La aviación en la era digital
Por lo general, se entiende que la era de la información llegó con Internet, ya que se desarrolló durante la década de 1970 y se extendió a lo largo de la década de 1980, y continúa evolucionando hasta nuestros días. También la adopción de técnicas digitales en la aviación también llegó progresivamente más o menos al mismo tiempo y también continúa en la actualidad.
El uso de computadoras digitales en el diseño de aeronaves fue desarrollado por grandes compañías aeroespaciales a lo largo de la década de 1970 e incluía técnicas como CAD, CAM, análisis de esfuerzos de componentes estructurales usando FEA y para modelado aerodinámico. Los materiales compuestos se prestan mejor que las formas aerodinámicas «orgánicas» de metal a fluido de alta eficiencia, y la llegada del sofisticado diseño y modelado asistido por computadora ha llevado a una expansión en el uso de estos materiales y formas.
Los sistemas digitales también aparecieron en los aviones y crecieron constantemente en sofisticación. Los primeros ensayos FADEC (Full Authority Digital Engine Control) se llevaron a cabo en 1968, y el primer sistema operativo entró en servicio en 1985. El primer sistema fly-by-wire operacional completamente autorizado fue desarrollado para General Dynamics F-16 Fighting Falcon y su La introducción en 1978 anunció una revolución al asumir la tarea de garantizar la estabilidad en vuelo de los estabilizadores aerodinámicos tradicionales. Este uso de «estabilidad estática relajada» permitió que las aeronaves se hicieran más maniobrables y se les diera una «sensación» artificial para ayudar a los pilotos en su tarea principal. Mientras tanto, la «cabina de vidrio» estaba reemplazando la instrumentación electromecánica analógica tradicional con pantallas digitales gráficas que podían mostrar cualquier información seleccionada. Las primeras cabinas de cristal proporcionaron información de vuelo menos crítica en forma del sistema EFIS, con sistemas totalmente de vidrio que aparecieron a partir de 1988.
La era de la Guerra Fría terminó poco después de la llegada de las tecnologías digitales, trayendo una marcada disminución de la aviación militar entre las principales potencias. Más recientemente, el aumento de las economías india y china ha estimulado el desarrollo de aviones militares en estos países.
Aeronave
Estabilidad estática relajada
El primer sistema fly-by-wire operacional totalmente autorizado fue desarrollado para el General Dynamics F-16 Fighting Falcon y su introducción en 1978 anunció una revolución al asumir la tarea de garantizar la estabilidad en vuelo de los estabilizadores aerodinámicos tradicionales. Este uso de «estabilidad estática relajada» permitió que las aeronaves se hicieran más maniobrables y se les diera una «sensación» artificial para ayudar a los pilotos en su tarea principal.
Materiales compuestos
Los materiales compuestos se prestan mejor que las formas aerodinámicas «orgánicas» de metal a fluido de alta eficiencia, y la llegada del sofisticado diseño y modelado asistido por computadora ha llevado a una expansión en el uso de estos materiales y formas.
Motores
Este período ha visto un aumento en el uso de sistemas de energía eléctrica para aviones ligeros y UAV. Las tecnologías habilitadoras incluyen la amplia disponibilidad y asequibilidad de nuevas tecnologías de baterías de alto rendimiento, imanes de tierras raras de alta resistencia en motores eléctricos, costos de caída de células solares y sofisticados sistemas de control y administración computarizados.
Mientras tanto, los motores aeronáuticos convencionales, basados tanto en pistón como en turbina, han continuado el proceso de refinamiento, haciéndose cada vez más confiables y eficientes en combustible, mientras que al mismo tiempo son menos contaminantes.
Aviónica
Los sistemas digitales también aparecieron en los aviones y crecieron constantemente en sofisticación. Los primeros sistemas digitales eran autónomos con una funcionalidad limitada. Los primeros ensayos FADEC (Full Authority Digital Engine Control) se llevaron a cabo en 1968, y el primer sistema operativo entró en servicio en 1985.
Los sistemas de datos integrados requieren un bus de datos digital. El autobús MIL-STD-1553 se definió en 1973. Esto permitió que se desarrollara el primer sistema operativo fly-by-wire completamente autorizado para el General Dynamics F-16 Fighting Falcon. La introducción de este avión en 1978 anunció una revolución al asumir la tarea de garantizar la estabilidad en vuelo de los estabilizadores aerodinámicos tradicionales. Este uso de «estabilidad estática relajada» permitió que las aeronaves se hicieran más maniobrables y se les diera una «sensación» artificial para ayudar a los pilotos en su tarea principal. Mientras tanto, la «cabina de vidrio» estaba reemplazando la instrumentación electromecánica analógica tradicional con pantallas digitales gráficas que podían mostrar cualquier información seleccionada. Las primeras cabinas de cristal proporcionaron información de vuelo menos crítica en forma del sistema EFIS, con sistemas totalmente de vidrio que aparecieron a partir de 1988.
