Consapevolezza del terreno e sistema di allerta -Terrain awareness and warning system

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In aviazione, un sistema di allerta e consapevolezza del terreno ( TAWS ) è generalmente un sistema di bordo volto a prevenire impatti non intenzionali con il suolo, definito incidenti di " volo controllato nel terreno ", o CFIT. I sistemi specifici attualmente in uso sono il sistema di allarme di prossimità al suolo (GPWS) e il sistema di allarme di prossimità al suolo avanzato (EGPWS). La Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti ha introdotto il termine generico TAWS per comprendere tutti i sistemi di prevenzione del terreno che soddisfano gli standard FAA pertinenti, che includono GPWS, EGPWS e qualsiasi sistema futuro che potrebbe sostituirli.

Nel 2007, il 5% delle compagnie aeree commerciali mondiali non aveva ancora un TAWS. Uno studio dell'International Air Transport Association ha esaminato 51 incidenti e inconvenienti e ha rilevato che i piloti non hanno risposto adeguatamente a un avviso TAWS nel 47% dei casi.

Diversi fattori possono ancora mettere gli aeromobili a rischio di incidenti CFIT: vecchi sistemi TAWS, disattivazione del sistema EGPWS o ignorare gli avvisi TAWS quando un aeroporto non è nel database TAWS.

Storia

Un pezzo dei resti del volo Air New Zealand 901 , precipitato nel 1979, nonostante fosse dotato di un GPWS. Tutte le 257 persone sull'aereo sono morte.

A partire dai primi anni '70, una serie di studi ha esaminato il verificarsi di incidenti CFIT, in cui un aeroplano correttamente funzionante sotto il controllo di un equipaggio pienamente qualificato e certificato viene fatto volare in un terreno (o acqua o ostacoli) senza apparente consapevolezza da parte dell'equipaggio. Negli anni '60 e '70, c'era una media di un incidente CFIT al mese e CFIT era la principale causa di decessi per viaggi aerei durante quel periodo.

C. Donald Bateman , ingegnere presso Honeywell , è accreditato di aver sviluppato il primo sistema di allarme di prossimità al suolo ( GPWS ); in un primo test, condotto dopo l'incidente del volo 1866 dell'Alaska Airlines nel 1971 , il dispositivo ha fornito un avviso sufficiente per un piccolo aereo per evitare il terreno, ma non abbastanza per il più grande aereo di linea Boeing 727 coinvolto. I primi dispositivi di Bateman, sviluppati negli anni '60, utilizzavano le onde radio per misurare l'altitudine e attivavano un allarme quando l'aereo era troppo basso, ma non era puntato in avanti e non poteva fornire un avviso sufficiente di terreno in forte aumento davanti.

I primi mandati GPWS

I risultati di questi primi studi indicavano che molti di questi incidenti avrebbero potuto essere evitati se fosse stata utilizzata una GPWS. Come risultato di questi studi e delle raccomandazioni del National Transportation Safety Board ( NTSB ) degli Stati Uniti, nel 1974 la FAA richiese tutti i 14 titolari di certificati CFR 121 (Parte 121) (cioè quelli che operavano su grandi aeroplani a turbina) e circa 14 CFR 135 (Parte 135) titolari di certificati (vale a dire quelli che operano su grandi aeroplani turbojet) per installare apparecchiature GPWS approvate dal TSO .

Nel 1978, la FAA ha esteso il requisito GPWS ai titolari di certificati Part 135 che operano su aeroplani più piccoli: aeroplani a turbogetto con dieci o più posti passeggeri. A questi operatori è stato richiesto di installare apparecchiature GPWS approvate dal TSO o sistemi di avviso di prossimità al suolo alternativi che forniscano richiami di altitudine di routine indipendentemente dal fatto che vi sia o meno un pericolo imminente. Questo requisito è stato ritenuto necessario a causa della complessità, delle dimensioni, della velocità e delle caratteristiche delle prestazioni di volo di questi velivoli. L'attrezzatura GPWS è stata considerata essenziale per aiutare i piloti di questi aeroplani a riguadagnare quota rapidamente ed evitare quello che avrebbe potuto essere un incidente CFIT.

L'installazione di GPWS o di sistemi di consulenza alternativi approvati dalla FAA non era richiesta sui velivoli a turboelica (turboelica) operati ai sensi della parte 135 perché, a quel tempo, il consenso generale era che le caratteristiche prestazionali dei velivoli a turboelica li rendessero meno suscettibili agli incidenti CFIT . Ad esempio, si pensava che gli aeroplani a turboelica avessero una maggiore capacità di rispondere rapidamente in situazioni in cui il controllo dell'altitudine veniva inavvertitamente trascurato, rispetto agli aeroplani a turbogetto. Tuttavia, studi successivi, comprese le indagini dell'NTSB, hanno analizzato gli incidenti CFIT che hanno coinvolto aeroplani turboelica e hanno scoperto che molti di questi incidenti avrebbero potuto essere evitati se fossero state utilizzate apparecchiature GPWS.

