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ESCUELA SUPERIOR DE GUERRA DEL EJÉRCITO ESCUELA DE POSTGRADO TESIS DE GRADO EMPLEO DE SIMULADORES DE VUELO Y EL ENTRENAMIENTO DE PILOTOS DE ALA FIJA DE LA AVIACIÓN DEL EJÉRCITO EL AÑO 2012 AUTORES MIGUEL FORAQUITA PINAZO ANTONIO MOYANO CABRERA CESAR MATICORENA GONZALES para optar al Grado Académico de MAESTRO EN CIENCIAS MILITARES Con mención en Planeamiento Estratégico y Toma de Decisiones Lima, diciembre del 2016 2 Dedicatoria En primer lugar a Dios por habernos guiado por el camino de la aeronáutica hasta ahora; en segundo lugar a cada uno de los que son parte de la Aviación del Ejército. 3 Agradecimiento Esta investigación es el resultado del esfuerzo conjunto de todos los que formamos el grupo de trabajo. Por esto agradecemos a la Escuela Superior de Guerra del Ejército, que ha motivado nuestra formación académica a lo largo de este tiempo y ha puesto a prueba nuestras capacidades y conocimientos en el desarrollo de simuladores de vuelo y entrenamiento de pilotos el cual ha finalizado llenando todas las expectativas. A los instructores a quienes les debemos gran parte de los conocimientos, gracias a su paciencia y enseñanza. 4 Resumen Se investigó el empleo de simuladores de vuelo y el entrenamiento de pilotos de ala fija de la aviación del ejército el año 2012, se identificaron los principios aeronáuticos en que se sustentarían y las necesidades críticas de empleo de los simuladores para los pilotos militares. El método empleado partió de un enfoque cuantitativo fundamentado en un esquema hipotético deductivo y lógico. Corresponde a una investigación aplicada y sustantiva no experimental. La población y el tamaño de muestra fue la misma, 39 individuos considerados dentro del personal que vuela aeronaves de ala fija de la Aviación del Ejército en el Callao; a quienes se les aplicó una encuesta-cuestionario de 39 preguntas cerradas. Los resultado alcanzados para la variable “empleo de simuladores de vuelo”, en cuanto al indicador “Nivel de realismo de los simuladores de vuelo”, se tiene que una mayoría significativa (90.30%) reconoce que el nivel de realismo en simuladores de vuelo requiere de características tecnológicas actualizadas que proporcionan una capacitación más adecuada del personal de pilotos de ala fija; respecto del indicador tipo de entrenamiento en simuladores de vuelo, se tiene que una mayoría significativa (99%), reafirma que hay un alto grado de conciencia y convencimiento en los pilotos sobre el necesario repotencionamiento y adquisición de simuladores de vuelo apropiados, modernizados y estandarizados internacionalmente; respecto del indicador Preparación psicológica en simuladores de vuelo, se tiene que una mayoría significativa (90%) confirma que es favorable que los pilotos de ala fija sean sometidos a niveles de stress muy alta al tipo de acciones que ejecutan en tareas de vuelo real. Como conclusión se obtuvo que una mayoría significativa (93.10%) afirma que si existe un grado de relación directo y significativo entre el empleo de simuladores de vuelo y el entrenamiento de ala fija, tal como lo señala Laguna, P. (2014) que preconiza su valor como instrumento oportuno, fiable y necesario para autorregularse, complementada con las jornadas Latino Americanas de seguridad de vuelos y factores humanos. 5 Los resultados indican la pertinencia de realizar entrenamiento en simuladores de ala fija en la base aérea del Callao, disponiendo de recursos humanos y tecnológicos para poder hacerlo con significativos beneficios de disposición de más horas de vuelo asegurando la continuidad de las operaciones, mayor vida útil de las máquinas, economía de medios y tiempo, basados en el estricto cumplimiento de los principios aeronáuticos. Palabras claves: Altura por Presión, Velocidad de Viento Cruzado Existente. 6 Abstract The use of flight simulators and training pilots of fixed wing aviation army in 2012 was investigated, aeronautical principles that would support the critical needs and use of simulators for military pilots were identified. The method used was based on a quantitative approach base on a hypothetical deductive and logical scheme. Corresponds to applied and substantive non experimental research. The population and the size of the sample was the same, 39 individuals inside of the people that flight fixed wing aircrafts of the army aviation in Callao; to whom it applied a survey questionnaire of 39 closed questions. The results achieved for the variable use of flight simulators, with regard to the indicator level of realism of the flight simulators, we have that a significant majority (90.30%) recognizes that the realism level of flight simulators requires of updated technology that could give the fixed wing aircraft pilots an adequate capacitation; with regard to the indicator, kind of flight simulators training, we got that a significant majority (99%), confirm that there is a big grade of conscious and conviction of the pilots about the necessity to update and buy appropriate flight simulators, moderns and with international standard; with regard to the indicator, Psychology preparation in flight simulators, we got that a significant majority (90%) confirm that is favorable that fixed wings pilots be subjected to high stress levels like tasks that they did in a real flight. As a conclusion we have that a most significant (93.10%) confirm that there is a grade of direct and significant relationship between the use of flight simulators and the fixed wing training, as it says Laguna, P. (2014) that recommends its value as an timely, reliable and necessary instrument for self- regulations, complemented with the Latin Americans days of flight security and human factors. The results indicate the relevance of performing training simulators fixed wing air base in Callao, providing human and technological resources to do so with significant benefits available to more flying time ensuring continuity of operations, longer life machines, economy of means and time, based on strict compliance with aeronautical principles. Keywords: Pressure height, speed Existing Crosswind. 7 Índice Página Dedicatoria Agradecimiento Resumen Abstract Índice Índice de tablas Índice de cuadros Introducción Capítulo I: El problema de investigación 1.1 Planteamiento del problema…………….……………………………….. 1.2 Formulación del problema....…...………………………………………… 3 1.2.1 Problema principal…………………………………………………. 3 1.2.2 Problemas específicos……………………………………….......... 3 1.3 Objetivos………………………..………………………………………….. 3 1.3.1 Objetivo general.…………………………………………………… 3 1.3.2 Objetivos específicos…………………………………………........ 4 1.4 Justificación de la investigación………………………………………….. 4 1.5 Limitaciones de la investigación………………………………………….. Capítulo II: Marco teórico 2.1 Antecedentes de la investigación........................................................ 2.2 Bases teóricas……………………………………………………….…. 2.2.1 Empleo de simuladores……………...……………………………… 8 2.2.2 Entrenamiento de pilotos de ala fija…………………………......... 26 2.3 Definición de términos………………................................................. 31 2.4 Hipótesis………………………………………………………………......... 33 2.4.1 Hipótesis general……………………………………………..…….. 33 2.4.2 Hipótesis específicas…………………………………………........ 34 2.5 Variables……………….…………………………………………………… 35 2.5.1 Operacionalización de variables…………………………………... 35 Capítulo III: Método 3.1 Tipo y diseño de investigación.............................................................. 37 3.2 Población y muestra………………………………………………….…… 38 3.3 Técnicas de instrumentos de la recolección de datos………..……….. 39 3.4 Procesamiento de los datos……………………………………………… 46 Capítulo IV Resultados y discusión 4.1 Análisisunivariable de los resultados................................................... 48 4.2 Prueba de validez………………………………………………………….. 93 4.3 Prueba de fiabilidad………………………………………………….……. 93 4.4 Contrastación de hipótesis………………………………….…………….. 9 94 4.5 Discusión……………………………………………………………………. 96 Conclusiones……………………………………………………..………..……. 101 Recomendaciones………………………………………………..…………..… 103 Referencias…………………………………………………………..………….. 105 ANEXOS Anexo 1, Matriz de Consistencia Anexo 2, Instrumentos de Investigación (Cuestionario) Anexo 3, Hoja de Calificación para el Análisis Documental Anexo 4, Lista de Cotejo Anexo 5, Declaración de autenticidad y no plagio Anexo 6, Validación del instrumento (7 jueces expertos) Anexo 7, Autorización de uso de propiedad intelectual Anexo 8, Hoja de datos personales 10 Índice de tablas Tabla 1 Operacionalización de las variables Tabla 2 Criterios de administracion Tabla 3 Valoracion encuesta cuestionario Tabla 4 Resumen de procesamiento de datos Tabla 5 Estadísticos de fiabilidado Tabla 6 Indicadores de fiabilidad Tabla 7 Frecuencia de datos cualitativos Tabla 8 Matriz de Interpretación cualitativa de valores porcentuales Índice de cuadros Cuadro 1 Pregunta 1 Cuadro 2 Pregunta 2 Cuadro 3 Pregunta 3 Cuadro 4 Pregunta 4 Cuadro 5 Pregunta 5 Cuadro 6 Pregunta 6 Cuadro 7 Pregunta 7 Cuadro 8 Pregunta 8 Cuadro 9 Pregunta 9 Cuadro 10 Pregunta 10 Cuadro 11 Pregunta 11 Cuadro 12 Pregunta 12 Cuadro 13 Pregunta 13 Cuadro 14 Pregunta 14 Cuadro 15 Pregunta 15 Cuadro 16 Pregunta 16 Cuadro 17 Pregunta 17 Cuadro 18 Pregunta 18 Cuadro 19 Pregunta 19 Cuadro 20 Pregunta 20 Cuadro 21 Pregunta 21 Cuadro 22 Pregunta 22 Cuadro 23 Pregunta 23 Cuadro 24 Pregunta 24 Cuadro 25 Pregunta 25 Cuadro 26 Pregunta 26 Cuadro 27 Pregunta 27 Cuadro 28 Pregunta 28 Cuadro 29 Pregunta 29 Cuadro 30 Pregunta 30 Cuadro 31 Pregunta 31 Cuadro 32 Pregunta 32 Cuadro 33 Pregunta 33 Cuadro 34 Pregunta 34 Cuadro 35 