¿Por qué los sidesticks de Airbus agregan sus entradas?

Creo que hay algo de lógica en el diseño, en realidad, incluso si no me gusta mucho. Si piensa en el yugo tradicional como un elemento de control en el que cierta fuerza (o momento, más bien...) da como resultado un cierto cambio en la trayectoria de vuelo, entonces si ambos pilotos aplican la misma fuerza (en lugar de apuntar a la misma desviación), la reacción de la aeronave resultante es más pronunciada que si solo un piloto aplica esa fuerza, aunque probablemente no con una relación lineal. El sistema de control de vuelo controlado por palanca lateral hace lo mismo.

Lo que falta mucho más, en mi opinión, es la retroalimentación a un piloto sobre lo que el otro está haciendo con la palanca. Creo que tenerlos interconectados o retroalimentados probablemente no hubiera sido tan mala idea.

¿Por qué los sidesticks de Airbus agregan sus entradas? No trabajo para Airbus y no estoy al tanto de sus documentos de diseño, pero esto es lo que considero basado en los más de 50 modelos de simulación en tiempo real de controles de vuelo de aviones que he escrito y ajustado:

• Sumar las salidas tiene más sentido para evitar discontinuidades en la entrada de posición y proporciona la mayor flexibilidad si solo un piloto a la vez maneja su palanca lateral. Una palanca en posición centrada da salida cero. Si un piloto transfiere el control al otro piloto y no se presiona ningún botón de prioridad, las entradas de control de vuelo de las dos palancas no tienen discontinuidad. La entrada de cualquier piloto más la entrada cero del otro piloto funciona en ambos sentidos, independientemente del estado del botón de prioridad.

• Solo un piloto a la vez debe operar su palanca lateral. Si el piloto no operativo proporciona una entrada de control, la suma de las dos salidas da como resultado un cambio de actitud que alerta al PF de la acción del otro piloto. Promediar las entradas haría esto en una cantidad mucho menor, o no lo haría en absoluto. Dar prioridad al joystick izquierdo puede ser contraproducente: ¿qué pasa si el capitán sufre un infarto mientras el FO está volando?

Siempre que se siga el procedimiento adecuado y solo un piloto a la vez maneje una palanca, la suma de los resultados funciona mejor. Sin embargo, la situación se derrumba cuando no se sigue el procedimiento adecuado: en tiempos de emergencia y urgencia, en ausencia de mentes claras. Dos pilotos cada uno continúan proporcionando salidas de palanca muy diferentes: ¿cuál debería usar la aeronave? ¿Cómo puede tomar una decisión de cuál de las dos entradas es la válida, si los humanos no se lo han instruido? No existe una solución infalible para esto, por lo que elegir la mejor solución cuando se sigue el procedimiento (sumar los resultados) tiene sentido y brinda flexibilidad y continuidad.

Ha habido un par de desastres de Airbus en los que, en la confusión que condujo al accidente, ambos pilotos intentaron controlar la aeronave con las palancas laterales al mismo tiempo.

Fuente de imagen

Considere el caso de QZ8501. El capitán es un ex piloto militar, reconoce la pérdida y proporciona la entrada de recuperación adecuada a la palanca. Si le hubiera ordenado al FO que no tocara el palo, podría haberse recuperado con éxito. Pero su uso ambiguo del inglés (que no es su primer idioma) hizo que el FO siguiera las instrucciones percibidas y diera una entrada de emergencia, de la cual el capitán no estaba al tanto.

La suma de las salidas de la palanca no las salvó, ni tampoco el promedio de las salidas. Transferir la autoridad al capitán tendría en este caso, pero ahora estaríamos esperando la ley de Murphy: el capitán entra en pánico mientras el FO da las entradas adecuadas. Escuché evidencia anecdótica de un caso como ese, en condiciones de ráfagas al aterrizar con un FO altamente experimentado en mal tiempo mientras el capitán era de un país cálido y soleado.

La base de su pregunta es una situación en la que no se sigue el procedimiento adecuado debido a una emergencia, y en esta situación ninguna de las opciones funciona muy bien. La única solución real aquí es acoplar los palos y proporcionar una salida como resultado de las entradas de fuerza en conflicto, como en la física. Si no hay tiempo para que el cerebro racional actúe, la única solución es hacer uso de los órganos sensoriales de rápida reacción incorporados en todos los humanos.

Esta será una respuesta teórica, pero a menos que alguien del equipo de diseño de control de Airbus visite el sitio, probablemente sea lo mejor que obtendremos. Permítanme enumerarles las características extremadamente deseables del enfoque de 'suma'.

