Un sistema de advertencia de proximidad al suelo ( GPWS ) es un sistema diseñado para alertar a los pilotos si su aeronave está en peligro inmediato de chocar contra el suelo o contra un obstáculo. La Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) define GPWS como un tipo de sistema de alerta de conciencia del terreno (TAWS). [1] Los sistemas más avanzados, introducidos en 1996, [2] se conocen como sistemas mejorados de alerta de proximidad al suelo ( EGPWS ), un tipo moderno de TAWS.
Historia
A fines de la década de 1960, una serie de accidentes de vuelo controlado contra el terreno (CFIT) se cobraron la vida de cientos de personas. Un accidente CFIT es aquel en el que un avión que funciona correctamente bajo el control de una tripulación totalmente calificada y certificada se vuela hacia el terreno, el agua u obstáculos sin que la tripulación esté consciente de ello. [3]
A principios de la década de 1970, varios estudios examinaron la ocurrencia de accidentes CFIT. [3] Los resultados de estos estudios indicaron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado un dispositivo de advertencia llamado sistema de advertencia de proximidad al suelo (GPWS). Como resultado de estos estudios y recomendaciones de la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte de EE. UU. (NTSB), en 1974, la FAA requirió que todos los aeroplanos grandes de turbinas y turborreactores instalaran equipos GPWS aprobados por TSO . [3] [4]
La Organización de Aviación Civil Internacional de las Naciones Unidas (OACI) recomendó la instalación de GPWS en 1979. [5]
C. Donald Bateman , un ingeniero nacido en Canadá, desarrolló y se le atribuye la invención de GPWS. [6]
En marzo de 2000, la FAA de EE. UU. Enmendó las reglas de operación para exigir que todos los aviones de turbina con seis o más asientos de pasajeros registrados en EE. UU. (Sin incluir asientos de piloto y copiloto) estén equipados con un TAWS aprobado por la FAA. [3] El mandato afecta a las aeronaves fabricadas después del 29 de marzo de 2002. [7]
Efectos y estadísticas
Antes del desarrollo de GPWS, los aviones de pasajeros grandes estaban involucrados en 3.5 accidentes CFIT fatales por año, cayendo a 2 por año a mediados de la década de 1970. Un informe de 2006 declaró que desde 1974, cuando la FAA de EE. UU. Estableció como requisito que las aeronaves grandes llevaran dicho equipo, hasta el momento del informe, no había habido ni una sola muerte de pasajero en un accidente de CFIT por un avión grande en el espacio aéreo de EE. UU. . [8]
Después de 1974, todavía hubo algunos accidentes CFIT que GPWS no pudo ayudar a prevenir, debido al "punto ciego" de esos primeros sistemas GPWS. Se desarrollaron sistemas más avanzados.
Los TAWS más antiguos, o la desactivación del EGPWS, o ignorar sus advertencias cuando el aeropuerto no está en su base de datos, o incluso el EGPWS completo [9] todavía dejan a las aeronaves vulnerables a posibles incidentes CFIT. En abril de 2010, un avión Tupolev Tu-154M de la Fuerza Aérea Polaca se estrelló cerca de Smolensk, Rusia, en un posible accidente CFIT [10] que mató a todos los pasajeros y la tripulación, incluido el presidente de Polonia, Lech Kaczyński . [11] [12] [13] [14] La aeronave estaba equipada con TAWS fabricados por Universal Avionics Systems de Tucson. [11] Según el Comité Interestatal de Aviación de Rusia, el TAWS estaba encendido. [15] Sin embargo, el aeropuerto donde la aeronave iba a aterrizar (Smolensk (XUBS)) no está en la base de datos TAWS. [16] [17] En enero de 2008, una Casa C-295M de la Fuerza Aérea polaca se estrelló en un accidente CFIT cerca de Mirosławiec, Polonia, a pesar de estar equipada con EGPWS; los sonidos de advertencia de EGPWS se habían desactivado y el piloto al mando no estaba debidamente capacitado con EGPWS. [18]
Avión comercial
El sistema monitorea la altura de una aeronave sobre el suelo según lo determinado por un altímetro de radar . Luego, una computadora realiza un seguimiento de estas lecturas, calcula las tendencias y advertirá a la tripulación de vuelo con mensajes visuales y de audio si la aeronave se encuentra en ciertas configuraciones de vuelo definidas ("modos").
Los modos son:
- Velocidad de descenso excesiva ("SINK RATE" "PULL UP") [Nota 1]
- Tasa de cierre de terreno excesiva ("TERRAIN" "PULL UP")
- Pérdida de altitud después del despegue o con una configuración de potencia alta ("DON'T SINK")
- Distancia al terreno inseguro ("DEMASIADO BAJA - TERRENO" "DEMASIADO BAJA - MARCHA" "DEMASIADO BAJA - FLAPS")
- Desviación excesiva por debajo de la senda de planeo ("GLIDESLOPE")
- Ángulo de inclinación excesivamente pronunciado ("ÁNGULO DE BANCO")
- Windshear protección ( "WINDSHEAR")
El GPWS tradicional tiene un punto ciego. Dado que solo puede recopilar datos directamente debajo de la aeronave, debe predecir las características futuras del terreno. Si hay un cambio dramático en el terreno, como una pendiente pronunciada, GPWS no detectará la tasa de cierre de la aeronave hasta que sea demasiado tarde para una acción evasiva.
