Una unidad de referencia inercial de datos aerodinámicos (ADIRU) es un componente clave del sistema integrado de referencia inercial de datos aerodinámicos (ADIRS), que proporciona datos aerodinámicos ( velocidad aerodinámica , ángulo de ataque y altitud ) e información de referencia inercial (posición y actitud) a las pantallas del sistema electrónico de instrumentos de vuelo de los pilotos , así como a otros sistemas de la aeronave, como los motores, el piloto automático , el sistema de control de vuelo y los sistemas del tren de aterrizaje. [ 1 ] Una ADIRU actúa como una única fuente tolerante a fallos de datos de navegación para ambos pilotos de una aeronave. [ 2 ] Puede complementarse con una unidad de referencia de datos aerodinámicos de actitud secundaria (SAARU), como en el diseño del Boeing 777. [ 3 ]
Este dispositivo se utiliza en varios aviones militares , así como en aviones comerciales, comenzando con el Airbus A320 [ 4 ] y el Boeing 777. [ 5 ]
Descripción
Un ADIRS consta de hasta tres ADIRU tolerantes a fallos ubicadas en el bastidor electrónico de la aeronave, una unidad de control y visualización (CDU) asociada en la cabina y módulos de datos aerodinámicos (ADM) montados remotamente. [ 6 ] La ADIRU n.° 3 es una unidad redundante que puede seleccionarse para suministrar datos a las pantallas del comandante o del copiloto en caso de fallo parcial o total de la ADIRU n.° 1 o n.° 2. No existe redundancia entre canales entre las ADIRU n.° 1 y 2, ya que la ADIRU n.° 3 es la única fuente alternativa de datos de referencia aerodinámica e inercial. Un fallo de referencia inercial (IR) en la ADIRU n.° 1 o 2 provocará la pérdida de información de actitud y navegación en sus pantallas asociadas de visualización de vuelo primaria (PFD) y visualización de navegación (ND). Un fallo de referencia de datos aerodinámicos (ADR) provocará la pérdida de información de velocidad aerodinámica y altitud en la pantalla afectada. En ambos casos, la información solo puede restaurarse seleccionando la ADIRU n.° 3. [ 1 ]
Cada ADIRU comprende un ADR y un componente de referencia inercial (IR). [ 7 ]
Referencia de datos atmosféricos
El componente de referencia de datos aerodinámicos (ADR) de una ADIRU proporciona datos de velocidad aerodinámica, número de Mach , ángulo de ataque, temperatura y altitud barométrica. [ 8 ] La presión dinámica del aire y las presiones estáticas utilizadas para calcular la velocidad aerodinámica se miden mediante pequeños ADM ubicados lo más cerca posible de los respectivos sensores de presión pitot y estática. Los ADM transmiten sus presiones a las ADIRU a través de buses de datos ARINC 429. [ 9 ]
Referencia inercial
El componente IR de un ADIRU proporciona datos de actitud, vector de trayectoria de vuelo, velocidad respecto al suelo y posición. [ 1 ] El giroscopio láser de anillo es una tecnología clave en el sistema y se utiliza junto con acelerómetros , GPS y otros sensores para proporcionar datos brutos. [ 10 ] Las principales ventajas de un giroscopio láser de anillo sobre los giroscopios mecánicos más antiguos son que no tiene partes móviles, es robusto y ligero, sin fricción y no se resiste a un cambio en la precesión .
