SIMULACIÓN DE VUELO: PRIMEROS TIEMPOS Y ENTRENAMIENTO DE VUELO POR INSTRUMENTOS

Primeros tiempos.

La 1ª Guerra Mundial acrecentó el desarrollo de una nueva disciplina en la psicología de la aviación debido a la necesidad incipiente de la formación de un gran número de nuevos pilotos de aviación, y debido a ello se introdujeron nuevas pruebas en la selección de pilotos.

Para ayudar en la evaluación de la aptitud de potenciales aviadores, tuvo lugar un aumento importante en la creación de nuevos dispositivos de vuelo. Por ello en el año 1915, se presentó una nueva máquina consistente en un fuselaje ficticio y preparado para la medición del tiempo de reacción en la corrección de perturbaciones que además, estaba equipado con controles y un aparato de grabación acoplado al mismo. En él, la respuesta del alumno a la inclinación producida manualmente por el examinador, era grabada y posteriormente evaluada.

Años más tarde, se presentaron nuevas invenciones entre las que destacaban los orientadores “Ruggles” y los dispositivos patentados por “Reid y William C. Ocker”.

Se dice que William C. Ocker fue el “padre del vuelo a ciegas o instrumental” ya que en el año 1918 escapó milagrosamente de la muerte en un vuelo en el que se metió en nubes perdiendo totalmente la visibilidad y sufrió una desorientación espacial al ver que su instrumento de giro le decía una cosa mientras él sentía otra, lo que le llevó a una espiral en vertical que recuperó milagrosamente. Después de esto, Ocker descubrió que sus sentidos le engañaban por lo que recurrió al instrumento para salvar la situación.Después de este acontecimiento, en todas las descripciones posteriores de estas nuevas máquinas se afirmó que un entrenamiento útil de pilotos también podría realizarse con el uso de los entrenadores, sin embargo no tuvo mucho éxito la iniciativa en ese momento.

ocker

En Septiembre de 1917, se patenta un nuevo invento conocido como el “Orientador Ruggles” por el nombre de su creador, William Guy Ruggles. Este orientador consistía en un asiento montado dentro de un conjunto en un de anillo de suspensión a cardán que habilitaba la rotación completa del alumno en los tres ejes de movimiento y además también, proporcionaba movimiento en vertical. Todos los movimientos eran producidos por motores eléctricos controlables por los ejes simulados y barras de timón entre el estudiante y el examinador. El Orientador Ruggles se demostró muy útil para el “desarrollo y formación de las funciones de los canales semicirculares del oído interno, y para proporcionar una instrucción a los pilotos estudiantes para acostumbrarlos a cualquier posición que pudiera adoptar un avión en vuelo”. Además también permitía que el aviador pudiese ser privado de los sentidos visuales, de forma que el sentido de dirección aprendiese a sensibilizarse e instintivamente aprendiese a ser consciente de su posición a través de la niebla u oscuridad intensa.

RUGGLES

El siguiente paso en la evolución del entrenador de vuelo fue la sustitución de los dos asistentes auxiliares que generaban el movimiento en las máquinas del tipo Antoinette por actuadores mecánicos o eléctricos, vinculados a los controles del entrenador. El objetivo de estos dispositivos era girar el fuselaje del piloto en una actitud correspondiente a la de los aviones reales en respuesta a sus maniobras de control, y además el instructor podía introducir perturbaciones en la actitud del fuselaje para simular el efecto de turbulencias y presentar problemas de control al estudiante.

El mismo año 1917, se presentaban en Francia dos nuevos dispositivos de entrenamiento que fueron descritos por Maurice Lender y Paul Heidelberg.Estos dispositivos consistían en un fuselaje con movimientos en los 3 ejes de rotación producidos por motores de aire comprimido que por primera vez introducían variaciones de respuesta y sensaciones de velocidad simulada. También incluían el ruido del motor y una rudimentaria presentación visual.

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Una versión eléctrica de este tipo de entrenador fue patentada en Estados Unidos en Julio de 1929 por John P. Buckley, siendo descrito ampliamente en la patente como un aparato que determina el techo mínimo y máximo de los bancos de niebla y campos de nubes para la transmisión de señales para reconocerlos.

Este nuevo dispositivo de entrenamiento por instrumentos, consistía en una cabina montada en una articulación universal con movimientos de cabeceo y balanceo, cada uno de ellos producido por una serie de motores opuestos controlados por un par de ejes que convertían el movimiento de giro por otro motor, accionado mediante controles en la barra del timón. Las perturbaciones producidas por el instructor podían ser programadas por medio de unas cintas perforadas que eran capaces de controlar las indicaciones de los instrumentos de la cabina.

