Del simulador de vuelo a la realidad virtual

Desde que los hermanos Wilbur y Orville Wright empezaron a pensar en hacer el primer vuelo, hecho acaecido en Estados Unidos, en la población de Kitty Hawk, estado de Carolina del Norte, el  17 de diciembre de 1903, su primera preocupación fue lograr diseñar algo que pudiera elevarse y mantenerse en vuelo, pero estoy seguro de que su segunda mayor preocupación tiene que haber sido cómo aprender a volarlo y no morir en el intento.

Los primeros pilotos tuvieron que hacerlo por ensayo y error, con unos primeros simuladores que eran simplemente réplicas que permitirían entender las partes y controles del avión, a fin de hacer luego los ejercicios en un avión de menor potencia o envergadura, para poder dar pequeños saltos utilizando el control del elevador, método conocido como “El Pingüino”; pues este por más que está provisto de alas, su aleteo solo les sirve como para dar pequeños saltos. Hasta que finalmente, en un avión real, se alcanzaba el vuelo. Método este bastante empírico y riesgoso, tanto para el piloto como para la máquina.

Es por ello que a la par que se fueron diseñando las nuevas aeronaves, el desarrollo de los simuladores fue surgiendo y avanzando en paralelo.

Uno de los primeros simuladores fue el “The Sanders Teacher”, un avión de elevador biplano frontal, con dos alerones laterales y un timón de cola doble o sencillo, a gusto del comprador. Este fuselaje iba montado sobre una barra donde podía balancearse longitudinalmente, simulando el cabeceo. Esta barra fijada a una base cual mecedora transversal permitía el alabeo y cuya armazón en cruz provisto de rodamientos de bola, apoyada sobre una base hexagonal, podía fácilmente orientarse al viento. Lo interesante de este simulador es que el fuselaje y las partes de la aeronave podían desmontarse y ser utilizadas para construir a posteriori, un real aeroplano.  

A mediados de los años veinte surgió un simulador que fue muy conocido y utilizado en su época, llamado el “Link Trainer”, cuyo desarrollador e inventor fue Edwin Link. En este simulador, una bomba de succión de accionamiento eléctrico, montado en una base fija, alimentaba los diversos fuelles que eran operadas por válvulas controladas por el timón, mientras otro dispositivo similar, accionado por otro motor, producía una secuencia repetida de perturbaciones sobre la actitud de la aeronave, que debían ser corregidas apropiadamente por el piloto.

Aun cuando realmente solo enseñaba a los alumnos pilotos el efecto de los controles sobre la actitud de la aeronave y el entrenamiento de maniobras coordinadas, fue de tal aceptación, que fue patentado y a partir de 1930, una vez mejorado y añadidos los instrumentos de vuelo, se convierte en uno de los simuladores de vuelo más utilizados en las escuelas, sobre todo para vuelo instrumental. Sus ventas se incrementan cuando su importancia es destacada por la US Army Air Corps. cuando a esta le es asignada la tarea de llevar el correo por vía aérea. Fue de tal aceptación que llegó a fabricarse bajo licencia en países como Inglaterra, Japón, Francia, Alemania y la URSS.

En 1937 por primera vez una línea aérea como American Airlines compra un simulador de vuelo Link para dar entrenamiento a sus pilotos. Este era el denominado “Celestial Navigation Trainer”.

En 1943 el Dr. Dehmel y Curtiss Wright Corporation realizan el primer simulador de vuelo para el Boeing 377 Stratocruiser, este dispositivo utilizaba tecnología de Computación Analógica o de análisis diferencial como era llamada entonces, utilizando potenciómetros y controles de palancas variables y servo controladores para calcular las fuerzas necesarias para cada etapa de vuelo y su velocidad. Las grandes líneas aéreas estaban en pleno desarrollo y competencia, solo Pan Am ordenó en un primer pedido 20 de estos Boeing 377 Stratocruiser y necesitaba entrenar a sus pilotos.

Dado el éxito del simulador del Dr Dehmel y Curtiss Wright Corporation, igualmente desarrollaron por orden de la US Air Force, dos simuladores para el North American T-6 Texan, un avión de entrenamiento avanzado monomotor utilizado para entrenar a los pilotos de la Fuerza Aérea de Estados Unidos

Los grandes avances de la simulación de vuelo se dan con el avance de las computadoras analógicas desarrolladas durante la 2da Guerra Mundial, permitiendo la creación y el cálculo de las ecuaciones de movimiento del vuelo de la aeronave, permitiendo de este modo la simulación de las respuestas a las fuerzas aerodinámicas.

En 1958 se desarrollan las primeras plataformas con movimiento, dando inicio a la simulación del vuelo con movimiento con un grado de libertad hasta llegar a los seis grados.

En 1960 las primeras computadoras digitales hacen su apariciòn, dando así la posibilidad de nuevos desarrollos en los simuladores de vuelo. La empresa de Edwin Link desarrolla un simulador de vuelo donde utiliza tres procesadores paralelos para el desarrollo de la aritmética y sus funciones, así como una emisora de radio, empleando para el almacenaje de datos una memoria magnética conocida como memoria tambor, por su forma similar a un tambor.

