Sistema de advertencia de proximidad al suelo

El sistema de advertencia de proximidad al suelo ( abreviado como GPWS ) es un sistema de aeronave diseñado para advertir a los pilotos de la amenaza de una colisión con el suelo u otro obstáculo .  Desde 1996, se ha instalado en las aeronaves un sistema mejorado (mejorado) de advertencia de proximidad al suelo (Sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo) , abreviado como EGPWS [1] .  

La Administración Federal de Aviación de EE. UU. clasifica el GPWS como un tipo de sistema de advertencia de conciencia del terreno  (TAWS) [2] [3] .

Historia

En la década de 1960, se produjeron una serie de accidentes aéreos (incluido el accidente de un Boeing 707 cerca de Windhoek ), descritos como una " colisión con el suelo en vuelo controlado " ( ing.  CFIT ), que se cobraron cientos de vidas. En los accidentes CFIT, una aeronave bien mantenida y controlada choca con la superficie de la tierra, el agua u otro obstáculo, y la tripulación, por regla general, ignora el peligro que se avecina hasta el último momento [4] [5] .

A principios de la década de 1970, se llevaron a cabo estudios sobre las circunstancias de tales choques, después de lo cual se reconoció que era necesario introducir algún tipo de sistema de alerta para evitar la recurrencia de tales tragedias [5] . La Junta Nacional de Seguridad en el Transporte de EE. UU. emitió una serie de recomendaciones que en 1974 requerían que la Administración Federal de Aviación equipara todas las aeronaves a reacción y turborreactores con sistemas de advertencia de proximidad al suelo que cumplieran con las instrucciones para la aplicación de estándares técnicos.[5] [6] .

El inventor del sistema GPWS oficialmente reconocido es el ingeniero canadiense Charles Donald Bateman , autor de más de 40 patentes estadounidenses y 80 extranjeras para varios inventos [7] . Desde 1979, este sistema ha sido recomendado por la Organización de Aviación Civil Internacional [8] . En marzo de 2000, la Administración Federal de Aviación de los EE. UU. cambió las reglas para operar aeronaves: todas las aeronaves turborreactores registradas en los EE. UU. fabricadas después del 29 de marzo de 2002 y con al menos seis asientos para pasajeros (excluyendo los asientos del comandante de la aeronave y el copiloto) deben ser equipado con un sistema TAWS aprobado por la Oficina Federal [5] [9] .

Antes de la introducción del sistema GPWS, había un promedio de 3,5 accidentes aéreos CFIT por año; a mediados de la década de 1970, la introducción del sistema ayudó a reducir este número a 2 por año. Según un informe de 2006, desde 1974 en el espacio aéreo de EE. UU. (desde la adopción del requisito obligatorio de equipar a las aeronaves con un sistema GPWS), no se ha registrado un solo incidente CFIT que termine en la muerte de los pasajeros [10] , sin embargo, incluso después de 1974 hubo accidentes que eran imposibles de evitar debido a la llamada "zona muerta" inaccesible a los primeros sistemas GPWS. Esto condujo a un mayor desarrollo de los sistemas de alerta. Instalar TAWS heredado, deshabilitar EGPWS o ignorar las advertencias si el aeropuerto no está en la base de datos aún deja a la aeronave vulnerable [11] .

Cómo funciona el sistema

El sistema realiza un seguimiento de la altitud a la que vuela la aeronave: la información de altitud proviene de un radioaltímetro. La computadora almacena toda la información entrante y realiza cálculos sobre la base de los cuales se determina si la situación es peligrosa. La tripulación recibe diversos mensajes audiovisuales en caso de situaciones de peligro:

