En aviación, un sistema de alerta y conocimiento del terreno ( TAWS ) es generalmente un sistema de a bordo destinado a prevenir impactos involuntarios con el suelo, denominados accidentes de " vuelo controlado contra el terreno " o CFIT. [1] Los sistemas específicos que se utilizan actualmente son el sistema de advertencia de proximidad al suelo (GPWS) y el sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo (EGPWS). [1] La Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) introdujo el término genérico TAWS para abarcar todos los sistemas de evitación del terreno que cumplen con las normas pertinentes de la FAA, que incluyen GPWS, EGPWS y cualquier sistema futuro que pueda reemplazarlos. [1]
En 2007, el 5% de las aerolíneas comerciales del mundo aún carecían de TAWS. [2] Un estudio de la Asociación Internacional de Transporte Aéreo examinó 51 accidentes e incidentes y descubrió que los pilotos no respondieron adecuadamente a una advertencia de TAWS en el 47% de los casos. [3]
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 del TAWS cuando un aeropuerto no está en la base de datos del TAWS. [4]
A principios de los años 1970, una serie de estudios analizaron la ocurrencia de accidentes CFIT, donde un avión que funcionaba correctamente bajo el control de una tripulación totalmente calificada y certificada se estrellaba contra el terreno (o el agua u obstáculos) sin que la tripulación aparentemente se diera cuenta. [5] En los años 1960 y 1970, hubo un promedio de un accidente CFIT por mes, y el CFIT fue la principal causa de muertes en viajes aéreos durante ese tiempo. [6]
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 temprana, realizada después del accidente de 1971 del vuelo 1866 de Alaska Airlines , el dispositivo proporcionó suficiente advertencia para que un avión pequeño evitara el terreno, pero no lo suficiente para el avión de pasajeros Boeing 727 más grande involucrado. [6] Los primeros dispositivos de Bateman, desarrollados en la década de 1960, usaban ondas de radio para medir la altitud y activaban una alarma cuando el avión estaba demasiado bajo, pero no estaba apuntando hacia adelante y no podía proporcionar una advertencia suficiente de un terreno con una pendiente pronunciada por delante. [6]
Los resultados de estos primeros estudios indicaron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado un sistema de alerta temprana de accidentes (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 a todos los titulares de certificados 14 CFR 121 (Parte 121) (es decir, aquellos que operan grandes aviones propulsados por turbinas) y algunos titulares de certificados 14 CFR 135 (Parte 135) (es decir, aquellos que operan grandes aviones turborreactores) que instalaran equipos GPWS aprobados por la TSO . [5] [7]
En 1978, la FAA extendió el requisito del GPWS a los titulares de certificados de la Parte 135 que operaban aviones más pequeños: aviones con turborreactores con diez o más asientos para pasajeros. Estos operadores debían instalar equipos GPWS aprobados por la TSO o sistemas alternativos de aviso de proximidad al terreno que proporcionen avisos de altitud de rutina independientemente de si existe o no un peligro inminente. [8] Este requisito se consideró necesario debido a la complejidad, el tamaño, la velocidad y las características de rendimiento de vuelo de estos aviones. El equipo GPWS se consideró esencial para ayudar a los pilotos de estos aviones a recuperar la altitud rápidamente y evitar lo que podría haber sido un accidente CFIT. [5]
La instalación de GPWS o sistemas de aviso alternativos aprobados por la FAA no era obligatoria en los aviones con motor turbohélice (turbohélice) operados bajo la Parte 135 porque, en ese momento, el consenso general era que las características de rendimiento de los aviones con turbohélice los hacían menos susceptibles a accidentes CFIT. Por ejemplo, se pensaba que los aviones con turbohélice tenían una mayor capacidad para responder rápidamente en situaciones en las que se descuidaba inadvertidamente el control de altitud, en comparación con los aviones con turborreactor. Sin embargo, estudios posteriores, incluidas investigaciones de la NTSB, analizaron los accidentes CFIT que involucraban aviones con turbohélice y descubrieron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado el equipo GPWS. [5]
Algunos de estos estudios también compararon la eficacia del sistema alternativo de aviso de proximidad al terreno con el GPWS. Se determinó que el GPWS era superior en el sentido de que advertía sólo cuando era necesario, proporcionaba el máximo tiempo de advertencia con un mínimo de alarmas no deseadas y utilizaba advertencias de tipo comando. [5]
Basándose en estos informes y en las recomendaciones de la NTSB, en 1992 la FAA modificó el §135.153 para exigir equipos GPWS en todos los aviones propulsados por turbinas con diez o más asientos para pasajeros. [5] [9]
