20.000 mensajes por segundo: así se crea el 'software' que mueve los F-18 españoles

En un edificio acristalado de la base aérea de Torrejón de Ardoz, más parecido a un laboratorio científico que a una instalación militar, se esconde el Centro Logístico de Armamento y Experimentación (Claex), el lugar en el que se pone a punto el 'software' encargado de que surquen los aires los cazas del Ejército español. "Un caza no funciona sin 'software", explica Pedro Ruiz, ingeniero de asistencia técnica, 'senior manager' del equipo de Airbus. Ruiz es uno de los muchos civiles que trabajan en un departamento donde se pone a punto la maquinaria que mueve el F/A-18 o el Eurofighter, y en el que se mezclan ingenieros, informáticos y pilotos de prueba, entre otros perfiles profesionales.

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Sergio Ferrer

El Claex nació en 1991, aunque cuenta con un precursor llamado Ala 54, creado en el 86, donde ya se integró a un grupo de informáticos con otro de pilotos de prueba. Fue años más tarde cuando se puso en marcha un grupo para exprimir el 'software' de los ordenadores que se habían adquirido a la US Navy a través de McDonnel Douglas, fabricante del avión. "El Ejército del Aire compró el acceso al código fuente de tres computadoras [el avión cuenta con más de 40 a bordo que controlan desde los sistemas básicos para que el avión vuele hasta el armamento]", explica Ruiz. Y con el acceso a esa información, llega todo lo demás: "El 'software' es la llave que te permite integrar el armamento y otros equipos. Aunque por fuera parezcan iguales, cada caza de cada ejército puede ser completamente distinto por dentro".

En el caso español, la prioridad de las Fuerzas Armadas era "la integración de armamento nacional por razones estratégicas y para favorecer a la industria española", asevera el coronel Juan Carlos Raimundo. Con el tiempo, el Ejército negoció la compra de otros dos ordenadores, entre los que se incluye el acceso a parte del código del radar, lo que ha permitido desarrollar una nave hasta extremos que otros países compradores (Canadá, Australia, Suiza, Finlandia) no han conseguido con los años. Ruiz pone el ejemplo de la integración de un misil estratégico de crucero alemán, el Taurus, que España colocó en sus aviones mientras que Finlandia fue incapaz de lograrlo. ¿La solución? Pasar por el aro de Boeing y comprar una alternativa al fabricante estadounidense.

Otro ejemplo de esa integración de 'hardware' que se logra implementar gracias al dominio del 'software' es la adquisición de los sistemas 'litening', que permiten designar blancos en combate mediante láser y cámaras infrarrojas. Cuando el Ejército fue consciente de la necesidad de renovar o modernizar los equipos existentes, salió al mercado en busca de una solución. "Había tres opciones: una diseñada por Estados Unidos, otra por Francia y otra por Israel", señala Ruiz. La israelí, hoy presente en cazas de 20 países, fue la escogida, antes incluso de que Estados Unidos se decidiera. "Fuimos los primeros en instalarlo en el F/A-18 y, a los cuatro años, la US Navy nos preguntó por los trabajos de integración que habíamos hecho en el Claex y ahora lo utilizan".

Esas actualizaciones de 'software' no se producen sobre la marcha sino que son un proceso elaborado que se alarga "entre dos y tres años", en palabras del coronel Raimundo. Es un trabajo en el que se pone de manifiesto la integración entre las diferentes patas que conforman el Claex y que comienza por las peticiones que los pilotos de las unidades de combate quieren ver implementadas en los cazas. Requisitos que van desde la incorporación de nuevos elementos en las diferentes pantallas y 'displays' (solo uno del F/A-18 tiene hasta 57 submenús) hasta nuevos misiles o sensores que mejoren las capacidades de la aeronave.

Una línea de código al día

Con esas exigencias, se elabora una lista de prioridades que se materializan en el llamado ciclo de modificación que se alarga durante los citados dos o tres años. "Cambiar el 'software' tiene un coste altísimo", recuerdan tanto Ruiz como Raimundo. Ese precio va ligado, en gran medida, a las certificaciones de seguridad que organismos como el INTA deben aprobar antes de que se implementen en un avión. Tal y como apunta Ruiz, el 'software' que se instala en los cazas está "regulado por ley", por lo que no puede haber el más mínimo error ni asumirse el más mínimo riesgo antes de volar. Es por ello que, una vez hecho el cálculo, Ruiz estipula que en cada ciclo de modificación sus ingenieros escriben una media de una línea de código al día.

"No te tomes la cifra al pie de la letra", bromea el informático, que señala que ese número sale si se suma todo el tiempo que se emplea durante el ciclo, un proceso en el que son críticos los ensayos efectuados por los pilotos. El que crea que uno de esos vuelos sucede como en una película de Hollywood, se equivoca. La prueba no deja ningún lugar a la improvisación, sino que son los pilotos los encargados de planear la misión y de preparar un disco duro en el que introducen información esencial durante el tiempo que están en el aire (amenazas, códigos, frecuencias) y cuya gestión les desviaría de los objetivos reales.

Pedro Ruiz, uno de los encargados de escribir el 'software' de los cazas, dirigió un conocido estudio de videojuegos en los años ochenta

"Analizar todos los datos de un vuelo de ensayo puede llevarte unas 100 o 200 horas. El caza está procesando unos 20.000 mensajes cada segundo", explican los responsables del 'software', que señalan que un ejercicio de prueba de una hora puede implicar hasta seis y siete de preparación más un 'debriefing' posterior. "Se acostumbra a hacer unas 180 horas al año", explica el teniente coronel Ignacio Zulueta, jefe del grupo de 'software' aeronáutico del Claex.

La tecnología dentro de un caza de combate está optimizada hasta el extremo, pero dista mucho de ser la que un usuario de a pie podría encontrarse en un equipo de trabajo en pleno 2016. No hablamos de que las interfaces tengan poco que ver con Windows ("a ver cómo certificas eso para volar", bromea Ruiz) sino de que los equipos cuentan con años, y décadas, de antigüedad. En el caso de los F/A-18, son máquinas basadas en los procesadores 8086 de Intel, que allá por 1976 fueron los primeros en salir al mercado con una arquitectura de 16 bits y se programan en código máquina, el 'lenguaje' que hablan los microprocesadores.

Dos de esas máquinas, con 1MB de memoria, son las encargadas de controlar los parámetros de la misión (una, los datos relativos a la navegación; y otra, toda la información relacionada con los sistemas de ataque), aunque cada una tiene funciones redundantes para que puedan asumir las funciones de la otra en caso de fallo. Una tercera computadora se ha añadido 'a posteriori', con la actualización de media vida del avión, en que el Claex ha escrito "varios millones de líneas de código" desde cero, aunque con una tecnología algo más 'actual': se basa en PowerPC y se ha escrito en lenguaje C++.

En los bancos de pruebas es donde se puede apreciar toda la maquinaria que mueve a un avión. "Aquí tenemos el F/A-18 desmontado por completo", indica Zulueta cuando entramos en una enorme habitación presidida por una consola central que hace las veces de simulador de vuelo. Nada más entrar, a nuestros pies, un misil en el suelo está situado junto a la computadora encargada de gestionar las cargas lanzables. Su memoria es aún menor: 256Kb.

La computadora que gestiona el armamento de un F/A-18 solo tiene 256Kb de memoria

Ruiz explica que los ordenadores que gestionan ese tipo de información necesitan métodos de transmisión de datos con unas tasas de fallo bajísimas. En el caso de la computadora que gestiona el armamento, el F/A-18 utiliza el 'bus' MIL-STD-1553 que no tiene mucha velocidad, según indica Ruiz, pero posee una altísima tasa de fiabilidad: "No le he visto fallar ni una vez en los 20 años que llevo aquí". ¿Por qué no se utiliza un cable de red Ethernet?, podría preguntar un profano en la materia. De nuevo, la certificación para vuelo es la que marca la diferencia.

"Es importante entender qué es un avión"

La cita sobre estas líneas parece una perogrullada, pero tanto Ruiz y Zulueta como el coronel Raimundo insisten en ello. "Todavía recuerdo, a los pocos días de entrar a trabajar, cuando me dieron un informe de vuelo reportando una mejora de 'software'", rememora Ruiz. "Despegando en pescadilla radar" fue lo primero que entró por sus ojos. Decidió no seguir leyendo.

