Sistema electrónico de instrumentos de vuelo

En la cabina de vuelo, las pantallas son los elementos más visibles de un sistema EFIS y las que dan origen al término cabina de cristal . La pantalla que reemplaza el horizonte artificial se denomina pantalla principal de vuelo (PFD). Si una pantalla independiente reemplaza al HSI, se denomina pantalla de navegación. La PFD muestra toda la información crítica para el vuelo, incluyendo la velocidad aerodinámica calibrada , la altitud, el rumbo, la actitud, la velocidad vertical y la guiñada. La PFD está diseñada para mejorar la percepción de la situación del piloto al integrar esta información en una sola pantalla en lugar de seis instrumentos analógicos diferentes, reduciendo así el tiempo necesario para monitorizar los instrumentos. Las PFD también aumentan la percepción de la situación al alertar a la tripulación sobre condiciones inusuales o potencialmente peligrosas —por ejemplo, baja velocidad aerodinámica, alta tasa de descenso— mediante cambios en el color o la forma de la pantalla o mediante alertas sonoras.  

Algunos fabricantes utilizan los nombres Indicador Electrónico de Dirección de Actitud e Indicador Electrónico de Situación Horizontal. ^{[ 1 ]} Sin embargo, un ADI simulado es solo la pieza central de la PFD. La información adicional se superpone y se organiza alrededor de este gráfico.

Las pantallas multifunción pueden hacer innecesaria una pantalla de navegación independiente. Otra opción es usar una pantalla grande para mostrar tanto la pantalla principal de vuelo (PFD) como la pantalla de navegación.

La pantalla principal de vuelo (PFD) y la pantalla de navegación (y la pantalla multifunción, si está instalada) suelen ser físicamente idénticas. La información que se muestra viene determinada por las interfaces del sistema donde se instalan las unidades de visualización. De este modo, se simplifica el almacenamiento de repuestos: una misma unidad de visualización se puede instalar en cualquier posición.

Las pantallas LCD generan menos calor que las pantallas CRT, lo que supone una ventaja en un panel de instrumentos con poco espacio. Además, son más ligeras y ocupan menos volumen.

La pantalla multifunción (MFD) muestra información de navegación y meteorológica de múltiples sistemas. Las MFD suelen diseñarse para mostrar información centrada en cartas náuticas, permitiendo a la tripulación superponer información diversa sobre un mapa o carta. Algunos ejemplos de información superpuesta en la MFD incluyen el plan de ruta actual de la aeronave, información meteorológica procedente del radar de a bordo, sensores de detección de rayos o sensores terrestres (por ejemplo, NEXRAD), espacio aéreo restringido y tráfico aéreo. La MFD también permite visualizar otros tipos de datos que no requieren superposición (por ejemplo, el plan de ruta actual) y datos calculados que sí la requieren, como el radio de planeo de la aeronave, considerando su ubicación actual sobre el terreno, los vientos, la velocidad y la altitud.

Las pantallas multifunción (MFD) también pueden mostrar información sobre los sistemas de la aeronave, como el combustible y el sistema eléctrico (véase EICAS, más abajo). Al igual que la pantalla principal de vuelo (PFD), la MFD puede cambiar el color o la forma de los datos para alertar a la tripulación sobre situaciones peligrosas.

El EICAS (Sistema de Indicadores del Motor y Alerta a la Tripulación) muestra información sobre los sistemas de la aeronave, incluidos los de combustible, eléctricos y de propulsión (motores). Las pantallas del EICAS suelen estar diseñadas para imitar los indicadores redondos tradicionales, a la vez que proporcionan lecturas digitales de los parámetros.

El EICAS mejora la percepción de la situación al permitir que la tripulación visualice información compleja en formato gráfico y al alertarla sobre situaciones inusuales o peligrosas. Por ejemplo, si un motor comienza a perder presión de aceite, el EICAS podría emitir una alerta, cambiar la pantalla a la página con la información del sistema de aceite y resaltar los datos de baja presión con un recuadro rojo. A diferencia de los indicadores tradicionales, se pueden configurar varios niveles de advertencias y alarmas. Es fundamental diseñar el EICAS con sumo cuidado para garantizar que la tripulación siempre reciba la información más importante y no se vea abrumada por advertencias o alarmas.

ECAM es un sistema similar al utilizado por Airbus, que además de proporcionar funciones EICAS, también recomienda medidas correctivas.

