Cuando el cielo estaba hecho de pixeles III de III

La simulación de vuelo en el ZX Spectrum (Tercera parte)

Si quieres leer la primera y segunda parte de estos artículos creados por Pedro Carvalho tienes los enlaces a continuación:

En la primera entrega de esta serie conocimos el Flight Simulation de Psion (1983), el simulador que nos puso en los 80 a miles de chavales españoles a los mandos de un avión ligero bimotor, algo similar a un Piper PA-34 Seneca o un Beechcraft Baron 58 (*). En la segunda, repasamos otros títulos que vinieron después y desvelamos algunos trucos de programación que permitían que un Z80 a 3,5 MHz hiciera algo remotamente parecido a simular física de vuelo. Pero había una pregunta que ninguno de los dos artículos respondía del todo, ¿cómo se volaba aquello exactamente?

Porque el Flight Simulation de Psion no era un juego en el sentido convencional. No había puntos, ni enemigos, ni una pantalla de Game Over con fanfarria. Era un simulador, con todo lo que eso implica. Si no sabías lo que estabas haciendo, el avión simplemente se estrellaba, una y otra vez, sin explicarte por qué. Para disfrutarlo de verdad necesitabas conocimientos que la mayoría de nosotros, con diez u once años, sencillamente no teníamos. Y el “manual” (por llamarlo de alguna forma) que venía en la caja la verdad es que no ayudaba demasiado.

Este artículo es ese “manual”. El que todos quisimos en aquel entonces, pero que ni Investrónica (distribuidor en España) ni Psion nos quisieron ofrecer.

Lo primero, antes de tocar nada…

Cuando arranca el simulador te encuentras con la pantalla dividida en dos mitades. La superior es la vista desde cabina; el horizonte, la pista al fondo, el cielo claro arriba y el terreno oscuro abajo. Muy wireframe, muy 1982, pero funcional. Mucho, además. La parte inferior es el panel de instrumentos y ahí es donde está todo lo importante.

Antes de describir cada uno, conviene aclarar que lo que ves en el panel del Flight Simulation de Psion no es una ocurrencia del programador, sino una versión muy simplificada de lo que encontrarás en cualquier avión real, independientemente de su tamaño y tipo. Es decir, esto va a estar tanto en un Cessna o un Piper, como en un Airbus o Boeing de línea aérea (aunque hoy en día están integrados en pantallas electrónicas). Los instrumentos básicos de vuelo son los que informan al piloto de lo esencial; a qué altitud va, a qué velocidad, si está subiendo o bajando y en qué dirección vuela. Sin ellos, en cuanto te metes en una nube o pierdes referencias visuales del suelo, estás perdido. Literalmente.

El Flight Simulation de Psion incluye los más críticos, pero deja fuera algunos que en un avión real son imprescindibles. No hay indicador de actitud (el instrumento que te dice si las alas están niveladas y cuánto estás cabeceando, independientemente de lo que veas por la ventana), ni coordinador de viraje. Tampoco hay brújula magnética como tal. En su lugar, el simulador recurre a un único instrumento que intenta hacer dos cosas a la vez, y aquí vale la pena detenerse un momento para entender por qué eso es una simplificación importante.

En un avión real existen dos sistemas distintos para orientarse. El primero es el indicador de rumbo o HI (Heading Indicator) que te dice en qué dirección vuela el avión, es decir, hacia dónde apunta tu morro en cada momento. El segundo es el ADF o Automatic Direction Finder, un receptor de radio que capta la señal de un radiofaro (o beacon) en tierra y te indica dónde está ese radiofaro respecto a ti. No hacia dónde vas tú. Son preguntas distintas con respuestas distintas. El HI responde a ¿hacia dónde voy? Y el ADF responde a ¿dónde está el radiofaro? A veces coinciden, pero no siempre, y en aviación real confundirlos puede llevarte en la dirección equivocada.

