¿Por qué los controles de cabina de los aviones son tan complicados?

Yo diría que los controles de un avión no son complicados, sino que simplemente son extraños para usted.

En la gran mayoría de los casos, los diversos controles de la aeronave hacen una sola cosa: encender algo o apagarlo. En realidad, son bastante simples, pero lo que hace que parezca complicado para usted es que hay muchos de ellos. A medida que aprenda sobre el avión (especialmente los modernos), verá que estos controles individuales están agrupados por sistema, de una manera que en realidad tiene bastante sentido.

Para ponerlo en perspectiva, digamos que nunca antes habías visto una computadora portátil:

Esta... cosa (recuerda, ¡nunca has visto una antes!) ¡tiene 94 botones solo en la parte superior! Tiene todo tipo de jacks y enchufes en el exterior. Tiene cosas que se abren por un lado. Es sólo... complicado .

Luego, alguien señala que la mayoría de los botones en la parte superior son botones que puede presionar para que aparezca una letra en la pantalla. Esto elimina gran parte del misterio del complicado lío en la parte superior, pero luego, a medida que aprende más, se da cuenta de que algunas de las teclas menos comunes están agrupadas por función. Tienes las teclas de flecha, las teclas de función, los modificadores de teclas, los controles de CD... De repente, ya no parece tan complicado.

Te quejas con tu amigo de que el monitor (oye, ¡hemos aprendido una palabra nueva y elegante!) es demasiado pequeño y te sugiere que conectes un monitor externo. ¿¿Podemos hacerlo?? Por supuesto, para eso está este puerto. Genial, ahora ese es un misterio menos. Esto continúa, y en poco tiempo incluso puede elegir una computadora portátil de otra marca, con diferentes botones y descubrirlo por su cuenta. En poco tiempo... el misterio desaparece y es solo una computadora portátil.

Y así sucede con los aviones. Los aviones más nuevos se están diseñando con menos interruptores y calibres. Eche un vistazo a la progresión en el avión de la serie Falcon 900:

Halcón 900B

Halcón 900EX

Falcon 900EX-FÁCIL

Cada iteración tiene cada vez menos controles e instrumentos. Incluso puedes decir que se ven menos complicados. Sin embargo, puedo asegurarles que cada modelo más nuevo tiene muchas más capacidades y mucho más que aprender para comprender y volar con seguridad el avión. Cada uno tiene la capacidad completa del modelo anterior, junto con características adicionales y más para aprender. Ciertos sistemas ya no tienen interruptores o diales y tienes que mirar a través de diferentes menús para acceder a ellos.

Las apariencias engañan.

Como se ha señalado en una respuesta anterior, la cabina es una interfaz de usuario. Mi creencia es que es prácticamente imposible diseñar una interfaz de usuario que sea fácil de usar tanto para usuarios novatos como para usuarios experimentados, y me pregunto si realmente querrías hacer eso. Por ejemplo, en una aeronave ligera de un solo motor con un tanque de combustible, un solo interruptor de encendido/apagado de combustible es comprensible para los novatos y adecuado para los experimentados. Ese mismo avión podría no tener un sistema hidráulico, por lo que no hay necesidad de controles hidráulicos.

Ahora considere un avión con nueve tanques de combustible, cuatro sistemas hidráulicos y ocho bombas hidráulicas. Posiblemente podría diseñarlo de tal manera que cuando todo esté funcionando, funcione un solo interruptor de encendido/apagado para el combustible y otro para el sistema hidráulico. Sin embargo, si está sobre un océano con más de 400 almas a bordo, necesita más que todo funcione bien o que todo no funcione bien. Necesita la capacidad de mantener en funcionamiento parte de los sistemas incluso cuando parte de ellos ha fallado, y para eso necesita información sobre cada componente y la capacidad de controlar y/o aislar cada componente, sin mencionar la comprensión de los componentes y cómo funcionan. juntos, y cómo el fracaso de uno puede afectar el fracaso de otro.

No sería razonable esperar que un novato se ocupe de las fallas de los componentes individuales del sistema, y ​​sería irresponsable poner a un novato a cargo de tal situación. Por lo tanto, desde el principio, podemos y debemos prescindir de tratar de hacer que el sistema sea fácil de usar para los novatos.

Por lo tanto, es posible que tengamos un sistema que parece incomprensible para el novato, pero tiene la complejidad adecuada para la persona que trabaja con él a diario.

