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Simulador de vuelo

Simulador de vuelo del F/A-18 Hornet a bordo del portaaviones USS  Independence

Un simulador de vuelo es un dispositivo que recrea artificialmente el vuelo de una aeronave y el entorno en el que vuela, para entrenamiento de pilotos, diseño u otros fines. Incluye la reproducción de las ecuaciones que rigen cómo vuelan las aeronaves, cómo reaccionan a las aplicaciones de los controles de vuelo, los efectos de otros sistemas de la aeronave y cómo la aeronave reacciona a factores externos como la densidad del aire , la turbulencia , la cizalladura del viento, las nubes, la precipitación, etc. La simulación de vuelo se utiliza por diversas razones, incluido el entrenamiento de vuelo (principalmente de pilotos), el diseño y desarrollo de la aeronave en sí, y la investigación de las características de la aeronave y las cualidades de manejo de los controles. [1]

El término "simulador de vuelo" puede tener un significado ligeramente diferente en el lenguaje general y en los documentos técnicos. En las reglamentaciones anteriores, se refería específicamente a dispositivos que pueden imitar de forma precisa el comportamiento de las aeronaves a lo largo de diversos procedimientos y condiciones de vuelo. [2] En definiciones más recientes, esto se ha denominado " simulador de vuelo completo ". [3] El término más genérico "dispositivo de entrenamiento de simulación de vuelo" (FSTD) se utiliza para referirse a diferentes tipos de dispositivos de entrenamiento de vuelo, y se corresponde más estrechamente con el significado de la frase "simulador de vuelo" en inglés general. [4]

Historia de la simulación de vuelo

En 1910, por iniciativa de los comandantes franceses Clolus y Laffont y del teniente Clavenad, se construyeron los primeros aviones de entrenamiento en tierra para aviones militares. El "Tonneau Antoinette" (barril Antoinette), creado por la empresa Antoinette , parece ser el precursor de los simuladores de vuelo.

Primera Guerra Mundial (1914-1918)

Un área de entrenamiento era la de artillería aérea manejada por el piloto o un artillero aéreo especializado. Disparar a un objetivo en movimiento requiere apuntar por delante del objetivo (lo que implica el llamado ángulo de avance) para permitir el tiempo que las balas necesitan para llegar a las proximidades del objetivo. Esto a veces también se llama "tiro de deflexión" y requiere habilidad y práctica. Durante la Primera Guerra Mundial , se desarrollaron algunos simuladores terrestres para enseñar esta habilidad a los nuevos pilotos. [5]

Los años 1920 y 1930

Dibujo de patente de Link Trainer , 1930

El simulador de vuelo más conocido fue el Link Trainer , fabricado por Edwin Link en Binghamton, Nueva York , Estados Unidos, que comenzó a construir en 1927. Más tarde patentó su diseño, que estuvo disponible por primera vez para la venta en 1929. El Link Trainer era un simulador de vuelo básico con estructura de metal, generalmente pintado en su conocido color azul. Algunos de estos simuladores de vuelo de la era de la guerra aún existen, pero cada vez es más difícil encontrar ejemplos funcionales. [6]

La empresa familiar Link de Binghamton fabricaba pianolas y órganos, por lo que Ed Link estaba familiarizado con componentes como fuelles de cuero e interruptores de lengüeta. También era piloto, pero no estaba satisfecho con la cantidad de entrenamiento de vuelo real que había disponible, por lo que decidió construir un dispositivo terrestre para proporcionar dicho entrenamiento sin las restricciones del clima y la disponibilidad de aeronaves e instructores de vuelo. Su diseño tenía una plataforma de movimiento neumática impulsada por fuelles inflables que proporcionaban señales de cabeceo y balanceo. Un motor de vacío similar a los utilizados en pianolas hacía girar la plataforma, proporcionando señales de guiñada. Una réplica genérica de la cabina con instrumentos en funcionamiento se montó en la plataforma de movimiento. Cuando la cabina estaba cubierta, los pilotos podían practicar el vuelo con instrumentos en un entorno seguro. La plataforma de movimiento le daba al piloto señales sobre el movimiento angular real de cabeceo (morro hacia arriba y hacia abajo), balanceo (ala hacia arriba o hacia abajo) y guiñada (morro hacia la izquierda y hacia la derecha). [7]

