🔴✈️ 458. Sistemas de Vuelo Automático Airbus A319/A320/A321- Piloto Automatico 🚁

 

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Estos documentos técnicos detallan los diversos modos de vuelo vertical y las funciones de guiado automático para aviones Airbus A319, A320 y A321. La información explica con precisión cómo los sistemas de la aeronave gestionan la iniciación del descenso, el cumplimiento de restricciones de altitud y el uso de herramientas como el símbolo de desviación vertical (VDEV). Se describen las diferencias operativas entre el descenso gestionado por la computadora de vuelo y el descenso abierto (OPEN DES), el cual prioriza el mantenimiento de la velocidad sobre el perfil de ruta. Además, las fuentes cubren la lógica de captura de altitud (ALT)* y el mantenimiento de niveles mediante el modo ALT, incluyendo la función SOFT ALT para optimizar el consumo de combustible en crucero. Los textos especifican las condiciones de activación, desenganche y visualización en el panel de anuncios de modo (FMA) para garantizar una navegación segura y eficiente.

Esta especificación técnica detalla los principios de automatización y la arquitectura de control vertical del Sistema de Gestión y Guía de Vuelo (FMGS). Como estándar de certificación de aviónica, el documento analiza la gestión de la energía mecánica y las transiciones entre perfiles gestionados y tácticos, asegurando la integridad operativa en todo el envolvente de vuelo.

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1. Arquitectura de Iniciación y Gestión de Descenso Gestionado (DES)

La fase de descenso se define como una transición crítica de energía donde el FMGS busca optimizar el balance entre la energía cinética y potencial. La precisión en la iniciación es fundamental para el cumplimiento del plan de vuelo (F-PLN) y la optimización del consumo de combustible. La activación del modo DES a través del selector de altitud del FCU (Flight Control Unit) genera respuestas diferenciadas según la posición respecto al Top of Descent (T/D):

• Antes del T/D: El sistema inicia un descenso inmediato con una velocidad vertical (V/S) constante para converger suavemente con el perfil de descenso calculado.
• En o después del T/D: El sistema establece inmediatamente el modo de empuje IDLE (ralentí).

La estabilidad del perfil nominal se ve afectada por factores externos como vientos no pronosticados, activación de sistemas anti-hielo (que elevan el ralentí del motor) o modificaciones en el plan lateral. El sistema absorbe estas variaciones manteniendo el objetivo de velocidad dentro de un rango gestionado de ±20 nudos respecto a la velocidad objetivo. La tripulación monitorea la salud del perfil mediante el símbolo de desviación vertical (VDEV) en el PFD y la página PROG, estableciendo el puente necesario para la gestión de desviaciones.

2. Dinámica de Corrección de Perfil: Lógica de "Above" y "Below" Path

Cuando el FMGS detecta una discrepancia respecto al perfil, el sistema prioriza la gestión de la energía mediante una jerarquía técnica de recuperación.

Análisis de "Above Profile" (Excursión Superior)

Si el avión se encuentra por encima de la trayectoria, el sistema intenta recuperar el perfil incrementando la velocidad hacia el límite superior del rango gestionado (VMO/MMO). En el ND (Navigation Display), el sistema proyecta un símbolo de interceptación (A->) que predice el punto de retorno al perfil basado en las siguientes condiciones:

Parámetro de Recuperación	Lógica de Control de Sistemas
Aumento de Velocidad	Velocidad hacia el límite VMAX del rango gestionado.
Gestión de Empuje	A/THR en THR IDLE; el control de cabeceo (pitch) mantiene la velocidad.
Resistencia Alar	Si el punto A-> se estima cerca de una restricción, se activan mensajes "MORE DRAG" o "AIRBRAKES" solicitando 1/2 speedbrakes.