El primer avión que volé regularmente como piloto con licencia fue un Cessna 150. Rápidamente se convirtió en el tamaño adecuado. Un día decidí que quería hacer el check-out en un Cessna 172, y ese avión era un "avión grande" para el primer o segundo vuelo. Cuando me registré en un 182, tuve la complicación de un control de hélice y un manómetro de presión múltiple. Hmm, ¿realmente necesitaba eso? A través de los años, los aviones se hicieron más grandes, pero descubrí que llegué a considerar el avión que estaba volando como del tamaño correcto y no más complicado de lo necesario para la tarea en cuestión.

Cuando usaron un 747 para transportar a un solo pasajero, la estrella de cine Rock Hudson, de regreso a los EE. UU. cuando colapsó en París, no me pareció extraño. Era solo un avión, y el 747 era ese avión que tenía el tamaño adecuado para mí.

El 99 % de la información proporcionada por todos esos indicadores y el 90 % de las posibles posiciones de todos esos controles no son necesarios en un vuelo típico. PUEDES despegar, volar y aterrizar, solo con los instrumentos que se usan en un ultraligero (o menos, si piensas en la gente del paramotor). Pero si algo sale mal, o para obtener un poco más de eficiencia, querrá al menos algo de esa información adicional y control adicional, y no sabe qué cosas necesitará hasta que algo salga mal, así que todo está proporcionó.

Análogamente, mucha gente que mejora los coches de calle para competir con ellos instalará muchos indicadores y controles adicionales, que los conductores normales no quieren ni necesitan. Monitores de temperatura para partes específicas del automóvil, conmutadores para diferentes válvulas y sensores, etc.

Los controles de un avión no tienen por qué ser complicados. Aquí hay un panel de control de planeador moderno típico:

Estos instrumentos son:

• (arriba a la izquierda) Variómetro (muestra ascenso/hundimiento relativo, solo realmente útil para planeadores)
• (superior al centro) Velocidad aerodinámica (obligatorio)
• (arriba a la derecha) Otro variómetro (en este avión uno es mecánico y el otro electrónico)
• (abajo a la izquierda) Altímetro (obligatorio)
• (centro) Brújula (obligatorio)
• (centro inferior) Temperatura
• (abajo a la derecha) Controles de radio VHF

Los instrumentos etiquetados (requeridos) arriba son los mínimos necesarios para cualquier aeronave. Los controles que no se muestran en esta imagen son:

• Palanca de control
• pedales de timón
• Frenos de aire
• Palanca de la rueda de aterrizaje

Ahora, los planeadores no suelen tener motores, sistemas de presurización de cabina, controles hidráulicos, bombas de combustible, piloto automático, sistemas de navegación (ILS, VOR, DME, etc.), radio HF, sistema de megafonía, extinción de incendios, etc. En particular, un motor a reacción moderno (solo el motor) es tremendamente complicado y tiene muchas entradas de control posibles.

A diferencia de un vehículo de carretera, si algo sale mal en un avión durante el vuelo, el piloto no puede simplemente detenerse a un lado de la carretera y pedir ayuda (ni siquiera salir y mirar en el compartimiento del motor). El piloto necesita un control total sobre todos los sistemas de la aeronave, directamente desde la cabina, para poder controlar la aeronave de forma segura en caso de emergencia.

Hay una gran diferencia en el diseño de una interfaz de usuario para un usuario nuevo en comparación con un experto. Gran parte del diseño de aviones es solo para expertos, y los diseñadores están dispuestos a tener una curva de aprendizaje empinada si mejora la eficiencia, la facilidad y la seguridad una vez que alguien tiene experiencia.

También notaría:

• Menos controles no significa más fácil. En un automóvil, por ejemplo, una pantalla táctil puede ser mucho más molesta que un buen conjunto de perillas.
• Los hábitos se pueden formar más fácilmente con diferentes tipos de controles y ubicaciones. Los diseñadores a menudo hacen que los diferentes controles se vean y se sientan diferentes deliberadamente. No querrás confundir una perilla de cambio y una perilla de flaps, por ejemplo, para que tengan formas diferentes. Esto puede parecer demasiado confuso al principio, pero realmente ayuda a desarrollar la memoria muscular.
• La ubicación de los controles en sí puede ser muy significativa. Es probable que las perillas e interruptores en el techo se usen con menos frecuencia y, por lo tanto, no es necesario que estén en la línea de visión directa.