Al principio, las escuelas de aviación mostraron poco interés en el "Link Trainer". Link también hizo una demostración de su entrenador a la Fuerza Aérea del Ejército de los Estados Unidos (USAAF), pero sin ningún resultado. Sin embargo, la situación cambió en 1934 cuando la Fuerza Aérea del Ejército recibió un contrato gubernamental para realizar el servicio de correo postal. Esto incluía tener que volar tanto en condiciones meteorológicas favorables como adversas, para lo cual la USAAF no había realizado previamente mucho entrenamiento. Durante las primeras semanas del servicio postal, murieron casi una docena de pilotos del Ejército. La jerarquía de la Fuerza Aérea del Ejército recordó a Ed Link y a su entrenador. Link voló para reunirse con ellos en Newark Field en Nueva Jersey, y quedaron impresionados por su capacidad para llegar en un día con poca visibilidad, gracias a la práctica en su dispositivo de entrenamiento. El resultado fue que la USAAF compró seis Link Trainers, y se puede decir que esto marcó el inicio de la industria mundial de simulación de vuelo. [7]

Segunda Guerra Mundial (1939-1945)

Personal militar utilizando el Link Trainer, Pepperell Manufacturing Co. , 1943

El principal entrenador de pilotos utilizado durante la Segunda Guerra Mundial fue el Link Trainer. Se fabricaron unos 10.000 para entrenar a 500.000 nuevos pilotos de países aliados, muchos de ellos en Estados Unidos y Canadá, ya que muchos pilotos se formaban en esos países antes de regresar a Europa o al Pacífico para volar en misiones de combate. [7] Casi todos los pilotos de la Fuerza Aérea del Ejército de Estados Unidos se formaban en un Link Trainer. [8]

En la Segunda Guerra Mundial se utilizó un tipo diferente de entrenador para navegar de noche con las estrellas. El Entrenador de Navegación Celestial de 1941 tenía 13,7 m (45 pies) de altura y podía acomodar al equipo de navegación de una tripulación de bombarderos . Permitía utilizar sextantes para tomar "fotografías de estrellas" a partir de una proyección del cielo nocturno. [7]

De 1945 a los años 1960

En 1954, United Airlines compró a Curtiss-Wright cuatro simuladores de vuelo por un coste de 3 millones de dólares que eran similares a los modelos anteriores, pero con la incorporación de elementos visuales, sonoros y de movimiento. Este fue el primero de los simuladores de vuelo modernos para aviones comerciales de la actualidad. [9]

Existió un simulador para helicópteros llamado Jacobs Jaycopter como un medio para "reducir el costo de entrenamiento de helicópteros". [10] [11] [12] El simulador se vendió más tarde como una atracción de feria en la Feria Mundial de Nueva York de 1964-65 . [13]

Hoy

Cabina de un simulador de vuelo de dos reactores

Los fabricantes de simuladores se están consolidando e integrando verticalmente a medida que la formación ofrece un crecimiento de dos dígitos: CAE prevé 255.000 nuevos pilotos de aerolíneas de 2017 a 2027 (70 al día) y 180.000 primeros oficiales evolucionando a capitanes . El mayor fabricante es el canadiense CAE Inc. con una cuota de mercado del 70% y unos ingresos anuales de 2.800 millones de dólares, que fabrica dispositivos de formación desde hace 70 años pero que pasó a la formación en 2000 con múltiples adquisiciones. Ahora CAE gana más con la formación que con la producción de simuladores. L3 CTS, con sede en Crawley, entró en el mercado en 2012 adquiriendo la planta de fabricación de Thales Training & Simulation cerca del aeropuerto de Gatwick , donde ensambla hasta 30 dispositivos al año, luego la escuela de formación CTC del Reino Unido en 2015, Aerosim en Sanford, Florida en 2016, y la academia portuguesa G Air en octubre de 2017. [14]