Es así como por casi 100 años el desarrollo de los simuladores de vuelo, paralelamente al diseño de las grandes aeronaves comerciales y de combate, fueron brindando el debido entrenamiento a los pilotos.

La Administración Federal de Aviación (FAA) ha desarrollado criterios de calificación y aprobación para su clasificación:

1- PCATD - El entrenamiento de aviación basado en computadora personal o Personal Computer Aviation Training Device, o dispositivos de simulación de bajo nivel de uso limitado.

2- FTD - Dispositivos de entrenamiento de vuelo o Flight Training Device. Que son una réplica de un panel genérico de instrumentación, equipamiento y controles comunes en aeronaves, para el uso más avanzado de varios niveles, sin mayor capacidad de movimiento.

3- FFS - El simulador de vuelo o Full Flight Simulator de niveles A hasta el D. Siendo estos una réplica de la cabina de un tipo específico de marca, modelo o serie de una aeronave. Para el entrenamiento más extenso de todas las funciones de vuelo, con capacidad de movimiento de un mínimo de 3 grados. Donde ahora incluso, pueden realizarse pruebas prácticas de certificación específicas, en niveles avanzados de simulaciòn de vuelo de una aeronave, en lugar de tener que hacerlo en una aeronave en vuelo real.

La FAA, para ser lo más receptiva posible para con el público usuario, ha calificado y aprobado para su uso específico, según las regulaciones federales existentes, ciertos dispositivos de simulación a los que se les otorga un uso equivalente al de ciertos FTD, pero que actualmente no son legalmente aptos para el uso como FTD o FS en términos de descripción técnica o función de acumulación de experiencia u horas de vuelo.

Pero al mismo tiempo, los avances en la tecnología nos están llevando ahora a la realidad virtual (VR). Esto está a punto de iniciar una nueva era de entrenamiento de pilotos profesionales, con consecuencias de gran alcance para la industria de la aviación.

La realidad virtual (VR) está a punto de cambiar la forma en que se enseña, no solo a los alumnos y pilotos a volar y entrenarse, sino incluso la forma como se entrenan los mecánicos, en lo que se espera sea más que un avance, una revolución basada en alta tecnología. Los sistemas de instrucción de pilotos de VR tienen el potencial de hacer que el entrenamiento de vuelo profesional sea más real y a su vez más asequible económicamente y aumente la seguridad de la aviación general, al tiempo que disminuye los presupuestos de las compañías aéreas en el entrenamiento de sus tripulaciones, al igual que las de las Fuerzas Aéreas.

Desde el Microsoft Flight Simulator desarrollado al final de los años 70 y comercializado a principio de los 80, capaces de ser corridos en las primeras PC de 16 bits, los nuevos procesadores Intel y AMD de doble y más núcleos han aparecido, cientos de Gigabytes han sido incrementados al RAM y hemos llegado a desarrollos de un nivel de realismo jamás pensado, donde el ultimo Microsoft Flight Simulator X (FSX) comercializado como ocio (El Prepar3D solo quiere ser comercializado con fines profesionales y académicos) se queda corto ante lo último desarrollado como lo son,  X-Plane 11, AeroFly FS 2 y DCS World 2.5 con los cuales se puede entrenar o jugar, bajo Realidad Virtual con las ultimas lentes o gafas de Oculus Rift, HTC Vive Pro o Windows Mixed Reality.

Desafortunadamente como no hay derechos de autor reconocidos o restricción sobre el uso del término «simulador de vuelo», el público consumidor puede ser engañado por algunos de los fabricantes de dichos productos de simulación, que publican o implican erróneamente tener la aprobación de la FAA, cuando está claro para la FAA que no ha habido tal aprobación ni es probable que se conceda.

La FAA está trabajando conscientemente para resolver todo tipo de problemas derivados del rápido desarrollo de la simulación digital y la realidad virtual no está muy lejos de ser implementada en el futuro cercano. La guía de aprobación formal de la FAA para este nivel de tecnología de simulación en la aviación general está actualmente en desarrollo.

Pero imaginen a corto plazo aplicaciones de realidad virtual que puedan sumergir al usuario en un entorno generado por computadoras que simulen efectivamente la realidad a través del uso de varios tipos de dispositivos interactivos como gafas, cascos, etc., y que pueden enviar y recibir diversos tipos de información en tiempo real. Imagínese, como a futuro será, una cabina genérica para aviones con controles de vuelo, pedales de timón, instrumentación, interruptores, sistemas y equipos virtuales que le permitan volar escenarios establecidos de principio a fin. Todo esto sentado ante una pantalla estereoscópica, que permitirá ver imágenes animadas de un entorno de vuelo simulado. Imagine la ilusión de estar presente en un escenario virtual que se ve afectada por sensores de movimiento que captan la manipulación del usuario de los controles de vuelo, motores, sistemas y equipos de navegación, ajustando las escenas mostradas en la pantalla estereoscópica de manera acorde.

Con toda mi experiencia en simuladores de vuelo de Agusta y FlightSafety, toda esta fantasía que se aproxima me recuerda la época en que extasiado en el Planetario Humboldt-Parque del Este, creía estar viendo de manera real, las estrellas y la bóveda celeste. Ahora má