Pregunta 35 Cuadro 36 Pregunta 36 35 39 44 45 45 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 11 Cuadro 37 Pregunta 37 Cuadro 38 Pregunta 38 Cuadro 39 Pregunta 39 84 85 86 12 Introducción Teniendo en consideración la estructura organizacional del Ejército en la cual la aviación del ejército se encuentra como órgano de línea, que debe tener la capacidad de apoyar a las cinco divisiones distribuidas en todo el territorio, además de estar en condiciones de apoyar en caso de desastres naturales y participar en el desarrollo nacional conociendo la geografía de nuestro país, se hace imperativo el empleo de aviones para realizar operaciones de transporte, evacuación y reconocimiento de manera rápida y segura, para lo cual uno de los factores fundamentales que intervienen en esta actividad es la capacidad y destreza que requieren los pilotos de ala fija de la aviación del ejército, para operar las aeronaves con el máximo de seguridad y eficacia, la que se obtiene mediante el entrenamiento continuo, que está dado por las horas de entrenamiento real en la aeronave y el entrenamiento en simuladores de vuelo que maximiza el desarrollo del piloto en la toma de decisiones asertivas en diferentes situaciones. Sin embargo existe un exiguo empleo de estos sistemas de entrenamiento de vuelo que a primera vista son altamente costosos y sin mayor relevancia en las operaciones aéreas que se realizan, estos sistemas tienen gran fluctuación en el costo dependiendo del grado de realismo que proporcionan y considerando lo variado y agreste de nuestra geografía resaltan la necesidad de capacitar a nuestras tripulaciones con simuladores de última tecnología. Es por eso que resulta de fundamental importancia que los pilotos de ala fija de la aviación del Ejército se encuentren capacitados permanentemente empleando los métodos que vayan acorde con el avance de la tecnología la cual facilita el trabajo de los recursos en cabina para los pilotos redundando de esta manera en tener tripulaciones capacitadas incrementando el nivel de seguridad tanto de las tripulaciones como del personal y carga que se transporta continuamente. El desarrollo de este trabajo se basó en la experiencia de los pilotos que a través de los años han formado parte del Batallón de aviones de la Aviación del Ejército, quienes con su experiencia han visto la necesidad de tener tripulaciones altamente capacitadas que se encuentren en condiciones de operar las aeronaves en cualquier tipo de terreno y con condiciones meteorológicas adversas, encontrando en los 13 simuladores de vuelo, tomando como base experiencias de otras escuelas de aviación tanto militares como civiles así como otras instituciones aeronáuticas militares y civiles, el mejor medio para poder alcanzar los objetivos trazados para nuestros pilotos, asegurando de manera óptima las operaciones aéreas y misiones encomendadas a la Aviación del Ejército. Otro aspecto muy importante en la realización de este trabajo es la determinación de la incidencia que tiene el empleo de los simuladores de vuelo en el mejoramiento de los niveles óptimos de seguridad aeronáutica necesarios para hacer de la Aviación de Ejercito un lugar cada vez más seguro para la realización de las operaciones aéreas. La verdad es que volar no es el medio más seguro estadísticamente, lo es más el barco de pasajeros. Tal vez la famosa estadística aérea venga dada porque son relativamente pocos los aviones militares que han caído en pleno vuelo. Lo cierto es que lo peligroso de viajar en un avión, cuando se pueden dar los verdaderos problemas o aparecen pero no se les hace caso y luego, ya en el aire, se complican, esos problemas surge al despegar o aterrizar. Debiéramos hablar entonces de intensificar la seguridad en tierra, en los aeropuertos. Y cuando se habla específicamente de aeronaves llegamos a la conclusión de que el empleo de los simuladores es una gran contribución a mejorar los aspectos de seguridad aeronáutica toda vez que ellos le dan un realismo y experiencia al piloto que hace que este obtenga un mayor conocimiento de las bondades características y limitaciones de la aeronave sin consumir horas de vuelo reales de la mencionada aeronave. Consecuente con este último punto es necesario también agregar las condiciones sicológicas que deben tener los pilotos para enfrentar las diversas situaciones que se le presentaran en condiciones de vuelo real durante el cumplimiento de sus comisiones de vuelo y la reacción y respuesta que deberán tener ante las mismas. Desde los comienzos de su formación, el piloto recibe de sus instructores muchas enseñanzas acerca de lo psicológico en el vuelo, acerca de cómo cuidarse y cuidar la seguridad del vuelo. Luego de esas primeras experiencias, 14 se incluye el estudio de lo que se llama Factores Humanos, de las cuestiones psicológicas y médicas que están en juego en el vuelo y cuyo cuidado ayuda a tener un vuelo seguro. También se va capacitando -pues las normativas así lo exigen- en administrar los recursos de la situación de vuelo, mejorando su comunicación, manteniendo buena conciencia situacional, ejerciendo un adecuado liderazgo y afrontando el estrés. Antes de cada vuelo, el piloto profesional se chequea a sí mismo respecto a su estado físico, su situación emocional, su posible fatiga o estrés y si considera por todo lo que sabe que su estado no es óptimo, tiene la opción de pedir ser reemplazado en ese vuelo. Desde ya que partimos de la base que para poder trabajar como piloto debe aprobar evaluaciones médicas y psicológicas específicas que son las que determinan si está apto o no para volar. Además de los factores que afectan a cualquier persona en su vida privaday en su trabajo -que pueden provocar cuadros de ansiedad, depresión, etcétera-, en la tarea de los pilotos hay grandes exigencias, influencia del "time-stress", de las condiciones de ruido, de baja presión barométrica, de baja humedad del aire, efectos de aceleraciones, del "jet lag" y de la carga cognitiva intensa, entre otros. Con el tiempo, todo esto puede afectar la motivación para el vuelo, las ansiedades, las defensas psicológicas, el equilibrio psicológico ante la tarea y podrían aparecer -paradójicamente- temor a volar, fatiga crónica de vuelo, Aero neurosis traumáticas por algún incidente o accidente, compulsión a volar, acentuación de problemas de personalidad y otros problemas. Lo que en este medio se denominan "síndromes de desadaptación secundaria al vuelo". En cada caso se puede ver acentuada la ansiedad, disminuidas las defensas psicológicas o afectada la motivación del vuelo de una manera específica. Como estos factores influyen sobre las funciones psicológicas requeridas para un vuelo seguro, cuando se detectan es necesario actuar para garantizar la seguridad y a la vez lograr en lo posible la pronta recuperación del piloto de estas problemáticas. Teniendo en consideración todo lo descrito anteriormente podemos decir que el empleo de los simuladores de vuelo contribuirán a 15 disminuir todos estos factores pues permitirán que el piloto tenga todas las condiciones reales de vuelo normal y permitirán al personal de sicólogos aeronáuticos evaluar a los pilotos y su reacción detectando cualquier cuadro de incompatibilidad de vuelo, stress, etc., contribuyendo de manera significativa con los estándares de seguridad necesarios para una Aviación del Ejército sin accidentes. 16 Capítulo I El problema de investigación 1.1 Planteamiento del problema Un simulador de vuelo es un sistema que intenta replicar, o simular, la experiencia de pilotar una aeronave de la forma más precisa y realista posible. Los diferentes tipos de simuladores de vuelo van desde videojuegos hasta réplicas de cabinas en tamaño real montadas en accionadores hidráulicos (o electromecánicos), controlados por sistemas modernos computarizados (http://www.simulastur.es). Los simuladores de vuelo son muy utilizados para el entrenamiento de pilotos en la industria de la aviación, el entrenamiento de pilotos militares, simulación de desastres o fallas en vuelo y desarrollo de aeronaves (http://www.simulastur.es). Burdea y Coiffet (1996) subrayan que en un sistema de realidad virtual la imaginación es un requisito tan importante como la interactividad y la inmersión. De modo tal que la eficacia de una aplicación depende en gran medida de la imaginación del operador En esto, precisamente se encuentra su mayor atractivo y su enorme potencial. El entrenamiento de pilotos de ala fija en aviones se hace en forma limitada, debido al alto costo que ello conlleva, por lo cual es necesario investigar si el empleo de simuladores de vuelo coadyuva a incrementar la eficiencia en operaciones aéreas, maximizando la seguridad. Como resultado de la observación y de la investigación exploratoria acerca del empleo de simuladores de vuelo por parte de los pilotos de ala fija en la Aviación de Ejército, se puede deducir que existe un exiguo empleo de 17 sistemas de entrenamiento de vuelo, que a primera vista son altamente costosos y sin mayor relevancia en las operaciones aéreas que se realizan; estos sistemas tienen gran fluctuación en el costo dependiendo del grado de realismo que proporcionan, sin embargo, sería una falacia el decir que no hay entrenamiento de los pilotos de ala fija de la aviación de ejército en el empleo de simuladores de vuelo, ya que el entrenamiento actual está basado en simuladores básicos compuestos por videojuegos instalados en las computadoras personales, las cuales son operadas mediante joystick; lo cual no permite entrenar bajo un nivel de realismo que este dentro de los estándares de la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC), entidad que regula la normatividad aeronáutica dentro de país. Así mismo, debemos tener en cuenta que los pilotos de ala fija de la Aviación de Ejército, requieren un entrenamiento en simuladores de vuelo que proporcionen un alto nivel de realismo, acorde a las nuevas tendencias y estándares internacionales, los cuales maximizan el empleo de la tecnología desarrollando su destreza y capacidad de decisión durante las diferentes fases de entrenamiento, minimizando los riesgos de personal. Por otra parte, debemos considerar, que sin las herramientas necesarias no es posible determinar la destreza mental que un piloto requiere para afrontar las exigencias de una emergencia de vuelo; lo cual se puede lograr mediante un trabajo psicológico especializado a través de los entrenadores de vuelo de alta performance. También, son evidentes las limitaciones que existen en la capacitación de los pilotos debido a la variedad de aeronaves de ala fija con que cuenta la Aviación de Ejército, ya que no se puede realizar la práctica correspondiente y la respectiva aplicación de los procedimiento de emergencia previstos y establecidos en los diferentes manuales de vuelo, que tratan de eliminar los riesgos que conlleva su operación. 