En el Psion, convenientemente, todo convive en el mismo reloj. No es lo ideal desde el punto de vista técnico, pero para aprender los conceptos fundamentales es más que suficiente. Aclarado esto, vamos a ver todo el panel de instrumentos en detalle

De izquierda a derecha hay cinco relojes circulares. El primero es una representación simplificada del ILS, siglas de Instrument Landing System o sistema de aproximación por instrumentos, del que hablaremos largo y tendido cuando lleguemos al aterrizaje. El segundo es el indicador de velocidad aerodinámica, o airspeed, una sola aguja que muestra la velocidad en nudos multiplicados por diez (un «8» equivale a 80 nudos, un «12» a 120…). Ojo, porque esto no es la velocidad a la que te desplazas sobre el suelo; eso sería el groundspeed, y puede ser muy diferente si hay viento en contra o a favor. El airspeed es la velocidad relativa a la masa de aire que te rodea y es la que importa para volar. Al avión le da igual si el suelo «pasa» deprisa o despacio. Lo que no le da igual es quedarse sin velocidad aerodinámica, porque entonces deja de volar… y se cae. Los señores de Psion que estaban trabajando con tan solo 48K, no entraron en esos matices (con buen criterio, en mi opinión).

El tercer reloj, el más grande y prominente del panel, es precisamente ese instrumento híbrido del que acabamos de hablar; el RDF o Radio Direction Finder, equivalente al ADF moderno. El pequeño avioncillo en el centro sugiere el rumbo aproximado, el punto parpadeante en el borde señala la dirección al radiofaro seleccionado. Todo en uno. Cuando ese punto está en las doce en punto, vas directo al beacon seleccionado. El cuarto es el altímetro, con dos agujas como en los aviones reales. La pequeña marca miles de pies, la larga centenas. El quinto, más a la derecha, es el ROC o Rate of Climb (tasa de ascenso), que te dice si estás subiendo, bajando o volando nivelado.

Debajo de estos cinco relojes hay más información. Un radioaltímetro, indicadores de posición de los flaps, nivel de combustible, potencia de los motores y el (landing) GEAR o tren de aterrizaje, que se muestra en verde cuando está bajado y asegurado y rojo cuando está retraído.

Llegados a este punto, vamos a hacer otra breve pausa para explicar un detalle que confunde a mucha gente. La diferencia entre el altímetro convencional (o barométrico)y el radioaltímetro. El altímetro barométrico (el de las dos agujas) mide la altitud respecto al nivel del mar, lo que en aviación llamamos altitud MSL (Mean Sea Level). Es el que usamos para navegar, para separarnos de otros aviones y para respetar las altitudes mínimas de seguridad sobre el terreno. Pero ojo, no te dice cuánto tienes exactamente debajo. Para eso está el radioaltímetro, que es el que mide la altura real sobre el terreno, la altitud AGL (Above Ground Level). Son dos cosas muy distintas. Si vuelas sobre terreno plano, no hay problema, pero si lo haces sobre una montaña de 3.000 pies con tu altímetro barométrico marcando 4.000, tu radioaltímetro marcará 1.000. En el Psion esta distinción está simplificada, pero el hecho de que ambos instrumentos estén representados dice bastante del nivel de detalle al que aspiraba el programa.

¿Has llegado hasta aquí, con toda esta palabreja técnica, sin cerrar el artículo? ¡Enhorabuena! Sé que puede resultar un poco árido, pero te prometo que ahora viene lo divertido.

Despegar sin morir en el intento

Bien. Tienes el avión en pista, motores fríos y ninguna idea de lo que estás haciendo. Bienvenido a 1982.

Lo primero es la potencia. La tecla P la sube y la O la reduce. Este es el throttle o palanca de gases.  Necesitas llevar los motores a máxima potencia antes de iniciar la carrera de despegue. Mientras aceleras por la pista, el timón de dirección (teclas Z y X) es lo que mantiene el avión recto, alineado con el eje de pista. Es el mismo principio que en la realidad. Durante las maniobras en tierra, los alerones apenas tienen efecto porque la velocidad es baja; es el timón lo que manda. Si lo ignoras y dejas que el avión gire solo, acabarás saliéndote de la pista antes de siquiera haber levantado el morro.

¿Cuándo despegar? El simulador no te lo dice con una alarma ni con un pitido. Tienes que vigilar la airspeed. Con los flaps retraídos, la velocidad de pérdida está en 80 nudos (en el mundo real en este tipo de aviones es un poquito menos). Necesitas superar eso con margen antes de rotar (subir el morro). Para ello, emplea la tecla 6, que en el Spectrum mueve el pitch hacia arriba. La tecla 7 es la contraria, baja el morro. Aquí el primer error clásico: rotar demasiado pronto. Si intentas despegar a 60 nudos el avión simplemente no sube, o peor, sube brevemente y se cae.