Como han señalado otros, puede tener un panel de instrumentos bastante simple si elige los instrumentos mínimos necesarios en el avión más simple posible.

Sin embargo, sospecho que estás más interesado en aviones con paneles como este:

Cuando pensamos en estos aviones, en realidad estás viendo la versión "simplificada", o al menos la versión estandarizada.

En el lado del piloto (izquierdo), hay seis instrumentos de vuelo estándar: un indicador de velocidad aerodinámica, un horizonte artificial y un altímetro en la fila superior, y un coordinador de giro, giroscopio direccional e indicador de velocidad vertical en la parte inferior. Estos seis instrumentos en este diseño son "el paquete de seis estándar", y sin entrar en lo que hace cada uno, debería ser suficiente decir que son los instrumentos a los que un piloto se referirá más en vuelo, por lo que los diseñadores los colocaron justo en frente del piloto.
En la parte inferior del panel lateral del piloto hay interruptores para cosas como las luces interiores y exteriores, y un interruptor de llave para el encendido (este avión en particular tiene alrededor de 10 interruptores, todos están etiquetados, aunque no puede leer las etiquetas en esta imagen).

En el lado derecho del copiloto hay muchos indicadores más que tienen que ver con el funcionamiento del motor (el equivalente al indicador de combustible, la presión del aceite, la temperatura del refrigerante y el tacómetro en un automóvil deportivo), y dos filas de disyuntores (a diferencia de un automóvil donde la caja de fusibles está oculta en un avión, es posible que deba restablecer un disyuntor o reemplazar un fusible en vuelo, para que estén desconectados y accesibles, y al igual que los interruptores, todos están etiquetados) .
La mayoría de las veces, solo le dará un vistazo ocasional a este lado del panel durante el vuelo, ya que no necesita mirar esta información todo el tiempo, ya que está pospuesta en el lado "fuera del camino".

En el centro está la "pila de radio": una brújula (arriba en la parte superior) y un montón de radios para navegación, comunicación e identificación ATC. No es "necesario", sino útil.
Entre los asientos ves una válvula para controlar el combustible (la gran cosa roja) y un acelerador (la palanca negra entre los asientos).

Si bien el panel puede parecer intimidante al principio, lo importante es que está bastante bien estandarizado: puede saltar a otro avión, mirar alrededor durante unos minutos y saber aproximadamente dónde está todo y cómo operarlo. Incluso sin mucha (¿alguna?) experiencia, probablemente pueda encontrar todos los mismos instrumentos en aproximadamente el mismo lugar en este panel un poco más robusto ; la mayor diferencia es que hay "horquillas de control" en lugar de baquetas, y la adición de algunos radios e instrumentos de navegación. Incluso este panel DC-3 tiene una gran similitud con el primer panel de arriba, aunque es un avión mucho más complejo. (La imagen original del panel DC-3 está aquí : haga clic y vea la versión de tamaño completo, puede leer todas las etiquetas).

En ese sentido, el diseño del panel de un avión es similar al tablero de un automóvil: puede conducir un Ford Mustang toda su vida (el primer panel), pero si se sienta en un BMW serie 5, los controles y los instrumentos le resultarán familiares. a ti (el segundo panel). Si alguien lo dejó caer en un quitanieves (el panel DC-3), puede tomarse unos minutos para mirar alrededor y asegurarse de saber dónde está todo, pero podrá elegir los controles e indicadores básicos y saber lo que significan. todos lo hacen (lo que de ninguna manera implica que puedas manejar la máquina quitanieves y más de lo que yo podría manejar volando un DC-3, solo que gran parte de la información se transfiere).

He ignorado los aviones con "panel de vidrio" en esta discusión, pero si miras un montón, encontrarás que todos tienen un diseño similar (un gran horizonte artificial con "cintas" que muestran la velocidad, la altitud y el rumbo) .

El accidente de tren del año 1948 en Wädenswil (Suiza) probablemente explica por qué las "interfaces orientadas a tareas" pueden ser realmente peligrosas.

Este tren tenía el mismo control tanto para aplicar aceleración como para desacelerar con su motor eléctrico, dependiendo de la posición del interruptor separado. De hecho, o aceleras o desaceleras, nunca hagas ambas cosas. ¿Por qué tener dos controles separados? Un pequeño interruptor parece suficiente.