Vehículos aéreos no tripulados
Antes de la era digital, los vehículos aéreos no tripulados (UAV) o drones eran de uso limitado, ya sea que tenían una capacidad de guía limitada o un enlace de control de radio vulnerable para un piloto remoto.
El desarrollo de sensores livianos y de bajo costo, como las cámaras digitales junto con las tecnologías informáticas móviles, ha permitido que los UAV se vuelvan más sofisticados y tomen decisiones de vuelo autónomas. Los vehículos aéreos no tripulados se utilizan cada vez más en funciones civiles y militares.
Los UAV son un arma de ataque atractiva porque combinan la flexibilidad y la potencia de fuego de un avión tripulado con la capacidad de expulsión de un misil. Han pasado a primer plano gracias a su uso para ataques quirúrgicos aire-tierra en Afganistán. Sin embargo, dicho uso es controvertido debido al riesgo de causar muertes civiles por error.
En el siglo XXI, los vehículos aéreos no tripulados civiles como el quadcopter se utilizan cada vez más con fines recreativos y para la observación aérea a través de una cámara digital.
Un micro-UAV es lo suficientemente pequeño como para transportar varios a la vez, y estos están encontrando aplicaciones en reconocimiento militar e investigación científica.
Aviación Civil
Durante este período, la aviación civil continuó expandiéndose. Los aviones y motores aumentaron de tamaño y consumieron menos combustible, mientras que los sistemas digitales tomaron progresivamente el control de vuelo y otras aviónicas. Los modernos aviones de pasajeros tienen cabinas de cristal, motor digital con todas las autorizaciones y controles de vuelo computarizados fly-by-wire y, más recientemente, conectividad de comunicaciones de Internet móvil.
Las principales interrupciones de los viajes aéreos en el siglo XXI incluyen el cierre del espacio aéreo estadounidense debido a los ataques del 11 de septiembre y el cierre de la mayor parte del espacio aéreo europeo después de la erupción de Eyjafjallajökull en 2010.
Aviación general
Los aviones Ultralight y ultraligeros han crecido en popularidad, junto con otras actividades deportivas como el parapente.
En 1986, Dick Rutan y Jeana Yeager volaron el Rutan Voyager por todo el mundo sin parar y sin repostaje aéreo.
En 1999, Bertrand Piccard se convirtió en la primera persona en rodear la tierra en un globo.
Aviación militar
El uso de sistemas fly-by-wire digitales y una estabilidad estática relajada le dio a los aviones militares una mayor maniobrabilidad sin sacrificar la seguridad o la viabilidad. Maniobras tácticas avanzadas como Pugachev’s Cobra se hicieron posibles.
Misiles
La tecnología digital permitió que los sistemas de orientación de misiles se redujeran en tamaño y que calcularan y corrigieran su trayectoria de vuelo en ruta. El uso de los mapas a bordo, el procesamiento de video y el software de comparación de terreno (TERCOM) les dio a los misiles de crucero una precisión sin precedentes.
Sigilo
Durante el período de posguerra, la detección de radar era una amenaza constante para el atacante. La aeronave de ataque desarrolló la táctica de volar a bajo nivel, «debajo del radar» donde estaban ocultos por colinas y otros obstáculos de las estaciones de radar. El advenimiento de las cadenas de radar de bajo nivel, como defensa contra los misiles de crucero, hizo que esta táctica fuera cada vez más difícil. Al mismo tiempo, los avances en materiales absorbentes de radiación electromagnética (RAM) y las técnicas de modelado electromagnético ofrecieron la oportunidad de desarrollar aeronaves «furtivas» que serían invisibles para el radar defensor. El primer avión de ataque furtivo, el Lockheed F-117 Nighthawk entró en servicio en 1983. Hoy en día, el sigilo es un requisito para cualquier avión de ataque avanzado.
Actividades en tierra
La Centennial of Flight Commission de los Estados Unidos se estableció en 1999 para alentar la más amplia participación nacional e internacional en la celebración de 100 años de vuelo motorizado. Publicó y alentó una serie de programas, proyectos y eventos destinados a educar a las personas sobre la historia de la aviación.