Después de que se emitieran estas reglas, los avances en la tecnología de mapeo del terreno permitieron el desarrollo de un nuevo tipo de sistema de advertencia de proximidad al suelo que proporciona un mayor conocimiento de la situación a las tripulaciones de vuelo. La FAA ha aprobado ciertas instalaciones de este tipo de equipo, conocido como el sistema mejorado de advertencia de proximidad al suelo (EGPWS). Sin embargo, en la regla final propuesta, la FAA está utilizando el término más amplio "sistema de advertencia y conocimiento del terreno" (TAWS) porque la FAA espera que se desarrollen una variedad de sistemas en el futuro cercano que cumplan con los estándares mejorados contenidos en la regla final propuesta. [5] El avance que permitió el éxito del EGPWS se produjo después de la disolución de la Unión Soviética en 1991; la URSS había creado mapas detallados del terreno del mundo, y Bateman convenció a su director de ingeniería para que los comprara después de que el caos político los hiciera disponibles, lo que permitió advertencias del terreno más tempranas. [6]
El TAWS mejora los sistemas GPWS existentes al proporcionar a la tripulación de vuelo una advertencia auditiva y visual mucho más temprana de la proximidad del terreno, capacidad de observación hacia adelante y operación continua en la configuración de aterrizaje. Estas mejoras proporcionan más tiempo para que la tripulación de vuelo tome medidas correctivas más suaves y graduales. [5] United Airlines fue una de las primeras en adoptar la tecnología EGPWS. El CFIT del vuelo 965 de American Airlines en 1995 convenció a la aerolínea de agregar EGPWS a todos sus aviones; aunque el Boeing 757 estaba equipado con el GPWS anterior, la advertencia del terreno se emitió solo 13 segundos antes del accidente. [6]
En 1998, la FAA emitió el Aviso No. 98-11, Sistema de advertencia y conocimiento del terreno, [10] proponiendo que todos los aviones con motor de turbina registrados en los EE. UU. certificados para tener seis o más asientos para pasajeros (excluidos los asientos del piloto y el copiloto), estén equipados con un sistema de advertencia y conocimiento del terreno aprobado por la FAA. [5]
El 23 de marzo de 2000, la FAA emitió las enmiendas 91-263, 121-273 y 135-75 (corrección 135.154). [11] Estas enmiendas modificaron las reglas de operación para exigir que todos los aviones con motor de turbina registrados en los EE. UU. con seis o más asientos para pasajeros (excluidos los asientos del piloto y el copiloto) estén equipados con un TAWS aprobado por la FAA. [5] El mandato solo afecta a las aeronaves fabricadas después del 29 de marzo de 2002. [12]
En 2006, los accidentes con vuelcos de aeronaves habían superado a los CFIT como la principal causa de muertes por accidentes de aviación, gracias al amplio despliegue del TAWS. [13] El 7 de marzo de 2006, la NTSB pidió a la FAA que exigiera que todos los helicópteros con motor de turbina registrados en los EE. UU. y certificados para transportar al menos 6 pasajeros estuvieran equipados con un sistema de advertencia y conocimiento del terreno. [14] 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, en el que se vio involucrado un helicóptero Sikorsky S-76A++ de Era Aviation con dos pilotos que transportaban a ocho miembros del personal de servicio petrolero, fue uno de los muchos accidentes que motivaron la decisión. [15] [16]
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 a EGPWS/TAWS. [6] [17]
Un sistema TAWS moderno funciona utilizando datos digitales de elevación y valores instrumentales del avión para predecir si una posible posición futura del avión se cruza con el suelo. [18] De este modo, la tripulación de vuelo recibe "una advertencia auditiva y visual más temprana del terreno inminente, capacidad de observación hacia adelante y operación continua en la configuración de aterrizaje". [19]
El TAWS de clase A incluye todos los requisitos del TAWS de clase B, a continuación, y agrega las siguientes tres alertas adicionales y requisitos de visualización:
La FAA de EE. UU. define el TAWS de clase B como: [2] [21] Una clase de equipo que se define en TSO -C151b y RTCA DO-161A. [22] Como mínimo, proporcionará alertas para las siguientes circunstancias:
La clase C define el equipo voluntario destinado a aviones de aviación general pequeños que no están obligados a instalar equipos de clase B. [20] Esto incluye los estándares mínimos de rendimiento operativo destinados a aviones con motor de pistón y de turbina, cuando están configurados con menos de seis asientos para pasajeros, excluidos los asientos del piloto. El equipo TAWS de clase C deberá cumplir con todos los requisitos de un TAWS de clase B con las modificaciones para aviones pequeños descritas por la FAA. [20] La FAA ha desarrollado la clase C para facilitar el uso voluntario de TAWS para aviones pequeños. [23]
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. [24]
Después de 1974, todavía se produjeron algunos accidentes de CFIT que el 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, [25] 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 [26] matando a todos los pasajeros y la tripulación, incluido el presidente polaco. [27] [28] [29] [30] El avión estaba equipado con TAWS fabricado por Universal Avionics Systems de Tucson. [27] Según el Comité Interestatal de Aviación Ruso, el TAWS estaba activado. [31] Sin embargo, el aeropuerto donde el avión iba a aterrizar (Smolensk (XUBS)) no está en la base de datos del TAWS. [32] [33] 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 había recibido la capacitación adecuada en el uso del EGPWS. [34]
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