El más exitoso y conocido de este tipo de dispositivos fue el “Link Trainer” ya mencionado anteriormente en otro artículo.

Para el año 1930, empiezan a describirse los primeros entrenadores de vuelo por instrumentos como “una ayuda eficiente a la formación aeronáutica y un dispositivo novedoso de entrenamiento rentable” y comenzaron a introducirse movimientos de cabeceo, balanceo y guiñada en los entrenadores de la misma manera que en sus predecesores, pero esta vez fueron utilizados fuelles neumáticos para el accionamiento de los ejes de movimiento por una bomba de succión eléctrica montada en la base fija, que alimentaba las diversas válvulas de control operadas por el eje y el timón, mientras que otro dispositivo producía una secuencia repetida de las perturbaciones de la actitud.

El rendimiento de estos nuevos entrenadores de vuelo, fue ajustado por ensayo y error por el diseñador de cada modelo hasta que se obtuvo la “sensación” correcta deseada.

Por entonces, los efectos de los alerones, elevadores y timón simulados,eran independientes y no representan una verdadera reproducción del comportamiento coordinado de la aeronave.

Sin embargo, a pesar de todos estos avances y de llevar ya muchos años en desarrollo, la simulación del vuelo no fue vista como un sustituto del vuelo real por lo que la aceptación de vuelo simulado como ayuda útil al entrenamiento de vuelo tuvo que esperar nuevos acontecimientos en la ciencia del vuelo.

Entrenamiento de Vuelo por Instrumentos.

A finales de la década de los años 20 y debido a la necesidad de una efectiva formación de pilotos entrenados en vuelo por instrumentos se desarrollan nuevos entrenadores y nuevos métodos.

En primer lugar hay que destacar, que a los existentes entrenadores móviles como el Linktrainer, se los equiparon con instrumentos de prueba y algunos medios para su accionamiento, y en segundo lugar, dispositivos no-móviles que fueron específicamente inventados para la tarea de entrenamiento de vuelo por instrumentos.

La patente de Lucien Rougerie en Abril de 1929 describe un simple entrenador, fijado al suelo, consistente en dos asientos frente a un panel de instrumentos y dos conjuntos de controles, uno para el estudiante y otro para el instructor.En este entrenador, los instrumentos de vuelo del estudiante estaban conectados directamente a los controles del instructor.El estudiante vuela el entrenador en respuesta a los comandos del instructor, quien a su vez modifica las indicaciones del instrumento de acuerdo con las acciones de los estudiantes. La precisión de la simulación dependía totalmente del Instructor.

En 1931, un instructor de la Central Flying School en la ciudad de Wittering, Inglaterra, llamado W.E.P Johnson, desarrolla un entrenador mejor y se convierte de esta manera en uno de los pioneros del vuelo instrumental en Gran Bretaña.

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Construyó su entrenador utilizando un fuselaje de un Avro 504. En la forma más simple, incluía un indicador de velocidad, un indicador de giro y un indicador de balanceo, los cuales eran operados directamente por cables ya que estaban conectados a unos ejes y a las barras del timón de cola entre el instructor y el estudiante.

Otras mejoras posteriores incluyen un control del acelerador que directamente afecta al indicador de velocidad y la integración de dispositivos para la visualización de la altitud y el rumbo.

Los Entrenadores Link

En 1932 se solicita otra patente de entrenador de vuelo en Gran Bretaña, siendo descrita por Jenkins y Berlyn, pertenecientes al Air Service Training Limited, en la ciudad de Hamble, (Inglaterra). En esta patente, se describe un aparato anclado al suelo que utiliza mecanismos similares a los de Johnson – anteriormente descritos -, para vincular los instrumentos a los controles.

La rotación del compás magnético se efectuaban con un imán, mientras las deflexiones transitorias fueron producidas al causar un movimiento rotatorio de un fluido de amortiguación al compás, en respuesta a los cambios de control del cabeceo y al acelerador del entrenador

Debido a estos revolucionarios avances, los Link Trainers,fueron rápidamente equipados con estos instrumentos como equipamiento estándar en todos sus modelos.

El entrenamiento de vuelo por instrumentos iniciado por los Links en su escuela de vuelo a comienzos de la década de los 30 y la importancia de este tipo de entrenamiento fue más que apreciada por el U.S. Army Air Corps., por lo que las ventas de los Link Trainers aumentaron.

