Fly-by-wire (FBW), traducido delinglés como «pilotaje por cable» o «pilotaje por mandos electrónicos»,[1] es un sistema que reemplaza loscontroles de vuelo manuales convencionales de unaeronave con una interfazelectrónica.
Los movimientos de los mandos de vuelo del piloto son convertidos en señales electrónicas que se transmiten por cables —de ahí el términofly-by-wire— y lascomputadoras de control de vuelo determinan como se debe mover elactuador de cada una de lassuperficie de control para proporcionar la respuesta ordenada.[2][3]
El sistemafly-by-wire también permite el envío automático de señales por parte de las computadoras de la aeronave para realizar ciertas funciones sin que intervenga el piloto, como ayudar automáticamente a estabilizar la aeronave.[4] El desarrollo del concepto delfly-by-wire ha ido ligado al del abandono del enfoque clásico en el diseño de los aviones, en los que se buscaba una configuración que fuese estable desde el punto de vista aerodinámico sin necesidad de actuar sobre las superficies de control.
En los aviones más modernos, el diseño ya no es estable por sí, sino intrínsecamente inestable, y la estabilidad en vuelo se obtiene mediante la acción constante de las superficies de control, continuamente adaptada a las circunstancias del vuelo.
La señalización eléctrica de las superficies de control fue probada por primera vez en los años 1930, en el avión soviéticoTupolev ANT-20.[5] Las conexiones eléctricas reemplazaban largos recorridos de conexiones hidráulicas y mecánicas.
El primer avión no experimental que voló (en 1958) con un sistema de control de vuelofly-by-wire fue elinterceptorAvro Canada CF-105 Arrow desarrollado enCanadá.[6][7]El avión fue cancelado menos de un año después de su primer vuelo.[8]
En 1969, elConcorde fue el primer avión de pasajeros en introducir los controlesfly-by-wire, aunque era analógica en lugar de digital.[7][9][10]
El primer avión controlado mediantefly-by-wire digital sin sistema mecánico de reserva que voló (en 1972) fue unF-8 Crusader modificado electrónicamente por laNASA como avión de pruebas. Este avión fue un heredero del proyecto Migmar a partir del cual se desarrolló elfly-by-wire tal y como lo conocemos actualmente.[11][12]
La principal ventaja de este sistema es que es muy ligero. Además, posee mayor fiabilidad y tolerancia al daño. También proporciona mayor control a las aeronaves en las que se necesita mucha maniobrabilidad (aeronaves militares, principalmente).[13]
Como las aeronaves militares necesitan ser muy ágiles, siendo por tanto muy inestables, el sistema FBW proporciona la habilidad para soportar los aumentos no intencionados delángulo de ataque, ya que los detecta y, rápida y automáticamente, desvía la aeronave en la dirección opuesta mientras el problema sea pequeño.[13]
El sistema FBW también proporciona sistemas de protección muy fiables de la envolvente de vuelo que, mientras que el sistema FBW funcione normalmente, aumenta considerablemente la seguridad.[13]
El primer avión comercial en incorporar este sistema fue el Airbus A320, que realizó su primer vuelo en 1988.
El principio usado para el funcionamiento de este sistema, es la detección constante del error de la superficie de control, la señal de salida, y se "retroalimenta" al ordenador de losmandos de vuelo (Flight Control Computer, FCC, en inglés). Cuando el piloto o elpiloto automático haga alguna operación, que será la señal de entrada, se analiza la diferencia de la posición de la superficie de control tomada. Así, se manda unaseñal eléctrica, suficiente para compensar la variación. El FCC regula el sistema, comparando la señal de entrada y la de salida. Cualquier error entre estas dos señales, hace que se envíe una señal correctiva hasta que se igualen entre sí.[13]
Una ventaja de este sistema de feedback es que el sistema de control de vuelo (Flight Control System, FCS) se puede utilizar para reducir la sensibilidad de los cambios en la estabilidad de las aeronaves básicas o frente a perturbaciones externas.[13]
En lugar de proporcionar un sistema de control de vuelo convencional como refuerzo, las aeronaves comerciales están normalmente controladas en su totalidad por sistemas FBW, instalando más de uno en ellas.
La aviación civil utiliza normalmente este sistema por triplicado, como es el caso de las aeronavesBoeing 777 yAirbus A340, que tienen limitados sistemas de respaldo para asegurar su "supervivencia" en vuelo de crucero si existieran problemas eléctricos. Todos los sistemas FBW deben tener un sistema completo de respaldo mecánico por esta razón.[13]
El control de la velocidad, delnúmero de Mach, de la altitud y del ángulo de ataque pueden usarse para asegurar que los aviones con sistema FBW permanecen dentro de la envolvente de vuelo para la que se han certificado. Para conseguir esto, se han usado dos estrategias: la primera, propuesta porAirbus, es de límites estrictos, donde las leyes de control tienen la total autoridad de control a no ser que el piloto seleccione una Orden Directa. La segunda, propuesta porBoeing, es de límites flexibles, en la que el piloto puede superar a la envolvente de vuelo y mantener el total control en la operación de la aeronave.[13]
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