Complejidad en la redundancia
El análisis de sistemas complejos es tan difícil que puede dar lugar a errores en el proceso de certificación. Las complejas interacciones entre los ordenadores de vuelo y las ADIRU pueden provocar un comportamiento contraintuitivo para la tripulación en caso de fallo. En el caso del vuelo 72 de Qantas , el capitán cambió la fuente de datos IR de la ADIRU1 a la ADIRU3 tras un fallo de la ADIRU1; sin embargo, la ADIRU1 siguió suministrando datos ADR a la pantalla principal de vuelo del capitán. Además, el ordenador maestro de control de vuelo (PRIM1) cambió de PRIM1 a PRIM2, y luego de PRIM2 de nuevo a PRIM1, lo que generó una situación de incertidumbre para la tripulación, que desconocía de qué sistemas redundantes dependían. [ 11 ]
La dependencia de la redundancia de los sistemas de las aeronaves también puede provocar retrasos en la ejecución de las reparaciones necesarias, ya que los operadores de aerolíneas confían en la redundancia para mantener el sistema de la aeronave en funcionamiento sin tener que reparar las fallas de inmediato. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 11 ]
Fallos y directivas
Directiva de aeronavegabilidad de la FAA, 27 de julio de 2000
El 3 de mayo de 2000, la FAA emitió la directiva de aeronavegabilidad 2000-07-27, que abordaba fallas críticas duales durante el vuelo, atribuidas a problemas de suministro de energía que afectaban a los primeros giroscopios láser de anillo ADIRU Honeywell HG2030 y HG2050 utilizados en varios modelos de Boeing 737, 757, Airbus A319, A320, A321, A330 y A340. [ 2 ] [ 12 ] [ 13 ]
Directiva de aeronavegabilidad 2003-26-03
El 27 de enero de 2004, la FAA emitió la directiva de aeronavegabilidad 2003-26-03 (posteriormente sustituida por la AD 2008-17-12) que exigía la modificación del montaje de la ADIRU3 en las aeronaves de la familia Airbus A320 para evitar fallos y la pérdida de datos críticos de actitud y velocidad aerodinámica. [ 2 ] [ 14 ]
Alitalia A320

El 25 de junio de 2005, un Airbus A320-200 de Alitalia , con matrícula I-BIKE, despegó de Milán con una ADIRU defectuosa, según lo permitido por la Lista de Equipo Mínimo . Durante la aproximación al aeropuerto de Londres Heathrow, en condiciones meteorológicas adversas, falló otra ADIRU, quedando solo una operativa. En la confusión subsiguiente, la tercera se reinició inadvertidamente, perdiendo su rumbo de referencia e inhabilitando varias funciones automáticas. La tripulación logró realizar un aterrizaje seguro tras declarar una maniobra de Pan-pan . [ 15 ]
Vuelo 124 de Malaysia Airlines

El 1 de agosto de 2005, ocurrió un incidente grave con el vuelo 124 de Malaysia Airlines cuando una falla en la ADIRU de un Boeing 777-2H6ER (9M-MRG) que volaba de Perth al Aeropuerto Internacional de Kuala Lumpur provocó que la aeronave actuara con indicaciones erróneas, lo que resultó en maniobras no ordenadas. [ 16 ] En ese incidente, los datos incorrectos afectaron todos los planos de movimiento mientras la aeronave ascendía a 38 000 pies (11 600 m) . La aeronave cabeceó hacia arriba y ascendió a unos 41 000 pies (12 500 m) , con la alarma de pérdida activada. Los pilotos recuperaron el control de la aeronave con el piloto automático desconectado y solicitaron regresar a Perth. Durante el regreso a Perth, la tripulación activó brevemente ambos pilotos automáticos, izquierdo y derecho, pero en ambos casos la aeronave cabeceó hacia abajo y viró a la derecha. La aeronave fue pilotada manualmente durante el resto del vuelo y aterrizó sin problemas en Perth. No hubo heridos ni daños en la aeronave. La ATSB determinó que la principal causa probable de este incidente fue un error de software latente que permitió que la ADIRU utilizara datos de un acelerómetro defectuoso . [ 17 ]