1.2 18 Formulación del problema 1.2.1 Problema principal ¿En qué medida el empleo de simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012? 1.2.2 Problemas específicos ¿En qué medida el nivel de realismo de los simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012? ¿En qué medida el tipo de entrenamiento en simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012? ¿En qué medida la preparación psicológica en simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012? 1.3 Objetivos 1.3.1 Objetivo general Determinar el empleo de los simuladores de vuelo en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. 1.3.2 Objetivos específicos Establecer en qué medida el nivel de realismo de los simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. 19 Establecer en qué medida el tipo de entrenamiento en simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. Establecer en qué medida la preparación psicológica en simuladores de vuelo influye en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. 1.4 Justificación de la investigación La presente investigación se justifica teniendo en cuenta que desde que el hombre comenzó a volar por primera vez, entendió la necesidad y la importancia de comprender y mejorar el control de las aeronaves, muchas vidas han costado entender este proceso, se podría decir que para que hoy en día podamos tener en la aviación el medio de viajar más seguro del mundo, ha sido en parte por aquellos que han dado su vida. Si bien es cierto, seguimos aprendiendo, sin embargo la tecnología ha avanzado a tal grado que ahora el proceso ha mejorado de manera sustancial. Un Simulador de Vuelo es importante para el entrenamiento de los pilotos, toda vez que básicamente es un sistema que intenta replicar, o simular, la experiencia de volar una aeronave de la forma más precisa y realista posible. Los diferentes tipos de simuladores de vuelo van desde videojuegos hasta réplicas de cabinas en tamaño real montadas en accionadores hidráulicos (o electromecánicos), controlados por sistemas modernos computarizados. Los simuladores de vuelo son muy utilizados para el entrenamiento de pilotos en la industria de la aviación, el entrenamientode pilotos militares, simulación de desastres o fallas en vuelo y desarrollo de aeronaves. La Simulación de Vuelo ha sido utilizada en la industria de la aviación, y seguirá siendo un activo muy valioso para los pilotos y futuros pilotos. Para conseguir de la mano la experiencia, la preparación para emergencias de la vida real y de ser una rentable opción. 20 Cuanto más tiempo pasa una persona utilizando un software de simulación de vuelo o un Simulador de vuelo, el piloto mejor va a ser, y esto ha sido comprobado una y otra vez. Al ser capaz de reconocer como un avión responderá en condiciones climáticas diferentes a la sensación de una gran variedad de aviones y ser capaz de aterrizar y despegar de una variedad de aeropuertos va un largo camino en un éxito de los pilotos. El tipo de software de simulación de vuelo ofrecerá la experiencia más cercana a la realidad, volar un avión real. Cuando se trata de la preparación para emergencias de la vida real no hay nada como un simulador de vuelo ya que no hay preocupaciones sobre el peligro de la vida. El software de simulación de vuelo permite al piloto o el piloto en la formación experimentar una gran variedad de situaciones y se sienten más cómodos así que si la emergencia real sucede, que sepan qué hacer y ser capaz de manejarlo. Un piloto preferiría perder un motor sentado en su computadora que a 10.000 metros de altura en el aire, pero igual sabrá cómo responder si alguna vez sucede. El principal obstáculo a varias personas cuando aprenden a volar es que es muy caro hacerlo. Desde un punto de vista militar, tiene más sentido gastar unos pocos miles en un simulador de primera clase que permite a un piloto a partir de volar un avión de varios millones de dólares. La simulación de vuelo es, literalmente, en orden de prioridad lo único que reemplaza a volar un avión de forma real. Con el programa adecuado a un piloto de todos los niveles puede obtener más experiencia práctica, preparación para emergencias. 1.5 Limitaciones de la investigación La escasez de estudios de investigación o diagnósticos sobre el tema en el Sector Defensa, particularmente en la Aviación del Ejército y en la Escuela Superior de Guerra del Ejército, donde no se dispone de fuentes de 21 investigación anterior alguna. Asimismo, no se registran investigaciones afines en otras dependencias de la institución. Otra restricción del trabajo lo constituye el hecho que podrían haberse analizado los datos agrupando las preguntas que requieren procesos inferenciales o niveles similares de abstracción, de este modo se habría contado con información libre de direccionamientos o sesgada en cuanto a la verdad ultima que se deseaba conocer. El estudio se verá restringido por el limitado conocimiento que sobre el enfoque pedagógico a que se hace referencia en la investigación han tenido los oficiales del Ejército que se encuentran comprendidos entre la población de estudio, lo cual dificulto en cierta medida la aplicación adecuada de los instrumentos de recolección de datos. Por el tipo de estudio realizado, centrado en un programa específico de una escuela de posgrado del Ejército, se limita la posibilidad de extrapolar sus resultados a programas de postgrado en instituciones civiles. 22 Capítulo II Marco teórico 2.1 Antecedentes de la investigación La información obtenida se ha desarrollado en base al origen de la misma, en nacional e internacional: I. II. II.1. II.1.1. Antecedentes nacionales Fernández, M. – Himmbler, R, (2010). “Diseño de un simulador de vuelo y control de posición para un mínimo vehículo aéreo”. Universidad Nacional de Ingeniería. Perú. En el simulador de vuelo: 1. El modelo no lineal de Gavrilets para un mini helicóptero es altamente fiable, pues considera todos los efectos dinámicos y aerodinámicos. Esto permitió que el simulador de vuelo HeliSi3D pueda representar los efectos más importantes a lo largo del dominio angular de sus variables de estado. 2. El modelo del mini helicóptero resultó ser altamente no lineal, conteniendo inclusive ecuaciones iterativas para la evaluación del empuje. Por tanto, un futuro diseño de control requerirá de la linealización del sistema o un modelo reducido; caso contrario, los métodos de diseño de controladores no lineales serían insuficientes. 23 3. El periodo de muestreo de simulación depende básicamente de la velocidad de respuesta de los actuadores (servos motores). Por tanto se eligió un tiempo de muestreo cuatro veces más rápido que la velocidad de actualización de entradas en los actuadores equivalente a 5ms. 4. La librería Open GL en plataforma Visual.net fue apropiada para representar la dinámica de vuelo. No se detectaron problemas durante la animación. Sin embargo, en futuros trabajos sería conveniente añadir otros motores de animación, puesto que el OpenGL, por sí solo, tiene un límite de velocidad en la presentación de los frames o tramas en pantalla. En el controlador de posición: 1. El algoritmo de la búsqueda en la vecindad fue capaz de reducir el tiempo desde 800 ms hasta 60 ms. Lo cual fue tremendamente útil ya que contábamos con computadora restringida en recursos computacionales. 2. La estimación de movimiento hizo que el algoritmo tuviera un primer tanteo de transformación y de manera efectiva limitó el error de convergencia. De la misma forma el rechazo de barrido basado en la actitud previene de manera apropiada la incorporación de data incorrecta en la estimación de pose. Por tanto, el algoritmo ICP solamente no es capaz de desempeñarse exitosamente en un ambiente cerrado, sino que hace falta de mejoras que ayuden a contrarrestar los problemas de una misión de vuelo real. 3. Se logró controlar el helicóptero en dos dimensiones de manera apropiada usando como estimador de posición el algoritmo de emparejamiento de barrido o scan matching. El controlador basado en este algoritmo uso en todo momento las estimaciones de posición para calcular el error y así generar las salidas de control, que en todo 24 momento fueron suaves y sin saltos, necesarias para el control de posición. Loli, J.L. (2012). “Modelación y Simulación de un actuador hidráulico para un simulador de marcha normal”. Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima. Perú Conclusiones A. El objetivo de este tesis es el de modelar y simular el actuador hidráulico de doble efecto, observado durante los ensayos en el banco de pruebas, lo cual se logró al determinar el modelo matemático del sistema en base a los conocimientos y experiencias a lo largo del desarrollo de la tesis. El modelo matemático formulado en esta tesis determina correctamente el comportamiento del actuador, de acuerdo a los datos tomados de las experiencias de laboratorio, hecho comprobado mediante la simulación en el Matlab. B. La velocidad del actuador depende del caudal del fluido hidráulico en una relación directa, lo cual se desprende de la ley de continuidad, y que fue ratificado luego de realizar los ensayos para la obtención del coeficiente de fricción viscosa. Este fue un indicador que verificó que el modelo matemático desarrollado es un reflejo de lo que realmente sucede durante el funcionamiento del actuador. Es mediante el análisis de las gráficas obtenidas que, además de la velocidad del vástago, también se incrementa la velocidad de respuesta del actuador, lo cual se observa en las gráficas al disminuir el tiempo en el que el actuador alcanza velocidad constante. C. El módulo de bulk es uno de los parámetros más importantes que describen el comportamiento del fluido hidráulico durante el accionamiento del actuador. Por otro lado, los efectos producidos en los sistemas hidráulicos debido a ignorar este coeficiente son poco 25 difundidos, pues aún se asume que el fluido hidráulico es incompresible ante cualquier presión de trabajo.D. Mediante el ensayo para la determinación del coeficiente de fricción viscosa se observó que existe un determinado valor de este coeficiente (también denominado fricción dinámica) para cada presión de trabajo. Esto se debe al diseño interno del actuador en relación al sellado, puesto que a medida que la presión de trabajo aumenta, se incrementa la capacidad de sellado, lo cual opone resistencia al desplazamiento relativo entre superficies. Sin embargo, cabe destacar que el análisis del efecto es global y no se detiene a analizar cada una de las partes que integran al actuador. II.1.2. Antecedentes internacionales Se han encontrado las siguientes tesis internacionales: Monserrat, D. (2005). “Modelos de Análisis orientado a objetos aplicados en el Dominio Aeronáutico”. Universidad Nacional de La Plata. Argentina Conclusiones En la presente tesis hemos planteado la aplicación de patrones de diseño y modelos orientados a objetos para lograr la simulación del vuelo de aeronaves de forma que sea adaptable, fácil de mantener y permita al ingeniero Aeronáutico concentrarse en los problemas del diseño de aeronave bajo estudio. Se han presentado las estructuras utilizadas actualmente y se ha planteado el modelo patrón de diseño del tipo estructural (AVS) que generamos a partir de este estudio. Además hemos desarrollado cada parte del simulador con un planteo basado en objetos y aplicando patrones de diseño existentes para mejorar este planteo, ya que son soluciones probadas que ayudan a mejorar la calidad del software. De esta forma hemos cubierto la aeronave como sistema pero también los sistemas externos como el medio ambiente que, generalmente, no se encuentran desarrollados en la bibliografía. Este 26 trabajo entonces constituye un aporte al dominio de la simulación en el campo aeronáutico ya que se ha establecido los objetos que definen el dominio; se han definido modelos y patrones de diseño para lograr flexibilidad, calidad y reuso; se han desarrollado aspectos del dominio que generalmente no son tratados dentro del mismo contexto que al modelo de la aeronave. El uso de OOA en los modelos desarrollados, nos permite una codificación modular, esconder los detalles de implementación y crear una estructura de código jerárquica logrando los objetivos del presente trabajo: “lograr modelos que constituyan al software del simulador fácil de mantener, pasible de reuso y fácil de evolucionar”. Méndez, G. (2008). “Una Arquitectura Software Basada en Agentes y Recomendaciones Metodológicas para el Desarrollo de Entornos Virtuales de Entrenamiento con Tutoría Inteligente”. Universidad de Madrid. España. En su tesis, donde concluye: Como colofón a los resultados obtenidos con la realización de esta tesis doctoral se puede concluir que se han resuelto satisfactoriamente los objetivos planteados al inicio del trabajo: se ha definido una arquitectura software basada en agentes para Entornos Virtuales de Entrenamiento con Tutoría Inteligente, se ha elaborado un conjunto de recomendaciones metodológicas que guíen su utilización y modificación y se ha implementado un sistema que ha puesto de manifiesto la validez no sólo de la propuesta de arquitectura sino también de las recomendaciones metodológicas. A la vista de lo expuesto, puede concluirse que el presente trabajo ha cumplido con los objetivos planteados inicialmente, ha contribuido a la madurez de los Sistemas Inteligentes de Tutoría, a la de los sistemas basados en agentes y a la de los Entornos Virtuales de Entrenamiento, y lo ha hecho aportando ventajas significativas respecto a los sistemas analizados en el estado de la cuestión. 27 Velasco, G. (2010). “Aplicaciones de un micro simulador de vuelo en la navegación tridimensional”. Universidad Nacional Autónoma de México. México D.F. Conclusiones Los resultados de este trabajo de tesis, fue la utilización del algoritmo Photoshop para la creación de escenarios con herramientas de programación orientada a objetos permite la generación de imágenes 3D de alta resolución siendo una excelente herramienta de bajo costo para simuladores de vuelo. En la primera etapa de este proyecto presentación 3D, sus características principios del sistema de eligiendo el más óptimo para esta tesis. Con el programa terminado es posible generar imágenes 3D anáglifos a partir de pares estereoscópicos en formato de mapa de bits en calidad de imagen. La importancia de estas imágenes 3D reside en el hecho que permita al piloto que use el simulador tener una experiencia dentro de su realidad, percibiendo la profundidad del escenario, proporcionándole más información sobre el ambiente sobre el cual está navegando. El algoritmo programado algoritmos creados por empresas propietarias. Este algoritmo manera abierta. Al programar este algoritmo las aplicaciones en simulaciones, en particular las de importancia del hecho de que un piloto debe poseer habilidades y preparación suficiente antes de poder pilotear una aeronave real. El desarrollo del simulador de vuelo con escenarios creados por imágenes 3D abrirá la pauta para la creación de simuladores tecnológicamente avanzados y de un costo menor en comparación con los simuladores de vuelo actuales. 28 Arias, R. (2013). “Diseño, Construcción y Control de una plataforma stewart con 6 grados de libertad que funcione como un Simulador de Vuelo”. Universidad Politécnica nacional. Quito. Ecuador Conclusiones Se alcanzó la consecución del objetivo del presente proyecto de titulación, construyendo y controlando una plataforma de 6 grados de libertad o plataforma Stewart usando un simulador de vuelo comercial. Si bien es una plataforma artesanal, permite el entendimiento y futuro desarrollo de simuladores de vuelo. • En la actualidad los simuladores de vuelo comerciales y no comerciales tienen la propiedad de permitir adquirir información de vuelo, no únicamente datos de aceleración o inclinación como se usó en el presente proyecto sino que permiten sacar toda clase de información, desde cantidad de combustible hasta la instrumentación completa de un avión determinado. Si bien en este proyecto se usó el simulador de vuelo Flight Simulator X de Microsoft, se puede usar cualquier simulador de vuelo que permita la adquisición de datos incluso algunos simuladores de rally, navegación en barcos, montaña rusa o cualquier juego que permita adquirir datos de aceleración. • Se consiguió diseñar y construir una plataforma Stewart a escala, además mediante el estudio y análisis de la geometría completa durante el diseño de la plataforma y junto al análisis de la cinemática inversa se puede controlar cada uno de los 6 movimientos X, Y, Z, pitch, yaw y roll. • Se diseñó una interfaz amigable con el usuario usando la herramienta computacional Matlab, dicha interfaz toma datos del simulador de vuelo y mediante un filtro washout permite transformar estos datos en datos de posición y orientación. Se usó un filtro washout clásico ya que a 29 partir de este es posible optimizar el funcionamiento y el desarrollo de nuevos algoritmos de filtrado y control. Las matrices de rotación son de vital importancia para la orientación del efector final virtual en el espacio y gracias a la cinemática inversa se puede orientar al efector final real dentro de su espacio de trabajo. • Matlab es una herramienta muy potente para la realización de interfaces gráficas de control, gracias a su sinnúmero de toolbox’s y funciones. Los MEX Files permiten crear programas compatibles con Matlab usando lenguajes como C, C++ y C#, lo que permite usar códigos previamente creados en dichos lenguajes de programación. • Matlab cuenta con una herramienta llamada “Real-Time Workshop” que permite el funcionamiento de Matlab en tiempo real, ya sean programas .m o programas de Simulink. En el presente proyecto se usóla función “getframe” la misma que sirve para realizar animaciones sin consumir recursos, para realizar el control en tiempo real. De esta manera se grafica los cambios de la plataforma en tiempo real sin usar Real-Time Workshop. Se decidió usar esta función debido a los problemas de compatibilidad que presento la herramienta Real-Time Workshop. 