Fabricación
El uso generalizado de técnicas digitales en todo el diseño y la fabricación ha llevado a una revolución en el diseño de aeronaves. Ahora, un diseñador puede crear un avión, modelar sus características aerodinámicas y mecánicas, diseñar los componentes de producción y hacer que se fabriquen en el taller, todo dentro de un único dominio digital de extremo a extremo.
El uso creciente de materiales compuestos de fibra también ha conducido a autoclaves cada vez más grandes para aplicar y curar la resina que se une a las fibras estructurales en su lugar. También se han tenido que desarrollar nuevas técnicas de prueba e inspección, ya que los modos y síntomas de falla de los componentes compuestos tienden a ser muy diferentes de los hechos de metal. Por ejemplo, las capas de fibra pueden deslaminarse dentro de un componente multicapa, debilitándola sin ningún signo visible de agrietamiento. Cuando una piel metálica tiende a conducir la corriente de un rayo en todas las direcciones y a proteger componentes sensibles, la fibra de carbono tiende a conducir a lo largo de las fibras y permite que pase más energía al interior, lo que requiere un diseño más cuidadoso para proteger los componentes críticos del vuelo. de un rayo EMP.
La creciente sofisticación de los sistemas de aviónica ha llevado a tiempos de desarrollo más largos. En particular, el uso de sistemas de vuelo digitales, como volar por cable, ha llevado a una sofisticación y complejidad cada vez mayores del software de control, que puede llevar muchos años desarrollar y validar. Durante este período, cualquier cambio en el diseño físico de la aeronave puede requerir la revisión y revalidación del software asociado.
Control de tráfico aéreo
A medida que las computadoras se volvieron más sofisticadas en la década de 2000, comenzaron a asumir los aspectos rutinarios de la tarea del controlador de tránsito aéreo. Hasta entonces, todo el tráfico aéreo en el espacio aéreo cercano era rastreado y exhibido, y el controlador de tránsito aéreo era responsable de monitorear su posición y evaluar cualquier necesidad de acción. Los modernos sistemas computarizados son capaces de monitorear las rutas de vuelo de muchos más aviones en un momento dado, lo que permite al controlador administrar más aviones y centrarse en los procesos de toma de decisiones y seguimiento.
Siglo 21
La aviación del siglo XXI ha visto un interés creciente en el ahorro de combustible y la diversificación de combustibles, así como en las líneas aéreas e instalaciones de bajo costo. Además, gran parte del mundo en desarrollo que no tenía un buen acceso al transporte aéreo ha estado agregando continuamente aeronaves e instalaciones, aunque la congestión severa sigue siendo un problema en muchas naciones emergentes. Alrededor de 20,000 pares de ciudades reciben servicios de aviación comercial, en comparación con menos de 10,000 en 1996.
Parece que hay un nuevo interés en regresar a la era supersónica, donde la caída de la demanda y los obstáculos burocráticos de comienzos del siglo XX hicieron que los vuelos no fueran rentables, así como el paro comercial final del Concorde debido a un accidente fatal.
En el comienzo del siglo XXI, la tecnología digital permitió que la aviación militar subsónica comenzara a eliminar al piloto en favor de vehículos aéreos no tripulados (UAV) operados remotamente o totalmente autónomos. En abril de 2001, el avión no tripulado Global Hawk voló desde Edwards AFB en los EE. UU. A Australia sin escalas y sin combustible. Este es el vuelo punto a punto más largo jamás realizado por una aeronave no tripulada, y tomó 23 horas y 23 minutos. En octubre de 2003, se produjo el primer vuelo totalmente autónomo a través del Atlántico con un modelo de avión controlado por computadora. Los vehículos aéreos no tripulados son ahora una característica establecida de la guerra moderna, ya que realizan ataques precisos bajo el control de un operador remoto.
Las principales interrupciones de los viajes aéreos en el siglo XXI incluyen el cierre del espacio aéreo estadounidense debido a los ataques del 11 de septiembre y el cierre de la mayor parte del espacio aéreo europeo después de la erupción de Eyjafjallajökull en 2010.
En 2015, André Borschberg voló una distancia récord de 4481 millas (7212 km) desde Nagoya, Japón a Honolulu, Hawaii en un avión impulsado por energía solar, Solar Impulse 2. El vuelo duró casi cinco días; durante las noches, el avión usó sus baterías y la energía potencial obtenida durante el día.