La Administración Federal de Aviación de EE. UU. emitió la Directiva de Aeronavegabilidad de Emergencia (AD) 2005-18-51 que exige a todos los operadores de 777 instalar software actualizado para resolver el error. [ 18 ]
Vuelo 68 de Qantas

El 12 de septiembre de 2006, el vuelo 68 de Qantas , un Airbus A330 con matrícula VH-QPA, de Singapur a Perth , presentó problemas con el ADIRU, pero sin causar ninguna interrupción en el vuelo. A 41.000 pies (12.000 m) y una posición estimada de 530 millas náuticas (980 km) al norte de Learmonth, Australia Occidental , [ 19 ] se recibieron notificaciones de NAV IR1 FAULT y, 30 minutos después, de NAV ADR 1 FAULT en el ECAM , que identificaban fallos en el sistema de navegación en la Unidad de Referencia Inercial 1 y, posteriormente, en el ADR 1, respectivamente. La tripulación informó a la investigación posterior del vuelo 72 de Qantas, que involucraba la misma aeronave y el mismo ADIRU, que habían recibido numerosos mensajes de advertencia y precaución que cambiaban demasiado rápido para poder ser atendidos. Mientras investigaban el problema, la tripulación notó una luz de ADR 1 FAULT débil e intermitente y optó por apagar el ADR 1, después de lo cual no experimentaron más problemas. No hubo ningún impacto en los controles de vuelo durante todo el evento. Se llevaron a cabo los procedimientos de mantenimiento recomendados por el fabricante de ADIRU después del vuelo y las pruebas del sistema no detectaron ninguna otra falla. [ 19 ]
Vuelo 7 de Jetstar

El 7 de febrero de 2008, una aeronave similar (VH-EBC) operada por Jetstar Airways, filial de Qantas , se vio involucrada en un incidente similar mientras realizaba el vuelo JQ7 de Sídney a Ciudad Ho Chi Minh, Vietnam. En este incidente, ocurrido a 1760 millas náuticas (3260 km) al este de Learmonth, se produjeron muchos de los mismos errores en la unidad ADIRU. La tripulación siguió el procedimiento vigente en ese momento y el vuelo continuó sin problemas. [ 19 ]
La ATSB aún no ha confirmado si este evento está relacionado con los otros incidentes de ADIRU en el Airbus A330. [ 19 ]
Directiva de aeronavegabilidad 12/17/2008
El 6 de agosto de 2008, la FAA emitió la directiva de aeronavegabilidad 2008-17-12, que ampliaba los requisitos de la anterior AD 2003-26-03, la cual se había considerado una solución insuficiente. En algunos casos, exigía la sustitución de las ADIRU por modelos más nuevos, pero otorgaba 46 meses a partir de octubre de 2008 para implementar la directiva. [ 20 ]
El 7 de octubre de 2008, el vuelo 72 de Qantas , que utilizaba la misma aeronave involucrada en el incidente del vuelo 68, partió de Singapur con destino a Perth. En algún momento del vuelo, mientras volaba a 37.000 pies de altitud, un fallo en la ADIRU n.º 1 provocó la desconexión automática del piloto automático, seguida de dos maniobras repentinas e involuntarias de cabeceo hacia abajo, según la Oficina Australiana de Seguridad del Transporte (ATSB). El accidente dejó hasta 74 pasajeros y tripulantes heridos, con lesiones que variaron de leves a graves. La aeronave pudo realizar un aterrizaje de emergencia sin que se produjeran más heridos. El avión estaba equipado con una ADIRU fabricada por Northrop Grumman , que los investigadores enviaron al fabricante para realizar pruebas adicionales. [ 21 ] [ 22 ]
Vuelo 71 de Qantas

El 27 de diciembre de 2008, el vuelo 71 de Qantas de Perth a Singapur, un Airbus A330-300 de Qantas diferente con matrícula VH-QPG [ 23 ] , se vio involucrado en un incidente a 36.000 pies, aproximadamente a 260 millas náuticas (480 km) al noroeste de Perth y a 350 millas náuticas (650 km) al sur del aeropuerto de Learmonth a las 17:29 WST. El piloto automático se desconectó y la tripulación recibió una alerta que indicaba un problema con la ADIRU número 1. [ 24 ]