"Es muy importante entender qué es un avión de combate. No se trata solo de escribir el 'software'. Yo llevo aprendiendo toda la vida", admite Ruiz. Para ello, en el Claex se unen diferentes equipos (pilotos, ingenieros de ensayos, informáticos, especialistas de armamento o en telecomunicaciones), para que las sinergias entre ellos permitan optimizar al máximo el trabajo de los ingenieros de 'software' y exprimir tanto el código como el 'hardware'.

"En total, somos alrededor de unas 250 personas en el centro", explica el coronel Raimundo. De ese cuarto de millar, alrededor de un centenar de personas se dedican al desarrollo de 'software', otras 80 están destinadas al armamento mientras que entre 50 y 60 se dedican a los ensayos y vuelos. Durante la visita al Claex, nos topamos con un ingeniero departiendo con un piloto, probablemente recogiendo 'feedback' o comentando algún dato técnico de cara a los ciclos de modificación en que se trabaja. El caso español es único, aseguran en el Claex, y ponen ejemplos de países con más medios, como Alemania, donde la ausencia de integración de pilotos de ensayo e ingenieros en un solo centro supone un impedimento a la hora de implementar mejoras en sus vehículos.

El personal civil comenzó a llegar al Claex durante la década de los noventa, y el caso de Ruiz es más que significativo. Antes de dedicarse a escribir el 'software' que maneja un caza de combate, había dirigido uno de los grandes estudios de la edad de oro del videojuego español, Opera Soft, responsable de títulos como 'Livingstone, supongo' o 'Goody'.

"Esta computadora vale más que un Ferrari"

En el Claex no se trabaja solo en el F/A-18. En el centro se ha dado soporte a otras aeronaves, como el F1 Mirage y el Northrop F-5, y ahora también se destinan recursos a ciclos de modificación para el Eurofighter, un caza de cuya complejidad hablan todas las computadoras que tiene a bordo: más de un centenar.

Tal y como sucede con el F/A-18, las computadoras de este ordenador funcionan con sistemas operativos que poco tienen de comerciales a la escala de un Windows o un MacOS. "En este caso, trabajan con dos tipos diferentes, GMART e Integrity". ¿Les suenan? Es muy probable que no ya que cada computadora se fabrica en función de las necesidades de cada ejército y sus costes son desorbitados.

Algunas de las versiones del 'software' que mueve uno de estos ordenadores de a bordo, como es el caso de los 'flight control computers del F/A-18, ha pasado más de 500 horas de vuelos de ensayo para poder certificarse. Al final, ilustra Ruiz, lo que se paga por un equipo es esa certificación que el fabricante ya ha desarrollado por su cuenta y que el Ejército no debe volver a pasar. "Cada ordenador de los que ves aquí [unos recipientes negros algo más grandes que una caja de zapatos que poco se parecen a un PC de sobremesa] cuesta más que un Ferrari", ilustra el ingeniero.

Algunos de esos ordenadores son tan críticos que el Claex no tiene acceso alguno a sus funciones. Es el caso de aquellos reservados para el control de vuelo, los Flight Control Computers, y de los que cada Eurofighter cuenta con cuatro unidades. Si uno de ellos tiene un fallo cada 1.000 horas de vuelo, la redundancia permite aumentar esa cifra, y rebajar la probabilidad de un fallo catastrófico, hasta el punto de que en la vida útil del caza no se debería dar error alguno.

El primer combate, en 1994

En una pared del Claex están colgados (se puede apreciar unos párrafos más arriba) todos los ciclos de modificación que se han implementado con los años en los diferentes sistemas de armas. La palma se la lleva, por descontado, el F/A-18, que incluso ya ha pasado por la actualización de vida media (MLU, en sus siglas en inglés) para que su vida útil todavía se alargue unos 20 años más. Dos décadas en las que no se puede descartar que vuelva a entrar en combate, como ya sucedió en la guerra de los Balcanes, en 1994, o en la de Kosovo, en 1999. Fue aquel conflicto el que obligó a los ingenieros a hacer un ciclo de modificación de urgencia. Un contratiempo que demuestra que el Centro Logístico de Armamento y Experimentación tiene la soltura necesaria para reaccionar en caso de un contratiempo.