Aterrizaje por instrumentos: ¿por qué es necesario apagar todos los dispositivos electrónicos?

Respuesta corta: ILS es bastante sensible a las interferencias y no todos los dispositivos electrónicos toman muchas precauciones para evitar la generación de interferencias. El piloto quiere estar seguro de que las lecturas que obtiene en el localizador y la senda de planeo son precisas, ya que en realidad no puede ver la pista para verificar visualmente la ruta de aproximación final.

Respuesta más larga: ILS es en realidad relativamente simple en lo que respecta a las señales de RF. Tanto el localizador como la senda de planeo consisten simplemente en un par de señales de AM que se transmiten direccionalmente. Para ambos sistemas, las frecuencias moduladas son 90 Hz y 150 Hz. Para el localizador, se transmiten 90 Hz a la izquierda de la línea central de la pista y 150 Hz a la derecha de la línea central. Cuando la aeronave esté alineada con la pista, recibirá señales de igual intensidad de ambas frecuencias. Cuando esté a la derecha, recibirá más potencia de la señal de 150 Hz y cuando esté a la izquierda, recibirá más potencia de la señal de 90 Hz. La senda de planeo funciona prácticamente de la misma manera, solo que la señal de 150 Hz se transmite por debajo de la trayectoria de planeo y la señal de 90 Hz se transmite por encima. [1] [2]

Ahora, supongamos que el dispositivo electrónico de algún pasajero está emitiendo una frecuencia que no debería ser. Esto no es exactamente desconocido entre los dispositivos electrónicos de consumo. Esto es más común entre los dispositivos fabricados en países con requisitos/aplicación de pruebas de emisiones menos estrictos, pero es posible debido a defectos leves en casi cualquier dispositivo. [Fuente: Me gano la vida con el diseño de receptores de RF.] Supongamos ahora que este ruido se encuentra en el localizador o en la frecuencia de la senda de planeo de la pista a la que se aproxima el avión. Con suerte, está comenzando a ver un problema aquí ... Cualquier cambio de amplitud que esté ocurriendo en esta emisión no deseada ahora está siendo recibido por el demodulador AM del localizador o la senda de planeo, lo que puede confundirlo y, en condiciones de baja visibilidad,No hace falta decir que eso es malo.

Boeing recomienda las siguientes acciones para las tripulaciones de vuelo que realizan aproximaciones ILS para detectar lecturas ILS erróneas:

• Comprobación cruzada de altitud y distancia DME periódicamente.
• Comprobación cruzada de la altitud y la distancia umbral del sistema de gestión de vuelo (FMS).
• Altitud de verificación cruzada y la altitud de cruce del marcador exterior (o localizador, equipo de navegación omnirango de muy alta frecuencia [VOR], o FMS).
• Comprobación cruzada de la altitud de radio y la altitud barométrica.
• Comprobación cruzada de la velocidad de avance y la velocidad de descenso.
• Interrogar a los controladores aéreos cuando las indicaciones no parezcan correctas.

Sin embargo, incluso siguiendo esas instrucciones, las señales ILS ligeramente erróneas pueden ser difíciles de detectar hasta que sea demasiado tarde. Si un DME muestra que está a media milla de distancia, probablemente pueda notarlo, pero una distancia de unos cientos de pies podría no ser perceptible (pero aún es suficiente para ser un gran problema).

Después de haber trabajado como ingeniero de software en el subsistema de guía lateral del FMCS (Sistema de control y gestión de vuelo) para el Airbus A310 hace unos 30 años, encontré fascinante la respuesta de @reirab.

Puedo llenar algunos vacíos sobre cómo se usa la información de los diferentes sistemas y por qué la información de ILS es particularmente crítica.

En el A310 se utilizan 3 conjuntos de datos para determinar la posición de la aeronave.

1) Cada 200 ms, los datos de inercia del conjunto de 3 giroscopios láser se utilizan básicamente para decir: "Estuve allí. Durante 200 ms he estado viajando a x nudos, por lo tanto, ahora estoy aquí".

2) Cada 1,5 segundos (en vuelo normal) se utilizan datos de hasta 4 DME y VOR para calcular con precisión la posición de la aeronave.

3) Durante el aterrizaje, cuando se dispone de ILS o MLS, los datos ILS/MLS se utilizan en lugar de los datos DME/VOR.

