Simulación del panel de control de un avión conectado a PREPAR3D

Abstract

RESUMEN: Se detectan las principales fallas que causan los accidentes de vuelo a la hora de despegar, en el proceso del crucero y el aterrizaje, enfocándonos en las dos principales causas que son la del fallo del piloto y el fallo mecánico. Estos errores se ven reflejado en un panel de control, el cual debe existir una conexión entre el avión y el piloto para efectuar un vuelo, el panel de control está diseñado especialmente para que el piloto tenga la facilidad de leer los controles y así poder maniobrar el avión adecuadamente. El simulador de vuelo Prepar3D es la herramienta más usada en las escuelas de aviación para el entrenamiento de pilotos, pero este simulador puede generar algunas fallas durante la ejecución o instalación ya sea por el Sistema Operativo que maneja la computadora junto con la memoria RAM y la tarjeta gráfica, también se detectan fallos en las actualizaciones que genera Prepar3D. Como respuesta a esta problemática en el presente trabajo se diseñó un Panel de Control Simulado(PCS). PCS es una aplicación de escrito que como función principal tiene el simular un panel de control de un avión conectado al simulador de vuelo Prepar3D, el cual ayudará a visualizar de mejor manera los instrumentos de vuelo ya que Prepar3D brinda un panel de control visualmente incómodo para los pilotos que se están entrenando en un simulador. PCS es una herramienta externa al mismo simulador que resuelve este problema ya que se configura automáticamente y puede ser colocado en cualquier parte de la pantalla que le sea más cómodo al piloto. Otra función que tiene el PCS es el generar un reporte de vuelo en cualquier momento de la simulación del vuelo o del enteramiento del piloto, esto con la finalidad de estudiar posibles fallas de la aeronave o bien para una retroalimentación al piloto. El sistema PCS es una Interfaz Gráfica de Usuario(GUI), la cual se basa para hacer la conexión al simulador con tres botones, Conectar, Obtener Datos y Desconectar, en otra ventana o pestaña dentro de la misma GUI están contenidos todos los instrumentos de vuelo que tiene un panel de control estándar. Los instrumentos se implementan siguiendo una metodología de cuatro pasos: i) Descomponer la imagen del control en varias partes. ii) Declarar una clase por cada instrumento a crear. iii) Utilizando Herencia, se heredan métodos de movimiento de la clase madre. iv) Declarar las clases de los instrumentos como controles de usuario. El reporte vuelo se desarrolla utilizando la clase StreamWriter el cual es un objeto que crea y escribe sobre un archivo, el formato del archivo utilizado es de tipo .txt. El reporte está controlado cuando se detecta el evento clic de un botón llamado reporte, en ese momento se escribe dentro del archivo todas las variables que intervienen en los instrumentos de vuelo, las cuales se obtienen directo del simulador de vuelo. Se desarrolla un experimento en el cual intervienen cuatro factores externos al sistema PCS, los cuales son: Sensibilidad del mando del Xbox One, velocidad de transmisión de los datos, tarjeta gráfica con la que se ejecuta el sistema y el tipo de avión simulado por Prepar3D. El experimento fue utilizar el ANOVA Multifactorial para determinar cuál de los factores tiene más significancia sobre el Porcentaje de Eficiencia de Respuesta de la Simulación(PERS). Al termino del experimento se demuestra que el factor que más interviene en el PERS es la velocidad de transmisión de datos. Otros resultados importantes es la simulación en pantalla de un panel de control estándar por medio de una GUI y la mejora del entorno practico del piloto en entrenamiento. ABSTRACT: The main failures that cause flight accidents when taking off, in the process of cruising and landing, are detected, focusing on the two main causes that are pilot failure and mechanical failure. These errors are reflected in a control panel, which must have a connection between the plane and the pilot to carry out a flight, the control panel is specially designed so that the pilot has the facility to read the controls and thus be able to maneuver the plane properly. The Prepar3D flight simulator is the most used tool in aviation schools for the training of pilots, but this simulator can generate some failures during execution or installation either due to the Operating System that manages the computer together with the RAM memory and the graphics card, errors are also detected in the updates generated by Prepar3D. In response to this problem, in the present work a Simulated Control Panel (PCS) was designed. PCS is a writing application whose main function is to simulate an airplane control panel connected to the Prepar3D flight simulator, which will help to better visualize the flight instruments since Prepar3D provides a visually uncomfortable control panel for pilots who are training in a simulator. PCS is a tool external to the simulator itself that solves this problem since it is automatically configured and can be placed anywhere on the screen that is most comfortable for the pilot. Another function of the PCS is to generate a flight report at any time during the flight simulation or the pilot's learning, this in order to study possible aircraft failures or for feedback to the pilot. The PCS system is a Graphical User Interface (GUI), which is based to make the connection to the simulator with three buttons, Connect, Get Data and Disconnect, in another window or tab within the same GUI all the instruments of flight that has a standard control panel. The instruments are implemented following a four-step methodology: i) Decompose the control image into several parts. ii) Declare a class for each instrument to be created. iii) Using Inheritance, move methods are inherited from the parent class. iv) Declare instrument classes as user controls. The flight report is developed using the StreamWriter class which is an object that creates and writes on a file, the file format used is of type .txt. The report is controlled when the click event of a button called report is detected, at that moment all the variables that intervene in the flight instruments are written into the file, which are obtained directly from the flight simulator. An experiment is developed in which four factors external to the PCS system intervene, which are: Sensitivity of the Xbox One controller, data transmission speed, graphics card with which the system is executed and the type of airplane simulated by Prepar3D . The experiment was to use the Multifactorial ANOVA to determine which of the factors has more significance on the Percentage of Response Efficiency of the Simulation (PERS). At the end of the experiment, it is shown that the factor that most intervenes in PERS is the speed of data transmission. Other important results are the on-screen simulation of a standard control panel by means of a GUI and the improvement of the practical environment of the pilot in training.