Air data inertial reference unit - Enciclopedia

Una unidad de referencia inercial de datos de aire (ADIRU) es un componente clave del sistema integrado de referencia inercial de datos de aire (ADIRS), que suministra datos de aire (velocidad del viento, ángulo de ataque y altitud) y referencias inerciales (posición y actitud) a las pantallas del sistema de instrumentos de vuelo electrónico de los pilotos, así como a otros sistemas del avión como los motores, el piloto automático, el sistema de control de vuelo del avión y los sistemas de frenos de aterrizaje. Un ADIRU actúa como una única fuente tolerante a fallos de datos de navegación para ambos pilotos del avión. Puede ser complementado por una unidad de referencia de datos de ángulo de ataque secundaria (SAARU), como en el diseño del Boeing 777.

Este dispositivo se utiliza en varios aviones militares y en aviones de línea civiles, comenzando con el Airbus A320 y el Boeing 777.

Descripción
Un ADIRS consta de hasta tres ADIRUs tolerantes a fallos ubicados en el armario electrónico del avión, una unidad de control y visualización asociada (CDU) en la cabina y módulos de datos de aire montados de forma remota (ADMs). El ADIRU número 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 completo del ADIRU número 1 o número 2. No hay redundancia entre canales cruzados entre los ADIRU número 1 y número 2, ya que el ADIRU número 3 es la única fuente alternativa de datos de referencia de aire e inercia. Un fallo de referencia inercial (IR) en el ADIRU número 1 o 2 causará la pérdida de información de actitud y navegación en las pantallas de visualización primaria de vuelo (PFD) y de navegación (ND) asociadas. Un fallo de referencia de datos de aire (ADR) causará la pérdida de información de velocidad del viento y altitud en la pantalla afectada. En cualquier caso, la información solo se puede restaurar seleccionando el ADIRU número 3.

Cada ADIRU comprende una unidad de referencia de datos de aire (ADR) y una unidad de referencia inercial (IR).

= Referencia de datos de aire =

La unidad de referencia de datos de aire (ADR) del ADIRU proporciona datos de velocidad del viento, número de Mach, ángulo de ataque, temperatura y altitud barométrica. La presión de aire de chorro y las presiones estáticas utilizadas en el cálculo de la velocidad se miden por pequeños ADMs ubicados tan cerca como sea posible de los sensores de presión estática y pitot respectivos. Los ADMs transmiten sus presiones a los ADIRUs a través de buses de datos ARINC 429.

= Referencia inercial =

La unidad de referencia inercial (IR) del ADIRU proporciona actitud, vector de trayectoria de vuelo, velocidad en tierra y datos de posición. El giróscopo láser de anillo es una tecnología fundamental en el sistema y se utiliza junto con acelerómetros, GPS y otros sensores para proporcionar datos en bruto. Las principales ventajas del giróscopo láser sobre los giróscopos mecánicos más antiguos son que no hay partes móviles, es resistente y ligero, fricción libre y no resiste un cambio en la precesión.

Complejidad en redundancia
El análisis de sistemas complejos es tan difícil que está sujeto a errores en el proceso de certificación. Las interacciones complejas entre los computadores de vuelo y los ADIRUs pueden llevar a un comportamiento inintuitivo para la tripulación en caso de fallo. En el caso del vuelo 72 de Qantas, el comandante cambió la fuente de datos IR de ADIRU1 a ADIRU3 después de un fallo en el ADIRU1; sin embargo, el ADIRU1 continuó suministrando datos de ADR a la pantalla de visualización primaria del comandante. Además, el computador de control de vuelo principal (PRIM1) se cambió de PRIM1 a PRIM2, y luego de PRIM2 a PRIM1, creando una situación de incertidumbre para la tripulación que no sabía en qué sistemas redundantes confiaban. La dependencia de la redundancia de los sistemas del avión también puede llevar a retrasos en la ejecución de las reparaciones necesarias, ya que los operadores de aerolíneas confían en la redundancia para mantener el sistema del avión funcionando sin tener que reparar errores inmediatamente.

Fallos y directivas


= Directiva de aeronavegabilidad FAA 2000-07-27 =
El 3 de mayo de 2000, la FAA emitió la directiva de aeronavegabilidad 2000-07-27, que abordaba fallos críticos durante el vuelo, atribuidos a problemas de suministro de energía que afectaban a los giróscopos láser de anillo de los ADIRU HG2030 y HG2050 de Honeywell utilizados en varios modelos Boeing 737, 757, Airbus A319, A320, A321, A330 y A340.