Los flaps (tecla F) aumentan la sustentación a velocidades bajas, pero también el arrastre. Extenderlos antes de despegar te permite rotar a menos velocidad, pero también ralentizan el avión. En el Psion, como en la realidad, hay una velocidad por encima de la cual no deberías extenderlos. Hazlo a 120 nudos y el simulador te los devolverá con un crujido. Créeme. No quieres eso.

Mantenerse arriba

Una vez en el aire, el objetivo inmediato es estabilizarse. Ya sabes, altitud constante, velocidad constante, rumbo constante… Suena fácil. Spoiler: No lo es.

El Psion simula de forma básica la inercia real, lo que significa que el avión no responde instantáneamente a tus inputs. Si metes morro arriba agresivamente, el avión sube, gana ángulo, pierde velocidad y puede acabar en pérdida (stall) si no reaccionas. La física está simplificada, sí, pero el concepto es el correcto. Velocidad y actitud están íntimamente relacionadas y descuidar una afecta a la otra.

Vale. Ya estás en el aire. Ahora tienes que llegar a donde sea que vayas y para eso el RDF es tu mejor amigo. Pulsa la tecla B para cambiar secuencialmente entre los radiofaros (beacons) disponibles hasta dar con el que necesitas; la tecla M, en cambio, alterna entre la vista de cabina y el mapa de navegación, útil para orientarte antes de seleccionar el destino. Una vez elegido el beacon, coloca el punto parpadeante en las doce en punto y vuela hacia él. Cuando el punto empiece a desviarse, corriges con los alerones. Sencillo en teoría; en la práctica, el avión tiene inercia y tiende a sobrepasar el rumbo deseado si corriges demasiado.

El momento de la verdad: aterrizar

Aquí es donde el simulador de Psion separaba a los que sabían de los que no. Y donde la mayoría de nosotros, con diez años y sin manual ni nociones siquiera básicas de vuelo, aprendimos lo que significa la palabra frustración.

Te doy un pequeño truco. El perfil de aproximación correcto sigue la regla de los tres grados. Esto significa que a veinte millas de la pista deberías estar a unoa 6.000 pies; a diez millas, a 3.000; a tres millas, a entre 900 y 1.000… Si llegas demasiado alto, pasarás de largo. Si llegas demasiado bajo… bueno, no es hora aún de reunirnos con San Pedro, ¿verdad? Y el caso es que Psion no perdona ni una.

Para guiarte en la aproximación tienes el ILS. En el simulador funciona así: hay un punto que parpadea dentro de la esfera. Si está en el centro, vas bien alineado y en la senda correcta. Si se va a la izquierda, vira a la izquierda. Si aparece por encima del centro, estás por debajo de la senda y necesitas subir. Si aparece por debajo, estás demasiado alto y tienes que descender. La lógica es la misma que en un ILS real y la representación, hay que reconocerlo, no está mal para 1982 y 8 bits.

Lo que el Psion no replica es la complejidad del ILS real. En la vida real, el ILS tiene dos componentes físicamente distintos: el localizador, que te guía lateralmente hacia el eje de pista, y el glideslope, que te mantiene en la senda de aproximación de tres grados. Para usarlo tienes que sintonizar la frecuencia correcta en el receptor, identificarla en código Morse para confirmar que estás en la frecuencia adecuada, interceptar primero el localizador y luego el glideslope. En el Psion cambias de beacon con una tecla y el ILS simplemente funciona. Sin frecuencias, sin Morse, sin lóbulos de cobertura… Es una simplificación enorme, pero lo suficientemente buena para enseñar el concepto esencial. Tienes que llegar a la pista desde la dirección correcta y por la senda correcta. Lo demás son detalles operacionales.

Antes de tocar el suelo, no olvides dos cosas. La primera: bajar el tren de aterrizaje. La tecla G. No pongas cara de “eso ya lo sé” que a más de un piloto de línea aérea se le ha olvidado alguna vez, aunque eso es otra historia. Si aterrizas con el tren retraído, el avión se convierte inmediatamente en un trineo de metal. La segunda: reducir potencia progresivamente en la aproximación final. Llegar con demasiada potencia significa que el avión no quiere bajar. Llegar sin potencia significa que baja demasiado rápido. Hay un equilibrio y encontrarlo lleva sus intentos.