Con una participación de mercado del 20%, los equipos aún representan más de la mitad de la facturación de L3 CTS , pero eso pronto podría revertirse, ya que forma a 1.600 pilotos comerciales cada año, el 7% de los 22.000 que ingresan a la profesión anualmente, y apunta al 10% en un mercado fragmentado . El tercero más grande es TRU Simulation + Training , creado en 2014 cuando la matriz Textron Aviation fusionó sus simuladores con Mechtronix , OPINICUS y ProFlight, centrándose en simuladores y desarrollando los primeros simuladores de vuelo completo para el 737 MAX y el 777X . El cuarto es FlightSafety International , centrado en aeronaves generales , comerciales y regionales . Airbus y Boeing han invertido en sus propios centros de capacitación, apuntando a márgenes más altos que la fabricación de aeronaves como MRO , compitiendo con sus proveedores CAE y L3. [14]

En junio de 2018, había 1.270 simuladores de aerolíneas comerciales en servicio, 50 más que en un año: 85% FFS y 15% FTD . CAE suministró el 56% de esta base instalada, L3 CTS el 20% y FlightSafety International el 10%, mientras que los centros de entrenamiento de CAE son el mayor operador, con una participación del 13%. América del Norte tiene el 38% de los dispositivos de entrenamiento del mundo, Asia-Pacífico el 25% y Europa el 24%. Los modelos Boeing representan el 45% de todos los aviones simulados, seguidos de Airbus con el 35%, luego Embraer con el 7%, Bombardier con el 6% y ATR con el 3%. [15]

Aplicaciones

Entrenamiento de pilotos

Interior de un simulador de vuelo en Estonia para un Piper Seneca PA-34
( vista panorámica interactiva de 360° )

La mayoría de los simuladores de vuelo se utilizan principalmente para el entrenamiento de vuelo . Los simuladores más simples se utilizan para practicar procedimientos básicos de cabina, como el procesamiento de listas de verificación de emergencia, y para familiarizarse con la cabina. También se utilizan para el entrenamiento de vuelo por instrumentos , [16] [17] para el que la vista exterior es menos importante. Ciertos sistemas de la aeronave pueden o no simularse, y el modelo aerodinámico suele ser extremadamente genérico si es que está presente. [18] Dependiendo del nivel de certificación, los instrumentos que tendrían indicadores móviles en una aeronave real pueden implementarse con una pantalla. Con pantallas más avanzadas, representación de la cabina y sistemas de movimiento, los simuladores de vuelo se pueden utilizar para acreditar diferentes cantidades de horas de vuelo para una licencia de piloto. [19]

También se utilizan clases específicas de simuladores para entrenamiento distinto al de la obtención de la licencia inicial, como la revalidación de la habilitación de instrumentos o, más comúnmente [20], la obtención de la habilitación de tipo para un tipo específico de aeronave.

Otros usos

Durante el proceso de diseño de aeronaves , se pueden utilizar simuladores de vuelo en lugar de realizar algunas pruebas de vuelo. Estos "simuladores de vuelo de ingeniería" pueden proporcionar una forma rápida de encontrar errores, reduciendo tanto los riesgos como el costo de desarrollo. [21] Además, esto permite el uso de equipos de medición adicionales que podrían ser demasiado grandes o poco prácticos para incluirlos a bordo de una aeronave real. A lo largo de las diferentes fases del proceso de diseño, se utilizan diferentes simuladores de ingeniería con varios niveles de complejidad. [22] : 13 

Los simuladores de vuelo pueden incluir tareas de entrenamiento para tripulantes que no sean pilotos. Algunos ejemplos son los artilleros de un avión militar [23] o los operadores de grúas [24] . También se han utilizado simuladores independientes para tareas relacionadas con el vuelo, como la evacuación del avión en caso de accidente en el agua [25] . Dada la alta complejidad de muchos de los sistemas que componen los aviones contemporáneos, los simuladores de mantenimiento de aeronaves son cada vez más populares [26] [27]

Calificación y aprobación

Simulador de vuelo completo de un Boeing 737
Una pantalla esférica con múltiples proyectores visibles sobre la cabina.