Los Link Trainers mas modernos eran capaces de rotar 360 grados y esto permitió la instalación de una brújula magnética, mientras que los instrumentos eran operados neumática o mecánicamente. La altitud por ejemplo, estaba representada por la presión de aire en un tanque conectado directamente a un altímetro. Igualmente, la interacción entre el timón y los alerones estaba presente en los entrenadores más avanzados, así como la característica de la pérdida de sustentación.Un factor adicional en la utilidad de estos entrenadores se logró con la incorporación de un trazador de curso (conocido como plotter). Éste consistía en un dispositivo que trazaba el curso del vuelo simulado en una carta y por la posición del avión del estudiante marcado en la carta, el instructor era capaz de controlar manualmente la transmisión de señales de la radiobaliza simulada que el estudiante estaba usando en el entrenador en ese momento.

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En la década de 1930, el dispositivo fue producido en varias versiones y fue vendido a muchos países, incluyendo Japón, la URSS, Francia y Alemania.

A comienzos de la Segunda Guerra Mundial, muchas de las principales fuerzas aéreas estaban haciendo su entrenamiento básico por instrumentos con los entrenadores Link, o con los dispositivos derivados de ellos.

Los Link Trainers continuaron siendo fabricados en la década de los años 50 y su principio de funcionamiento seguía siendo el mismo que en origen.

Otros avances.

Dos de los primeros entrenadores de vuelo eléctricos, fueron el entrenador Dehmel y el “Aerostructor” desarrollado por A.E. Travis.

El Dr. Richard C. Dehmel, un ingeniero de los Laboratorios Bell en Estados Unidos, se interesó en el entrenamiento de vuelo en 1938. Su primer desarrollo fue un controlador de señal automático para la generación de señales de radio sintéticas para un Link Trainer, eliminando así la necesidad de que el instructor controlase manualmente el volumen de la señal durante la sesión de entrenamiento, y esto constituyó un importante avance en el entrenamiento de vuelo por instrumentos, lo que permitió una concatenación más cercana con el comportamiento de las radioayudas de navegación reales.

Después de esto, Dehmel desarrolló en 1941 la parte de “vuelo” de un entrenador basado en circuitos eléctricos, pero esta máquina nunca fue fabricada aunque sirvió como punto de partida para futuros desarrollos.

El “Aerostructor”, desarrollado por A.E. Travis y sus colegas en 1939 y 1940 en E.E.U.U., fue un entrenador de base fija, operado eléctricamente con un sistema visual en lugar de la presentación por instrumentos. El sistema visual se basó en una película continua y simulaba los efectos del movimiento de despegue, cabeceo y alabeo. El entrenador fue exhibido ampliamente en los Estados Unidos, pero comercialmente nunca fue producido.

Sin embargo, si que fué utilizado ampliamente por la Armada de Estados Unidos en una forma modificada conocida bajo el nombre de “Gunairstructor”.

El Gunairstructor

El Gunairstructor fue un dispositivo consistente en un fuselaje ficticio de un avión de combate equipado con una cabina totalmente equipada con parabrisas, parte de las alas del avión, y con la particularidad de que la palanca de mando incorporaba un disparador que el estudiante utilizaba en sus maniobras, además de acelerador, pedales y punto de mira.Sentado en la cabina de mando, el estudiante veía un paisaje marino y en el frente le aparecía representado el cielo en una pantalla. En esta pantalla se proyectaba una silueta de un avión representando un avión enemigo, sobre la cual el alumno debería maniobrar y seguir sirviéndose de sus controles de vuelo.

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El instructor se sentaba delante en configuración tándem en un puesto totalmente equipado para manejar la simulación.

La duración de la instrucción en este simulador solía durar alrededor de un mes y antes de acceder a este entrenamiento se debía acreditar un conocimiento del vuelo y haber pasado por la fase de los link trainers.

Acerca de Adrian Guerra

Adrian Guerra
Adrián Guerra se ha desempeado como Técnico en Simuladores de Vuelo en el Centro de Instrucción de Vuelo de Aerolíneas Argentinas (CIV), Supervisor en Flight Training Center Chile (Sociedad Lufthansa-LanChile) (FTCC)y actualmente es Gerente Regional en la compañía Strategery-ASD y en sus funciones que comprenden la Gerencia de Mantenimiento de Simuladores en el Centro de Capacitación de Copa Airlines (CCCA) e Instructor SQAP (Programa de Aseguramiento de la Calidad para Simuladores) regulatoria por la National Simulator Program (NSP)dependiente de la Federal Aviation Administration (FAA).