Análisis de "Below Profile" (Excursión Inferior)

Si el avión vuela por debajo del perfil, la lógica de interceptación se basa en la selección automática de un gradiente de ascenso hacia el perfil original:

1. Segmentos de IDLE: El FMGS mantiene una V/S de -1000 ft/min o -500 ft/min hasta interceptar la trayectoria. La selección de esta rata de descenso es crítica para la suavidad de la interceptación: el sistema utiliza -1000 ft/min si el avión está por encima de AMBOS valores (Altitud de límite de velocidad Y elevación del destino + 5000 ft). Si el avión es inferior a CUALQUIERA de estos dos límites, la V/S se reduce a -500 ft/min.
2. Segmentos Geométricos: El sistema comanda un ángulo de trayectoria (FPA) equivalente a la mitad del FPA teórico del perfil calculado hasta la captura.

3. Gestión de Restricciones, Esperas y Trayectorias de Alta Pendiente

Las restricciones de altitud (CSTR) introducen discontinuidades en el cálculo del perfil. Cuando el FMGS predice que un segmento entre dos CSTR es físicamente imposible de cumplir a la velocidad planificada (incluso con 1/2 speedbrakes), se activa la lógica de "Too Steep Path". El MCDU emite el mensaje correspondiente y el sistema cesa las predicciones para los waypoints intermedios, recalculando el VDEV mediante un segmento de ralentí (IDLE) desde el final del segmento crítico.

En patrones de espera (Holding), el objetivo de velocidad cambia a Holding Speed. El modo DES comanda una V/S de -1000 ft/min mientras el A/THR mantiene la velocidad. El cálculo del VDEV en esta fase es dinámico, basándose en la altitud necesaria para cruzar el punto de salida (Exit Fix) en la posición vertical correcta para reinterceptar el perfil de descenso.

4. Modos de Adquisición y Mantenimiento de Altitud (ALT*, ALT, SOFT ALT)

Estos modos aseguran la estabilización final del avión en los niveles autorizados con precisión barométrica.

• (Captura):* El modo ALT* (magenta para restricciones, verde para altitud FCU) tiene prioridad de guía V/S interna sobre el objetivo de velocidad. En escenarios de pérdida de empuje (Engine Out), el sistema prioriza el mantenimiento de la trayectoria de captura, permitiendo excursiones de velocidad para no comprometer la trayectoria vertical.
• ALT (Mantenimiento): Se activa cuando la desviación es inferior a 20 pies. El modo ALT se arma automáticamente solo si la diferencia entre la altitud actual y la del FCU es de al menos 250 pies.
• SOFT ALT: Estrategia de optimización en crucero (ALT CRZ). Disponible únicamente si el modo MACH está operativo, permite una fluctuación controlada de ±50 pies. Esto reduce las variaciones cíclicas de empuje del A/THR, prolongando la vida útil del motor y optimizando el consumo.

5. Modos Verticales Seleccionados y de Gradiente Máximo

Son herramientas de control táctico para el piloto, donde la guía vertical es prioritaria sobre la gestión del F-PLN.

• Open Descent (OP DES): Modo de descenso "abierto" que ignora todas las CSTR de altitud. El control de cabeceo mantiene la velocidad (seleccionada o gestionada) mientras los motores permanecen en THR IDLE.
• V/S - FPA: La guía vertical prima sobre la velocidad. Si el objetivo vertical seleccionado es excesivo para las condiciones de empuje, el avión puede acelerar o desacelerar hacia los límites de protección. Al alcanzar el límite de velocidad, el sistema revertirá automáticamente a un modo OPEN para proteger la integridad estructural.
• Expedite (EXP): Optimiza el gradiente vertical. En descenso, el objetivo es 340 kt / M.80, ignorando restricciones de velocidad (SPD CSTR) y límites (SPD LIM).

6. Protocolos de Reversión de Modo y Protecciones de Velocidad

Las reversiones de modo constituyen la protección lógica final ante configuraciones incompatibles o pérdida de datos.

