¿Cómo funciona el piloto autómatico de un avión?

Uno de los comentarios que solemos escuchar habitualmente en boca de ciertos usuarios del transporte aéreo, es el que hace referencia a la utilización del comúnmente conocido como Piloto Automático, dentro de las cabinas de los aviones.

En algunas ocasiones, personas que desconocen el trabajo real que llevan a cabo los pilotos de una aeronave durante cualquier vuelo, quieren quitar mérito al mismo indicando que su labor carece de relevancia, pues según su criterio es desempeñada en la mayoría de los casos por el famoso piloto automático.

Popularmente, se atribuye a este sistema una serie de poderes cuasi divinos, muy parecidos a los que tenía la famosa computadora HAL que manejaba la nave protagonista de la película «2001: Odisea del Espacio».

Los astronautas que la pilotaban, tan solo tenían que pedir a HAL que hiciese algo, y este cerebro electrónico se encargaba de cumplir las órdenes recibidas a rajatabla.

Lo cierto es que todavía no hemos alcanzado ese nivel de sofisticación, aún considerando que los sistemas y ayudas de vuelo en los aviones más modernos ahorran bastante trabajo en cabina.

Esto permite que los pilotos puedan evitar el tener que permanecer constantemente manipulando los mandos de su aparato, centrándose en otros aspectos básicos y repartiéndose las tareas a realizar a bordo, consiguiendo con ello minimizar el riesgo de poder cometer ciertos errores.

El Piloto Automático, al igual que el resto de sistemas de cualquier avión comercial moderno, requiere de una supervisión humana constante.

Dependiendo de cada modelo, puede desempeñar un buen número de tareas, como mantener una altitud, ascender o descender, mantener un rumbo, interceptar una trayectoria, ejecutar una ruta completa de vuelo, o volar una aproximación de precisión, entre otras.

Todas ellas deben de ser planificadas, especificadas, y solicitadas de manera manual por la tripulación. El Piloto Automático no decide por su cuenta y de manera independiente a dónde tiene que dirigir el avión, ni a qué velocidad, o siguiendo qué ruta.

Para ello, antes de proceder al despegue, es necesario un importante trabajo de programación por parte de los pilotos, los cuales deberán facilitar al FD (Flight Director), el cerebro del Piloto Automático, toda la información necesaria.

 

El FD utilizará todos estos datos introducidos por la tripulación, y al mismo tiempo recopilará otros de sistemas como el Air Data Computer (ADC), que determina las velocidades, el AHRS, que hace lo propio con la actitud y el rumbo, los sistemas de navegación, o los servos, cuya función es ser el músculo que mueve finalmente los controles.

El Piloto Automático no tiene capacidad para analizar e interpretar por su cuenta los datos introducidos por la tripulación y los recopilados del resto de sistemas, y determinar si son correctos o no. Simplemente se limita a cumplir con las tareas que tiene encomendadas.

De menos a más

La evolución del sistema de Piloto Automático a lo largo de los años, ha sido realmente vertiginosa.

En los modelos más sencillos, presentes en cierto tipo de aviones civiles que siguen operando en la actualidad, el Piloto Automático se encarga exclusivamente de mantener una altura, o un rumbo, nada más (ni nada menos !!).

 

Esto descarga al piloto de tener que permanecer durante todo el vuelo ejerciendo presión sobre los mandos del avión, permitiendo que pueda desarrollar otras tareas que también son de vital importancia a bordo.

El sistema posibilita mantener la altura requerida, midiendo la presión barométrica en el exterior. Cuando detecta que esta aumenta, o disminuye, manda señales eléctricas a los servos dispuestos en las superficies de control, los cuales activan las mismas para ascender o descender.

Lo mismo se aplica cuando tiene que mantener un rumbo o dirección. Si la aeronave se desvía del mismo, el Piloto Automático ordenará en ese caso actuar a los servos correspondientes, para compensar el error de  trayectoria hacia la derecha o la izquierda.

En sus versiones más modernas, como las que utilizan gran parte de los aviaciones civiles comerciales en los que volamos de manera habitual, el Piloto Automático dispone de una serie de modos diferentes, cada uno de ellos desempeñando su labor específica, los cuales son activados y desactivados por la tripulación cuando se requieren en cada momento o etapa del vuelo.

