Domingo, 29 Mayo 2016 19:23

Tecnolog铆a Head-up Display: concepto y novedades

Presentamos a los lectores del Portal de América Head-Up Display (HUD), un concepto que ha venido ocupando su lugar entre las innovaciones de la aviación comercial en los últimos años y que al igual que muchas de las tecnologías en la industria, tiene sus raíces en la aviación militar de la Segunda Guerra Mundial.

 

por José Castro, desde Pando, Uruguay

 

Un elemento pensado para disminuir la carga de trabajo de los pilotos de combate en la batalla aérea, un exigente escenario en el que el piloto corría riesgo de vida si apartaba su mirada de la alerta constante hacia el entorno y el enemigo, permite hoy a las tripulaciones en vuelos comerciales aumentar su conciencia situacional durante las operaciones normales de vuelo. Con elementos aún en desarrollo y para algunos no exenta de desventajas, la tecnología HUD tiene su lugar asegurado en el presente y futuro de los vuelos.

 

El concepto

 

Según la bibliografía editada por la Federal Aviation Administration (Instrument Flying Handbook), el HUD, "Head-Up Display", es un sistema que provee una proyección de la información de vuelo, como lo son la velocidad aerodinámica, la altitud, la senda de planeo de aproximaciones instrumentales, entre otras, en una pantalla transparente ubicada entre el piloto y el parabrisas. El concepto del HUD es disminuir el tiempo de transición entre el momento en que se mira hacia el panel tradicional -bajo este concepto también llamado "Head-Down Display"- y el momento en que se mira hacia afuera.

 

Técnicamente cualquier información que se desee puede ser desplegada en el HUD, siempre que dicha información esté disponible en la o las computadoras de vuelo del avión. Asimismo, se puede incluir también una especie de "punto de mira" ("runway target"), que muestra hacia dónde se proyecta el desplazamiento del avión, lo que permite al piloto conocer la información necesaria para realizar una aproximación a la vez que puede mirar hacia afuera.

 

La experiencia de los últimos años sugiere que el HUD presenta la necesidad de realizar un entrenamiento específico así como un número determinado de prácticas para garantizar una operación segura. Los programas de adaptación a la tecnología apuntan sobre todo a entender las diferencias del HUD con el PFD o "Primary Flight Display", que es en las cabinas de vuelo convencionales la pantalla principal, que permite el control primario del vuelo y forma parte del "Head-down Display".

 

Permanentemente se están llevando a cabo investigaciones en el campo de los factores humanos para entender mejor la transición hacia este sistema y su ergonomía (entendiendo la misma como el estudio de las condiciones de adaptación de una tecnología a las características físicas y psicológicas del trabajador).

 

Según la FAA, también se consideran dentro del grupo de los HUD los dispositivos que proyectan información directamente al ojo del piloto, a través de una lente especial. Como veremos al final de este artículo, la tecnología HUD ya tiene en ese sentido una competencia interna firme ante la aparición de nuevos conceptos.

 

En la siguiente foto, del cockpit de un Boeing 787 (simulador), se señalan el HUD y el PFD. El HUD puede abarcar un abanico más amplio de elementos que el PFD, presentados bajo un formato diferente.

 

 

 

 

Boeing trabaja en un nuevo software

 

En los últimos días, trascendió la noticia de que la Boeing Company trabaja en un innovador desarrollo, que modernizará sus HUD a través de un nuevo software que permitiría al piloto aumentar la conciencia situacional en las maniobras de despegue y aterrizaje. El citado concepto, tan manejado en la industria aeronáutica, apunta a que cuanto más elementos tenga la tripulación para conocer las condiciones en que se está desarrollando el vuelo, más segura será la operación.

 

Por ejemplo, hoy en día algunas de las señales lumínicas que se encuentran típicamente en las pistas son las que indican el contorno de la misma así como las que indican también cuánta es la "pista remanente" en miles de pies. Esta iluminación actúa como uno de los elementos que colaboran en la prevención de excursiones de pista. Una de las líneas de investigación en las que se está trabajando apunta a que dicha información tenga un correlato en el Head-Up Display. Es decir, mientras aproxima y aterriza, el piloto podría ver en su display una proyección virtual del contorno de la pista, así como una indicación de cuánta longitud de pista tiene disponible al frente. Mientras que las luces en cuestión trabajan actualmente de forma efectiva en una zona de aproximadamente 300 metros desde la pista, con este sistema los pilotos serían capaces de ver gráficamente representada la disposición exacta de la pista a unas 20 millas del aeropuerto.

 

Se espera que mucha más información sea incluida en los Head-Up Display en el futuro, incluyendo elementos que muestren una representación del terreno que se encuentra debajo o delante del avión, como cerros o montañas cercanos a la pista. Se trabaja también en que los HUD funcionen en conjunto con las instalaciones en tierra, como por ejemplo que en la fase de rodaje, la pantalla señale que el avión se aproxima a un punto de detención obligatoria, ayudando a prevenir incursiones en pista.

 

Un poco de historia

 

Originalmente desarrollado y utilizado en aplicaciones militares desde la Segunda Guerra Mundial, en la actualidad el HUD ha sido instalado en diferentes plataformas tecnológicas, tales como: simuladores de vuelo, automóviles, aviones comerciales, cascos de motocicleta y hasta videojuegos. El HUD se extendió más allá de la aviación militar, fue en el año de 1970 que el Oldsmobile Cutlass Supreme, se convirtió en el primer automóvil en estar equipado con esta tecnología. En 1975, el piloto francés de pruebas Gilbert Klopfstein, perfeccionó y estandarizó la simbología del sistema HUD, principalmente para aviones de combate y helicópteros, dejando atrás las complicadas marcaciones haciendo más asequible para los pilotos la transición de un equipo a otro.

 

No hace mucho, aviones comerciales ya cuentan con este sistema en sus cabinas, algunos a petición del cliente, y en otros casos, ya instalados de fábrica, como es el caso del Boeing 787; mientras que aviones como los ATR lo tendrán a partir de 2017. Según Eric Alberto, líder del proyecto HUD de Airbus "el Head-Up Display contribuye significativamente a aumentar la conciencia situacional del piloto, en particular durante las fases de aproximación y aterrizaje, mostrando los símbolos relacionados con la trayectoria en una vista externa del piloto. La experiencia en el servicio confirmó que el HUD es un muy buen medio para estabilizar la aeronave durante la fase de aproximación."

 

Video: aproximación nocturna al Aeropuerto de Los Angeles en un Boeing 737 equipado con HUD


La competencia

 

El acelerado crecimiento de la tecnología hizo que el HUD tuviera un rival en el mercado, un fuerte competidor. Y es que recientemente la empresa Aero Glass presentó un nuevo sistema de visión sintética en 3D el siguiente paso en los HUD para pilotos. Esta nueva opción es más económica y accesible para pilotos de aeronaves privadas, inclusive puede ser utilizado como sistema de entrenamiento en las escuelas de aviación. Se trata de unas gafas de visión sintética, con un campo de visión de 360º desde la cabina, independientemente de la visibilidad y condiciones meteorológicas.

 

Pero eso no es todo, otra empresa Elbit Systems presento el sistema de visión aumentada ClearVision con HUD Skylens ambos desarrollados por dicha empresa. La combinación de los sistemas permitirá presentar a los pilotos imágenes y videos en alta definición a través de las gafas. Las imágenes son una combinación de diferentes aspectos tomadas por una serie de cámaras colocadas en el empenaje de la aeronave, con capacidad para girar y ofrecer en todo momento, la visión del exterior hacia donde sea que mire el piloto.

 

 

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