Al igual que las computadoras personales, los sistemas de instrumentos de vuelo necesitan funciones de autodiagnóstico al encenderse y automonitoreo continuo. Sin embargo, los sistemas de instrumentos de vuelo necesitan capacidades de monitoreo adicionales:

• Validación de entrada : verifique que cada sensor esté proporcionando datos válidos. 
• Comparación de datos : verifique las entradas de los sensores duplicados. 
• Monitorización de la pantalla : detecta fallos en el sistema de instrumentación. 

Las pantallas tradicionales (electromecánicas) están equipadas con mecanismos de sincronización que transmiten el cabeceo, el alabeo y el rumbo mostrados en los instrumentos del capitán y del primer oficial a un comparador de instrumentos. El comparador alerta sobre diferencias excesivas entre las pantallas del capitán y del primer oficial. Incluso una falla tan distal ^{[ 3 ]} como un atasco en, por ejemplo, el mecanismo de alabeo de un indicador de dirección activa (ADI) genera una alerta del comparador. De esta manera, el comparador de instrumentos proporciona tanto monitorización del comparador como de la pantalla.

Con EFIS, la función de comparación es sencilla: ¿Los datos de alabeo (ángulo de inclinación) del sensor 1 coinciden con los del sensor 2? Si no es así, se muestra una advertencia (como COMPROBAR ALABADO ) en ambas pantallas PFD. Los monitores de comparación emiten advertencias sobre la velocidad aerodinámica, el cabeceo, el alabeo y la altitud. Los sistemas EFIS más avanzados cuentan con más monitores de comparación.

En esta técnica, cada generador de símbolos contiene dos canales de monitorización de la pantalla. Un canal, el interno, muestrea la salida de su propio generador de símbolos a la unidad de visualización y calcula, por ejemplo, qué actitud de alabeo debería producir esa indicación. Esta actitud de alabeo calculada se compara con la actitud de alabeo de entrada al generador de símbolos desde el INS o el AHRS . Cualquier diferencia probablemente se deba a un procesamiento defectuoso y activa una advertencia en la pantalla correspondiente.

El canal de monitorización externo realiza la misma comprobación en el generador de símbolos situado al otro lado de la cabina de mando: el generador de símbolos del capitán comprueba el del primer oficial, y este, a su vez, el del capitán. El generador de símbolos que detecte un fallo muestra una advertencia en su propia pantalla.

El canal de monitorización externo también comprueba la coherencia de las entradas de los sensores (al generador de símbolos). Una entrada errónea, como una altitud radioeléctrica superior a la máxima del radioaltímetro, genera una advertencia.

En las distintas fases del vuelo, un piloto necesita diferentes combinaciones de datos. Idealmente, la aviónica solo muestra los datos en uso, pero un instrumento electromecánico debe estar siempre a la vista. Para mejorar la claridad de la pantalla, los indicadores de actitud (ADI) y los indicadores de situación horizontal (HSI) utilizan mecanismos complejos para eliminar temporalmente las indicaciones superfluas; por ejemplo, eliminan la escala de senda de planeo cuando el piloto no la necesita.

En condiciones normales, un EFIS podría no mostrar ciertas indicaciones, como la vibración del motor. El sistema solo muestra la lectura cuando algún parámetro excede sus límites. De manera similar, el EFIS está programado para mostrar la escala y el indicador de la senda de planeo únicamente durante una aproximación ILS .

En caso de fallo en la entrada de datos, un instrumento electromecánico añade otro indicador; normalmente, una barra que aparece sobre los datos erróneos. En cambio, el sistema EFIS elimina los datos no válidos de la pantalla y los sustituye por una advertencia adecuada.

El modo de desenfoque se activa automáticamente cuando las circunstancias requieren que el piloto preste atención a un elemento específico. Por ejemplo, si la aeronave se inclina hacia arriba o hacia abajo más allá de un límite determinado (generalmente entre 30 y 60 grados), el indicador de actitud oculta otros elementos hasta que el piloto estabiliza la inclinación a un nivel aceptable. Esto ayuda al piloto a concentrarse en las tareas más importantes.

Los instrumentos tradicionales han utilizado el color durante mucho tiempo, pero carecen de la capacidad de cambiarlo para indicar algún cambio en las condiciones. La tecnología de visualización electrónica de los sistemas EFIS no tiene esta restricción y utiliza el color ampliamente. Por ejemplo, cuando una aeronave se aproxima a la senda de planeo, una leyenda azul puede indicar que la senda de planeo está activada, y la captura podría cambiar el color a verde. Los sistemas EFIS típicos codifican por colores las agujas de navegación para reflejar el tipo de navegación. Las agujas verdes indican navegación terrestre, como VOR, localizadores y sistemas ILS. Las agujas magenta indican navegación GPS.