Alcuni di questi studi hanno anche confrontato l'efficacia del sistema di consulenza di prossimità del suolo alternativo al GPWS. GPWS è risultato superiore in quanto avverte solo quando necessario, fornisce il massimo tempo di avviso con il minimo di allarmi indesiderati e utilizza avvisi di tipo comando.

Sulla base di questi rapporti e delle raccomandazioni dell'NTSB, nel 1992 la FAA ha modificato il §135.153 per richiedere l'equipaggiamento GPWS su tutti gli aeroplani a turbina con dieci o più posti passeggeri.

Un avviso di modalità 5 in EGPWS avverte i piloti se scendono al di sotto della pendenza di planata durante un avvicinamento all'atterraggio.

Evoluzione a EGPWS e TAWS

Dopo che queste regole sono state emanate, i progressi nella tecnologia di mappatura del terreno hanno consentito lo sviluppo di un nuovo tipo di sistema di allarme di prossimità al suolo che fornisce una maggiore consapevolezza della situazione per gli equipaggi di volo. La FAA ha approvato alcune installazioni di questo tipo di apparecchiature, note come EGPWS (Enhanced Ground Prossimity Warning System). Tuttavia, nella norma finale proposta, la FAA utilizza il termine più ampio "sistema di sensibilizzazione e allerta del terreno" (TAWS) perché la FAA prevede che nel prossimo futuro possa essere sviluppata una varietà di sistemi che soddisfino gli standard migliorati contenuti nel norma finale proposta. La svolta che ha consentito il successo dell'EGPWS è arrivata dopo lo scioglimento dell'Unione Sovietica nel 1991; l'URSS aveva creato mappe dettagliate del terreno del mondo e Bateman convinse il suo direttore dell'ingegneria ad acquistarle dopo che il caos politico le aveva rese disponibili, consentendo avvisi del terreno precedenti.

Il TAWS migliora i sistemi GPWS esistenti fornendo all'equipaggio di condotta un avviso acustico e visivo molto più precoce del terreno imminente, capacità di guardare al futuro e funzionamento continuato nella configurazione di atterraggio. Questi miglioramenti forniscono più tempo all'equipaggio di condotta per eseguire azioni correttive più fluide e graduali. United Airlines è stata una delle prime ad adottare la tecnologia EGPWS. Il CFIT del volo American Airlines 965 nel 1995 convinse quel vettore ad aggiungere EGPWS a tutti i suoi aerei; sebbene il Boeing 757 fosse equipaggiato con il precedente GPWS, l'avviso di terreno è stato emesso solo 13 secondi prima dell'incidente.

Nel 1998, la FAA ha emesso la Notifica n. 98-11, Terrain Awareness and Warning System, proponendo che tutti i tipi di aeroplani a turbina registrati negli Stati Uniti certificati per avere sei o più posti passeggeri (esclusi i posti pilota e copilota), siano dotati di un sistema di allerta e consapevolezza del terreno approvato dalla FAA.

Il 23 marzo 2000, la FAA ha emesso gli emendamenti 91–263, 121–273 e 135-75 (correzione 135.154). Questi emendamenti hanno modificato le regole operative per richiedere che tutti gli aeroplani a turbina registrati negli Stati Uniti con sei o più posti passeggeri (esclusi i posti pilota e copilota) siano dotati di un TAWS approvato dalla FAA. Il mandato riguarda solo gli aeromobili prodotti dopo il 29 marzo 2002.

Nel 2006, gli incidenti causati da incidenti aerei avevano superato CFIT come la principale causa di incidenti mortali, attribuiti al dispiegamento diffuso di TAWS. Il 7 marzo 2006, l'NTSB ha chiesto alla FAA di richiedere che tutti gli elicotteri a turbina registrati negli Stati Uniti e certificati per trasportare almeno 6 passeggeri siano dotati di un sistema di allerta e consapevolezza del terreno. La tecnologia non era ancora stata sviluppata per le caratteristiche di volo uniche degli elicotteri nel 2000. Un incidente mortale in elicottero nel Golfo del Messico, che ha coinvolto un elicottero Era Aviation Sikorsky S-76A++ con due piloti che trasportavano otto personale del servizio petrolifero, è stato uno dei tanti incidenti che ha portato alla decisione.