Una vez, en un descenso pronunciado, el conductor no pudo seleccionar la posición correcta de este interruptor y aplicó toda la potencia en lugar de frenar. 21 muertos. Si hubiera tenido dos controles muy diferentes para el freno y la aceleración, tal error habría sido mucho menos probable.

Entonces, cuando sea práctico, puede ser mejor tener más controles que nunca cambien su función y siempre hagan (o muestren) lo mismo.

El diseño de la interfaz de usuario es complejo . Increíblemente complejo. En un trabajo anterior, mi empresa compitió en el mercado de consumo contra una empresa establecida con antecedentes aeroespaciales. Eso era visible: sus productos de consumo parecían tan complejos como estas cabinas. El nuestro no lo hizo, porque el diseñador principal fue excepcional (piense en un genio de la interfaz de usuario al nivel de Apple). Aprendimos bastante de la competencia, entendiendo cómo esa interfaz estaba obstaculizando en lugar de ayudar.

¿Significaba eso que nuestro producto era más simple, podía hacer menos? No, de hecho no. La razón principal fue que nuestra interfaz de usuario estaba orientada a tareas en lugar de a funciones.

Si miras las imágenes de Falcon arriba, ves un poco de ese cambio. El puesto de conducción clásico está orientado a las funciones. Para todo lo que necesita un control, hay un dial. Y con muchas funciones, hay muchos diales. Bastantes pantallas están duplicadas porque el equipo está duplicado. Para tomar el ejemplo de Terry, si tiene 8 tanques de combustible, habría 8 indicadores.

Sin embargo, a menudo usa esos 8 indicadores de combustible juntos, rara vez de forma aislada. Por ejemplo, la tarea "comprobar combustible restante" suma los resultados; la tarea de "comprobar la distribución del peso" se centra en las diferencias en lugar del total. Una interfaz de usuario orientada a tareas funciona mejor si se centra en esas tareas.

Un beneficio adicional es que, en combinación con las cabinas de vidrio, puede desplegar una gran interfaz de usuario para la tarea en cuestión, ya que el mismo espacio se puede reutilizar para otras tareas en otros momentos. Los conjuntos clásicos de botones e interruptores tienen una disposición estática y deben compartir el espacio disponible.

Como caso para esta interfaz de usuario orientada a tareas, considere AF447. Los pilotos enfrentaron una sobrecarga de información, no pudieron identificar la tarea que debían realizar (recuperarse de la pérdida), ni los datos que necesitaban para eso. Sin embargo , cuando se le preguntaba a cualquier piloto, podía decirle cómo recuperarse de una entrada en pérdida, y el avión definitivamente sabía que estaba en una entrada en pérdida.

Por suerte hay esperanza. El uso de listas de verificación está bien establecido. Están estrechamente vinculados a las tareas. No son idénticas, algunas listas de verificación agrupan múltiples tareas porque ocurren en la misma fase del vuelo pero no por la misma razón. Aún así, el concepto básico es que ejecuta un conjunto de comprobaciones y acciones que juntas logran un solo objetivo. Ese modelo conceptual, extendido a todas las tareas debería definir la cabina, no tanto el hardware físico.

Siguiendo en la línea de razonamiento presentada por MSaltersme gustaría añadir un par de puntos.

• En primer lugar, no existe la presión del mercado para que las interfaces se vuelvan simples. Con automóviles, botes y otros vehículos, los usuarios 'normales' con una capacitación mínima deberían poder controlarlos, por lo que los fabricantes de automóviles y botes están motivados para hacer que su producto sea lo más simple posible de entender. Algunos hacen esto mejor que otros, pero al comparar el tablero central de los autos viejos con los autos nuevos, ha habido un gran cambio. A diferencia de los aviones, dicho sin rodeos, ya se ha aceptado que un piloto necesita mucho entrenamiento, por lo que la fuerte presión para simplificar el control y descargar el trabajo a una computadora (desde la función hasta la tarea) simplemente no existe.
• En segundo lugar, la aviación tiene que vivir con enormes expectativas de seguridad. Uno de los resultados de esto es, según un solo experto con el que hablé de esto... - que en el desarrollo de aviones no se cambia el hardware/software en el lado del control excepto si es absolutamente necesario. ¿Por qué cambiar algo que está funcionando? (incluso si está tan lleno de agujeros como el queso holandés) ¿Y cómo puede cambiarlo si hay una gran lista de verificación de cosas que se espera (legalmente) que haga un piloto humano (independientemente de que una computadora sea más adecuada para la tarea).
• Y, por último, dado que los pilotos han recibido una formación tan exhaustiva, es aún más difícil innovar en el campo, ya que las personas que han dedicado mucho tiempo a aprender algo tienen menos probabilidades de abandonarlo. Por lo tanto, hacer un avión que se pueda aprender a pilotar en la mitad del tiempo no tendría sentido, ya que los mayores se negarían a pilotarlo y los jóvenes todavía sabrían cómo pilotar los viejos aviones.