• En los modos normales de operación, es decir, cuando un piloto está 'práctico' y el otro 'no', la función de suma significa que los controles se comportan exactamente como los pilotos esperan que lo hagan. No puedo enfatizar cuán importante es esta característica. Más importante aún, no hay ningún cambio o 'caso especial' involucrado. Se hablará más sobre esta ausencia de 'caso especial' más adelante.
• Se sugiere en la pregunta que las entradas se "promedien" en lugar de sumar. Sin embargo, esto significa que un piloto que intenta volar el avión en circunstancias normales obtiene solo la mitad de la información que espera: la desviación completa de la palanca obtiene solo la mitad de la desviación de los controles (porque la otra palanca está centrada). Obviamente, esto es completamente inaceptable y significa que necesitaríamos usar siempre los botones de prioridad o detectar que la otra palanca está centrada como un 'caso especial'. Las razones por las que esto es una mala idea se explicarán a continuación.
• El enfoque del 'caso especial', donde la palanca se comporta normalmente si la otra palanca está centrada, pero promedia con la otra palanca si no lo está, presenta algunos problemas potencialmente catastróficos. Si la palanca 'centrada' se moviera muy levemente, tal vez porque el piloto que no volaba la rozó accidentalmente con la manga, o hubo un golpe de turbulencia, entonces el modo cambiaría. La respuesta de los controles cambiaría repentinamente de la entrada solicitada por el piloto volador, a la mitad de esa entrada (promedio de la entrada del piloto volador con la otra palanca casi centrada). Un gran cambio repentino de la posición de control como resultado de un pequeño cambio como ese es absolutamente inaceptable y, en algunas circunstancias, puede poner en peligro la vida.
• La otra ventaja del enfoque de 'suma' es que cualquier movimiento de cada palanca siempre produce una respuesta similar en el avión, sin importar lo que esté haciendo el otro piloto. Una cierta desviación de la palanca siempre produce aproximadamente la misma respuesta de control, ya sea que el otro piloto también esté usando los controles o no. Esto es extremadamente importante. Hacer que los controles respondan de manera diferente dependiendo de lo que esté haciendo el otro piloto tiene el potencial de ser extremadamente confuso.
• La función de 'promedio' (propuesta en la pregunta) hace que sea imposible que un piloto desvíe completamente los controles cuando ambas palancas están activas. Se requiere la entrada máxima de ambos pilotos (a menos que se use el botón de 'prioridad'; más adelante explicaremos por qué es una mala idea). En el escenario en el que el piloto que no vuela ve una situación de emergencia que requiere de inmediato la máxima entrada de control, cualquier cosa que impida su capacidad para hacerlo es una amenaza para la vida.
• La función de 'suma' permite que un piloto haga correcciones menores a la entrada del otro piloto. Por ejemplo, si el primer oficial está volando y mantiene el morro ligeramente demasiado bajo, el capitán puede corregir haciendo una pequeña entrada de control. Como vimos anteriormente, si se adopta el enfoque de 'promedio con cambio de modo', la entrada del capitán daría como resultado una gran respuesta de la aeronave, no la pequeña que él quiere.
• Se puede argumentar que los modos alternativos pueden funcionar si siempre se usa el interruptor de 'prioridad'. Sin embargo, esto requiere que el botón se presione cada vez que un piloto toma o cede el control. Introducir una acción adicional, incluso una tan simple como presionar un botón, en un procedimiento ya bien establecido será peligroso. Ningún otro avión requiere que presione un botón para obtener el control, y en una crisis es probable que se omita la acción adicional. Cuando un piloto que no vuela de repente ve otro avión en curso de colisión, o ve que el piloto que vuela se ha derrumbado, su reacción será mover los controles de inmediato, no presionar un botón y luego manipular los controles. En cualquier otro avión en el que hayan volado, esta acción habrá funcionado. El costo de esa diferencia podría medirse en vidas perdidas.
• La idea de que se favorezca el asiento izquierdo si no se usa el botón de prioridad también es muy problemática. Los aviones de pasajeros vuelan casi el 50% del tiempo desde el asiento derecho. El botón de prioridad tendría que usarse el 50% del tiempo. Los problemas con el botón de prioridad seguirían ahí, aunque la verdad es que la mitad de veces. La única forma segura de hacer una entrada de control en caso de emergencia sería presionar el botón de prioridad (con los problemas que enumeramos anteriormente), a menos que haya realizado el paso adicional de pensar '¿En qué asiento estoy y tengo que presionar? el botón?", un paso que solo retrasaría la respuesta, con resultados potencialmente catastróficos.