Junio/Julio 2017

Si bien podría definirse como un avión de pasajeros rediseñado derivado, el Boeing 777X traerá una aviónica innovadora en todos los ámbitos.

Cuando el Boeing 777X entre en servicio comercial en 2020, la aeronave estará equipada con los últimos sistemas de aviónica y relacionados. Algunos dispositivos serán mejoras de próxima generación traídas del 787, mientras que otros podrían considerarse nueva tecnología. Ambos impulsarán la ciencia de la aviónica y harán que los viajes aéreos sean más rentables y eficientes para las aerolíneas, según Boeing y proveedores de primer nivel.

El 777X presentará cinco pantallas de aviónica Rockwell Collins de gran formato con tecnología de pantalla táctil, una novedad para un avión comercial. Las pantallas táctiles, parte del paquete ProLine Fusion de Rockwell, reducirán la carga de trabajo del piloto durante las operaciones en tierra y de vuelo.

Lanzada por primera vez en aviones comerciales y militares, la tecnología de pantalla táctil no fue adoptada inicialmente por las aerolíneas comerciales, en particular los pilotos, quienes estaban preocupados por la redundancia y la robustez de los paneles de pantalla táctil.

"El desarrollo de una pantalla más robusta es una de las áreas en las que Boeing quería que nos concentráramos", dijo Nic Jaeger, gerente principal del programa 777X en Rockwell Collins. "Muchos de los requisitos de diseño se incluyeron en el bisel (o marco)". Las nuevas características del bisel están diseñadas para proporcionar refuerzo y mayor estabilidad en turbulencias. Los pilotos también pueden interactuar con las pantallas utilizando los controles de cursor giratorio.

La tecnología de pantalla táctil para el 777X tendrá una nueva capacidad multitáctil, donde el piloto y el copiloto pueden usar la pantalla táctil simultáneamente, "un gran cambio desde la perspectiva de la funcionalidad", dijo Jaeger.

Las pantallas frontales duales de Rockwell serán una opción en el 777X, ya que son equipo estándar en el 787.

Boeing y Rockwell no están tan avanzados en el programa 777X para hablar sobre los resultados de las pruebas de los sistemas de aviónica. Sin embargo, hay desarrollos dignos de mención.

"Hemos ensamblado prototipos que se están probando en los laboratorios de Integración de Boeing", dijo Jaeger. "Hasta ahora, muy bien en el rendimiento de estos prototipos de pantalla táctil".

Boeing ha probado la tecnología de pantalla táctil en las cubiertas de vuelo en simuladores durante varios años. En 2014, el OEM utilizó su avión de prueba de vuelo ecoDemonstrator para brindar a los pilotos experiencia en tiempo real con tecnología táctil en las pantallas delanteras.

La aviónica activada por voz no forma parte de la cabina del 777X, aunque Rockwell y otros fabricantes de aviónica están probando la tecnología para uso civil.

La subsidiaria de Boeing, Jeppesen, está proporcionando contenido para la bolsa de vuelo electrónica del panel frontal del 777X, como lo ha hecho en los modelos 777 existentes. Los dispositivos de tableta como el iPad se usan ampliamente en la industria de las aerolíneas como alternativas de bajo costo a las instalaciones del panel frontal. Los dispositivos móviles también se pueden actualizar más fácilmente que el hardware de aviónica instalado. Jeppesen dijo que "sigue estando a la vanguardia de estas aplicaciones".

Además, el 777X albergará aplicaciones específicas para operaciones de vuelo. Los datos se pueden mostrar e interactuar en unidades de visualización hacia adelante.

"También hemos agregado nuevas características de seguridad, como la salida óptima de la pista y el frenado para salir, lo que permitirá a un piloto vincular el lanzamiento y la distancia de frenado de un avión a una salida de pista específica", dijo Kirk Scarbrough, ingeniero jefe de sistemas 777X de Boeing.

Un nuevo sistema de maniobra de cámara terrestre para ayudar a los pilotos durante las operaciones de rodaje estará en el 777X. El software de control de vuelo de la aeronave utiliza la última tecnología del 787 para reducir la capacitación de los pilotos y mejorar el manejo en condiciones inusuales.

El 777X también contará con conectividad inalámbrica a bordo para la tripulación, así como conectividad inalámbrica de terminal y celular basada en tierra. Emirates, que ha pedido 150 777X, utilizará el sistema de entretenimiento a bordo Thales AVANT. Para apoyar a Emirates, Thales está estableciendo Discover Dubai, una instalación de soporte e innovación de IFE.

"Seguimos finalizando el desarrollo y el diseño y anunciaremos características adicionales durante la fase de desarrollo del 777X", dijo Scarbrough.

GE Aviation proporcionará el Common Core System (CCS) y el Enhanced Airborne Flight Recorder (EAFR) para el 777X. El CCS, a menudo denominado el "sistema nervioso central y el cerebro" de la aeronave que alberga, se produce en las instalaciones de GE en Grand Rapids, Michigan, junto con el EAFR. Los concentradores de datos remotos (RDC) se fabrican en Cheltenham, Reino Unido.

El desarrollo de la tecnología CCS comenzó a fines de la década de 1990 con el Programa de modernización de aviónica C-130 Hercules. La tecnología migró al transporte cisterna Boeing KC-46A de la Fuerza Aérea de los EE. UU. ya los aviones civiles.

CCS tiene tres elementos principales: procesamiento para el software de aplicaciones; la red, que conecta todo junto; y los RDC, que reducen considerablemente el cableado en la aeronave a través de conexiones locales a sensores y otras puertas de enlace digitales en toda la aeronave. Dos gabinetes almacenan procesadores y 21 RDC, junto con los diez interruptores que conectan todo.

El CCS usa un bus de datos basado en Ethernet ARINC 664, pero también hay algunos sistemas que usan el bus de datos ARINC 629 que se desarrolló para el 777 original. Estas señales A629 se convierten en una señal A664 a través de un convertidor de bus de datos.

Algunas de las mismas aplicaciones del 787 se instalarán en el 777X a través del CCS. La tecnología está avanzando en otras áreas, dijo el líder senior de ventas de GE Aviation, Mike Madden.

GE está actualizando la tecnología del módulo de procesamiento general de la era 787 para aumentar el rendimiento. GE también está rediseñando el RDC para que sea más específico para el 777X.

El 777X conserva gran parte de los sistemas heredados existentes del 777. "Así que inventamos una forma de conectar lo antiguo con lo nuevo", dijo Madden.

Mirando hacia el futuro, GE busca combinar procesadores y RDC en una caja similar a LRU, "que podría montar donde quiera", dijo Madden. "Este avance brindaría un mayor beneficio a los aviones y helicópteros de pequeñas empresas, donde el espacio es limitado".

El EAFR mejorado es un ejemplo de tecnología transferida del 787 al 777X. El EAFR tiene una mayor capacidad que los registradores existentes y, según GE, fue el primero en cumplir con la nueva regulación de registradores de vuelo de la FAA. El sistema tiene su propia fuente de alimentación.

El EAFR cuenta con conectividad de red que permite la adquisición reconfigurable de datos de vuelo y es capaz de proporcionar funciones de registro exigidas por la FAA, como registro digital de datos de vuelo, registro de voz de cabina, enlace de datos y registro de imágenes en una sola unidad. EAFR de GE es parte del paquete de comunicaciones de red de Rockwell Collins.

El CCS de GE y el sistema de control de vuelo fly-by-wire de BAE Systems no están integrados en el 777X principalmente por razones de seguridad. “Aunque el núcleo común y ciertos sistemas críticos se comunican entre sí, los controles de vuelo, los controles de motor y los sistemas eléctricos tienen arquitecturas de control separadas”, dijo Boeing. "Esto también es cierto para el 787 y el 777 actual".

La participación de 30 años de BAE Systems en la tecnología fly-by-wire incluye una larga relación con Boeing en numerosos sistemas de control de vuelo, dijo Andy Corea, director de programas de transporte aéreo de BAE. Esto incluye el sistema fly-by-wire parcial de control de spoiler para el 737 MAX. Los sistemas fly-by-wire se desarrollaron por primera vez para los aviones de combate militares de próxima generación, que son intrínsecamente inestables.

El sistema fly-by-wire del 777X es un avance significativo con respecto a iteraciones anteriores. "Aprovechamos algunos bloques de construcción comunes", dijo Corea. "Pero este sistema será el más avanzado en términos de capacidad de procesamiento, empaquetado para confiabilidad y sensores avanzados".

Mientras que el sistema fly-by-wire del 777X tiene controles vinculados mecánicamente, BAE produce sidesticks de control activo para los aviones de negocios Gulfstream G500/G600, que también son plataformas fly-by-wire. Esto sugiere que si fly-by-wire sigue el patrón típico de desarrollo de aviónica de aviones militares a comerciales y civiles para tecnología relacionada, el control activo fly-by-wire en aviones algún día se convertirá en algo común.

El 777X fly-by-wire será el sistema más robusto y de fácil mantenimiento jamás construido para aviones comerciales, dijo Corea. El 777X de fuselaje ancho de próxima generación tendrá un consumo de combustible un 12% menor y costos operativos un 10% más bajos que los aviones de pasajeros de tamaño similar, dijo Boeing.

Parte del ahorro de combustible en los vuelos de larga distancia se debe directamente a los sistemas fly-by-wire y otros sistemas de aviónica. El reemplazo del sistema de enlaces mecánicos más pesados ​​con cables eléctricos livianos y controles electrónicos reduce los costos de combustible y ofrece a las aerolíneas la posibilidad de aumentar la carga útil de pasajeros. Reducir los costos operativos directos es una preocupación clave de los clientes del 777X Cathay Pacific, All Nippon Airways, Emirates, Lufthansa y Qatar Airways.

A diferencia de la aviónica tradicional, que puede servir para múltiples tipos de aviones, los sistemas fly-by-wire deben adaptarse a una aeronave específica. Fly-by-wire no es un elemento plug-and-play. Dicho esto, algunas funciones de sensor, computación y comando del fly-by-wire del 777X podrían usarse en otros aviones comerciales, dijo Corea.

Obtener resultados de pruebas específicas en ciertos elementos de aeronaves es difícil y casi imposible para una aeronave que está tan lejos de la certificación y la entrega. Sin embargo, admitió Corea, "este sistema fly-by-wire para el 777X está funcionando muy bien en las pruebas de desarrollo y está en camino de cumplir con los hitos críticos que Boeing ha establecido".

En 2013, Teledyne Controls ganó lo que describió como un "contrato histórico" de Boeing para desarrollar y suministrar sistemas de adquisición de datos de aeronaves de próxima generación para una variedad de aviones comerciales, incluido el 777x.

En el núcleo del sistema de red a bordo se encuentra el servidor de archivos de red, que Teledyne Controls proporciona a Boeing para el 777X con capacidad electrónica.

La recopilación de datos está cobrando más importancia en el negocio de las aerolíneas, donde la reducción de los costos operativos directos es el rey.

"Lo que estamos viendo ahora es que los OEM intentan utilizar mejor todos estos datos producidos por la aeronave", dijo Sam Mallos, director de desarrollo comercial de OEM de Teledyne Controls. "Lo que es relativamente nuevo es la recopilación de datos una vez que salen del avión".

A medida que la aviónica digital se hizo más compleja, surgió la correspondiente necesidad de recopilar, almacenar y transmitir de forma inalámbrica los datos a una estación terrestre. Antes, estos datos se transmitían fuera de la aeronave en fragmentos a través del sistema de notificación y direccionamiento de comunicaciones de la aeronave. Se pueden transmitir más datos desde los aviones más nuevos a medida que se vuelven más habilitados para la electrónica.

El servidor de archivos de red certificado es el enlace entre el 737 Max y el 777X. Como parte integral del contrato, la solución de gestión de información y adquisición de datos incluye dos unidades de aviónica recientemente desarrolladas: la unidad de adquisición de datos de vuelo digital mejorada y el Network File Server 2, diseñado para mejorar aún más la seguridad, la eficiencia y el mantenimiento del vuelo. Mallos dijo que la tecnología se mejoraría y es un componente crítico del 777X.

Uno de los principales desafíos de recopilación de datos que debe resolverse, dijo Mallos, es determinar quién es el propietario de los datos. "Todos los OEM reclamarán derechos para acceder a los datos", dijo. "Las aerolíneas dirán que es su avión y sus datos".

Los sindicatos de pilotos también son sensibles a la difusión de datos de vuelo porque pueden determinar cómo voló la aeronave.

Una cosa es cierta. Los aviones comerciales de próxima generación tendrán la capacidad de aprovechar el poder de estos datos y convertirlos en "inteligencia procesable", dijo Mallos.

Mientras tanto, los OEM y sus proveedores, como Teledyne, considerarán la cantidad de datos que se deben transmitir en tiempo real y la cantidad que se puede diferir hasta que aterrice la aeronave.

Otros proveedores del 777X incluyen a Nabtesco Aerospace, que proporcionará el sistema de activación de control de vuelo principal. Mitsubishi Heavy Industries, Kawasaki Heavy Industries, ShinMaywa Industries y la división aeroespacial de Nippi suministran más del 20 % del fuselaje del 777X.

El desarrollo del 777X podría seguir el mismo camino que otros programas de aviones comerciales. Pero el 777X no solo mejorará la tecnología de aviónica traída del avión de pasajeros de fuselaje ancho 787, sino que también agregará nuevas soluciones, que podrían aplicarse a futuros aviones de pasajeros.

Está claro que los avances en la aviónica de los aviones comerciales ya no se consideran "noticias de página 2", sino que se encuentran junto a los nuevos desarrollos en el diseño de motores y estructuras de aviones comerciales. Es cierto que el 777X tendrá un ala compuesta completamente nueva (con una envergadura más larga que la envergadura actual del 777) y dos nuevos motores GE Aviation GE9X altamente avanzados. El 777X también tendrá aviónica de próxima generación con una larga vida útil.

Qatar Airways participó en el diseño del 777X desde las primeras etapas, brindando información sobre qué sistemas deberían cambiarse o alinearse con el 787. Ahora se incluyen una serie de cambios de aviónica en el diseño del 777X de referencia. En el futuro, Qatar Airways seguirá trabajando con Boeing en futuros desarrollos potenciales; sin embargo, una vez que se implemente la congelación del diseño, los cambios serán limitados, pero se seguirán brindando nuestros aportes. Además del diseño de aeronaves, ofrecimos ideas de diseño para otros sistemas, particularmente aquellos afectados por nuestras condiciones ambientales específicas.

Qatar Airways ha contribuido a garantizar que sistemas como los sistemas de referencia inercial tipo 787, las pantallas de cabina, el sistema de núcleo común y el sistema de detección de humo de carga se transfieran al 777X. Qatar Airways ha participado activamente en las actividades de estudio WTT y Comercio que está llevando a cabo Boeing y ha moldeado activamente el diseño del avión en la medida de lo posible. Esto incluye la instalación de pantallas táctiles en la cabina y el sistema Iridium SATCOM.

El paquete de aviónica es más una evolución e integración de las tecnologías disponibles en la actualidad en el 777 y el 787 y no una revolución como muchos pueden pensar que es posible. Está diseñado para ser más flexible con un mayor potencial de mejoras en el futuro. Los aspectos de diseño únicos en el frente de la aviónica serían las pantallas táctiles de la cabina y el cambio de filosofía de Boeing donde ahora tienen una solución de bolsa de vuelo electrónica portátil como línea de base. La red de experiencia del cliente es otra característica nueva que tiene un potencial significativo para el desarrollo futuro.

La oferta básica de Boeing es un soporte PED con conectividad inalámbrica en la cabina para una tableta portátil conectada EFB. Qatar Airways Flight Ops está estudiando la estrategia general para el EFB en el futuro.

La suite de aviónica será una evolución de los actuales 777 y 787. Las nuevas capacidades con las pantallas táctiles y la red de experiencia del cliente serán los mayores cambios operativos, mientras que el CCS será el mayor cambio en el frente de la aviónica. El hecho de que se trate de una aeronave "conectada" también permitirá actividades de mantenimiento más optimizadas, como el diagnóstico remoto de fallas, el envío de software a la aeronave y la obtención de datos de la aeronave. Esto será nuevo para el 777, pero ya existe en el 787. Sin embargo, la seguridad informática es una prioridad en la agenda de todos los fabricantes y operadores para evitar el acceso no autorizado.

Por razones competitivas, no podemos compartir los detalles completos, pero el 777X de Qatar Airways estará equipado con servidores de medios de mayor capacidad para soportar video 4K UHD y contenido de audio HD, y también para brindar a los pasajeros una selección más amplia de opciones de entretenimiento. Se brindará una experiencia de pasajero excepcional y personalizada a través de la integración perfecta de los dispositivos móviles de los pasajeros y también a través de la conectividad en el respaldo de los asientos para aplicaciones basadas en la web. La carga USB de alta potencia y los tomacorrientes de CA también estarán disponibles en toda la cabina. Sin embargo, con los cambios recientes en la seguridad de las aeronaves, esta es un área en la que se seguirá realizando una gran cantidad de revisión y desarrollo. AVS