Un sistema de advertencia de proximidad al terreno ( GPWS , por sus siglas en inglés) es un sistema diseñado para alertar a los pilotos si su aeronave está en peligro inmediato de estrellarse contra el suelo o un obstáculo. La Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA, por sus siglas en inglés) define al GPWS como un tipo de sistema de alerta y conocimiento del terreno (TAWS, por sus siglas en inglés). [1] Los sistemas más avanzados, introducidos en 1996, [2] se conocen como sistemas mejorados de advertencia de proximidad al terreno ( EGPWS , por sus siglas en inglés), un tipo moderno de TAWS.
A finales de los años 60, una serie de accidentes de vuelo controlado contra el suelo (CFIT) se cobraron la vida de cientos de personas. Un accidente CFIT es aquel en el que un avión en perfecto funcionamiento, bajo el control de una tripulación totalmente cualificada y certificada, se estrella contra el terreno, el agua o contra obstáculos sin que la tripulación parezca darse cuenta. [3]
A principios de los años 70, se realizaron varios estudios para examinar la ocurrencia de accidentes con 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 de las recomendaciones de la Junta Nacional de Seguridad del Transporte (NTSB) de los EE. UU., en 1974 la FAA exigió que todos los aviones de turbina y turborreactores de gran tamaño instalaran equipos GPWS aprobados por la TSO . [3] [4]
La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) de las Naciones Unidas recomendó la instalación del GPWS en 1979. [5]
C. Donald Bateman , un ingeniero nacido en Canadá, desarrolló y se le atribuye la invención del GPWS. [6]
En marzo de 2000, la FAA estadounidense modificó las normas de operación para exigir que todos los aviones con motor de turbina registrados en Estados Unidos con seis o más asientos para pasajeros (excluidos los asientos del piloto y el 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]
Antes del desarrollo del GPWS, los aviones de pasajeros de gran tamaño se veían involucrados en 3,5 accidentes fatales de CFIT por año, cifra que se redujo a 2 por año a mediados de la década de 1970. Un informe de 2006 afirmó que desde 1974, cuando la FAA de los EE. UU. impuso como requisito que los aviones de gran tamaño llevaran dicho equipo, hasta el momento del informe, no se había producido ni una sola muerte de un pasajero en un accidente de CFIT de un avión de gran tamaño en el espacio aéreo estadounidense. [8]
Después de 1974, todavía se produjeron algunos accidentes de 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 un aeropuerto no está en su base de datos, [9] aún 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] matando a todos los pasajeros y la tripulación, incluido el presidente de Polonia Lech Kaczyński . [11] [12] [13] [14] El avión estaba equipado con TAWS fabricado por Universal Avionics Systems de Tucson. [11] Según el Comité de Aviación Interestatal Ruso, el TAWS estaba activado. [15] Sin embargo, el aeropuerto donde el avión iba a aterrizar (Smolensk (XUBS)) no está en la base de datos del TAWS. [16] [17] 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; los sonidos de advertencia de EGPWS habían sido desactivados y el piloto al mando no estaba debidamente entrenado con EGPWS. [18]
El sistema controla la altura de la aeronave sobre el suelo, determinada por un altímetro de radar . Una computadora registra estas lecturas, calcula tendencias y advierte 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:
El GPWS tradicional tiene un punto ciego. Dado que solo puede recopilar datos directamente desde debajo de la aeronave, debe predecir las características futuras del terreno. Si hay un cambio drástico en el terreno, como una pendiente pronunciada, el GPWS no detectará la velocidad de aproximación de la aeronave hasta que sea demasiado tarde para realizar una acción evasiva.
A finales de los años 90, se desarrollaron mejoras y el sistema ahora se llama "Sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo" (EGPWS/ TAWS ). El sistema se combina con una base de datos digital mundial del terreno y se basa en la tecnología del Sistema de posicionamiento global (GPS). Las computadoras de a bordo comparan la ubicación actual con una base de datos del terreno de la Tierra. La pantalla de terreno proporciona a los pilotos una orientación visual de los puntos altos y bajos cerca de la aeronave.
Las mejoras del software EGPWS se centran en resolver dos problemas comunes: ninguna advertencia y una respuesta tardía o incorrecta.
La causa principal de los incidentes de CFIT sin aviso del GPWS es el aterrizaje corto. Cuando el tren de aterrizaje está abajo y los flaps de aterrizaje están desplegados, el GPWS espera que el avión aterrice y, por lo tanto, no emite ningún aviso. 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 estaba acercando al terreno, el GPWS no se activó, aunque el tren de aterrizaje y los flaps de aterrizaje no estaban desplegados. El EGPWS introduce la función Terrain Clearance Floor (TCF), que proporciona protección GPWS incluso en la configuración de aterrizaje.
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 se encuentra donde el piloto cree que debería estar, y la respuesta a una alerta GPWS puede llegar tarde en estas circunstancias. El tiempo de alerta también puede ser breve si la aeronave está volando en un terreno escarpado, ya que el radioaltímetro orientado hacia abajo es el sensor principal utilizado para el cálculo de la alerta. El EGPWS mejora el conocimiento del terreno y los tiempos de alerta al introducir la pantalla de terreno y la protección de anticipación de la base de datos de terreno. [ cita requerida ]
En las operaciones comerciales y de aerolíneas, existen procedimientos obligatorios por ley que deben seguirse en caso de que se produzca una advertencia o aviso del EGPWS. Ambos pilotos deben responder y actuar en consecuencia una vez que se haya emitido la alerta. En Indonesia, el capitán del vuelo 200 de Garuda Indonesia fue acusado de homicidio por no cumplir con estos procedimientos. [20]
En 2015, el vuelo 953 de Air France (un Boeing 777-200ER) evitó un impacto contra el suelo después de que el EGPWS detectara el monte Camerún en la trayectoria de vuelo del avión. El piloto que volaba respondió inmediatamente a la advertencia inicial del EGPWS. [21]
La FAA de los EE. UU. no exige la instalación de equipos TAWS en aeronaves con motor de pistón, pero se puede instalar un equipo opcional clasificado como TAWS Tipo C. Según el tipo de operación, solo se requiere la instalación de TAWS en aeronaves con motor de turbina con seis o más asientos para pasajeros.
AlliedSignal (ahora fusionada con Honeywell ) desarrolló una versión más pequeña y menos costosa de EGPWS para la aviación general y los aviones privados. [22]
Para los aviones militares rápidos, la alta velocidad y baja altitud que 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 de 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 trayectoria de vuelo del avión 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 que se produzca una colisión si el avión no se detiene en un nivel g predeterminado . Si se predice una colisión, se puede proporcionar una advertencia en la cabina. Este es el tipo de sistema implementado en aviones como el Eurofighter Typhoon . [23] La FAA de EE. UU. también ha realizado un estudio sobre la adaptación de la vectorización de empuje militar 3-D para recuperar aviones civiles de catástrofes. [24]
El 5 de mayo de 2016, un sistema de alerta temprana militar (GPWS) llamado Sistema automático de prevención de colisiones en tierra (Auto-GCAS) equipado a bordo de un F-16 logró salvar la vida de un piloto en prácticas que perdió el conocimiento debido a fuerzas G excesivas durante un entrenamiento básico de maniobras de combate. En una actitud de aproximadamente 55 grados con el morro hacia abajo a 8760 pies (2670 m) y 652 KIAS (750 mph o 1210 km/h), el Auto-GCAS detectó que el avión iba a chocar contra el terreno y ejecutó una recuperación automática, salvando la vida del piloto. [25]
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