Por qué el Psion era un «crash simulator»… y por qué eso era bueno

En el primer artículo de esta serie conté que de niño lo llamaba crash simulator en lugar de flight simulator. Ahora, con perspectiva de piloto, entiendo que el problema no era el simulador. Era yo.

Lo que el Psion no perdonaba eran exactamente las mismas cosas que la aviación real tampoco perdona. Imprecisión, falta de procedimiento, descuido… Cuando el avión entraba en pérdida en el Psion, se estrellaba sin más. En la realidad tienes unos segundos para reaccionar (hay un procedimiento específico para salir airoso de un stall), pero el concepto es el mismo. Si llevas el avión a una situación límite sin los conocimientos para manejarlo, el resultado es bastante predecible.

Cuando empecé mis clases de vuelo real años después, algo me resultó extrañamente familiar. Los instrumentos eran más numerosos y más precisos, el avión respondía con matices que el Psion nunca pudo modelar, y el instructor gritaba cosas en el asiento de al lado. Pero la lógica de fondo,  altitud, velocidad, actitud, senda de aproximación…, era básicamente la misma. Vaya, pensé, esto no es tan diferente. Y en cierto modo tenía razón. El Psion me había dado, sin que yo lo supiera, un mapa mental muy básico pero sorprendentemente útil de lo que significa controlar un avión.

No es un simulador profesional, ni de lejos. Los Full Flight Simulators que se utilizan para entrenamiento replican cada sistema, cada vibración, cada fallo posible de la aeronave real, con movimiento hidráulico incluido. La distancia entre un FFS certificado y el Psion es la misma que entre un bisturí de cirugía y un cuchillo de cocina. Los dos cortan, pero la comparación acaba ahí. No obstante, el Psion tenía algo que muchos simuladores modernos han perdido en su afán por ser accesibles. Te obligaba a pensar y entender lo que estabas haciendo. No había asistencias, no había ayudas, no había nada que te rescatara de una aproximación mal ejecutada. O aprendías los conceptos básicos, o te estrellabas. Una y otra vez, hasta que algo en tu cabeza hacía clic.

Para muchos de los que nos sentamos delante de aquel Spectrum con una cinta de casete y mucha ilusión, ese clic fue el primero de una cadena que acabó llevando a algunos (no a todos, pero a algunos) a sacarnos una licencia de piloto de verdad.

Tres artículos después, creo que hemos hecho un viaje bastante completo. Empezamos conociendo el Flight Simulation de Psion y su historia, repasamos después el resto del catálogo y los trucos de programación que hacían posible todo aquello, y ahora hemos aterrizado (con el tren bajado, espero) en lo que estos programas realmente eran: una primera aproximación, tosca pero honesta, a la cultura del vuelo. No eran juguetes, ni videojuegos convencionales. Eran, a su manera, escuelas. Y como toda buena escuela, te exigían esfuerzo antes de darte nada a cambio.

¿Queda algo más por contar? Probablemente sí. El catálogo del ZX Spectrum en materia de simulación era tan amplio y variopinto que esta serie podría seguir durante un buen tiempo, pero eso, como siempre, es otra historia.

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(*) Nota del autor: En los artículos anteriores de esta serie describí el avión del simulador como un Cessna 152. Error mío (y creo que no soy el único). Casi todo el que se refiere a este simulador comete la misma equivocación y tiene su lógica. El manual oficial de Psion lo define como «un pequeño avión bimotor de hélices de altas prestaciones», algo más cercano a un Piper PA-34 Seneca o un Beechcraft Baron 58 que al icónico monomotor de escuela de vuelo. Sin embargo, la cabina que muestra el simulador, con un único mando de potencia y una instrumentación muy básica, se parece visualmente mucho más a la de un Cessna 152 que a la de un bimotor real. Esa contradicción entre lo que dice el manual y lo que muestra la pantalla es probablemente la causa de la confusión generalizada. De ahí también que la velocidad de pérdida de 80 nudos con flaps retraídos resulte más alta de lo esperado. Tiene sentido para un bimotor como los que he mencionado, pero chirría si piensas en el Cessna 152 real, que entra en pérdida alrededor de los 48-50 nudos.

Web del autor: https://pedrocarvalho.es

X del autor: @PatoAviador