elementos primarios de vuelo a un sistema de computadoras, el Flight Control Computers (el A320 dispone de siete de éstas unidades de control) que se encargan de determinar en décimas de segundo si las ordenes enviadas están dentro de los parámetros de aeronavegabilidad del avión, y ejecutarlas si superan el análisis.

Los sistemas (FCC están presentes en todos los sistemas de vuelo del avión, previniendo posibles errores de pilotaje. Así, por ejemplo, si inadvertidamente el piloto fuera aumentando el ángulo de ataque sin incrementar la potencia, lo cual lleva indefectiblemente a la entrada en pérdida (stall), el sistema lo detectaría y automáticamente bajaría el morro e incrementaría la potencia para alejar al avión de esa situación.  Lo mismo sucedería si el aparato entrara en un viraje fuera de los límites del avión, lo que se conoce como la envolvente, el FCC a recuperar la línea de vuelo nivelado.

¿Existen ventajas y desventajas?

Más que hablar de ventajas o desventajas deberíamos hablar de disparidad de opiniones entre los diferentes sistemas. Así como el piloto automático -del que ya hablamos en su momento- permite al piloto un control más efectivo de la aeronave, el sistema Fly-by-wire hace más segura la operación en todas las fases de vuelo.

No obstante, algunos expertos piensan que estos sistemas facilitan una excesiva zona de confort  para los pilotos, lo cual puede implicar falta de pericia para resolver situaciones en que los sistemas informáticos se vuelven poco fiables. Otros en cambio opinan que se debería reducir aún más la carga de trabajo en el cockpit. Como podéis ver, opiniones para todos los gustos.

What is certain is that any technology that can be incorporated into aircraft for its control, efficiency or systematization of operations will result in an increasingly safe and efficient flight operation.