Directiva de aeronavegabilidad de emergencia n.º 2009-0012-E
El 15 de enero de 2009, la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) emitió la Directiva de Aeronavegabilidad de Emergencia n.º 2009-0012-E para abordar el problema de la ADIRU de los A330 y A340 de Northrop-Grumman, que consistía en una respuesta incorrecta a una referencia inercial defectuosa. En caso de fallo del sistema de navegación inercial (NAV IR), la respuesta de la tripulación consiste ahora en «desactivar el sistema IR correspondiente, desactivar el ADR correspondiente y, a continuación, girar el selector giratorio de modo del sistema IR a la posición de apagado». Esto garantiza que el sistema IR defectuoso se apague para que no pueda enviar datos erróneos a otros sistemas. [ 19 ]
El 1 de junio de 2009, el vuelo 447 de Air France , un Airbus A330 que cubría la ruta de Río de Janeiro a París , se estrelló en el Océano Atlántico tras transmitir mensajes automáticos que indicaban fallos en varios equipos, incluido el ADIRU. [ 25 ] Mientras examinaba eventos posiblemente relacionados de pérdida del ADIRS debido a condiciones meteorológicas adversas, la NTSB decidió investigar dos casos similares en A330 en vuelo de crucero. [ 26 ] El 21 de mayo de 2009, el vuelo 8091 de TAM de Miami a São Paulo, registrado como PT-MVB, y el 23 de junio de 2009, el vuelo 8 de Northwest Airlines de Hong Kong a Tokio , registrado como N805NW, experimentaron una pérdida repentina de datos de velocidad aerodinámica a altitud de crucero y la consiguiente pérdida del control del ADIRS. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
Vuelo 6606 de Ryanair

El 9 de octubre de 2018, el Boeing 737-800 con matrícula EI-GJT, que operaba el vuelo desde el aeropuerto de Oporto al aeropuerto de Edimburgo, sufrió un fallo en la ADIRU izquierda que provocó que la aeronave cabeceara hacia arriba y ascendiera 600 pies. La ADIRU izquierda se puso en modo ATT (solo actitud) de acuerdo con el Manual de Referencia Rápida , pero continuó mostrando información de actitud errónea al capitán. El resto del vuelo se realizó manualmente y el aterrizaje transcurrió sin incidentes. La AAIB del Reino Unido publicó el informe final el 31 de octubre de 2019, [ 30 ] con la siguiente recomendación:
Se recomienda que Boeing Commercial Aircraft modifique el Manual de Referencia Rápida del Boeing 737 para incluir una lista de verificación para situaciones no normales en las que aparezcan las indicaciones del comparador de cabeceo y alabeo en la pantalla de actitud.
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 "La intrincada complejidad dentro de una preocupación por la redundancia impecable" . Air Safety Week. 14 de agosto de 2006. Recuperado el 16 de julio de 2008 .
- 1 2 3 4 "Preocupación por la seguridad" . Semana de la Seguridad Aérea . 5 de mayo de 2005. Consultado el 16 de septiembre de 2006 .
- 1 2 "En las garras de los gremlins" . Semana de la Seguridad Aérea . 26 de marzo de 2007.
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Lecturas adicionales
- Dave Carbaugh; Doug Forsythe; Melville McIntyre. "Información errónea de los instrumentos de vuelo" . Aero Magazine . Boeing . Archivado del original el 6 de septiembre de 2008. Consultado el 16 de octubre de 2008 .
- Melville Duncan W. McIntyre, Boeing (25 de noviembre de 2003). "Patente estadounidense 6654685 - Aparato y método para la navegación de una aeronave" . Oficina de Patentes de los Estados Unidos . Consultado el 16 de octubre de 2008 .
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