Reversiones por Cambio de Altitud en el FCU

Si se selecciona una altitud incompatible con el modo activo en el FMA, el sistema revierte para evitar excursiones de energía no deseadas:

Modo Activo	Acción Incompatible	Reversión (FMA)
CLB / OP CLB	Seleccionar altitud inferior	V/S o FPA (valor actual)
DES / OP DES	Seleccionar altitud superior	V/S o FPA (valor actual)
EXP DES	Seleccionar altitud superior	V/S o FPA (valor actual)
ALT*	Cambio de altitud > 250 ft	V/S o FPA (valor actual)

Nota: Todas las reversiones a V/S o FPA generan un triple click auditivo y un recuadro blanco parpadeante en el FMA. El piloto dispone de 5 segundos para confirmar el cambio.

Reversión por Pérdida de NAV

Al perderse el modo lateral NAV, el FMGS no puede garantizar el cumplimiento del perfil vertical gestionado:

• DES revierte a V/S.
• CLB revierte a OP CLB.

Protecciones de VMAX y VLS (Modo FD)

Si el piloto no sigue las barras del Flight Director (FD) y el AP está desconectado:

1. VMAX: Al alcanzar VMAX + 4 (VMO/VFE/VLE), el sistema revierte a V/S para reducir la rata de descenso o aumentar el ascenso y recuperar el objetivo de velocidad.
2. VLS: En descenso, si se alcanza VLS - 2 (configuración limpia), el sistema revierte a V/S y el A/THR aumenta el empuje. Con speedbrakes extendidos, esta reversión ocurre en un rango variable entre VLS-2 y VLS-19, dependiendo de la posición de las superficies de mando.