2.2 Bases teóricas 2.2.1 Para la Variable: Empleo de Simuladores de Vuelo Nivel de Realismo de los Simuladores de Vuelo El libro “Sociabilidad en pantalla: Un estudio de la interacción en los entornos virtuales” (Francisco Tirado Serrano, 2006, p. 23) señala: “Frecuentemente se presenta la RV como un instrumento de amplificación de la inteligencia, como medio para expandir la percepción humana. (Rheingold, 1996) Dice que éste es un principio fundamental de la RV. La experiencia cobra una importancia capital en la naturaleza de la RV, la experiencia de estar en un lugar 30 concreto, en un mundo que es virtual. Por esta razón, en muchas ocasiones se la compara con un “teatro de la experiencia” o con un “simulador”. “La tecnología RV se parece a -y deriva de allí- los simuladores de vuelo que la Fuerza Aérea y las aerolíneas comerciales usan para entrenar a los pilotos. En los simuladores de vuelo convencionales, los pilotos aprenden a manejar un avión sin abandonar el suelo, practicando con una réplica de los controles del aeroplano; el parabrisas de un simulador de vuelo es una pantalla indicadora con gráficos computacionales, sobre la cual se va presentando un paisaje cambiante de acuerdo con el curso que toma el piloto. Toda la carlinga simulada está montada sobre una plataforma móvil que se desplaza de acuerdo con los movimientos del aeroplano simulado. La realidad virtual también es un simulador, pero en lugar de mirar una pantalla plana bidimensional y operar un joystick, la persona que experimenta la RV por una representación tridimensional generada por computadora, y es capaz de desplazarse en el mundo virtual y verlo bajo distintos ángulos para introducirse en él, asirlo y remodelarlo”. Desde el inicio de la historia de la aviación, esta rama ha sufrido un crecimiento vertiginoso debido a la rapidez con que una persona puede trasladarse de un punto a otro del planeta comparado con los medios de comunicación existentes. Con el nacimiento de la aviación surgieron diferentes requerimientos y uno de ellos, entre los más importantes, fue la necesidad de entrenar al personal encargado de pilotear estas aeronaves, resaltando la responsabilidad por la cantidad de vidas que normalmente transporta y consecuentemente con esta necesidad y teniendo la seguridad como norte es que surgen los simuladores de vuelo, los cuales, dan a la tripulación el entrenamiento adecuado adaptado a las capacidades de cada aeronave conjugado con los efectos ambientales que envuelven el vuelo en sí y que permiten una preparación completa y adecuada de tal manera que 31 las tripulaciones se encuentren entrenadas ahorrando el empleo de las aeronaves físicas con el consecuente costo que esto representa. Para iniciar definamos al simulador de vuelo como un dispositivo que recrea artificialmente el vuelo de la aeronave y los diversos aspectos del entorno del vuelo. Esto incluye las variables que rigen la forma en que los aviones vuelan, cómo reaccionan a las aplicaciones de sus controles y otros sistemas de la aeronave, y la forma en que reaccionan a factores ambientales externos, tales como la densidad del aire, la turbulencia, nubes, precipitación, etc. La simulación de vuelo es utilizado para una variedad de razones, incluyendo el entrenamiento de vuelo, el diseño y el desarrollo de la propia aeronave, y la investigación sobre características de la aeronave y las cualidades de manejo de control. En función de su finalidad, las simulaciones de vuelo emplean varios tipos de hardware, modelando detalle y realismo. Ellos pueden ir de los modelos basados en la computadora portátil de la PC de los sistemas del avión con simples habitáculos, réplica con fines de familiarización, a simulaciones más complejas, cabina con algunos controles y sistemas de trabajo a réplicas muy detalladas, cabina con todos los controles y sistemas de la aeronave y los sistemas visuales fuera del mundo de campo amplio, todo ello montado en seis grados de libertad de movimiento, plataformas que se mueven en respuesta a los movimientos de control piloto y los factores aerodinámicos externos. Para conseguir todo este desarrollo se ha ido evolucionando desde que surgieron los primeros simuladores de vuelo y si somos consecuentes con la actualidad y con el desarrollo vertiginoso que la tecnología tiene hoy en día, llegamos hasta los últimos productos de tecnología para simuladores de vuelo, hasta la fecha, (no sabemos aún aunque podemos vislumbrar mucha más tecnología en un futuro no muy distante) y nos encontramos entonces con la realidad virtual, que hoy en día marca la última tendencia en el desarrollo de los simuladores de vuelo dando al entrenamiento del 32 piloto una sensación muy, pero muy cercana a la de encontrarse en la aeronave real en vuelo. Por otro lado, (Xavier Pratz Menéndez, p. 2) señala: “Los simuladores de vuelo no solo han tenido una buena aceptación en el ámbito industrial por motivos profesionales o tecnológicos. La industria de los videojuegos para el ocio ha jugado un papel muy importante también en el desarrollo de un tipo concreto de simulador: los simuladores de vuelo para ordenador personal. La pasión por volar es posiblemente una de las más extendidas en nuestro planeta y desde que aparecieron los primeros ordenadores personales no tardaron a ver la luz los primeros simuladores de vuelo para uso doméstico y lúdico. Hay varios simuladores para ordenador personal en el mercado, en función del tipo de avión que simulan (típicamente se simulan aviones de combate) y de su grado de complejidad. Como simuladores de aviones civiles podríamos destacar el Microsoft Flight Simulator que probablemente es el más popular a nivel mundial y que ofrece un realismo más que aceptable, pero hay también otros simuladores como X-Plane, que se caracteriza por su alta calidad en el modelo físico de las aeronaves o el Flight Gear, que si tal vez su calidad por el momento es inferior comparada con los otros dos, se trata de un proyecto de código libre que mejora día a día. Cabe destacar que estos programas proporcionan una calidad de simulación extraordinaria si se tiene en cuenta que su coste es equivalente a cualquier otro videojuego. De hecho son ya numerosas empresas del sector aeroespacial que utilizan este tipo de simuladores para algunos de sus propósitos”. Es conveniente resaltar que este auge en el desarrollo de los simuladores de vuelo recae en el hecho, que si bien es cierto el desarrollo de esta tecnología está dirigida al personal que se desenvuelve en el medio aeronáutico, también vemos que una gran parte de los “usuarios” de esta tecnología la conforman personas que gustan de la sensación de pilotear 33 una aeronave, quienes tienen acceso a diferentes programas en versión de juegos o videojuegos que hacen que el desarrollo de esta tecnología sea aún más atractivo para las empresas encargadas de su desarrollo. Este hecho ha permitido que los desarrolladores de estos temas viertan en ellos capacidades cada vez más modernas forjando con ello, y por ende, un entrenamiento muy moderno de igual forma, que motivara en los usuarios de los simuladores una preparación cada vez más completa y que busque como resultado final que al momento de culminar con las sesiones de simulador se encuentre en condiciones de pilotear la aeronave entrenada físicamente con un mínimo margen de diferencia. Tipo de Entrenamiento en Simuladores de Vuelo Las Escuelas de formación de pilotos no sonajenas a estas innovaciones y saben de la necesidad de instrucción y perfeccionamiento de sus tripulaciones buscando siempre el conseguir personal cada vez mejor entrenado y en condiciones de operar las aeronaves en seguridad independientemente de las condiciones de terreno así como meteorológicas. (Ricardho A. Ferraro, Carlos Lerch, 1997, p. 25) señala: “Si miramos una industria compleja, como la aeronáutica, apreciaremos como las computadoras, que se utilizan cada vez más en el diseño y fabricación de los aviones y en la gestión de las líneas aéreas, produjeron más seguridad y comodidad en los vuelos y economías a las compañías que en muchos casos se trasladaron a los pasajeros. Este efecto horizontal que provoca la difusión de las T1 en las etapas de diseño, producción, distribución y comercialización de diferentes bienes y servicios permite acortar los plazos en que se cumple el ciclo y por lo mismo hace posible responder con mucha mayor rapidez que en el pasado a nuevas exigencias, sean éstas reales o inducidas. 34 Otra categoría de efectos es que la generalización del uso de una tecnología puede descolocar a los que no la dominan. Por ejemplo, hasta que aparecieron los primeros simuladores eran necesarios muchas horas de vuelo, y los costos, para formar un piloto. Más tarde, se generalizo el entrenamiento en simuladores y se pudo capacitar pilotos sin consumir gasolina ni mantener aviones.” Un gran avance dentro de este entrenamiento lo constituye el empleo de simuladores de vuelo los cuales hoy en día cuentan con tecnología cada vez más avanzada buscando reproducir lo mejor posible las condiciones reales de vuelo. Una pauta importante dentro de este aspecto lo marca el empleo de computadores para realizar la simulación de los vuelos. En ese aspecto podemos dar fe de los grandes avances que ha habido en este aspecto, pues mientras los estudios para conseguir los efectos del vuelo hoy en día se realizan en súper computadoras, en sus inicios se llevaban a cabo en túneles de viento para simular las condiciones reales, de este punto se desprenden dos aspectos como son el avance de la tecnología en el campo de la aviación y asimismo la avidez que ha estado siempre presente en la humanidad por todo lo relacionado a la aviación. De igual forma gran parte del trabajo llevado a cabo hoy en día en los aviones modernos se lleva a cabo en computadoras a bordo de las aeronaves, de tal forma que el trabajar con los simuladores de vuelo preparan a la tripulación posteriormente para que al momento de terminar el entrenamiento y subir a las aeronaves se encuentren familiarizados con la cabina de la respectiva aeronave, lo cual redundara en la confianza y seguridad que sentirá dicha tripulación al momento de hacer efectivo el vuelo. Otro punto importante también es que los manuales de las aeronaves tanto de mantenimiento como de operación, hoy en día se entregan en medios magnéticos interactivos lo cual le significa a la tripulación una mayor ayuda al momento de estudiar los manuales pues les permite interactuar con la aeronave desde su ordenador personal. 