A fines de la década de 1990, se desarrollaron mejoras y el sistema ahora se denomina "Sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo" (EGPWS / TAWS ). El sistema se combina con una base de datos de terreno digital mundial y se basa en la tecnología del Sistema de posicionamiento global (GPS). Las computadoras a bordo comparan la ubicación actual con una base de datos del terreno de la Tierra. La pantalla de terreno ofrece a los pilotos una orientación visual de los puntos altos y bajos cercanos a la aeronave.
Las mejoras del software EGPWS se centran en resolver dos problemas comunes; ninguna advertencia en absoluto y una respuesta tardía o inadecuada.
Sin advertencia
La causa principal de las ocurrencias de CFIT sin advertencia de GPWS es el aterrizaje corto. Cuando el tren de aterrizaje está bajado y los flaps de aterrizaje están desplegados, el GPWS espera que el avión aterrice y, por lo tanto, no emite ninguna advertencia. Sin embargo, el GPWS también puede funcionar mal debido a un cortocircuito. El 26 de septiembre de 1997, el vuelo 152 de Garuda Indonesia se estrelló en una zona montañosa, matando a los 222 pasajeros y 12 tripulantes a bordo. A pesar de que el avión se acercaba al terreno, el GPWS no se activó, a pesar de que el tren de aterrizaje y los flaps de aterrizaje no estaban desplegados. EGPWS presenta la función Terrain Clearance Floor (TCF), que proporciona protección GPWS incluso en la configuración de aterrizaje.
Advertencia tardía o respuesta incorrecta
La aparición de una alerta GPWS suele ocurrir en un momento de gran carga de trabajo y casi siempre sorprende a la tripulación de vuelo. Es casi seguro que la aeronave no está donde el piloto cree que debería estar, y la respuesta a una advertencia del GPWS puede llegar tarde en estas circunstancias. El tiempo de advertencia también puede ser corto si la aeronave está volando en un terreno empinado, ya que el radio altímetro que mira hacia abajo es el sensor principal utilizado para el cálculo de la advertencia. El EGPWS mejora el conocimiento del terreno y los tiempos de advertencia al introducir la pantalla Terrain Display y la protección Terrain Data Base Look Ahead. [ cita requerida ]
Incidentes
En operaciones comerciales y de aerolíneas, existen procedimientos obligatorios por ley que deben seguirse en caso de que ocurra una advertencia o advertencia de EGPWS. Ambos pilotos deben responder y actuar en consecuencia una vez que se haya emitido la alerta. Un capitán indonesio ha sido acusado de homicidio involuntario por no seguir estos procedimientos. [20]
Aviación general
El equipo TAWS no es requerido por la FAA de EE. UU. En aeronaves con motor de pistón, pero se puede instalar equipo opcional categorizado como TAWS Tipo C. Dependiendo del tipo de operación, el TAWS solo debe instalarse en aviones propulsados por turbinas con seis o más asientos para pasajeros.
AlliedSignal (ahora fusionada con Honeywell ) desarrolló una versión más pequeña y menos costosa de EGPWS para aviación general y aviones privados. [21]
Aviones militares rápidos
Para las aeronaves militares rápidas, la alta velocidad y la baja altitud que se pueden volar con frecuencia hacen que los sistemas GPWS tradicionales no sean adecuados, ya que el punto ciego se convierte en la parte crítica. Por lo tanto, se requiere un sistema mejorado, que tome entradas no solo del altímetro del radar , sino también del sistema de navegación inercial (INS), el Sistema de posicionamiento global (GPS) y el sistema de control de vuelo (FCS), utilizándolos para predecir con precisión la ruta de vuelo. de la aeronave hasta 5 millas (8,0 km) por delante. Luego, se utilizan mapas digitales de las características del terreno y los obstáculos para determinar si es probable una colisión si la aeronave no se detiene en un nivel g preestablecido dado . Si se predice una colisión, se puede proporcionar una advertencia en la cabina. Este es el tipo de sistema desplegado en aviones como el Eurofighter Typhoon . [22] La FAA de EE. UU. También ha realizado un estudio sobre la adaptación de vectores de empuje militar 3-D para recuperar aviones civiles de catástrofes. [23]
El 5 de mayo de 2016, un GPWS militar llamado Sistema Automático de Evitación de Colisiones Terrestres (Auto-GCAS) equipado a bordo de un F-16 hizo una salvada dramática después de que un piloto en formación perdió el conocimiento por fuerzas G excesivas durante el entrenamiento básico de maniobras de combate. En una actitud de aproximadamente 55 grados de morro hacia abajo a 8,760 pies y 652 KIAS (750 mph), el Auto-GCAS detectó que la aeronave iba a chocar contra el terreno y ejecutó una recuperación automática, salvando la vida del piloto. [24]
Ver también
- Vuelo 123 de JAL
- Siglas y abreviaturas en aviónica
- Vuelo 603 de Aeroperú
- Vuelo 901 de Air New Zealand
- Sistemas anticolisión de aeronaves (ACAS)
- Sistema de seguridad del área de movimiento del aeropuerto (AMASS)
- ASDE-X: equipo de detección de superficies en aeropuertos, modelo X
- Vuelo 965 de American Airlines
- Vuelo 703 de Ansett New Zealand , un accidente CFIT asociado con un mal funcionamiento del GPWS
- " Puta Betty "
- Sistemas de control fly-by-wire
- Vuelo 518 de Santa Barbara Airlines
- Vuelo 228 de South African Airways
- TERPROM
- Sistema de prevención de colisiones de tráfico (TCAS)
- Vuelo 514 de TWA
- Vuelo 812 de Air India Express
Notas
- ^ En algunos sistemas GPWS (generalmente en los más antiguos), un ruido al que a menudo se hace referencia como "grito" puede sonar dos veces antes de la advertencia sonora "PULL UP".