Il presidente Barack Obama ha assegnato la National Medal of Technology and Innovation a Bateman nel 2010 per la sua invenzione della GPWS e la sua successiva evoluzione in EGPWS/TAWS.

Lavorazioni

Un moderno TAWS funziona utilizzando i dati di elevazione digitale e i valori strumentali dell'aeroplano per prevedere se una probabile posizione futura dell'aeromobile si interseca con il suolo. All'equipaggio di condotta viene quindi fornito un "avviso acustico e visivo anticipato di terreno imminente, capacità di guardare in avanti e funzionamento continuato nella configurazione di atterraggio".

Tipi di TAWS

Le specifiche FAA hanno requisiti dettagliati per quando determinati avvisi dovrebbero suonare nella cabina di pilotaggio.

Classe A TAWS include tutti i requisiti di Classe B TAWS, di seguito, e aggiunge i seguenti tre avvisi aggiuntivi e requisiti di visualizzazione di:

  • Tasso di chiusura eccessivo all'allerta del terreno
  • Volo nel terreno quando non si è in avviso di configurazione di atterraggio
  • Deviazione eccessiva verso il basso da un avviso di pendenza di planata ILS
  • Richiesto: le installazioni TAWS di classe A devono fornire un display di consapevolezza del terreno che mostri il terreno circostante o gli ostacoli relativi all'aeroplano, o entrambi.

La classe B TAWS è definita dalla FAA statunitense come: Una classe di apparecchiature definita in TSO -C151b e RTCA DO-161A. Come minimo, fornirà avvisi per le seguenti circostanze:

  • Distanza dal terreno richiesta ridotta
  • Imminente impatto con il terreno
  • Discesa prematura
  • Tassi di discesa eccessivi
  • Tasso di salita negativo o perdita di quota dopo il decollo
  • Discesa dell'aereo a 500 piedi sopra il terreno o la quota più vicina della pista (richiamo vocale "Cinquecento") durante un avvicinamento non di precisione.
  • Opzionale: l'installazione di TAWS di Classe B può fornire un display di consapevolezza del terreno che mostra il terreno circostante o gli ostacoli relativi all'aeroplano, o entrambi.

La classe C definisce le apparecchiature volontarie destinate ai piccoli velivoli dell'aviazione generale che non devono installare apparecchiature di classe B. Ciò include gli standard minimi di prestazione operativa destinati agli aeroplani a pistoni ea turbina, se configurati con meno di sei posti passeggeri, esclusi i posti pilota. L'equipaggiamento di Classe C TAWS deve soddisfare tutti i requisiti di un TAWS di Classe B con le modifiche ai piccoli aeromobili descritte dalla FAA. La FAA ha sviluppato la Classe C per rendere più facile l'uso volontario di TAWS per i piccoli aerei.

Effetti e statistica

Prima dello sviluppo della GPWS, i grandi aerei passeggeri erano coinvolti in 3,5 incidenti mortali CFIT all'anno, scendendo a 2 all'anno a metà degli anni '70. Un rapporto del 2006 affermava che dal 1974, quando la FAA degli Stati Uniti ha imposto l'obbligo per gli aerei di grandi dimensioni di trasportare tali apparecchiature, fino al momento del rapporto, non c'era stato un solo passeggero mortale in un incidente CFIT da parte di un grande jet nello spazio aereo statunitense .

Dopo il 1974, c'erano ancora alcuni incidenti CFIT che GPWS non era in grado di aiutare a prevenire, a causa del "punto cieco" di quei primi sistemi GPWS. Sono stati sviluppati sistemi più avanzati.

TAWS precedenti, o la disattivazione dell'EGPWS, o l'ignoranza dei suoi avvisi quando l'aeroporto non è nel suo database, o anche l'intero EGPWS nel suo insieme, lasciano ancora l'aeromobile vulnerabile a possibili incidenti CFIT. Nell'aprile 2010, un aereo Tupolev Tu-154M dell'aeronautica polacca si è schiantato vicino a Smolensk, in Russia, in un possibile incidente CFIT uccidendo tutti i passeggeri e l'equipaggio, incluso il presidente polacco. L'aereo era equipaggiato con TAWS della Universal Avionics Systems di Tucson. Secondo il Comitato per l'aviazione interstatale russo, il TAWS è stato attivato. Tuttavia, l'aeroporto in cui l'aeromobile stava per atterrare (Smolensk (XUBS)) non è nel database TAWS. Nel gennaio 2008 un Casa C-295M dell'aeronautica polacca si è schiantato in un incidente CFIT vicino a Mirosławiec, in Polonia, nonostante fosse equipaggiato con EGPWS; i suoni di avviso EGPWS erano stati disabilitati e il pilota in comando non era stato adeguatamente addestrato con EGPWS.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno