Glass cockpit: Real and Flight simulator environment

Spesso, davanti al cockpit di un aereo o seduti di fronte al nostro simulatore ci imbattiamo nella strumentazione di volo ben lontana da quella analogica cui eravamo abituati fino a qualche anno fa. Oggigiorno i cockpit, e non solo quelli dei grandi liner ma anche quelli dell'aviazione generale,  sono zeppi di elettronica, con schermi a cristalli liquidi LCD che indicano tutti parametri di volo, di navigazione, della gestione dei motori, di carico e tantissimi altre diavolerie, che solo qualche anno fa erano fantascienza. Ma questa è la filosofia del Glass cockpit.

So what makes a cockpit glass? The term “glass cockpit” generally refers to an LCD display that replaces the conventional “six-pack” of flight instruments in an aircraft. It’s a term given to any aircraft in which the primary instruments are located within a single that looks like a computer screen – a large, flat, glass-panel display. PFDs and MFDs have the capability to display all of the traditional instruments along with lots of additional data such as engine data, checklists, weather and traffic displays.

Vediamo di chiarire un po' questa filosofia, o meglio questo nuovo modo di volare.

Il termine glass cockpit è riferito a uno o più LCD, asservito ad un computer, che sostituisce gli strumenti convenzionali di volo. Le funzioni di questi strumenti vengono comunicati al pilota tramite un Primary Flight Display (PFD)  e/o Multi-Function Display (MFD).
Il PFD è il display atto a contenere tutte le informazioni relative ai parametri di volo. Solitamente è composto in alto dall'orizzonte artificiale, con a sinistra l'indicatore di velocità (lineare e non circolare) e a destra la velocità (anch'essa lineare a differenza dello strumento circolare). Sotto sono poi presenti l'HSI (Horizontal Situation Indicator), la velocità verticale e altri parametri.
Il MFD è il display che mostra solitamente le informazioni di navigazione. Esso è composto da un cerchio o da un arco orientato verso l'heading dell'aeromobile. Su questo display vengono indicati i radioaiuti, i fix GPS, gli aeroporti e possono essere sovrapposte delle mappe, come le ground chart dell'aeroporto o la mappa meteorologica letta dal sistema meteo. A volte possono contenere anche informazioni indicate nel punto successivo, quando ECAM/EICAS non è presente come componente separato.

Glass cockpit sul Beech Baron (Garmin 1000) in FSX

La prima applicazione della filosofia glass cockpit fu introdotta sugli MD-80 a partire dal 1979 con i primi display di navigazione elettronici a tubo catodico. Questo portò al miglioramento della percezione della situazione dell'aeromobile rispetto all'ambiente circostante da parte dei piloti (in inglese situational awareness) a tutto vantaggio dell'efficienza e sicurezza del volo.

La fine degli anni '90 vide l'affermarsi dei pannelli LCD, grazie alla loro affidabilità, leggibilità ed efficienza. I primi LCD, infatti, non avevano una luminosità sufficiente ed il tempo di risposta basso unito al ridotto angolo visivo li rendevano inadatti all'uso aeronautico. 

Airbus 300 analogic cockpit

Strumentazione elettronica di Airbus 300 (non proprio total glass cockpit)

A differenza dei glass cockpit della precedente generazione in cui le indicazioni degli indicatori meccanici venivano rappresentate sugli schermi con lo stesso aspetto, i nuovi display offrono nuove possibilità, con i dati che compaiono nelle finestre in forma tabellare e che possono essere selezionati e manipolati con dispositivi di puntamento, aggiungendo anche informazioni cartografiche, cartine di avvicinamento, informazioni meteo e immagini di navigazione in 3D.

Airbus A 380

L'integrazione delle varie sorgenti di informazioni in un sistema centralizzato e la sempre più massiccia presenza di controlli automatici a basso livello hanno reso possibile l'alleggerimento del carico di lavoro dei piloti. Ad esempio, nei motori moderni la gestione dei corretti parametri di funzionamento è devoluta al FADEC (Full Authority Digital Engine Control) che, ricevendo in ingresso la posizione della manetta per la spinta (o la potenza) richiesta dal pilota, comanda coerentemente tutti gli accessori che controllano le prestazioni del motore, vigilando sul corretto funzionamento del motore (anche più di 70 volte al secondo) senza alcun intervento aggiuntivo da parte del pilota. 

SF 260 Glass cockpit

Nella moderna strumentazione non è il pilota che deve andare alla ricerca della possibile anomalia controllando uno ad uno tutti gli strumenti a disposizione, ma è il sistema che mette in evidenza il parametro anormale accendendo spie o presentando il relativo messaggio (EICAS o ECAM) sui display. Il sistema, tra l'altro, è anche in grado di discriminare il grado di pericolosità dell'anomalia, evitando di distrarre l'attenzione del pilota nelle fasi più critiche (decollo ed atterraggio) con anomalie di lieve entità che possono essere prese in considerazione in una fase successiva del volo più tranquilla. Durante il normale funzionamento, infatti, in un moderno glass cockpit sono mostrate solo le informazioni strettamente necessarie al volo, oscurando al pilota tutte le indicazioni con parametri nella norma.

EICAS display

Anche l'aviazione generale è stata coinvolta dal processo di modernizzazione del cockpit. A partire dal 2005, gli addestratori basici tipo il Piper Cherokee o il Cessna 172 vengono offerti con l'opzione glass cockpit, mentre i velivoli progettati più recentemente come il bimotore da addestramento e turismo   Diamond DA42, e SR20 ed SR22 della Cirrus Design sono disponibili solamente in configurazione glass cockpit. Il glass cockpit, di cui uno dei più comuni è il Garmin G1000, si compone di diversi sistemi modulari che possono essere installati su un vasto numero di aeroplani,   dal monomotore Cessna 172 al bimotore turbofan Cessna Citation Mustang.

Cessna 172 analogic cockpit

Cessna 172 glass cockpit Garmin 1000

Cockpit Cirrus SR 22

Diamond D42 Glass cockpit Garmin 1000

Riportandoci alla simulazione poco cambia dalla realtà in quanto la rappresentazione del Glass cockpit in ambiente "Sim" è molto vicina a quella reale, quindi dovremo essere in grado di capire e decifrare, nel più breve tempo possibile, quello che ci viene comunicato dagli strumenti digitali e dagli schermi LCD. Un piccolo ed esaustivo tutorial relativo ad aerei dell'aviazione generale basato sul più diffuso Glass cockpit, ossia il Garmin 1000 ( in lingua inglese), è disponibile cliccando qui.

Se volete addentravi sul tecnico, allora vi consiglio di leggere un paio di interessanti documenti sul Glass Cockpit edito dal NTSB, Ente Federale americano, americano cliccando semplicemente qui o dalla FAA, sempre americana, cliccando qui.

Concludendo il Glass cockpit è stato progettato per dare una maggiore efficienza e sicurezza ai piloti, ma può causare alcuni problemi se non si ha familiarità con quel sistema. I problemi possono sorgere per i piloti che non riescono ad acquisire familiarità con la tecnologia glass cockpit e tendono a fissare gli schermi per capire le funzioni del computer tralasciando la visione esterna. 

Un altro pericolo è che i piloti esperti della tecnologia glass cockpit possono facilmente diventare eccessivamente dipendenti da esso e smettere di pensare da pilota, ovvero lasciare che sia la macchina a prendere le decisioni, anche sbagliate. Ricordiamo che il pilota è la mente pensante e deve essere sempre addestrato a fare delle scelte che possono salvare la vita sua e quella dei passeggeri.

Tutorial video Glass cockpit