Procedimiento

Antes de septiembre de 2018, [28] cuando un fabricante deseaba que se aprobara un modelo de ATD, enviaba a la FAA un documento que contenía las especificaciones de la línea de modelos y que demostraba el cumplimiento de las regulaciones correspondientes. Una vez que se aprobaba este documento, llamado Guía de Aprobación de Calificación (QAG), todos los dispositivos futuros que se ajustaran a la QAG quedaban aprobados automáticamente y no se requería ni estaba disponible una evaluación individual. [29]

El procedimiento actual aceptado por todas las CAAs (Autoridades de Aviación Civil) en todo el mundo es proponer 30 días antes de la fecha de calificación (40 días para CAAC) un documento MQTG (Guía Maestra de Pruebas de Calificación), que es propio de un dispositivo simulador único y que vivirá junto con el dispositivo mismo, que contiene pruebas objetivas, funcionales y subjetivas para demostrar la representatividad del simulador en comparación con el avión. Los resultados se compararán con los datos de pruebas de vuelo proporcionados por los OEM de aeronaves o de la campaña de pruebas ordenada por los OEM de simuladores o también se pueden comparar con los datos POM (Prueba de coincidencia) proporcionados por los simuladores de desarrollo de los OEM de aeronaves. Algunos de los QTG se volverán a ejecutar durante el año para demostrar durante la calificación continua que el simulador todavía está dentro de las tolerancias aprobadas por la CAA. [30] [16] [31]

Categorías de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA)

Dispositivo de entrenamiento de aviación (ATD) [32]
Dispositivos de entrenamiento de vuelo (FTD) [33]
Simuladores de vuelo completos (FFS) [34]

Categorías de la Agencia Europea de Seguridad Aérea (AESA, ex JAA)

Estas definiciones se aplican tanto a aviones [3] como a helicópteros [35] a menos que se especifique lo contrario. Los dispositivos de entrenamiento que se comparan brevemente a continuación son todos subclases diferentes de dispositivos de entrenamiento de simulación de vuelo (FSTD).

Dispositivo básico de entrenamiento instrumental (BITD) solo para aviones  : una estación básica para estudiantes para procedimientos de vuelo por instrumentos ; puede usar controles de vuelo accionados por resorte e instrumentos que se muestran en una pantalla

Entrenador de procedimientos y navegación de vuelo (FNPT)  : representación de la cabina con todo el equipamiento y software para replicar la función de los sistemas de la aeronave.

Dispositivos de entrenamiento de vuelo (FTD)

Simuladores de vuelo completos (FFS)

Tecnología

Estructura del simulador

Diagrama de bloques del simulador de vuelo

Los simuladores de vuelo son un ejemplo de un sistema en el que la interacción con un usuario humano ocurre constantemente. Desde la perspectiva del dispositivo, las entradas son los controles de vuelo primarios , los botones y los interruptores del panel de instrumentos y la estación del instructor, si está presente. En función de estos, se actualiza el estado interno y se resuelven las ecuaciones de movimiento para el nuevo paso de tiempo. [37] El nuevo estado de la aeronave simulada se muestra al usuario a través de canales visuales, auditivos, de movimiento y táctiles.

Para simular tareas cooperativas, el simulador puede ser adecuado para múltiples usuarios, como es el caso de los simuladores de cooperación con múltiples tripulaciones . Alternativamente, se pueden conectar más simuladores, lo que se conoce como "simulación paralela" o "simulación distribuida". [38] Como las aeronaves militares a menudo necesitan cooperar con otras aeronaves o personal militar, los juegos de guerra son un uso común para la simulación distribuida. Debido a eso, se han desarrollado numerosos estándares para la simulación distribuida que incluyen aeronaves con organizaciones militares. Algunos ejemplos incluyen SIMNET , DIS y HLA .