35 Por otro lado, para el entrenamiento de las tripulaciones en los simuladores de vuelo es necesario fasear este entrenamiento, en vista que, al igual que en todos los campos del estudio, es necesario que las tripulaciones vayan adaptándose poco a poco, primero a los equipos del simulador y posteriormente a la utilización o empleo de dichos equipos en la tarea concreta del vuelo. (Duane Brown, 2008, p. 93), señala: “El entrenamiento de un piloto cada vez está más informatizado, es decir, se han desarrollado programas de enseñanza que contienen la información que necesitan los pilotos. El ordenador enseña la lección al piloto y avalúa si ha aprendido el material que le ha sido presentado sometiéndole a un examen informatizado. De todos modos, una vez que el ordenador ha completado su trabajo, el piloto debe superar un examen oral riguroso realizado por el representante de la FAA o por un instructor de la compañía que habrá sido elegido por la FAA (denominado piloto examinador aunque sea una mujer) para verificar que el conocimiento se ha adquirido realmente. La última fase del entrenamiento tiene lugar en el simulador. Los simuladores son réplicas exactas de la cabina del avión en que el nuevo piloto tendrá que operar. Pueden simular todos los aspectos del vuelo: despegue, aterrizaje y situaciones de emergencia como, por ejemplo, el incendio de un motor. En los simuladores los nuevos pilotos tienen que demostrar que pueden desempeñar sus trabajos para la satisfacción de la FAA o del instructor elegido por ésta.” La tripulación, que ya conoce la aeronave en la cual se va a entrenar debe adaptarse y familiarizarse con el simulador, posterior y progresivamente ira empleando el simulador ya en los trabajos propios del vuelo para finalizar luego con maniobras más arriesgadas así como emergencias buscando una preparación completa y que la tripulación esté preparada a enfrentar las peores situaciones que pudieran presentarse durante la realización de un vuelo. 36 Preparación Psicológica en Simuladores de Vuelo De igual manera que en el vuelo normal de una aeronave, durante el empleo de los simuladores de vuelo es necesario una preparación mental que permita un control y preparación previa de la tripulación que le permita estar en condiciones de responder positivamente en la aeronave cuando sea el momento adecuado posterior a la finalización del empleo del simulador de vuelo. (Terry Orlick, 2010, p. 152) señala: “Hacemos muchos simulacros como preparación para los vuelos espaciales, y tratamos de que éstos y nuestros simuladores sean lo más reales posible. Trabajamos duro para crear un escenario que sea realista, es decir, creíble, para que las personas que están dentro del simulador se sientan como si estuvieran en un transbordador y que la gente que controla la misión se sienta como si estuviera controlando una nave de verdad. Por eso todo tiene un aire de realismo. Después comienza a haber fallos de funcionamiento para llevar los sistemas al límite. ¿Qué ocurre si esto falla? ¿Sabríamos que hay que hacer? Y así intentamos llegar igualmente al límite. También se elaboran informes con detalles exhaustivos de modo que la persona al mando del simulacro, el director de vuelo o el comandante de la nave tome nota de los hechos más importantes de todo el ejercicio”. Para esta preparación mental es necesario tocar algunos factores que influirán en esta preparación. Uno de estos factores es el entrenamiento mental. El entrenamiento mental está orientado principalmente a la predisposición de la tripulación al momento de encontrarse en los controles de la aeronave y principalmente a la reacción que van a tener los integrantes de la tripulación ante imprevistos o emergencias que pudieran presentarse durante el vuelo ya sea por fallas por efecto de las condiciones meteorológicas o por alguna falla de alguno de los equipos con que cuenta 37 la aeronave. Es necesario en este punto que la tripulación tenga el temple y reflejos necesarios para responder en forma positiva ante estas situaciones y para esto es necesaria una buena respuesta mental ante estas emergencias; estas reacciones son las que se busca fortalecer y mejorar durante las sesiones en el simulador de vuelos lo cual permitirá y formara una tripulación en condiciones óptimas para encontrarse al mando de las aeronaves. Otro de los factores incluidos en la preparación mental en simuladores de vuelo es la psicología aeronáutica, que dicho sea de paso, está muy ligada al entrenamiento mental. (Lewis Roscoe Aiken, p. 217) señala: “Estas figuran entre las primeras medidas de habilidades especiales que se elaboraron. Muchas de las pruebas disponibles de este tipo se introdujeron en lasdécadas de 1920 y 1930 para predecir el desempeño en ciertos empleos u oficios calificados. Posteriormente, el Centro de Investigación de Capacitación y Personal de la Fuerza Aérea estadounidense realizo un amplio estudio de las habilidades psicomotrices que incluye el desempeño en simuladores de vuelo como el capacitador de vínculo y la prueba de coordinación compleja. En esta última, el examinado usa un timón y tres controles similares a un bastón para ajustarse a un patrón de luces de estímulo que aparecen sobre un panel vertical para simular los movimientos de un aeroplano en vuelo”. “La velocidad, la fuerza y la agilidad en conjunto, contribuyen al desempeño motriz efectivo. Las mediciones de estas características se usan ampliamente para seleccionar trabajadores en varios tipos de empleos y son pronosticadores validos del desempeño en el trabajo físicamente demandante. Además de las medidas de fuerza isométrica, están disponibles pruebas de precisión y estabilidad que implican varias manipulaciones con dedos, manos, brazos y piernas. Algunas de estas pruebas requieren de movimientos musculares 38 pequeños, otras de movimientos grandes y otras más exigen tanto movimientos pequeños como grandes.” En el párrafo anterior habíamos visto lo necesario e importante del entrenamiento mental para situaciones de riesgo en vuelo en las tripulaciones de vuelo, en este punto es necesario adicionar a todo lo anteriormente mencionado diversos factores como son el stress y la fatiga de vuelo, condiciones que pueden desembocar en una seria amenaza para el vuelo y precisamente la psicología aeronáutica se en carga de tratar y prevenir estas condiciones en las tripulaciones de vuelo. Tal y como se ha visto las condiciones de stress y fatiga pueden presentarse en vuelo debido a múltiples factores, sin embargo, cuando estos factores son motivados directamente por las condiciones propias del vuelo, pueden ser identificadas desde el trabajo en el simulador de vuelo permitiendo identificar a las tripulaciones que se encuentren afectadas por estas condiciones antes de que puedan estar en las aeronaves. Se desprende pues de todo esto la importancia que adquiere la psicología aeronáutica dentro del entrenamiento de las tripulaciones de vuelo para lo cual se conjuga con el entrenamiento en el simulador de vuelo lo cual resulta en una muy buena medida de prevención a fin de optimizar la seguridad de las tripulaciones. Otro aspecto importante es el tratamiento del stress post traumático en tripulaciones que hayan tenido algún accidente, mediante el empleo de la psicología aeronáutica junto con el simulador de vuelo ayudara a recuperar a ese personal. Inicialmente se buscara un dominio de las habilidades motrices en el simulador que le permita en un plazo determinado volver a comandar una aeronave con seguridad. Otro factor, que se desprende como producto de los anteriores es el del límite de los pilotos en instrucción.