Hay dos diferencias significativas entre 2) y 3). Debido a que está más cerca del suelo y la posición vertical y lateral precisa es fundamental, los cálculos se realizan con más frecuencia que una vez cada 1,5 segundos. Debido a que los datos ILS/MLS son mucho más precisos, se reduce el filtrado del ajuste de posición.

¿Que significa eso?

Bueno, cuando haga la fijación de posición de radio usando DME y VOR, también tendré una posición calculada inercialmente. Por varias razones más allá de simplemente no derramar el café de los pasajeros, no puedo corregir esta posición más de unos 5 m (esto es diferente si no ha habido una corrección de radio durante un período prolongado de tiempo). Con ILS/MLS, este factor de filtro es mucho mayor, como 50 m o incluso 100 m, aunque se espera que una corrección tan grande solo ocurra al adquirir inicialmente la señal ILS/MLS.

Debido a que se permiten correcciones tan grandes de la posición calculada de la aeronave en el software de gestión de vuelo cuando se utilizan datos ILS/MLS, es de vital importancia que no haya errores debido a interferencias.

Puede leer esta pregunta relacionada si desea obtener más información sobre la interferencia entre dispositivos electrónicos y aviones. Una respuesta allí enlaza con un muy buen documento escrito por la NASA sobre el tema.

Para resumir: los dispositivos electrónicos son complicados. Los aviones de pasajeros son complicados. Por lo tanto, no podemos predecir exactamente cuál será la interferencia entre ellos en todas las situaciones.

Lo que hizo su capitán sucede con frecuencia y también se trata en las preguntas frecuentes pertinentes de la FAA.

Una vez que su aerolínea haya demostrado a la FAA que sus aviones pueden manejar con seguridad la interferencia de radio de los dispositivos electrónicos portátiles, pueden permitirle usar sus dispositivos en modo avión solo la mayor parte del tiempo. En ciertos momentos, por ejemplo, un aterrizaje con visibilidad reducida, el Capitán puede decirles a los pasajeros que apaguen sus dispositivos para asegurarse de que no interfieran con las comunicaciones a bordo y el equipo de navegación.

Entonces, la razón es que el capitán quiere estar absolutamente 100% seguro de que no habrá ninguna interferencia durante un punto tan crítico.

Agregando a las excelentes respuestas de Reirab y Brian Towers sobre este tema:

Hay varias formas en que un dispositivo electrónico puede interferir con las operaciones de la aeronave, pero la probabilidad depende de la antigüedad, los factores de diseño de la aeronave y la naturaleza de la agresión de EMI (frecuencia, tipo de modulación y potencia; también hay fuentes de EMI de banda ancha en las aeronaves, pero podemos ignorarlos con seguridad para los fines de esta discusión, ya que los PED generalmente son emisores de banda estrecha a diferencia de, digamos, una bomba hidráulica eléctrica que perdió sus condensadores de supresión de interferencias, arrojando hash de banda ancha como resultado).

Sin embargo, la preocupación típica es la interferencia con los receptores sensibles de navegación (ILS/LOC, G/S, NDB, GPS/WAAS, radioaltímetro) y de comunicación (HF, VHF, SATCOM) de una aeronave (es posible interferir con el transpondedor /TCAS y señales de radar meteorológico también, pero no son del mismo nivel de preocupación que la senda de planeo), por la emisión intencional de PED, teléfonos celulares (especialmente teléfonos GSM, ya que la interfaz de aire GSM es más propensa a EMI) de lo que es un teléfono CDMA) y los dispositivos de 2,4 GHz o 5 GHz (WLAN, BT) son las principales preocupaciones en este frente, aunque los emisores no intencionales (cualquier cosa en modo avión) también son una fuente de problemas potenciales.

Además, la interferencia de comunicaciones toma una forma perceptible de inmediato: "¿qué es ese ruido extraño en mis auriculares?" (Los pilotos de aeronaves pequeñas de aviación general han informado de esto con regularidad). Esto contrasta con la interferencia a los receptores de navegación, que puede ser sutil pero no inmediatamente problemática (perder un ave en una gran constelación GNSS visible), obvia (una falla bandera en un VOR o LOC), o insidioso (una falsa indicación de senda de planeo).