Referencias
- ^ http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgAdvisoryCircular.nsf/0/7ca84861d31651a5862569b2006dbcfe/$FILE/ATTOVW46/AC23-18.pdf
- ^ "Sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo (EGPWS) - Ingeniería aeroespacial de Honeywell" . 1.honeywell.com. Archivado desde el original el 2 de octubre de 2011 . Consultado el 17 de octubre de 2011 .
- ^ a b c d Nota: Texto original copiado de la Circular AC23-18 de la FAA de EE. UU. [1] . Como obra del gobierno de los EE. UU., No hay derechos de autor sobre la obra y se puede copiar libremente, por lo que se incluye aquí. Se han agregado aquí texto y formato adicionales o reducidos, no incluidos en el original, para mayor claridad y énfasis.
- ^ (§§ 121.360 y 135.153) (39 FR 44439, 18 de diciembre de 1974)
- ^ Premios de la industria aeroespacial de vuelo de personalidad 1999
- ^ "Inventar ahora | Salón de la fama | Búsqueda | Perfil de inventor" . Invent.org. 8 de marzo de 1932. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2011 . Consultado el 17 de octubre de 2011 .
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- ^ " " Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS "- Polonia - Información - portal TVN24.pl - 27.04.2010" . Tvn24.pl. 27 de abril de 2010 . Consultado el 17 de octubre de 2011 .
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- ^ "Tu-154 miał system ostrzegania. ¿Nie zadziałał?" . Tvp.Info. 15 de abril de 2010 . Consultado el 17 de octubre de 2011 .
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- ^ Thomas, Geoffrey (6 de febrero de 2008). "ATW: Capitán del accidente de Yogyakarta arrestado, acusado de homicidio involuntario" . Atwonline.com . Consultado el 29 de abril de 2019 .
- ^ "AeroWorldNet (tm) - AlliedSignal desarrolla nueva EGPWS, pantalla para el mercado de la aviación general [17 de mayo de 1999]" . AeroWorldNet. 17 de mayo de 1999. Archivado desde el original el 6 de enero de 2012 . Consultado el 17 de octubre de 2011 .
- ^ Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS entrega la primera advertencia de proximidad terrestre del Eurofighter Typhoon Archivado el 3 de febrero de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ "Control de vuelo de vectorización de empuje multieje Vs Prevención de fallas catastróficas", Informes al Departamento de Transporte de EE. UU. / FAA, Centro técnico, ACD-210, FAA X88 / 0 / 6FA / 921000/4104 / T1706D, FAA Res. Benjamin Gal-Or, Grant-Award No: 94-G-24, CFDA, No 20.108, 26 de diciembre de 1994; "Propulsión vectorial, supermanoeuvreabilidad y aeronaves robot", por Benjamin Gal-Or, Springer Verlag, 1990, ISBN 0-387-97161-0 , 3-540-97161-0.
- ^ "Auto-GCAS salva al piloto F-16 inconsciente, material de archivo de la USAF desclasificado" . aviationweek.com .
enlaces externos
- C. Donald Bateman en el Salón de la Fama de los Inventores Nacionales
- El capitán de Garuda ignora las advertencias de EGPWS
- AeroWorldNet - Costos de EGPWS de 1999
- Presión a la baja sobre la tasa de accidentes: discurso pronunciado por Nicholas A. Sabanti, administrador asociado de seguridad aérea de la FAA
- Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS entrega la primera advertencia de proximidad al suelo del Eurofighter Typhoon
- Clips de video de EGPWS: varios videoclips profesionales que muestran GPWS mejorado.
- Página de FlitePartners sobre instalaciones EGPWS de STC
- Boeing 727 GPWS explicado con diagramas claros
- Sitio web de Honeywell Aerospace EGPWS
- Sonidos de advertencia de cabina —planecrashinfo.com