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Sistema de alerta y conocimiento del terreno

Una secuencia de seis fotogramas que ilustra el funcionamiento del TAWS. El TAWS se muestra en la ventana superior izquierda. (A) muestra la aeronave en relación con el terreno ...

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Una secuencia de seis fotogramas que ilustra el funcionamiento del TAWS. El TAWS se muestra en la ventana superior izquierda. (A) muestra la aeronave en relación con el terreno exterior, mientras que (B) y (C) muestran cómo el sistema TAWS visualiza el terreno. (D) advierte sobre el terreno a atravesar, mientras que (E) muestra una advertencia sonora y textual (en rojo) para ascender. (E) también muestra a un piloto tomando las medidas adecuadas (ascender en este caso), mientras que (F) indica que el peligro ya no representa un riesgo. [ 1 ]

En aviación, un sistema de alerta y conocimiento del terreno ( TAWS ) es generalmente un sistema a bordo destinado a prevenir impactos involuntarios con el terreno, denominados accidentes de " vuelo controlado contra el terreno " o CFIT. [ 2 ] Los sistemas específicos que se utilizan actualmente son el sistema de alerta de proximidad al terreno (GPWS) y el sistema mejorado de alerta de proximidad al terreno (EGPWS). [ 2 ] La Administración Federal de Aviación de EE. UU. (FAA) introdujo el término genérico TAWS para abarcar todos los sistemas de evitación de terreno que cumplen con las normas pertinentes de la FAA, que incluyen GPWS, EGPWS y cualquier sistema futuro que pudiera reemplazarlos. [ 2 ]

En 2007, el 5% de las aerolíneas comerciales del mundo aún carecían de un TAWS. [ 3 ] Un estudio de la Asociación Internacional de Transporte Aéreo examinó 51 accidentes e incidentes y encontró que los pilotos no respondieron adecuadamente a una advertencia del TAWS en el 47% de los casos. [ 4 ]

Varios factores aún pueden poner a las aeronaves en riesgo de sufrir accidentes CFIT: sistemas TAWS antiguos, desactivación del sistema EGPWS o ignorar las advertencias de TAWS cuando un aeropuerto no está en la base de datos de TAWS. [ 5 ]

Historia

Un fragmento de los restos del vuelo 901 de Air New Zealand , que se estrelló en la Antártida en 1979, a pesar de estar equipado con un sistema de alerta de vuelo GPS. Las 257 personas a bordo fallecieron.

A partir de principios de la década de 1970, varios estudios analizaron la ocurrencia de accidentes CFIT, en los que un avión en buen estado de funcionamiento, bajo el control de una tripulación totalmente cualificada y certificada, se estrella contra el terreno (o el agua u obstáculos) sin que la tripulación se dé cuenta. [ 6 ] En las décadas de 1960 y 1970, se registró un promedio de un accidente CFIT por mes, y este fue la principal causa de muertes en viajes aéreos durante ese período. [ 7 ]

A C. Donald Bateman , ingeniero de Honeywell , se le atribuye el desarrollo del primer sistema de advertencia de proximidad al terreno ( GPWS ); en una prueba inicial, realizada tras el accidente del vuelo 1866 de Alaska Airlines en 1971 , el dispositivo proporcionó suficiente advertencia para que un avión pequeño evitara el terreno, pero no la suficiente para el avión Boeing 727 más grande involucrado. [ 7 ] Los primeros dispositivos de Bateman, desarrollados en la década de 1960, utilizaban ondas de radio para medir la altitud y activaban una alarma cuando la aeronave volaba demasiado bajo, pero no apuntaban hacia adelante y no podían proporcionar suficiente advertencia de un terreno con una pendiente pronunciada. [ 7 ]

Mandatos de GPWS tempranos

Los resultados de estos primeros estudios indicaron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado un GPWS. Como resultado de estos estudios y de las recomendaciones de la Junta Nacional de Seguridad del Transporte de EE. UU. ( NTSB ), en 1974 la FAA exigió a todos los titulares de certificados 14  CFR 121 (Parte 121) (es decir, aquellos que operan grandes aviones con motor de turbina) y a algunos titulares de certificados 14  CFR 135 (Parte 135) (es decir, aquellos que operan grandes aviones turborreactores) que instalaran equipos GPWS aprobados por TSO . [ 6 ] [ 8 ]

En 1978, la FAA extendió el requisito del GPWS a los titulares de certificados de la Parte 135 que operaban aeronaves más pequeñas: aviones con motor turborreactor con diez o más asientos para pasajeros. Estos operadores debían instalar equipos GPWS aprobados por TSO o sistemas alternativos de aviso de proximidad al terreno que proporcionaran avisos de altitud rutinarios, independientemente de si existía o no un peligro inminente. [ 9 ] Este requisito se consideró necesario debido a la complejidad, el tamaño, la velocidad y las características de rendimiento de vuelo de estas aeronaves. El equipo GPWS se consideró esencial para ayudar a los pilotos de estas aeronaves a recuperar altitud rápidamente y evitar lo que podría haber sido un accidente CFIT. [ 6 ]

La instalación de GPWS o sistemas de asesoramiento alternativos aprobados por la FAA no era obligatoria en aviones turbohélice (turboprop) operados bajo la Parte 135 porque, en ese momento, el consenso general era que las características de rendimiento de los aviones turbohélice los hacían menos susceptibles a accidentes CFIT. Por ejemplo, se pensaba que los aviones turbohélice tenían una mayor capacidad de respuesta rápida en situaciones donde el control de altitud se descuidaba inadvertidamente, en comparación con los aviones turborreactores. Sin embargo, estudios posteriores, incluidas investigaciones de la NTSB, analizaron accidentes CFIT que involucraron aviones turbohélice y encontraron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado el equipo GPWS. [ 6 ]

Algunos de estos estudios también compararon la efectividad del sistema alternativo de aviso de proximidad al suelo con el GPWS. Se determinó que el GPWS era superior, ya que solo emitía advertencias cuando era necesario, proporcionaba el máximo tiempo de aviso con un mínimo de alarmas no deseadas y utilizaba advertencias de tipo comando. [ 6 ]

Con base en estos informes y recomendaciones de la NTSB, en 1992 la FAA modificó la sección 135.153 para exigir el equipo GPWS en todos los aviones propulsados ​​por turbina con diez o más asientos para pasajeros. [ 6 ] [ 10 ]

Una advertencia de Modo 5 en el EGPWS alerta a los pilotos si descienden por debajo de la senda de planeo durante una aproximación para el aterrizaje.

Evolución hacia EGPWS y TAWS

Tras la publicación de estas normas, los avances en la tecnología de cartografía del terreno permitieron el desarrollo de un nuevo tipo de sistema de alerta de proximidad al terreno que proporciona una mayor conciencia situacional a las tripulaciones de vuelo. La FAA ha aprobado ciertas instalaciones de este tipo de equipo, conocido como sistema mejorado de alerta de proximidad al terreno (EGPWS). Sin embargo, en la propuesta de norma final, la FAA utiliza el término más amplio de "sistema de alerta y conciencia del terreno" (TAWS) porque prevé que en un futuro próximo se desarrollen diversos sistemas que cumplan con los estándares mejorados que contiene la propuesta de norma final. [ 6 ] El avance que permitió el éxito del EGPWS se produjo tras la disolución de la Unión Soviética en 1991; la URSS había creado mapas detallados del terreno mundial, y Bateman convenció a su director de ingeniería para que los adquiriera una vez que el caos político los puso a su disposición, lo que permitió emitir alertas de terreno con mayor antelación. [ 7 ]

El TAWS mejora los sistemas GPWS existentes al proporcionar a la tripulación de vuelo una advertencia sonora y visual mucho más temprana del terreno inminente, capacidad de visión frontal y operación continua en la configuración de aterrizaje. Estas mejoras brindan más tiempo a la tripulación de vuelo para realizar acciones correctivas más suaves y graduales. [ 6 ] United Airlines fue una de las primeras en adoptar la tecnología EGPWS. El CFIT del vuelo 965 de American Airlines en 1995 convenció a esa aerolínea de agregar EGPWS a todas sus aeronaves; aunque el Boeing 757 estaba equipado con el GPWS anterior, la advertencia de terreno se emitió solo 13 segundos antes del accidente. [ 7 ]

En 1998, la FAA emitió el Aviso No. 98-11, Sistema de Conciencia y Advertencia de Terreno, [ 11 ] proponiendo que todos los aviones estadounidenses con motor de turbina certificados para tener seis o más asientos de pasajeros (excluyendo los asientos del piloto y el copiloto), estén equipados con un sistema de conciencia y advertencia de terreno aprobado por la FAA. [ 6 ]

El 23 de marzo de 2000, la FAA emitió las Enmiendas 91-263, 121-273 y 135-75 (Corrección 135.154). [ 12 ] Estas enmiendas modificaron las reglas operativas para exigir que todos los aviones con motor de turbina registrados en EE. UU. con seis o más asientos para pasajeros (excluyendo los asientos del piloto y el copiloto) estén equipados con un TAWS aprobado por la FAA. [ 6 ] El mandato solo afecta a las aeronaves fabricadas después del 29 de marzo de 2002. [ 13 ]

Para 2006, los accidentes por inestabilidad de aeronaves habían superado a los CFIT como la principal causa de muertes en accidentes aéreos, debido al despliegue generalizado de TAWS. [ 14 ] El 7 de marzo de 2006, la NTSB solicitó a la FAA que exigiera que todos los helicópteros con motor de turbina registrados en EE. UU. y certificados para transportar al menos 6 pasajeros estuvieran equipados con un sistema de alerta y conocimiento del terreno. [ 15 ] La tecnología aún no se había desarrollado para las características de vuelo únicas de los helicópteros en 2000. Un accidente fatal de helicóptero en el Golfo de México , que involucró a un helicóptero Sikorsky S-76A++ de Era Aviation con dos pilotos que transportaban a ocho trabajadores de servicios petroleros, fue uno de los muchos accidentes que impulsaron la decisión. [ 16 ] [ 17 ]

El presidente Barack Obama otorgó la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación a Bateman en 2010 por su invención del GPWS y su posterior evolución en EGPWS/TAWS. [ 7 ] [ 18 ]

Funcionamiento

Un TAWS moderno funciona utilizando datos de elevación digital y valores instrumentales del avión para predecir si una posición futura probable de la aeronave se cruza con el suelo. [ 19 ] De este modo, la tripulación de vuelo recibe una "alerta sonora y visual temprana del terreno inminente, capacidad de visión frontal y operación continua en la configuración de aterrizaje". [ 20 ]

Tipos de TAWS

Las especificaciones de la FAA tienen requisitos detallados sobre cuándo deben sonar ciertas advertencias en la cabina. [ 21 ]

El sistema TAWS de clase A incluye todos los requisitos del sistema TAWS de clase B, que se detallan a continuación, y añade los siguientes tres requisitos adicionales de alertas y visualización:

  • Alerta de tasa de cierre excesiva
  • Alerta de vuelo contra el terreno cuando no se encuentra en configuración de aterrizaje
  • Alerta de desviación excesiva hacia abajo de la senda de planeo del ILS
  • Requisito: Las instalaciones TAWS de Clase A deberán proporcionar una pantalla de conocimiento del terreno que muestre el terreno circundante, los obstáculos en relación con la aeronave o ambos.

La FAA de EE. UU. define el TAWS de clase B como: [ 3 ] [ 22 ] Una clase de equipo que se define en TSO -C151b y RTCA DO-161A. [ 23 ] Como mínimo, proporcionará alertas para las siguientes circunstancias:

  • Menor altura libre al suelo requerida
  • Impacto inminente en el terreno
  • Descenso prematuro
  • Tasas de descenso excesivas
  • Tasa de ascenso negativa o pérdida de altitud después del despegue.
  • Descenso del avión a 500 pies sobre el terreno o la elevación de la pista más cercana (comunicación verbal "Quinientos") durante una aproximación de no precisión.
  • Opcional: La instalación del sistema TAWS de clase B puede proporcionar una pantalla de información sobre el terreno que muestra el terreno circundante, los obstáculos en relación con el avión o ambos.