• en caso de declive demasiado rápido: "SINK RATE" "PULL UP"
• en caso de aproximación demasiado rápida al suelo: "TERRENO" "PULL UP"
• en caso de pérdida de altitud después del despegue o motor y al aire: "NO SE HUNDA"
• en condiciones de aterrizaje inseguras:
  • "TOO LOW - GEAR" (tren de aterrizaje en posición de no aterrizaje)
  • "TOO LOW - FLAPS" (mecanización en posición de no aterrizaje)
  • "TOO LOW - TERRENO" (combina lo anterior)
• demasiada desviación por debajo de la trayectoria de planeo: "GLIDESLOPE"
• ángulo de inclinación demasiado alto: "ÁNGULO DE INCLINACIÓN"
• alarma de cizalladura del viento: "WINDSEAR"

Los sistemas GPWS tradicionales tienen un punto débil. Dado que solo pueden recopilar información de la superficie de la tierra, también deben determinar el posible terreno, sin embargo, en caso de un cambio brusco en el terreno (por ejemplo, la aparición de una pendiente pronunciada), el sistema no notificará al tripulación de este hasta que les quede muy poco tiempo para cualquier acción evasiva. Para combatir estas deficiencias, en la década de 1990 se desarrolló un nuevo sistema llamado EGPWS. Su base de datos contiene información sobre el terreno alrededor del planeta, todo su trabajo está basado en tecnología GPS . Las computadoras a bordo comparan la ubicación actual de la aeronave y el terreno debajo de ella con mapas de la Tierra. La pantalla ayuda a los pilotos a navegar y encontrar los puntos más altos y más bajos de la superficie cerca de la aeronave en el momento actual. Actualmente, los desarrolladores de software están resolviendo problemas como la falta de advertencia o la advertencia tardía (o respuesta incorrecta).

Sin advertencia

La razón principal de las colisiones con el suelo de las aeronaves en el caso de que no se reciban advertencias del GPWS es el rebasamiento de la pista . Si el tren de aterrizaje y los flaps están extendidos, entonces el GPWS no da avisos, esperando que la aeronave aterrice. El sistema EGPWS incluye la función TCF ( suelo despejado del terreno  ), que garantiza la protección del GPWS y el suministro de las señales necesarias incluso en preparación para el aterrizaje.

Aviso tardío o respuesta incorrecta

La alarma del GPWS suele llegar en un momento de mucha carga, lo que puede incluso asustar a la tripulación. En ocasiones la aeronave no está en el punto donde debería estar, según el piloto, y por tanto la respuesta a los avisos del GPWS puede ser inútil, ya que se realizan demasiado tarde. El tiempo de aviso también puede ser corto si la aeronave vuela por una pendiente pronunciada, ya que el radioaltímetro orientado hacia abajo es el principal instrumento que calcula las posibles condiciones de peligro. EGPWS mejora las capacidades de detección de proximidad al suelo al proporcionar toda la información en las pantallas.

Incidentes de GPWS

Hay una lista detallada de procedimientos que deben seguir ambos pilotos en paralelo en caso de una advertencia GPWS o EGPWS. Sin embargo, en algunos casos, los pilotos no siguieron las instrucciones, lo que tuvo consecuencias trágicas: en la mayoría de los casos, los pilotos no tuvieron tiempo de seguir todas las instrucciones necesarias.