Además de las funciones de mantener una altura y un rumbo, está la de navegar, que sin duda se ha convertido en uno de los avances tecnológicos más revolucionarios y útiles.

Los pilotos introducen en el FMS (Flight Management System) los datos de la ruta que van a seguir, desde un aeropuerto de origen, hasta otro de destino.

Se deben de especificar todos los puntos por los que se van a pasar, que normalmente forman parte de una autovía aérea, algo muy parecido a una autopista virtual en el aire, indicando claramente las alturas y velocidades requeridas en cada uno de ellos.

Gracias a la precisión que ofertan los sistemas de guiado por GPS, el aparato seguirá la trayectoria introducida en el FMS.

El piloto automático analiza la ubicación exacta del punto al cual se tiene que dirigir, y la altura y la velocidad a la que tiene que llegar al mismo.

Posteriormente, el FD recopila la información de los sensores repartidos a lo largo de la estructura del avión, confirmando los datos de rumbo, altura y velocidad que se encuentra siguiendo en ese preciso momento.

Una vez el sistema sabe dónde está, cómo está, y a dónde tiene que ir, determina las acciones necesarias que debe de llevar a cabo para alcanzar su objetivo, como el tipo de viraje a realizar, el sentido y los grados máximos del mismo (normalmente no se superan los 30 grados de viraje), y la altura a la que necesita ascender, o descender.

La mayoría de modelos de avión actuales, también cuentan con un auto-throttle (o auto-thrust) (AT), que sería equivalente al piloto automático que controla la potencia del aparato.

Con el AT activado, los pilotos sólo tienen que indicar la velocidad a la que desean volar, y el sistema se encargará de ajustar automáticamente la potencia de los motores para mantener la misma en cada momento.

Además, también es posible hacer uso del modo que sirve para «capturar» una altura. En este caso, la tripulación introduce el nivel de vuelo en el que quiere situarse (o más bien el nivel de vuelo en el cual se le ha ordenado operar), y el FD hará ascender o descender el avión hasta alcanzar el mismo.

La tripulación puede especificar qué ratio de velocidad de ascenso o descenso quiere seguir, dependiendo de si desean realizar la maniobra de una manera más rápida, o más prolongada en el tiempo. Cuanto mayor sea la velocidad vertical (hacia arriba o hacia abajo), más pronunciado será el ascenso o el descenso.

Supervisión constante

Como hemos apuntado anteriormente, el piloto automático no vale de nada si no es programado con anterioridad por la tripulación, y su funcionamiento debidamente supervisado durante todas las etapas del vuelo.

Con el nivel de saturación actual del espacio aéreo, en muchas ocasiones las maniobras de aproximación a ciertos aeropuertos se hacen especialmente complicadas.

Dado el enorme volumen de aparatos que despegan y aterrizan cada pocos segundos, la labor de los controladores aéreos puede llegar a complicarse muy fácilmente, siendo necesario realizar ajustes constantes en las trayectorias de cada avión, lo cual se convierte en una carga de trabajo importante dentro de las cabinas.

El Piloto Automático permite automatizar los cambios de altura, de velocidad y de rumbo requeridos, con una precisión y rapidez absoluta, permitiendo a las tripulaciones supervisar el correcto funcionamiento del aparato y de sus sistemas, lo cual garantiza la seguridad de todos los ocupantes de la aeronave.

En la última fase de vuelo, el aterrizaje, el Piloto Automático puede interceptar una señal ILS, dirigiendo el avión de manera segura hacia la pista, aún cuando las condiciones climatológicas no sean las más favorables.

Sin embargo, es importante volver a recordar que a día de hoy, y aún cuando ya se han realizado algunas maniobras de aterrizaje totalmente automatizadas, el despegue y la toma la siguen ejecutando los pilotos de manera manual en la inmensa mayoría de los casos.

Los sistemas de ayuda a la navegación y pilotos automáticos, ayudan a disminuir la carga de trabajo dentro de las cabinas, la cual ha aumentado notablemente durante los últimos años, pero no pueden reemplazar ni sustituir la labor desempeñada por las tripulaciones.