= Directiva de aeronavegabilidad 2003-26-03 =
El 27 de enero de 2004, la FAA emitió la directiva de aeronavegabilidad 2003-26-03 (más tarde sustituida por la AD 2008-17-12), que exigía la modificación de la montura del ADIRU3 en los aviones de la familia Airbus A320 para evitar fallos y la pérdida de datos críticos de actitud y velocidad del viento.


= Alitalia A320 =

El 25 de junio de 2005, un Airbus A320-200 registrado como I-BIKE salió de Milán con un ADIRU defectuoso, como permitía la Lista Mínima de Equipamiento. Mientras se acercaba al aeropuerto de Heathrow de Londres durante un deterioro meteorológico, otro ADIRU falló, dejando solo uno operativo. En la posterior confusión, el tercero fue reseteado accidentalmente, perdiendo su rumbo de referencia y desactivando varias funciones automáticas. La tripulación logró un aterrizaje seguro después de declarar una emergencia de comunicación de emergencia (Pan-pan).


= Vuelo 124 de Malaysia Airlines =

El 1 de agosto de 2005, un incidente grave involucró al vuelo 124 de Malaysia Airlines cuando un fallo en el ADIRU de un Boeing 777-2H6ER (9M-MRG) volando desde Perth a Kuala Lumpur International causó que el avión actuara sobre indicaciones falsas, resultando en maniobras no ordenadas. En ese incidente, los datos incorrectos afectaron a todos los aviones de movimiento mientras el avión ascendía a través de 38,000 pies (11,600 m). El avión se inclinó hacia arriba y ascendió a unos 41,000 pies (12,500 m), con la activación de la alarma de estallido. Los pilotos recuperaron el avión con el piloto automático desactivado y pidieron regresar a Perth. Durante el regreso a Perth, tanto el piloto automático izquierdo como el derecho fueron activados brevemente por la tripulación, pero en ambas ocasiones el avión se inclinó hacia abajo y se balanceó a la derecha. El avión se voló manualmente por el resto del vuelo y aterrizó con seguridad en Perth. No hubo lesiones y no se causó daño al avión. El ATSB encontró que la principal causa probable del incidente fue un error latente en el software que permitió que el ADIRU usara datos de un acelerómetro defectuoso.

La Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos emitió una Directiva de Aeronavegabilidad de Urgencia (AD) 2005-18-51 que requería que todos los operadores de 777 instalaran software actualizado para resolver el error.


= Vuelo 68 de Qantas =

El 12 de septiembre de 2006, el vuelo 68 de Qantas, un Airbus A330 con matrícula VH-QPA, desde Singapur a Perth mostró problemas con el ADIRU 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, se recibieron las notificaciones de NAV IR1 FAULT y, 30 minutos más tarde, NAV ADR 1 FAULT en el ECAM, identificando fallos en el sistema de navegación de la Unidad de Referencia Inercial 1, respectivamente. La tripulación informó a la investigación del vuelo 72 de Qantas involving the same airframe and ADIRU que habían recibido numerosos mensajes de advertencia y precaución que cambiaban demasiado rápido para ser tratados. Mientras investigaban el problema, la tripulación notó una luz de fallo de ADR 1 débil e intermitente y optaron por apagar ADR 1, después de lo cual no experimentaron más problemas. No hubo impacto en los controles de vuelo durante el evento. Se llevaron a cabo los procedimientos de mantenimiento recomendados por el fabricante del ADIRU después del vuelo y las pruebas del sistema no encontraron más fallos.


= Vuelo 7 de Jetstar =

El 7 de febrero de 2008, un avión similar (VH-EBC) operado por la subsidiaria de Qantas Jetstar Airways fue involucrado en un evento similar mientras realizaba el servicio JQ7 desde Sydney a Ho Chi Minh City, Vietnam. En este evento, que ocurrió a 1,760 millas náuticas (3,260 km) al este de Learmonth, muchos de los mismos errores ocurrieron en el ADIRU. La tripulación siguió el procedimiento aplicable en ese momento y el vuelo continuó sin problemas.
El ATSB aún no ha confirmado si este evento está relacionado con otros eventos de ADIRU en el Airbus A330.