• El 28 de noviembre de 1979, un DC - 10 de Air New Zealand se estrelló contra el Monte Erebus en la isla de Ross, en la Antártida, matando a las 257 personas. El avión se desvió del rumbo debido a una ruta establecida incorrectamente: aunque el sistema de alarma GPWS funcionó de manera oportuna, los pilotos no lograron ganar altura y no pudieron evitar una colisión con la montaña.
• 9 de junio de 1995 de Havilland Canadá Guión 8, propiedad de Ansett New Zealand, se estrelló cerca de la ciudad de Palmerston North en la cordillera de Tararua. 4 personas murieron, 17 resultaron heridas. La investigación determinó que las antenas del radioaltímetro provocaron un mal funcionamiento en el sistema GPWS, aunque la Comisión de Investigación de Accidentes de Transporte (TAIC) lo desmintió posteriormente.
• El 20 de diciembre de 1995, cerca de Cali, un Boeing-757 de American Airlines se estrelló contra la montaña El Deluvio durante la aproximación para el aterrizaje y colapsó por completo. De las 163 personas a bordo, cuatro sobrevivieron. La tripulación cometió una serie de errores, indicando incorrectamente el rumbo, y se dirigió directamente a la montaña. 12 segundos antes de la colisión, el sistema GPWS funcionó, pero los pilotos no tuvieron tiempo de ganar altura debido al freno de aire que activaron.
• El 2 de octubre de 1996, un Boeing 757 de Aeroperú se estrelló cerca de Lima , matando a 70 personas. Antes del despegue, varios sensores se sellaron con cinta aislante, que nunca se quitó: debido al sellado, algunos de los sensores comenzaron a dar lecturas falsas y las lecturas contradictorias de otros sensores provocaron una falla y numerosas alarmas. El avión se estrelló contra el agua, a pesar de los mejores esfuerzos de los pilotos.
• El 1 de diciembre de 1974, un Boeing 727 de Trans World Airlines se estrelló cerca de Washington . Debido a errores de la tripulación, al malinterpretar la orden del despachador, el avión comenzó a descender hacia el aeropuerto y cayó por debajo de una altitud segura, luego de lo cual se estrelló contra Mount Weather. La señal sobre la peligrosa proximidad del suelo se recibió en tiempo y forma, pero los pilotos no vieron la montaña en la niebla y no tuvieron tiempo de ganar altura. 92 personas murieron.
• El 7 de marzo de 2007, un Boeing 737 se estrelló cerca de la ciudad de Yogyakarta en Indonesia , matando a 21 personas. El piloto, al realizar un descenso de la aeronave, no respondió a la señal del GPWS, que requería pasar al segundo círculo, y exigió soltar los flaps. El copiloto no acató la orden, ya que podían ser arrancados por la alta velocidad de la aeronave, pero no explicó los motivos de su actuación. El comandante de la aeronave fue acusado de homicidio involuntario sobre la base de los resultados de la investigación [13] , pero al final, el Tribunal Superior de Indonesia absolvió al piloto en su totalidad, citando la inadmisibilidad de presentar cargos penales basados ​​en documentos oficiales de la OACI.
• El 23 de enero de 2008, una Casa C-295M se estrelló cerca de Miroslavets., propiedad de la Fuerza Aérea Polaca . Ninguna de las 20 personas a bordo sobrevivió. La aeronave estaba equipada con un sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo (EGPWS), pero la advertencia audible se apagó y el piloto no recibió capacitación sobre cómo usar este sistema [14] .
• El 21 de febrero de 2008, cerca de Mérida, durante el vuelo de un ATR 42-300 , el sistema GWPS trabajó en una peligrosa aproximación a un obstáculo, pero en 28 segundos los pilotos no lograron ganar la altura deseada. El avión se estrelló a baja altura en La Cara del Indio, matando a las 43 personas a bordo.
• El 10 de abril de 2010, un avión Tu-154 se estrelló cerca de Smolensk , en el que volaba una nutrida delegación polaca encabezada por el presidente Lech Kaczynski. Se estableció que la aeronave colisionó con el suelo en un vuelo controlado, ninguno de los 96 pasajeros y tripulantes sobrevivió al accidente [15] [16] [17] [18] [19] . A pesar de la presencia del sistema TAWS fabricado por Universal Avionics Systems de Tucson y su plena operatividad durante el vuelo [20] [16] [21] , el aeropuerto cercano a Smolensk, donde el avión iba a aterrizar, no estaba en la base de datos TAWS [22] [23] .
• El 22 de mayo de 2010, un Boeing-737 se estrelló en Mangalore, India : el comandante de la aeronave ignoró las advertencias del sistema EGPWS y el copiloto intentó aterrizar. Aumentó su velocidad de descenso demasiado rápido y el avión golpeó el suelo, volando hacia un barranco. De las 166 personas, solo 7 sobrevivieron.