Modelos de simulación

El elemento central de un modelo de simulación son las ecuaciones de movimiento de la aeronave. [37] A medida que la aeronave se mueve a través de la atmósfera, puede exhibir grados de libertad tanto traslacionales como rotacionales . Para lograr la percepción de un movimiento fluido, estas ecuaciones se resuelven 50 o 60 veces por segundo. [22] : 16  Las fuerzas para el movimiento se calculan a partir de modelos aerodinámicos, que a su vez dependen del estado de las superficies de control, impulsadas por sistemas específicos, con su aviónica, etc. Como es el caso del modelado, dependiendo del nivel de realismo requerido, existen diferentes niveles de detalle, con algunos submodelos omitidos en simuladores más simples.

Si un usuario humano es parte del simulador, lo que podría no ser el caso de algunos simuladores de ingeniería, existe la necesidad de realizar la simulación en tiempo real. Las bajas frecuencias de actualización no solo reducen el realismo de la simulación, sino que también se han relacionado con el aumento de los mareos en el simulador . [39] Las regulaciones imponen un límite a la latencia máxima entre la entrada del piloto y la reacción de la aeronave. Debido a eso, se hacen concesiones para alcanzar el nivel requerido de realismo con un menor costo computacional. Los simuladores de vuelo generalmente no incluyen modelos computacionales completos de dinámica de fluidos para fuerzas o clima, sino que utilizan bases de datos de resultados preparados a partir de cálculos y datos adquiridos en vuelos reales. Como ejemplo, en lugar de simular el flujo sobre las alas, el coeficiente de sustentación puede definirse en términos de parámetros de movimiento como el ángulo de ataque . [22] : 17 

Si bien los distintos modelos necesitan intercambiar datos, la mayoría de las veces se pueden separar en una arquitectura modular, para una mejor organización y facilidad de desarrollo. [40] [41] Normalmente, el modelo de engranajes para el manejo en tierra sería una entrada separada para las principales ecuaciones de movimiento. Cada motor e instrumento de aviónica también es un sistema autónomo con entradas y salidas bien definidas.

Instrumentos

Simulador con instrumentos de vuelo primarios replicados con pantallas planas

Todas las clases de FSTD requieren alguna forma de replicar la cabina. Como son el principal medio de interacción entre el piloto y la aeronave, se asigna especial importancia a los controles de la cabina . Para lograr una buena transferencia de habilidades, existen requisitos muy específicos en las regulaciones de simuladores de vuelo [16] que determinan qué tan cerca deben coincidir con la aeronave real. Estos requisitos en el caso de simuladores de vuelo completos son tan detallados que puede ser rentable utilizar la parte real certificada para volar, en lugar de fabricar una réplica dedicada. [22] : 18  Las clases inferiores de simuladores pueden usar resortes para imitar las fuerzas que se sienten al mover los controles. Cuando existe la necesidad de replicar mejor las fuerzas de control o la respuesta dinámica, muchos simuladores están equipados con sistemas de retroalimentación de fuerza impulsados ​​activamente . También se pueden incluir actuadores de vibración, ya sea debido a los requisitos de simulación de helicópteros o para aeronaves equipadas con un agitador de palanca .

Otra forma de entrada táctil del piloto son los instrumentos ubicados en los paneles de la cabina. Como se utilizan para interactuar con varios sistemas de la aeronave, eso puede ser suficiente para algunas formas de entrenamiento de procedimientos. Mostrarlos en una pantalla es suficiente para los simuladores BITD más básicos [3] y la simulación de vuelo amateur , sin embargo, la mayoría de las clases de simuladores certificados necesitan que todos los botones, interruptores y otras entradas se operen de la misma manera que en la cabina de la aeronave. La necesidad de una copia física de una cabina contribuye al costo de la construcción del simulador y vincula el hardware a un tipo específico de aeronave. Debido a estas razones, hay investigaciones en curso sobre interacciones en realidad virtual , sin embargo, la falta de retroalimentación táctil afecta negativamente el rendimiento de los usuarios cuando utilizan esta tecnología. [42] [43]

Sistema visual

Una pantalla cilíndrica de gran angular

La vista exterior desde la aeronave es una señal importante para volar la aeronave y es el principal medio de navegación para la operación de las reglas de vuelo visual . [44] Una de las características principales de un sistema visual es el campo de visión . Dependiendo del tipo de simulador, puede ser suficiente proporcionar solo una vista hacia adelante utilizando una pantalla plana. Sin embargo, algunos tipos de aeronaves, por ejemplo, aviones de combate , requieren un campo de visión muy grande, preferiblemente casi de esfera completa, debido a las maniobras que se realizan durante el combate aéreo. [45] De manera similar, dado que los helicópteros pueden realizar vuelos estacionarios en cualquier dirección, algunas clases de simuladores de vuelo de helicópteros requieren incluso 180 grados de campo de visión horizontal. [46]

Existen muchos parámetros en el diseño de sistemas visuales. Para un campo de visión estrecho, una sola pantalla puede ser suficiente, sin embargo, normalmente se requieren múltiples proyectores. Esta disposición necesita una calibración adicional, tanto en términos de distorsión por no proyectar sobre una superficie plana, como de brillo en regiones con proyecciones superpuestas. [47] También se utilizan diferentes formas de pantallas, incluidas cilíndricas, [48] esféricas [47] o elipsoidales. La imagen se puede proyectar en el lado de visualización de la pantalla de proyección o, alternativamente, "retroproyectarse" sobre una pantalla translúcida. [49] Debido a que la pantalla está mucho más cerca que los objetos fuera del avión, los simuladores de vuelo más avanzados emplean pantallas colimadas en toda la cabina que eliminan el efecto de paralaje entre el punto de vista de los pilotos y brindan una vista más realista de los objetos distantes. [50]

Una alternativa a las pantallas de gran escala son los simuladores de realidad virtual que utilizan un visor montado en la cabeza . Este enfoque permite un campo de visión completo y hace que el tamaño del simulador sea considerablemente menor. Hay ejemplos de uso en investigación, [41] así como FSTD certificados . [51]

Contribución a la infografía moderna

La ciencia de la simulación visual aplicada a partir de los sistemas visuales desarrollados en simuladores de vuelo también fue un precursor importante de los gráficos por computadora tridimensionales y los sistemas de imágenes generadas por computadora (CGI) actuales. Es decir, porque el objeto de la simulación de vuelo es reproducir en tierra el comportamiento de una aeronave en vuelo. Gran parte de esta reproducción tenía que ver con una síntesis visual creíble que imitaba la realidad. [52] Combinada con la necesidad de emparejar la síntesis virtual con los requisitos de entrenamiento de nivel militar, las tecnologías gráficas aplicadas en la simulación de vuelo a menudo estaban años por delante de lo que habría estado disponible en productos comerciales. Cuando se utilizó CGI por primera vez para entrenar a los pilotos, los primeros sistemas demostraron ser efectivos para ciertas misiones de entrenamiento simples, pero necesitaban un mayor desarrollo para tareas de entrenamiento sofisticadas como el seguimiento del terreno y otras maniobras tácticas. Los primeros sistemas CGI solo podían representar objetos que consistían en polígonos planos. Los avances en algoritmos y electrónica en los sistemas visuales de simuladores de vuelo y CGI en los años 1970 y 1980 influyeron en muchas tecnologías que aún se utilizan en los gráficos modernos. Con el tiempo, los sistemas CGI pudieron superponer texturas sobre las superficies y pasar de un nivel de detalle de imagen al siguiente de manera fluida. [53] La visualización de gráficos por computadora en tiempo real de mundos virtuales hace que algunos aspectos de los sistemas visuales de simuladores de vuelo sean muy similares a los motores de juegos , compartiendo algunas técnicas como diferentes niveles de detalles o bibliotecas como OpenGL . [22] : 343  Muchos visionarios de los gráficos por computadora comenzaron sus carreras en Evans & Sutherland y Link Flight Simulation, división de Singer Company, dos empresas líderes en simulación de vuelo antes de la era informática moderna actual. Por ejemplo, el Singer Link Digital Image Generator (DIG) creado en 1978 fue considerado uno de los primeros sistemas CGI del mundo. [54]