= Directiva de aeronavegabilidad 2008-17-12 =
El 6 de agosto de 2008, la FAA emitió la directiva de aeronavegabilidad 2008-17-12, que amplió los requisitos de la anterior AD 2003-26-03, que se determinó que era una solución insuficiente. En algunos casos, se exigía la sustitución de los ADIRU por modelos más nuevos, pero se permitía un plazo de 46 meses desde octubre de 2008 para implementar la directiva.


= Vuelo 72 de Qantas =
El 7 de octubre de 2008, el vuelo 72 de Qantas, utilizando el mismo avión involucrado en el incidente del vuelo 68, partió de Singapur a Perth. Alguno tiempo durante el vuelo, mientras se mantenía en crucero a 37,000 pies, un fallo en el ADIRU número 1 llevó a la desconexión automática del piloto automático seguido de dos maniobras de inclinación hacia abajo repentinas, según el Buró de Seguridad de Transporte de Australia (ATSB). El accidente dejó heridos a hasta 74 pasajeros y tripulación, desde lesiones leves hasta graves. El avión logró un aterrizaje de emergencia sin más lesiones. El avión estaba equipado con un ADIRS fabricado por Northrop Grumman, que los investigadores enviaron al fabricante para pruebas adicionales.


= Vuelo 71 de Qantas =

El 27 de diciembre de 2008, el vuelo 71 de Qantas desde Perth a Singapur, un Qantas A330-300 con matrícula VH-QPG, se vio involucrado en un incidente a unos 36,000 pies aproximadamente 260 millas náuticas (480 km) al noroeste de Perth y 350 millas náuticas (650 km) al sur del aeropuerto Learmonth a las 1729 WST. El piloto automático se desconectó y la tripulación recibió una alerta indicando un problema con el ADIRU número 1.


= Directiva de aeronavegabilidad de emergencia No 2009-0012-E =
El 15 de enero de 2009, la Agencia Europea de Seguridad Aérea emitió la directiva de aeronavegabilidad de emergencia No 2009-0012-E para abordar el problema de ADIRU de Qantas A330 y A340 de Northrop-Grumman que respondía incorrectamente a una referencia inercial defectuosa. En el caso de un fallo de NAV IR, la respuesta de la tripulación dirigida ahora es "seleccionar APAGAR el IR relevante, seleccionar APAGAR el ADR relevante y luego girar el selector de modo giratorio IR a la posición APAGAR". El efecto es asegurar que el IR defectuoso esté apagado para que ya no pueda enviar datos erróneos a otros sistemas.


= Vuelo 447 de Air France =
El 1 de junio de 2009, el vuelo 447 de Air France, un Airbus A330 en ruta desde Río de Janeiro a París, se estrelló en el océano Atlántico después de transmitir mensajes automatizados indicando fallos en varios equipos, incluyendo el ADIRU. Mientras se examinaban posibles eventos relacionados con la pérdida de ADIRS debido a condiciones meteorológicas, la NTSB decidió investigar dos casos similares en aviones A330 en crucero. En un vuelo TAM 8091 de Miami-São Paulo registrado como PT-MVB el 21 de mayo de 2009 y en un vuelo Northwest Airlines 8 de Hong Kong-Tokyo registrado como N805NW el 23 de junio de 2009, se produjo una pérdida repentina de datos de velocidad del viento a nivel de crucero y una consecuente pérdida de control del ADIRS.


= Vuelo 6606 de Ryanair =

El 9 de octubre de 2018, el Boeing 737-800 con matrícula EI-GJT, operando el vuelo desde el aeropuerto de Porto a Edimburgo, sufrió un fallo en el ADIRU izquierdo que resultó en que el avión se inclinara hacia arriba y ascendiera 600 pies. El ADIRU izquierdo se puso en modo ATT (solo actitud) según el Manual de Referencia Rápida, pero continuó mostrando información de actitud errónea al comandante. El resto del vuelo se voló manualmente con un aterrizaje sin incidentes. La AAIB del Reino Unido publicó el informe final el 31 de octubre de 2019, 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 no normal para situaciones cuando aparecen anuncios de comparación de inclinación y balanceo en la pantalla de actitud.


Ver también
Acronyms and abbreviations in avionics


Referencias


Leer más
Dave Carbaugh; Doug Forsythe; Melville McIntyre. "Erroneous flight instrumenent information". Aero Magazine. Boeing. Archived from the original on 6 September 2008. Retrieved 2008-10-16.
Melville Duncan W. McIntyre, Boeing (2003-11-25). "US Patent 6654685 - Apparatus and method for navigation of an aircraft". United States Patent Office. Retrieved 2008-10-16.