Uso de sistemas en aviación

civiles

El equipo TAWS no es obligatorio para la instalación en aviones con motor de pistón, pero es posible el TAWS Tipo C. En general, el TAWS es obligatorio para la instalación en aviones turborreactores con al menos seis asientos para pasajeros. AlliedSignal (antes de la fusión con Honeywell ) produjo una versión compacta y de bajo costo del EGPWS para la aviación general y los jets privados [24] .

Militar

Los aviones militares suelen volar rápido y bajo, por lo que es necesario determinar la trayectoria de una posible colisión con el suelo con gran precisión. El sistema GPWS habitual, que "mira" solo hacia abajo, no es adecuado para esto. Las aeronaves militares requieren un sistema mejorado con información del radioaltímetro, el sistema de navegación inercial (INS), el navegador GPS y el sistema de control de vuelo para predecir con precisión la ruta de vuelo hasta 5 km por delante. Los mapas digitales de terreno y obstáculos le permiten determinar si habrá una colisión si la aeronave no alcanza la altura deseada con la sobrecarga especificada . Si es posible una colisión, las alarmas sonarán en la cabina.

Un sistema similar se utiliza en el Eurofighter Typhoon [25] . En los Estados Unidos, se registró un caso de operación de un sistema militar GPWS llamado Auto-GCAS ( English  Automatic Ground Collision Avoidance System , “Automatic Ground Collision Avoidance System”) - el 5 de mayo de 2016, en un entrenamiento F-16 caza, el piloto perdió el conocimiento por sobrecarga excesiva, cuando su avión volaba a una velocidad de 1207 km/h (652 nudos) en un ángulo de 55 grados desde una altura de 2670 m.El sistema, habiendo determinado la amenaza de un colisión, funcionó automáticamente y ayudó a salvar la vida del piloto [26] .

Véase también

• Lista de abreviaturas para los nombres de equipos de aviación y radioelectrónicos
• ACAS (Sistema de prevención de colisiones aerotransportadas)
• Sistema de seguridad de movimientos aeroportuarios(AMA)
• ASDE-X(Equipo de detección de superficie de aeropuerto, modelo X) - equipo para detectar la superficie de la pista, modelo X
• informante de voz
• Sistema de control remoto eléctrico
• TERPROM
• Sistema de prevención de colisiones de aeronaves (TCAS)