(Antonio Solanas, 2002, p. 19) señala: “Se han realizado diversas investigaciones donde se han medido las respuestas fisiológicas de los pilotos profesionales en simuladores de vuelo, especialmente para identificar el efecto de la fatiga (Morris, 1985; Stave, 1977) y el alcohol (Henry, Davis, Engelken, 39 Triebwasser y Lancaster, 1974) sobre el rendimiento de los pilotos, incluso se han utilizado pruebas psicológicas y asistidas por ordenador para cuantificar la carga física y mental de los pilotos (Armstrong, 1985). Pero, aunque existía un cuestionario para la identificación de fobias (Wolpe y Lang, 1964), no es hasta que se desarrolló el Questtionaire on Attitudes to flying (Howard, Murphy y Clarke, 1983), cuyo acrónimo anglosajón es QAF, que se dispuso de una herramienta para cuantificar el grado o intensidad del temor a viajar en avión. El cuestionario QAF consta de 36 reactivos, que son puntuados en una escala graduada de 11 puntos (de 0 a 10). La fiabilidad que se obtuvo para el QAF mediante el procedimiento conocido como test-retest fue igual a 0.92 en una muestra compuesta por 501 estudiantes universitarios, mientras en una muestra clínica de 59 personas se obtuvo una fiabilidad igual a 0.99 mediante el procedimiento de las dos mitades.” Está referido básicamente a las condiciones de las tripulaciones las cuales durante el proceso de su fase de instrucción deben ser llevadas a su máxima capacidad lo cual redundara en que las tripulaciones sepan rendir bajo condiciones extremas y de igual forma que sean conscientes de cuál es su punto máximo de rendimiento en las peores condiciones que pudieran presentarse en un vuelo real. 2.2.2 Para la variable: Entrenamiento de los pilotos de Ala Fija Destreza del piloto de Ala Fija La importancia del entrenamiento de los pilotos de Ala Fija para lograr minimizar o eliminar los accidentes aéreos pasa por lograr la destreza de estas tripulaciones tanto en el pre vuelo, durante el vuelo y en el post vuelo, haciendo de este medio de transporte un medio seguro permitiendo cumplir las diferentes misiones aéreas. (Roberto Julio Gómez, 2010, p. 275) acerca del gerenciamiento de los recursos humanos en las operaciones aeronáuticas (CRM): 40 “A través de múltiples estudios sobre las causas de accidentes en aviación demostraron estadísticamente que entre 70% y 80% de los mismos se producían por lo que se denomina factor humano. Los organismos que realizaron tales revelaciones y conclusiones fueron la NASA, FAA y OACI entre otros. Otra característica que surgió de los mismos fue que muchos de los accidentes no solo estaban vinculados a la capacidad y habilidad de los pilotos, tomadas en forma individual, sino que el problema se centraba en el trabajo en conjunto de las tripulaciones en las cabinas y que se referían entre otros problemas a la toma de decisiones operativas erróneas, fallas graves en la comunicación intra-cockpit (dentro de la cabina), un liderazgo inadecuado o una mala interpretación de este, es decir un liderazgo basado en el autoritarismo, además de otros factores que también intervienen y no son de menor importancia como la sobrecarga de trabajo y la fatiga”. Dentro de este contexto el gerenciamiento de los recursos humanos es esencial ya que un porcentaje muy alto demuestra que la causa de los accidentes de aviación se debe al factor humano, como por ejemplo: el exceso de confianza o sobreestima del piloto, toma de decisiones incorrectas y la falta de coordinación entre la tripulación. Por otra arista podemos apreciar que la falta de coordinación entre la tripulación dentro de la cabina de una aeronave o el gerenciamiento de los recursos de cabina. (Roberto Julio Gómez, 2010, p. 274) dice: “Una vez implementada la capacitación en el gerenciamiento de los recursos humanos en las operaciones aeronáuticas (CRM) y reveladas nuevamente las estadísticas surgió un dato alentador, la reducción de accidentes en forma asombrosa. Estos datos dieron impulso aún más en todo el mundo a una nueva visión en la formación técnica sino que al mismo tiempo y con la misma intensidad se debería capacitar en los aspectos vinculados directamente a la correcta administración de los recursos humanos y 41 la interacción de los tripulantes de cabina con los demás integrantes de la actividad aérea: los servicios ATC, personal de mantenimiento, etc.” También un factor importante, en donde cada tripulante tiene una labor específica, el comandante de una aeronave aparte de tener la destreza de volar debe ejercer un buen liderazgo y el copiloto debe conocer sus funciones al detalle subordinándose al comandante de aeronave, esto reduce en gran escala los accidentes aéreos y facilita la labor de las tripulaciones en forma coordinada. Seguridad Aeronáutica La seguridad aeronáutica constantemente es analizada en toda actividad aérea, buscando evitaro minimizar los accidentes e incidentes que pudiesen ocurrir; para lo cual los simuladores de vuelo que junto al avance de la tecnología cada vez son más reales en sus simulaciones desarrollando en los pilotos de Ala Fija la destreza necesaria para resolver problemas durante el vuelo. (Jhon Bevere, 2012, p. 103) dice: “Los instructores que manejan el simulador programan todo tipo de problemas para estos pilotos, ya que el simulador es capaz de imitar todo un rango de condiciones adversas y problemas de vuelo. Los pilotos se encuentran con simulaciones de intensas turbulencias, golpes de viento, condiciones climatológicas extremas, pérdida de un motor o pérdida de electricidad o problemas en el tren de aterrizaje, sólo por nombrar unos pocos. La idea es que si los pilotos superan con éxito repetidas veces desafíos inesperados en el entrenamiento estarán preparados para resolver esas crisis en situaciones reales. Muchos desastres se han evitado debido a estos entrenamientos recurrentes en los que los pilotos aprenden a identificar y saben manejar las emergencias.” 42 La seguridad aeronáutica se logra también a través de la prevención de accidentes que busca eliminar o reducir los accidentes, parte de esta actividad es mantener entrenados a los pilotos de Ala fija bajo constantes prácticas de emergencias simuladas y condiciones adversas de vuelo, acercándose a la realidad, logrando en cada piloto la destreza necesaria para solucionar cualquier inconveniente que se pueda presentar en el vuelo y así evitar un posible accidente fatal, llevando la aeronave a una zona segura. Toma de Decisiones en emergencias del piloto de Ala Fija Otro aspecto importante es la toma decisiones del piloto de Ala fija frente a las diferentes actividades que se realizan en los vuelos, la cual se adquiere con el entrenamiento y la práctica en la aeronave, siendo ideal adquirir esta destreza con la experiencia de horas reales voladas, (Charles T. Tart, 1990, p. 32) dice: “Los simuladores están diseñados para el entrenamiento de los pilotos. Se puede entrenar a un piloto haciéndole que lea algunas instrucciones y luego colocándolo frente a los controles de un avión real. Es un buen sistema, pero bastante costoso. Si comete un error, el avión se estrella. Tanto el piloto en periodo de entrenamiento como el avión desaparecerían. En lugar de arriesgar la vida y el avión, se le puede llevar a una sala especial, cuyo interior es exactamente igual que la cabina del avión que en el futuro vaya a pilotear. Cuando acciona los controles para encender los motores del simulador, escucha un sonido, siente una vibración, y observa las indicaciones apropiadas del tacómetro, la temperatura, la presión de aceite y demás. Cuando levanta la vista para mirar a través de la ventanilla de la cabina ve la pista y el aeropuerto que se extienden ante él, y la sucesión de las imágenes del entorno una vez que el avión comienza a moverse, y así sucesivamente. En relación con la percepción sensorial y el feedback es como pilotear un avión real, aunque con una sola pero importante diferencia: cuando se comete 43 un error fatal que implica el choque del avión, se choca en la imagen desplegada en la “ventanilla de la cabina”, en vez de desencadenarse la muerte del piloto y la destrucción del avión, y entonces el piloto puede seguir con el entrenamiento.” Sin embargo es claro que realizar vuelos reales para adquirir esta destreza es muy peligrosa, ya que tanto el piloto como la aeronave podrían desaparecer y esta no debe ser una opción en una base de entrenamiento militar para pilotos; hoy en día gracias al avance de la tecnología se han creado simuladores muy versátiles que suplen esta necesidad y desarrollan esta destreza en los pilotos de Ala fija llevándolos a simulaciones muy parecidas a un vuelo real logrando obtener tripulaciones muy bien entrenadas sin necesidad de arriesgar la vida ni el material o aeronave, permitiendo así que el piloto de Ala Fija a través del reentrenamiento y la retroalimentación logre la habilidad de enfrentar cualquier emergencia y realizar vuelos seguros en nuestra institución. Así mismo el periodo de entrenamiento para un piloto de Ala fija es esencial ya que no sería suficiente capacitar o entrenar al piloto de ala fija solo cuando realiza su fase básica, (Jhon Bevere, 2012, p. 103) dice: “Podría sernos útil ver primero dos ejemplos de adversidad inesperada en la que un demandado está armado y otro desarmado. Cada seis o doce meses, un piloto de una línea aérea comercial recibe un entrenamiento recurrente. Gran parte de ese entrenamiento se hace en el simulador de alta tecnología, un aparato de entrenamiento con un sistema de computadoras muy complejo, una réplica exacta de una cabina con todos los controles de un avión concreto, un sistema visual para crear una réplica del mundo fuera del avión. Se monta todo en una plataforma que se mueve en respuesta al control del piloto o en base a factores medioambientales externos. Dicho de manera simple, una vez dentro, usted no sabría si está en un avión real o en un simulador.” 44 Las empresas comerciales llevan a sus pilotos a diferentes escuelas de reentrenamiento donde se capacitan en simuladores de vuelo de última tecnología por lo menos una vez al año, considerando que es de suma importancia para mantener la confianza de sus clientes. 