La Clase C define el equipo voluntario destinado a aeronaves pequeñas de aviación general que no requieren la instalación de equipo de Clase B. [ 21 ] Esto incluye estándares mínimos de rendimiento operativo destinados a aeronaves con motor de pistón y de turbina, cuando están configuradas con menos de seis asientos de pasajeros, excluyendo los asientos del piloto. El equipo TAWS de Clase C debe cumplir con todos los requisitos de un TAWS de Clase B con las modificaciones para aeronaves pequeñas descritas por la FAA. [ 21 ] La FAA ha desarrollado la Clase C para facilitar el uso voluntario de TAWS en aeronaves pequeñas. [ 24 ]

Efectos y estadísticas

Antes del desarrollo del GPWS, los grandes aviones de pasajeros se veían involucrados en 3,5 accidentes CFIT fatales por año, cifra que se redujo a 2 por año a mediados de la década de 1970. Un informe de 2006 indicó que desde 1974, cuando la FAA de EE. UU. estableció como requisito que los aviones grandes llevaran dicho equipo, hasta la fecha del informe, no se había producido ni una sola víctima mortal de pasajeros en un accidente CFIT de un gran avión a reacción en el espacio aéreo estadounidense. [ 25 ]

Después de 1974, todavía se producían algunos accidentes CFIT que el GPWS no pudo prevenir debido al "punto ciego" de esos primeros sistemas GPWS. Se desarrollaron sistemas más avanzados.

