CONTROLES DE VUELO
El fly-by-wire es un control electrónico de vuelo. Así que lo primero de todo, vamos a hablar sobre cómo se controla un avión. Como todos sabéis (espero), una aeronave cambia la trayectora deflectando unas superficies más o menos grados. Por ejemplo, tenemos los alerones, que hacen que el avión alabee (esto es, gire según su eje longitudinal), el timón de profundidad, que hace que el avión cabecee (es decir, gire según el eje transversal, "el de las alas", por así llamarlo), y el timón de dirección, que hace que el avión guiñe (girar según el eje vertical, el perpendicular "al suelo" del avión).
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Por ejemplo, pongamos el caso de la guiñada. Al deflectar el timón de dirección, éste adquiere un ángulo de ataque (ya sabéis, ángulo con el que le incide la corriente de aire, o ángulo entre el vector velocidad y la cuerda). Al obtener un ángulo de ataque, el timón sustenta. Y por la imagen podéis ver lo que ocurre: el avión guiña.
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MOVIMIENTO FÍSICO DE LAS SUP. DE CONTROL
Hasta aquí hemos visto que unas superficies se mueven para hacer que el avión maniobre. Pero... ¿cómo hacer que se muevan?
En el principio de los tiempos, la palanca del avión estaba conectada directamente a las sup. de control mediante unos cables de acero. Así, cuando el piloto movía la palanca o los pedales, los cables tiraban de las propias superficies de control.
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LA ESTABILIDAD
Entendemos por estabilidad de un sistema la capacidad del mismo para vovler por sí solo a su condición de equilibrio tras una perturbación. Supongo que habréis estudiado estabilidad en ecuaciones diferenciales. Es posible. Pues ahora estudiaremos la estabilidad de un avión.
Cuando un avión vuela en vuelo rectilíneo y uniforme (la inmensa mayoría del vuelo), lo hace porque las resultantes de las fuerzas aerodinámicas están en equilibrio.
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La estabilidad del avión depende del diseño del mismo. Por ejemplo, un ala alta es más estable que un ala baja, un diedro positivo es estable, y uno negativo es inestable... Ya escribiré una entrada sobre esto.
Para el caso que nos ocupa (control y fly-by-wire), lo único que tenemos que saber de estabilidad es lo siguiente:
Como ya hemos dicho, un avión estable es el que vuelve a su situación de equilibrio anterior a la perturbación (la ráfaga del ejemplo). Pero, ¿qué pasa si no sube por culpa de una ráfaga, sino por una acción del piloto sobre la palanca de vuelo? El avión se resistirá a salirse de su trayectoria, de su situación de equilibrio. Es decir:
- Un avión estable es poco maniobrable.
- Un avión inestable es muy maniobrable.
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EL SISTEMA FLY-BY-WIRE (¡por fin!)
El fly-by-wire sustituye los sistemas hidráulicos y mecánicos de los mandos de vuelos por unos electrónicos. Esto supone mayor precisión, control automático informatizado, y algo para nada trivial: disminución de peso muy grande (un ordenador y unos cables de fibra pesan mucho menos que sistemas hidráulicos, engranajes, gruesos cables de acero...).
El fly-by-wire transforma la acción del piloto sobre el mando en una señal eléctrica, que a través de un sistema electrónico, dice a los servos cuánto han de mover las superficies de control. El avión dispone de sensores que le dicen en todo momento cuál es su condición de vuelo y cómo se comporta el aire a su alrededor, de manera que el ordenador de a bordo, al recibir la señal del piloto, puede calcular y efectuar sobre la marcha las correcciones necesarias para que el avión haga exactamente lo que el piloto le está pidiendo.
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Desde el punto de vista de la mecánica de vuelo, el fly-by-wire permite que los aviones se diseñen de forma inestable, para que sean capaces de maniobrar, y es el propio sistema electrónico el que aporta la estabilidad (una falsa estabilidad, de hecho lo que hace es continuas correcciones de trayectoria para absorver la inestabilidad del avión, así no lo tiene que hacer el piloto mismo, y no se cansa, ni se estresa, ni se queja).
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