2.3 Definición de términos Altura por Presión (Alt.Press) Es la altitud que se lee en el altímetro cuando la escala barométrica del altímetro ha sido colocada en 29.92 pulg/Hg (1,0 13 Mb). Combustible no utilizable Es la cantidad de combustible que es imposible usarlo en vuelo. Combustible utilizable Es el combustible empleado para un Plan de Vuelo. Brazo del Centro de Gravedad El brazo del Centro de Gravedad es el brazo que se obtiene sumando los momentos individuales del aeroplano dividido entre la suma total de los pesos. Brazo Es la distancia horizontal desde la referencia Datum al Centro de Gravedad de un punto determinado. Carga Útil Es la diferencia entre el peso de la rampa y el peso vacío básico. Centro de Gravedad Es el punto en el cual un aeroplano o equipo si es suspendido deberá equilibrarse. Su distancia de la referencia Datum se hallara dividiendo el momento total entre el peso total de la Aeronave. 45 Estación Es un lugar a lo largo del fuselaje del aeroplano que esta dado en términos de distancia de la Referencia Datum Galones por hora (GPH) Es la cantidad de gasolina (galones que se consumen por hora) Límites del Centro de Gravedad El límite del Centro de Gravedad son los puntos extremos del centro de gravedad dentro de los cuales el aeroplano debe ser operado con determinado peso. Máximo Peso en Aterrizaje Es el máximo peso aprobado para el contacto en el aterrizaje. Millas Náuticas por Galón (NMPG) Es la distancia (millas náuticas) en la cual se preve recorrer por de combustible consumido en una graduación especifica de la potencia del motor o configuración de vuelo. Momento Es el producto del peso de un artículo por su brazo. El momento dividido por la constante 1,000 es usado en este manual para simplificar los cálculos de balance al reducir el número de dígitos. Peso Máximo de Decolaje Es el peso máximo aprobado para iniciar la carrera en el Decolaje. Peso Máximo en Rampa Es el peso máximo aprobado para operar en tierra (este peso incluye el peso del combustible para el arranque, taxeo o calentamiento) Peso Standard Vacío Peso Standard Vacío es el peso de un aeroplano estándar incluyendo el combustible no utilizable, líquido hidráulico y aceite del motor. 46 Peso Vacío Básico El peso vacío básico estándar más el peso del equipo opcional. Referencia Datum (Ref. Datum.) Es un plano imaginario vertical desde el cual todas las distancias horizontales son medidas para efectos de balance.Tara (Merma) Es el peso de las calzas, soportes, etc.; usados cuando se está pesando un aeroplano y se incluye en los valores de la escala. La Tara es deducida de los valores de la escala para obtener el peso neto del aeroplano. Temperatura Aérea Exterior (OAT) Es la temperatura libre del aire estático. Esta expresado en grados Celsius o Fahrenheit. Temperatura Estándar (Temp Stand) Es de 150 C msnm con presión de altitud y que disminuye 20 C cada 1,000 pies. Velocidad de Viento Cruzado Existente Es la velocidad de la componente del viento cruzado en la cual un adecuado control del aeroplano durante el despegue y aterrizaje se ha comprobado en demostraciones durante las pruebas de certificación. El valor mostrado no está considerado como un límite. 2.4 Hipótesis 2.4.1 Hipótesis general El empleo de simuladores de vuelo influye significativamente en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. 2.4.2 47 Hipótesis específicas El nivel de realismo de los simuladores de vuelo influye significativamente en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. El tipo de entrenamiento en simuladores de vuelo influye significativamente en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. La preparación psicológica en simuladores de vuelo influye significativamente en el entrenamiento de pilotos de ala fija en la Aviación del Ejército en el año 2012. 2.5 Variables Variable independiente: Empleo de simuladores de vuelo. Variable dependiente: Entrenamiento de los pilotos de ala fija de la Aviación del Ejército. 2.5.1 Operacionalización de las variables Tabla 1 Operacionalización de las variables VARIABLE INDICADORES INVESTIGACION TECNICAS INSTRUMENTOS Variable (X) Empleo de simuladores de vuelo X1 Nivel de realismo de los simuladores de vuelo Análisis de contenido de manuales de manejo de simuladores de vuelo. Aplicación de un cuestionario a los oficiales que obtuvieron un calificativo normal. Elaboración de una tabla de valoración con su respectiva calificación y otra tabla de interpretación cualitativa de números porcentuales. Instrumentos de recolección de datos: Aplicación de un cuestionario mediante preguntas cerradas. Matriz de interpretación. 48 X2 Tipo de entrenamiento en simuladores de vuelo Análisis de contenido de manuales de manejo de simuladores de vuelo. Aplicación de un cuestionario a los oficiales que obtuvieron un calificativo normal. Elaboración de una tabla de valoración con su respectiva calificación y otra tabla de interpretación cualitativa de números porcentuales. Instrumentos de recolección de datos: Aplicación de un cuestionario mediante preguntas cerradas. Matriz de interpretación. X3 Preparación psicológica en simuladores de vuelo Análisis de contenido de manuales de manejo de simuladores de vuelo. Aplicación de un cuestionario a los oficiales que obtuvieron un calificativo normal. Elaboración de una tabla de valoración con su respectiva calificación y otra tabla de interpretación cualitativa de números porcentuales. Instrumentos de recolección de datos: Aplicación de un cuestionario mediante preguntas cerradas. Matriz de interpretación. Variable (Y) Entrenamiento de los pilotos de Ala Fija de la Aviación del Ejército Y1 Destreza del piloto de ala fija Análisis de contenido de manuales de manejo de simuladores de vuelo. Aplicación de un cuestionario a los oficiales que obtuvieron un calificativo normal. Elaboración de una tabla de valoración con su respectiva calificación y otra tabla de interpretación cualitativa de números porcentuales. Instrumentos de recolección de datos: Aplicación de un cuestionario mediante preguntas cerradas. Matriz de interpretación. Y2 Seguridad aeronáutica Análisis de contenido de manuales de manejo de simuladores de vuelo. Aplicación de un cuestionario a los oficiales que obtuvieron un calificativo normal. Elaboración de una tabla de valoración con su respectiva calificación y otra tabla de interpretación cualitativa de números porcentuales. Instrumentos de recolección de datos: Aplicación de un cuestionario mediante preguntas cerradas. Matriz de interpretación. Y3 Toma de decisiones en emergencias del piloto de ala fija Análisis de contenido de manuales de manejo de simuladores de vuelo. Aplicación de un cuestionario a los oficiales que obtuvieron un calificativo normal. Elaboración de una tabla de valoración con su respectiva calificación y otra tabla de interpretación cualitativa de números porcentuales. Instrumentos de recolección de datos: Aplicación de un cuestionario mediante preguntas cerradas. Matriz de interpretación. 49 Capítulo III Método 3.1 Tipo y diseño de investigación 3.1.1 Tipo Este fenómeno se basó en un estudio de campo realizándose en un contexto de ambiente natural y en situaciones reales donde se halla el problema abordado en este trabajo investigativo. En razón del nivel alcanzado correspondió a una relación causal con hipótesis reuniendo las condiciones de un paradigma cuantitativo-aplicado, siendo su alcance descriptivo y explicativo. Por la naturaleza de los datos, esta investigación siguió una metodología cuantitativa, porque su objeto de estudio es “externo” al sujeto que lo investiga tratando de lograr la máxima objetividad al emplear el análisis estadístico como característica resaltante fue reduccionista. 3.1.2 Diseño El diseño aplicado fue trasversal explicativo-causal, buscando de esta manera conocer los motivos que generan las situaciones problemáticas dentro del contexto social de estudio, explicando finalmente los hechos y fenómenos en cuanto a lo que lo origina y sus consecuencias. 50 M : Muestra de Oficiales. O : Observación y mediación de una variable. T : Tiempo de la investigación. X : Variable independiente controlada estadísticamente. Y : Variable dependiente controlada estadísticamente 3.2Población y muestra 3.2.1 Población (N) La población universo estará constituida por 39 individuos considerados dentro del personal que vuela aeronaves de ala fija que labora en la Aviación del Ejército en el Callao. 3.2.2 Muestra (n) El tamaño de la muestra estará constituida por la misma cantidad de individuos que la población, en vista de ser adecuada para la investigación que se realizara, por lo tanto: N = n. Criterios de Administración del instrumento de recogida de datos (cuestionario). Tabla 2 Criterios de administración de recogida de datos Criterios de Inclusión Criterios de Exclusión o Oficiales Superiores y Subalternos que tengan experiencia en vuelo de aeronaves. o Oficiales Subalternos que no tengan experiencia en vuelo de aeronaves. 3.3Técnicas e instrumentos de recolección de datos Los instrumentos de recolección de datos consistieron en la observación de la realidad, encuesta y análisis del contenido de manuales de la Aviación de Ejército. 51 Para la observación se utilizará la técnica mixta: participante y no participante, es decir, en algunos casos se observó directamente los hechos relacionados con las variables de estudio, y en otros, se preguntó a una muestra representativa sobre la problemática derivada del empleo de los simuladores, a fin de obtener datos conductuales sobre dicho aspecto, los que fueron anotados en el cuadernos de anotaciones, en relación al empleo de los simuladores y el entrenamiento de los pilotos. Los criterios de construcción del instrumento de recogida de datos (observación) fueron los siguientes: 1. Desarrollará una observación de campo, es decir, en la Aviación de Ejército en el Callao. 2. Aplicará una observación estructurada mediante la cual se registró diversas reacciones y comportamientos en
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