Bueno, solo algunas ideas desde la perspectiva de UX/mercado.

Durante décadas, la teoría del diseño de aeronaves ha sido la confiabilidad por encima de todo lo demás. Como han dicho otras respuestas, no puede simplemente detenerse al costado de la carretera si tiene un problema en el vuelo. El despegue es opcional; el aterrizaje es obligatorio.

Con esa mentalidad básica, las cabinas de los aviones están diseñadas con algunos principios centrales:

• Control completo. Según las normas de la FAA, todos los sistemas eléctricos a bordo de una aeronave deben poder, al menos, encenderse y apagarse desde la cabina, incluso si la única forma de hacerlo es usando el panel de interruptores. Hay momentos en que un instrumento interfiere con otro, o cuando un instrumento funciona mal y envía señales confusas al personal de tierra. En tales casos, el instrumento infractor debe desactivarse. Además, los instrumentos deben ajustarse e incluso recalibrarse durante el vuelo, por lo que la capacidad de hacerlo debe ser parte de su interfaz de usuario. Por último, las fallas de cortocircuito en vuelo pueden agotar la batería o sobrecargar el alternador, por lo que el sistema afectado debe desactivarse a través del panel de interruptores para detener el cortocircuito.

• Fiabilidad sólida como una roca. Una vez más, no puede simplemente detenerse y llamar a una grúa cuando su sistema ultraelegante de vuelo por cable decide tomar un descanso en pleno vuelo. Cada interruptor, botón y pantalla de la cabina debe estar clasificado para miles de horas de uso.

• Tecnología probada sobre nueva dulzura. El punto anterior tiende a favorecer los diseños con un pedigrí establecido, desde fuselajes completos como el venerable Cessna 172 hasta el diseño y la producción de los interruptores de palanca para las luces externas. En el mundo de la aviación, no solo apareces con una nueva y elegante pantalla táctil y haces que todo lo anterior sea inútil. Todavía usamos la tecnología de instrumentos que era estándar en los aviones al final de la Primera Guerra Mundial hace casi un siglo.

• Simplicidad modular. Dentro de los límites de un solo instrumento de vuelo, todo sobre ese instrumento debe ser intuitivo para alguien con un conocimiento básico de cómo se supone que funciona ese dispositivo, y ese conocimiento debe ser lo más general posible. Eso permite que crezca el número total de instrumentos de vuelo adicionales y otros controles a medida que el avión se vuelve más complejo y las condiciones en las que vuela más exigentes, sin sacrificar esta simplicidad básica.

Estos conceptos generales se prestan a un diseño de cabina en el que hay una pantalla única para cada información que necesita saber y un interruptor, botón, perilla o palanca únicos para cada tarea que pueda necesitar realizar.

En un planeador, eso no es mucho; Además de manipular las superficies de vuelo, la velocidad del aire, la altitud, la tasa de caída y algunas otras medidas son importantes, y para hablar con alguien fuera del avión necesita una radio, pero como no hay motor, no hay acelerador, perilla de mezcla, tacómetro y sin manómetro de aceite.

Todos esos controles e indicadores se vuelven necesarios una vez que tiene un motor, junto con un interruptor magnético para controlar el sistema de encendido, pero estos controles adicionales son todo lo que necesita en algo como un ultraligero, donde solo está volando en el día en buen estado. tiempo.

Volando de noche, ahora necesita controlar sus luces de marcha y aterrizaje, así como las luces de la cabina y del panel en la cabina.

Volando con mal tiempo, necesita algunas herramientas más, como un horizonte artificial y sistemas de navegación basados ​​en estaciones terrestres de radio o satélites.