Notas

1. ↑ Sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo (EGPWS) - Ingeniería aeroespacial de Honeywell . 1.honeywell.com. Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 2 de octubre de 2011. (indefinido)
2. ↑ Sistema de Alerta y Evitación de Terreno (TAWS) . Consultado el 4 de septiembre de 2018. Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2018. (indefinido)
3. ↑ Orden de norma técnica. Tema: SISTEMA DE CONOCIMIENTO Y ALERTA DEL TERRENO . Fecha de acceso: 4 de septiembre de 2018. Archivado desde el original el 22 de julio de 2011. (indefinido)
4. ↑ GPWS, EGPWS, TAWS. Sistemas de alerta de proximidad a la tierra. | SKYNAV . skynav.ru. Consultado el 15 de octubre de 2018. Archivado desde el original el 15 de octubre de 2018. (Ruso)
5. ↑ 1 2 3 4 Nota: texto original copiado de la circular AC23-18 de la FAA de EE . UU. [1] Archivado el 1 de diciembre de 2017 en Wayback Machine .
6. ↑ (§§ 121.360 y 135.153) (39 FR 44439, 18 de diciembre de 1974)
7. ↑ Inventa ahora | Salón de la fama | buscar | Perfil de inventor . Invent.org (8 de marzo de 1932). Fecha de acceso: 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2011. (indefinido)
8. ↑ Premios de la Industria Aeroespacial de Personality Flight 1999 . Consultado el 26 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 21 de abril de 2019. (indefinido)
9. ↑ Seg. 121.354 - Sistema de alerta y reconocimiento del terreno . Administración Federal de Aviación . Consultado el 29 de abril de 2007. Archivado desde el original el 19 de agosto de 2009. (indefinido)
10. ↑ Nicolás Sabatini. Presión a la baja en la siniestralidad (enlace no disponible) . Administración Federal de Aviación . Consultado el 19 de marzo de 2009. Archivado desde el original el 7 de octubre de 2006. (indefinido) 
11. ↑ "Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS" - Polska - Informacje - portal TVN24.pl - 27/04/2010 . Tvn24.pl (27 de abril de 2010). Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2011. (indefinido)
12. ↑ Orden Normativa Técnica Histórica . www.rgl.faa.gov . Consultado el 26 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 20 de marzo de 2017. (indefinido)
13. ↑ Piloto de Garuda Indonesia arrestado por accidente-abogado . Reuters (5 de febrero de 2008). Consultado el 4 de septiembre de 2018. Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2018. (indefinido)
14. ↑ ASN Accidente de avión CASA C-295M 019 Miroslawiec AB . seguridad-aviacion.net. Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 25 de junio de 2011. (indefinido)
15. ↑ Wacław Radziwinowicz, Moscú, mich. Trineo dos. Jak doszło hace catástrofe . Wyborcza.pl (19 de abril de 2010). Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 15 de mayo de 2011. (indefinido)
16. ↑ 12 Levin , Alan . Dispositivo suscita preguntas en accidente polaco , USA Today  (13 de abril de 2010). Archivado desde el original el 17 de abril de 2010. Consultado el 26 de agosto de 2018.
17. ↑ Tu-154 sistema mial ostrzegania. Nie zadzialał? . Tvp.Info (15 de abril de 2010). Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2011. (indefinido)
18. ↑ Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić! . hecho.pl. Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 17 de julio de 2011. (indefinido)
19. ↑ Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony . Wprost.pl (16 de abril de 2010). Consultado el 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 7 de junio de 2011. (indefinido)
20. ↑ "Scream (NV)" Archivado el 26 de agosto de 2018 en Wayback Machine  (ruso)
21. ↑ Copia archivada (enlace no disponible) . Consultado el 26 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 25 de marzo de 2010. (indefinido) 
22. ↑ Corporations, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Página de error (enlace no disponible) . www.uasc.com . Consultado el 26 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 17 de julio de 2011. (indefinido) 
23. ↑ Corporations, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Página de error (enlace no disponible) . www.uasc.com . Consultado el 26 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 18 de septiembre de 2017. (indefinido) 
24. ^ AeroWorldNet(tm) - AlliedSignal desarrolla una nueva pantalla EGPWS para el mercado de la aviación general [17 de mayo de 1999] . AeroWorldNet (17 de mayo de 1999). Fecha de acceso: 17 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 6 de enero de 2012. (indefinido)
25. ↑ Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS entrega la primera advertencia de proximidad a tierra de Eurofighter Typhoon Archivado el 3 de febrero de 2008.
26. ↑ Auto-GCAS salva a un piloto de F-16 inconsciente: imágenes desclasificadas de la USAF . semanadeaviacion.com . Consultado el 26 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2016. (indefinido)

Enlaces

• GPWS, EGPWS (TAWS). Sistemas de advertencia de proximidad al suelo  (ruso)
• C. Donald Bateman en el Salón de  la Fama de los Inventores Nacionales
• AeroWorldNet -  Costos de EGPWS de 1999
•  Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS entrega el primer Eurofighter Typhoon Ground Proximity Warning
• Página de FlitePartners sobre instalaciones de EGPWS por  STC
• Sistema de advertencia de proximidad al suelo (GPWS  )
•  Sitio web de Honeywell Aerospace EGPWS
•  Sonidos de advertencia de cabina
• Sistema predictivo de  advertencia de colisión frontal