Modo de Vuelo	Tipo de Modo (Lateral/Vertical)	Condiciones de Activación	Condiciones de Desactivación	Indicaciones en el FMA	Funciones del Sistema
CLB (Climb)	Vertical (Gestionado)	Se arma en tierra o con SRS enganchado (si no hay otro modo vertical y ACCEL ALT < FCU ALT). Se engancha al alcanzar ACCEL ALT o secuenciar un waypoint con restricción.	Pérdida de NAV (revierte a OP CLB), activación de otro modo vertical, o selección de altitud en FCU inferior a la actual (revierte a V/S).	"CLB" en verde en la columna 2.	Guía la aeronave en un ascenso gestionado considerando restricciones de altitud y velocidad del plan de vuelo.
DES (Descent)	Vertical (Gestionado)	Se arma si la altitud de la FCU es menor a la actual y el modo lateral es NAV o LOC. Se engancha al alcanzar el T/D o al presionar la perilla de altitud.	Pérdida de NAV (revierte a V/S), selección de altitud superior a la actual, o activación de modo Go-Around.	"DES" en verde en la columna 2.	Provee guía vertical a lo largo de un perfil de descenso computado, considerando restricciones y datos de viento.
OP CLB (Open Climb)	Vertical (Seleccionado)	Se activa al tirar de la perilla de altitud de la FCU si la altitud seleccionada es mayor que la actual.	Enganche de otro modo vertical, reversión a V/S por protección de velocidad, o selección de altitud inferior a la actual.	"OP CLB" en verde en la columna 2.	Mantiene velocidad/Mach objetivo ajustando el cabeceo con el elevador, usando empuje de ascenso máximo (THR CLB). Ignora restricciones de altitud.
OP DES (Open Descent)	Vertical (Seleccionado)	Se activa al tirar de la perilla de altitud de la FCU si la altitud seleccionada es menor que la actual. Requiere avión en vuelo > 5 seg y modo LAND no enganchado.	Enganche manual de otro modo vertical, selección de altitud superior a la actual, o reversión a V/S por protección de velocidad.	"OP DES" en verde en la columna 2.	Mantiene velocidad/Mach objetivo mediante cabeceo con autothrust en IDLE. Ignora restricciones de altitud.
SRS (Speed Reference System)	Vertical (Gestionado)	Se activa automáticamente al poner palancas en TOGA o FLX/MCT en despegue o Go-Around (con V2 insertada y slats extendidos).	Automáticamente en ACC ALT, al enganchar ALT* o si se selecciona una velocidad manualmente (revierte a OP CLB).	"SRS" en verde en la columna 2.	Controla el cabeceo para mantener velocidad objetivo (V2+10 en despegue) y provee protección de actitud y trayectoria mínima.
ALT (Altitude Hold)	Vertical (Gestionado/Seleccionado)	Se activa automáticamente cuando la diferencia con la altitud objetivo es <= 20 pies con ALT* enganchado, o al alcanzar una restricción (CSTR).	Selección de una nueva altitud y activación de un modo de ascenso/descenso (Push/Pull de la perilla).	"ALT" en verde (FCU) o magenta (CSTR) en la columna 2.	Mantiene la altitud actual de la aeronave o la restricción del plan de vuelo.
ALT (Altitude Acquire)*	Vertical	Se activa cuando el avión alcanza la zona de captura de altitud basada en la velocidad vertical.	Enganche de modo V/S (cambio > 250 pies), cambio de altitud FCU > 250 pies, o captura final (ALT).	"ALT*" en verde o magenta (si es restricción) en la columna 2.	Guía el avión para adquirir la altitud seleccionada o la restricción de altitud.
V/S o FPA	Vertical (Seleccionado)	Se activa al tirar de la perilla de V/S-FPA tras seleccionar un valor, o al presionarla para nivelación inmediata (V/S=0).	Enganche de otro modo vertical (como ALT*), alcanzar altitud FCU, enganche de G/S* o intervención manual.	"V/S" o "FPA" en verde con el valor seleccionado en la columna 2.	Mantiene la velocidad vertical o el ángulo de trayectoria de vuelo seleccionado en la FCU.
EXPEDITE (EXP CLB / EXP DES)	Vertical	Presionar botón EXPED en la FCU; requiere velocidad gestionada disponible.	Tirar de perillas V/S, ALT o SPD; presionar perilla ALT; alcanzar ALT*.	"EXP CLB" o "EXP DES" en la columna 2.	Alcanza la altitud deseada con el máximo gradiente vertical (Green Dot en CLB; 340kt/M0.8 en DES).
NAV	Lateral (Gestionado)	Se arma en tierra (sin HDG preset) o al presionar la perilla HDG/TRK. Se engancha a 30 pies RA tras despegue o en zona de captura de pierna.	Enganche de otro modo lateral, tirar de la perilla HDG/TRK (reversión a seleccionado) o discontinuidad del plan de vuelo.	"NAV" en verde (enganchado) o azul/magenta (armado) en la columna 3.	Guía la aeronave lateralmente siguiendo el plan de vuelo definido en el FMGS/MCDU.
HDG - TRK	Lateral (Seleccionado)	Se activa al tirar de la perilla selectora HDG-TRK en la FCU.	Enganche de cualquier otro modo lateral (como NAV).	"HDG" o "TRACK" en verde en la columna 3.	Guía la aeronave lateralmente según el rumbo o track seleccionado manualmente por el piloto en la FCU.
Managed Guidance	Lateral/Vertical/Speed	El piloto presiona el selector correspondiente en la FCU; el sistema sigue una ruta preplanificada.	El piloto selecciona un parámetro manualmente (Selected Guidance). La guía seleccionada tiene prioridad.	Diferentes modos según la fase de vuelo (ej. NAV, DES, CLB).	Guía al avión a través de perfiles económicos, de altitud y velocidad computados por el FMGS.
Selected Guidance	Lateral/Vertical/Speed	El piloto tira de la perilla selectora correspondiente (SPD, HDG, V/S) en la FCU.	El piloto presiona la perilla selectora para re-enganchar el modo gestionado.	Muestra el valor seleccionado en la ventana de la FCU; sin puntos blancos.	Guía al avión hacia objetivos seleccionados manualmente por la tripulación.