Agregar características adicionales del motor requiere los medios para controlarlas; Las hélices de paso variable (velocidad constante) requieren un control de paso de pala en la cabina, generalmente al lado del acelerador. Agregar un segundo motor significa que necesita un segundo acelerador, perilla de mezcla y medidores de tacómetro/aceite. La actualización a motores a reacción significa que necesita una batería de dispositivos de monitoreo adicionales, y antes del advenimiento de la automatización por computadora, esto requería que una tercera persona se sentara en la cabina de vuelo solo para monitorear y mantener los motores a reacción de un avión grande.

Como puede ver, la complejidad de la cabina aumenta a medida que aumenta la complejidad de la máquina. Un avión de pasajeros moderno es una máquina muy compleja, con cientos o miles de millas de cableado eléctrico en un fuselaje fly-by-wire moderno como el A380 o el 787. En comparación, un 172 no tanto. Un avión deportivo ligero puede parecerse a un automóvil; tacómetro, velocímetro, temperatura del motor, indicador de combustible... además del altímetro, prácticamente todo lo que tiene acceso en un avión deportivo tiene una contrapartida directa en su automóvil.

No existe una filosofía de diseño única y uniforme para las cabinas de los aviones. La cabina es una "interfaz de usuario". Algunos son fáciles de usar. Otros son poderosos pero confusos para los principiantes. Algunos implementan estándares para que el conocimiento de uno se pueda aplicar con cualquier otro. Algunos son mezcolanzas sin consistencia dentro de sí mismos. Algunos comienzan con una meta expresable pero no logran alcanzarla. Algunos son objetos utilitarios con controles e indicadores en un patrón o patrones regulares sin tener en cuenta cómo se comprenden u operan. En muchos casos, una intención al comienzo del diseño se fusiona con otros ideales, requisitos, normas informales y similares. Barato y simple de construir, y fácil de mantener durante décadas, son imperativos tan reales como cualquier otro.

En un transporte Boeing moderno, el piloto y el copiloto tienen cada uno una 'rueda' semicircular que gira a la izquierda y a la derecha para desviar los alerones y regular la velocidad de balanceo. La rueda se empuja hacia atrás o hacia adelante para desviar los elevadores, que controlan el ángulo de ataque del ala del avión y, por lo tanto, teniendo en cuenta el empuje del motor, la velocidad de los vehículos, si se permite que se estabilice.

Las ruedas y las columnas que los transportan están interconectadas, por lo que mover un control mueve el otro. A menos que algún percance mecánico haya bloqueado uno en su lugar, en cuyo caso se puede romper un eslabón intencionalmente rompible, por la fuerza, lo que les permite moverse de forma independiente.

Tenga en cuenta que el mismo objeto físico produce dos tipos diferentes de efectos, uno una tasa, con cero cerca del medio, uno, una posición, que la física hace que controle una tasa, con cero más allá de un extremo, (velocidad) no vinculado intuitivamente a él . La velocidad también está fuertemente influenciada por la posición del acelerador de los motores.

En un transporte Airbus moderno, un asa de una mano en el exterior de cada asiento pivota en su base, pareciendo "apuntar" el avión hacia un lado o hacia el otro, pero la física todavía separa el efecto de balanceo, una velocidad, del efecto. de tono, una posición que, en la velocidad de control de equilibrio, una rete, pero no la intuitivamente obvia. Sin embargo, la manija del capitán no mueve la manija del copiloto, por lo que no existe un vínculo visual o táctil entre la posición de un control y el otro. Si cada uno se mueve en sentido opuesto al otro, el resultado es una velocidad de balanceo cero y un ángulo de cabeceo cero.

En un General Dynamics (ahora Lockheed) F-16, hay una manija de una mano a la derecha del asiento del piloto, que no se mueve (de manera significativa) pero detecta la dirección en la que el piloto lo empuja y se mueve de la misma manera. superficies de control para lograr el mismo control de cabeceo y balanceo.

Cuando se inventaron los instrumentos de vuelo 'ciegos' para la noche y el mal tiempo, las autoridades de Gran Bretaña especificaron que todos los aviones comprados por el gobierno británico tendrían sus instrumentos de vuelo ciegos en un diseño estándar de 2 filas por 3 columnas. Cuando deHavilland diseñó el Mosquito, el cazabombardero de producción más rápido del mundo en ese momento, diseñaron el panel de instrumentos montando el panel de otro avión en el medio y agregando interruptores, diales, etc. adicionales en paneles adicionales a la izquierda, a la derecha y debajo del " básico 6". El panel 'prestado' está curvado en la parte superior para que coincida con la parte superior de un fuselaje, pero no con un Mosquito. Cada Mosquito construido tiene un panel con la misma curva que no coincide. Un poco gracioso, una vez que sabes buscarlo.