Sistema de movimiento

Plataforma Stewart

Inicialmente, los sistemas de movimiento utilizaban ejes de movimiento separados, similares a un cardán . Después de la invención de la plataforma Stewart [55], el funcionamiento simultáneo de todos los actuadores se convirtió en la opción preferida, y algunas regulaciones de FFS requerían específicamente un movimiento "sinérgico" de 6 grados de libertad . [56] A diferencia de las aeronaves reales, el sistema de movimiento simulado tiene un rango limitado en el que puede moverse. Esto afecta especialmente la capacidad de simular aceleraciones sostenidas y requiere un modelo separado para aproximar las señales al sistema vestibular humano dentro de las restricciones dadas. [22] : 451 

El sistema de movimiento es un importante contribuyente al costo total del simulador [22] : 423  , pero las evaluaciones de transferencia de habilidades basadas en el entrenamiento en un simulador y que conducen al manejo de una aeronave real son difíciles de hacer, particularmente cuando se trata de señales de movimiento. Se requieren grandes muestras de la opinión de los pilotos y muchas opiniones subjetivas tienden a emitirse, particularmente por pilotos que no están acostumbrados a hacer evaluaciones objetivas y responder a un programa de prueba estructurado. Durante muchos años, se creyó que la simulación basada en movimiento de 6 grados de libertad le daba al piloto una fidelidad más cercana a las operaciones de control de vuelo y las respuestas de la aeronave a las entradas de control y fuerzas externas y brindaba un mejor resultado de entrenamiento para los estudiantes que la simulación no basada en movimiento. Esto se describe como "fidelidad de manejo", que se puede evaluar mediante estándares de vuelo de prueba como la escala numérica de calificación Cooper-Harper para cualidades de manejo. Estudios científicos recientes han demostrado que el uso de tecnología como la vibración o los asientos dinámicos dentro de los simuladores de vuelo puede ser igualmente eficaz en la entrega de capacitación que los dispositivos FFS de 6 grados de libertad grandes y costosos. [57] [58]

Simuladores de vuelo modernos de alta gama

Simulador de movimiento vertical (VMS) en la NASA/Ames

El simulador de vuelo más grande del mundo es el Simulador de Movimiento Vertical (VMS) en el Centro de Investigación Ames de la NASA , al sur de San Francisco. Este tiene un sistema de movimiento de gran alcance con 60 pies (+/- 30 pies) de movimiento vertical (balanceo). El sistema de balanceo soporta una viga horizontal en la que están montados rieles de 40 pies, lo que permite un movimiento lateral de una cabina de simulador de +/- 20 pies. Una plataforma hexápoda convencional de 6 grados de libertad está montada en la viga de 40 pies, y una cabina intercambiable está montada en la plataforma. Este diseño permite un cambio rápido de diferentes cabinas de aeronaves. Las simulaciones han abarcado desde dirigibles, aviones comerciales y militares hasta el transbordador espacial. En el caso del transbordador espacial, el gran Simulador de Movimiento Vertical se utilizó para investigar una oscilación longitudinal inducida por el piloto (PIO) que ocurrió en un vuelo temprano del transbordador justo antes del aterrizaje. Después de la identificación del problema en el VMS, se utilizó para probar diferentes algoritmos de control longitudinal y recomendar el mejor para su uso en el programa del transbordador. [59]

Entrenamiento de desorientación

AMST Systemtechnik GmbH (AMST) de Austria y Environmental Tectonics Corporation (ETC) de Filadelfia, EE. UU., fabrican una gama de simuladores para el entrenamiento en desorientación, que tienen total libertad de movimiento. El más complejo de estos dispositivos es el simulador Desdemona del Instituto de Investigación TNO en los Países Bajos, fabricado por AMST. Este gran simulador tiene una cabina con cardán montada sobre un marco que agrega movimiento vertical. El marco está montado sobre rieles unidos a una plataforma giratoria. Los rieles permiten que la cabina del simulador se ubique en diferentes radios desde el centro de rotación y esto le da una capacidad G sostenida de hasta aproximadamente 3,5. [60] [61]

Véase también

Referencias

Notas

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Bibliografía

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