El TAWS antiguo, o la desactivación del EGPWS, o ignorar sus advertencias cuando el aeropuerto no está en su base de datos, [ 26 ] todavía deja a las aeronaves vulnerables a posibles incidentes CFIT. En abril de 2010, una aeronave Tupolev Tu-154M de la Fuerza Aérea Polaca se estrelló cerca de Smolensk, Rusia, en un posible accidente CFIT [ 27 ] matando a todos los pasajeros y tripulación, incluido el presidente polaco. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] La aeronave estaba equipada con TAWS fabricado por Universal Avionics Systems de Tucson. [ 28 ] Según el Comité Interestatal de Aviación Ruso , el TAWS estaba encendido. [ 32 ] Sin embargo, el aeropuerto donde la aeronave iba a aterrizar (Smolensk (XUBS)) no está en la base de datos del TAWS. [ 33 ] [ 34 ] En enero de 2008, un Casa C-295M de la Fuerza Aérea Polaca se estrelló en un accidente CFIT cerca de Mirosławiec, Polonia, a pesar de estar equipado con EGPWS; la investigación encontró que los sonidos de advertencia del EGPWS habían sido desactivados y que el piloto al mando no estaba debidamente entrenado con el EGPWS. [ 35 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ «Capítulo 5. Instrumentos de vuelo». Manual de vuelo instrumental (PDF) (ed. FAA-H-8083-15B  ). Servicio de Normas de Vuelo de la Administración Federal de Aviación . 2012. pág.  35.Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  2. 1 2 3 Administración Federal de Aviación , Instalación del Sistema de Conciencia y Advertencia de Terreno (TAWS) Aprobado para Aviones Parte 23 Archivado el 19 de enero de 2016, en Wayback Machine , 14 de junio de 2000
  3. 1 2 "Pronósticos 2009: la seguridad está en crisis" . Flight International . Consultado el 27 de enero de 2020 .
  4. ↑ "Sección 10 - Sistema de advertencia de proximidad al terreno (GPWS) / Sistema de advertencia y conciencia del terreno (TAWS)". Informe de análisis de accidentes de vuelo controlado contra el terreno de la IATA (datos 2008-2017) (PDF) (Informe). Asociación Internacional de Transporte Aéreo . 2018. pág. 25. Archivado (PDF) del original el 27 de enero de 2020. Recuperado el 27 de enero de 2020 . 
  5. ↑ fika (27 de abril de 2010) ."Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS" – Polska – Informacje – portal TVN24.pl – 27.04.2010" . Tvn24.pl . Consultado el 18 de octubre de 2011 .
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 "Instalación del Sistema de Conciencia y Advertencia de Terreno (TAWS) Aprobado para Aviones Parte 23, Circular de Asesoramiento 23-18" (PDF) . Administración Federal de Aviación, Departamento de Transporte de los Estados Unidos. 14 de junio de 2000. Recuperado el 31 de enero de 2020 .Nota: Texto original copiado de la Circular AC23-18 de la FAA de EE. UU.Archivado el 1 de diciembre de 2017 en Wayback Machine . Al ser una obra del gobierno de los Estados Unidos, no está sujeta a derechos de autor y puede copiarse libremente; por lo tanto, se incluye aquí. Se ha añadido texto y formato adicionales o reducidos, no incluidos en el original, para mayor claridad y énfasis.
  7. 1 2 3 4 5 6 Levin, Alan (10 de agosto de 2016). "Gracias a este hombre, los aviones ya no se estrellan contra las montañas" . Bloomberg . Consultado el 1 de febrero de 2020 .
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  9. ↑ 14  CFR 135.153 , publicado en 43 FR 28176 : "Parte 121—Certificación y operaciones: Transportistas aéreos nacionales, de bandera y suplementarios y operadores comerciales de aeronaves grandes; Parte 123—Certificación y operaciones: Clubes de viajes aéreos que utilizan aviones grandes; Parte 135—Operadores de taxis aéreos y operadores comerciales de aeronaves pequeñas | Reglamento Federal de Aviación Especial n.° 30; Sistema de advertencia de proximidad al suelo" (PDF) . Registro Federal . 43 (126): 28176–77 . 29 de junio de 1978.
  10. ↑ 14  CFR 135.153 , publicado en 57 FR 9944 : "14 CFR Parte 135 [ Expediente n.° 26202; Enmienda n.° 135–42 ] RIN 2120–AD29 | Sistema de advertencia de proximidad al suelo" (PDF) . Registro Federal . 57 (55): 9944–51 . 20 de marzo de 1992.
  11. ↑ 63 FR 45628 , 26 de agosto de 1998
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  21. 1 2 3 "Orden de Norma Técnica Vigente" . RGL.FAA.gov . Consultado el 18 de octubre de 2011 .
  22. ↑ Definiciones copiadas de la Circular AC23-18 de la FAA de EE. UU. Al ser una obra del gobierno de los Estados Unidos, no está sujeta a derechos de autor y puede copiarse libremente; por lo tanto, se incluye aquí. Se ha añadido texto, formato y negrita adicionales que no figuran en el original para mayor claridad y énfasis.
  23. ↑ El texto se copió originalmente de TSO-C151a. Estas especificaciones pueden haber cambiado en TSO-C151b y deben verificarse para comprobar su exactitud.
  24. ↑ William Reynish (1 de abril de 2006). "Avionics Magazine :: Tecnología para evitar el terreno: ¿Qué nos depara el futuro?" . AviationToday.com . Archivado del original el 17 de marzo de 2007. Consultado el 18 de octubre de 2011 . 
  25. ↑ Sabatini, Nicholas. "Presión a la baja sobre la tasa de accidentes" . Administración Federal de Aviación . Consultado el 19 de marzo de 2009 .
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  • FAR Sec. 121.354 – Sistema de alerta y conocimiento del terreno. Archivado el 8 de diciembre de 2016 en Wayback Machine .
  • Sistema de alerta y conocimiento del terreno; Reglamento final
  • Sistema de advertencia y evitación de terreno TSO-C151b (PDF) archivado el 22 de julio de 2011 en Wayback Machine , página web TSO-C151b archivada el 20 de marzo de 2017 en Wayback Machine .
  • TAWS - La FAA exige una nueva proximidad para garantizar la seguridad, por Gary Picou