Las normas culturales también juegan un papel importante. La USAF estudió los indicadores de cinta móvil / puntero fijo en la década de 1960 y concluyó que los pilotos podían operar con mayor precisión con ellos que con los instrumentos redondos de "medidor de vapor". Pero cuestan más debido a los volúmenes más pequeños, más partes móviles, no caben en un simple orificio redondo en el panel y son "diferentes". Las cabinas modernas de vidrio mezclan cintas móviles simuladas con agujas fijas y diales simulados con agujas móviles. Los instrumentos para algunas de las cabinas de la SpaceShip One eran gráficos horizontales en una computadora portátil, que pueden haber sido historias de tiempo con amplitudes verticales...

En resumen, la aviación, especialmente a nivel comercial, es un poco más compleja que un automóvil u otro vehículo, e incluso esas otras interfaces de vehículos son complejas si no está familiarizado con ellas.

Un automóvil puede tener muchos elementos que intimidan a cualquiera que no esté familiarizado, y al igual que la cabina de un avión, hay tantos de ellos que no hay forma de organizar o eliminar "lógicamente" la mayoría de ellos. ¿Para qué se utilizan el indicador de voltaje de la batería, el tacómetro y el indicador de temperatura del aceite? ¿Qué son las paletas de cambio? ¿Qué es un odómetro y por qué estaría en un automóvil que ya tiene navegación GPS? ¿Por qué tengo un pie y un freno de estacionamiento separados? ¿Qué hace este botón de teléfono Bluetooth? Entonces, ni siquiera me hagas comenzar con algunos de los controles exóticos en autos de carrera, vehículos eléctricos, vehículos híbridos, dispositivos de infoentretenimiento, etc. Así como un automóvil puede ser complicado, de manera similar esperaría que una cabina sea familiar para alguien experimentado con pero complejo para alguien que no lo ha visto.

Dicho esto, las cabinas de aviación son más complicadas por varias razones que no están completamente cubiertas en otras respuestas:

La navegación, la comunicación, etc. son más complejas que otros vehículos

La aviación requiere algunas de las mismas tareas que un automóvil que funcionan de manera más complicada. La simplificación de estos controles a menudo requeriría cambiar toda la industria de la aviación para reconciliar y simplificar las tecnologías que se adoptaron en diferentes momentos, para diferentes propósitos, con diferentes puntos fuertes y modos de falla. Por ejemplo, en lugar de que el GPS y la navegación a estima sean las únicas opciones de navegación como en su automóvil, en un avión puede tener GPS, VOR, DME, ADF, ILS y, a veces, incluso otras opciones de navegación, cada una con sus propios indicadores y controles. En lugar de simplemente usar su conexión bluetooth de manos libres para comunicarse, ahora tiene la capacidad de configurar códigos de transpondedor, configurar una frecuencia de espera y verificar el identificador de código morse de la estación a la que está llamando, así como posibles opciones de enlace de datos como UNOS CARROS. Vea la imagen a continuación para ver un ejemplo de lo complicado que puede ser una pila de radio de este tipo. En lugar de controles de clima para usted y tal vez incluso controles separados para el pasajero, ahora también tiene controles separados para la cabina y el área de carga. En lugar de una luz indicadora de advertencia de punto ciego, tiene TCAS y ADS-B para ayudarlo a evitar el tráfico. No todos los aviones son más complicados como este. Los vehículos más simples, como los planeadores, tienen menos de estos controles complejos.

Hay muchas funciones que son bastante exclusivas de la aviación.

Podría decirse que por la propia naturaleza de la aviación los controles son más complicados. Debido al vuelo con poca visibilidad, necesita indicadores adicionales como el horizonte artificial. Hay indicadores para los grados adicionales de libertad como deslizamiento, ángulo de ataque y altitud. Del mismo modo, tiene más configuraciones de superficie de control como flaps, tren de aterrizaje y frenos de velocidad en aviones que otras formas de transporte. Nuevamente, muchas de estas complicaciones adicionales no son necesarias en aviones más simples como planeadores y ultraligeros.

Luego están las características adicionales para los controles de mantenimiento que hacen que la cabina sea más complicada. Como han señalado otros, si casi cualquier cosa se rompe en un automóvil o bote, puede ponerse a salvo rápidamente. En un avión eso no es cierto. Como tal, necesita pantallas de respaldo, controles de flujo de combustible más complicados, extintores de incendios, indicadores adicionales para advertir sobre situaciones peligrosas, como un indicador de temperatura de la turbina, y características de seguridad para desactivar sistemas inoperativos, como disyuntores y controles de cambio de dirección. En resumen, por seguridad, es posible que necesite controles manuales para cosas que podrían ser automáticas, pantallas e indicadores adicionales y botones e interruptores adicionales para activar las funciones de seguridad.

En resumen, las cabinas de los aviones son complicadas por varias razones. Primero, no te son familiares y, por supuesto, parecen extraños y confusos. En segundo lugar, la aviación ha desarrollado algunos dispositivos complejos y, a menudo, redundantes para realizar incluso tareas simples como la navegación, por lo que simplificar la interfaz de usuario implicaría eliminar características importantes o estandarizar, agrupar y unificar las tecnologías de la industria para eliminar las redundancias y mantener todas las fortalezas de cada una. En tercer lugar, la aviación como industria es más complicada. Navegar en seis grados de libertad a gran altura con visibilidad cero requiere un poco más de complejidad. Finalmente, las altas exigencias de seguridad de la aviación exigen más controles e indicadores para mantener un vuelo seguro incluso en condiciones inusuales y modos de falla.

La filosofía de diseño es:

1. Mantenga la operación de cada control o indicador lo más confiable posible y lo más simple de usar posible. Que haya tantos controles y pantallas en algunas cabinas es un reflejo de la cantidad de cosas que deben controlarse o monitorearse.

2. Ponga las cosas más importantes en la ubicación más destacada para un fácil acceso o referencia. Para algunas cosas, significa duplicación tanto para el piloto como para el copiloto, lo que aumenta el número total de elementos.

3. Si es crítico para la seguridad, asegúrese de que tenga una copia de seguridad. Eso puede aumentar aún más la cantidad de controles y pantallas.

Lo que para el profano parece un revoltijo en realidad tiene lógica. Cuando comprenda la lógica y el propósito de los diversos controles y pantallas, encontrará que hay agrupaciones y posiciones estándar para ciertos elementos. Por ejemplo: los aviones con asientos uno al lado del otro siempre colocan los controles del motor en una consola entre el piloto y el copiloto. Los instrumentos del motor generalmente se colocan sobre la consola central. Frente y centro para el piloto es el indicador de actitud (horizonte artificial). Agrupados a su alrededor hay instrumentos relacionados: indicador de altitud, indicador de velocidad aerodinámica, indicador de rumbo, velocidad de ascenso y viraje y alabeo; no hay más que un par de diseños estándar para estos instrumentos. Los únicos otros controles/instrumentos que pueden parecer ocupados serían la radio y el equipo de navegación, a menudo colocados sobre la consola central, ya sea por encima o por debajo de los instrumentos del motor. Otros controles e indicadores tendrán una ubicación menos estándar porque pueden ser específicos para un tipo o modelo de aeronave.

Por lo que vale: Adquirí una licencia de piloto privado hace muchos años, he registrado muy pocas horas, volé solo Cessna 152,172 y un par de modelos de Pipers monomotor. Todos estos aviones tienen paneles de control relativamente simples. Sin embargo, puedo mirar el panel de instrumentos de un 747 y, con un poco de tiempo, descifrar el propósito de todo lo que hay allí. Es debido a la estandarización del diseño del panel y la estandarización del etiquetado de instrumentos. Un horizonte artificial siempre es reconocible como tal, al igual que un altímetro, un indicador de velocidad aerodinámica, etc. Los instrumentos del motor generalmente están (aunque crípticamente) etiquetados con el parámetro que están indicando.

Hay progreso, eche un vistazo a los controles de cabina ICON A5 y Cirrus Vision SF50 .

Y estoy de acuerdo en que muchas de las verificaciones y controles previos al vuelo podrían simplificarse o verificarse por computadora.

La gran diferencia entre un automóvil (interfaz simple) y un avión es que si hay un problema con su automóvil, lo aparta y con un avión lo deja caer del cielo :( aunque los autogiros como el Cavalon no tienen ese problema :)