Sin embargo, las consecuencias son altas aquí, especialmente durante las aproximaciones acopladas o de aterrizaje automático: un piloto humano puede ver que una indicación de vuelo descendente completo que aparece de la nada a 300 'RA durante una aproximación ILS estable es falsa y presiona el botón TOGA. para que la tripulación tenga tiempo de decirle al que hace ruido que se cierre los labios electrónicos, pero una computadora de aterrizaje automático no notará la diferencia y la seguirá a ciegas.

Una buena noticia es que, en el caso algo más común de un emisor no intencional (un dispositivo en modo avión, por ejemplo), las emisiones tienden a ser portadoras simples y no moduladas. Considero que esto es más probable que desencadene una FAIL bandera que una desviación de trayectoria de vuelo. (Haré otra pregunta sobre este tema, incluso, vale la pena preguntar, y tal vez incluso un experimento o tres).

Sin embargo, debido a la gran cantidad de vuelos de aerolíneas anuales (66 millones según ACI según el comentario de reirab a continuación), algo que sucede una vez cada 10^7 aterrizajes (extremadamente remoto según AC 25.1309) sucederá cada dos meses en promedio, ¡e incluso algo que sucede una vez en 10 ^ 9 aterrizajes (extremadamente improbable según AC 25.1309) sucederá cada 15 años más o menos! Los casos de interferencia PED notificados no tienen consecuencias tan graves como el "peor de los casos" de un "vuelo hacia abajo" completo durante la última fase de una aproximación acoplada o de aterrizaje automático (o lecturas falsas del altímetro de radio que causan un cambio de modo muy prematuro durante el aterrizaje automático) , sin embargo,

A partir de esto, podemos concluir que sería muy imprudente correr el riesgo de que un dispositivo hable por todas las señales del ILS durante una fase crítica del vuelo; tendría que encontrar una forma de reducir la probabilidad de interferencia del PED con la aeronave. sistemas a 1 en 10 ^ 11 o mejor (esto es 100 veces menos probable que lo que actualmente se permite para un evento catastrófico) para tener la oportunidad de desafiar esta sabiduría.

La única razón por la que se exige que los dispositivos electrónicos se apaguen es porque algunos de ellos afectan la radio (teléfonos) y es más fácil decir "apagarlos todos" que discutir sobre qué equipo es susceptible de interferir con la radio y preguntar a la tripulación. para inspeccionar cuidadosamente si el dispositivo en el otro extremo de sus auriculares es en realidad un teléfono o un reproductor de CD.

Fuente: en realidad le hice la pregunta a mi instructor de acrobacias aéreas hace unos años. Me dijo que cuando los teléfonos no estaban apagados le pasaba que tenía que pedirle a Control que repitiera 2 o 3 veces antes de entenderlos.

Porque no quieren correr riesgos.

Aunque se ha demostrado que es poco probable que la mayoría de los dispositivos electrónicos interfieran con la mayoría de los equipos de aviónica/comunicaciones en las circunstancias más comunes, el simple hecho es que aún no estamos totalmente seguros. Como dijo RRR, los aviones de pasajeros y la electrónica son muy complejos y no podemos predecir exactamente qué sucederá en cada situación.

En un aterrizaje visual con asistencia de instrumentos, es poco probable que un pequeño error importe demasiado: si es un poco rápido, puede obtener un aterrizaje con baches, o una velocidad de descenso incorrecta puede causar un rebote o un motor y al aire, etc., pero el es poco probable que el aterrizaje se desvíe por un margen lo suficientemente significativo como para causar un accidente. Si hay una pequeña desviación en el rumbo/velocidad/altitud, no importará, el piloto simplemente la corregirá, probablemente sin darse cuenta de que lo está haciendo, o nadie lo notará/le importará. Si hay un error mayor, es casi seguro que el piloto lo notará ("Espera, ¿por qué la pista está ahí?") y solucionará el problema.

Sin embargo, en un aterrizaje por instrumentos, un margen de error muy pequeño en el rumbo/velocidad aérea, etc., presente durante 20 millas mientras el piloto no tiene un marco de referencia para saber que está equivocado, puede causar un problema importante, porque el error acumulativo puede sumar con el tiempo y no hay manera de saber que está mal.

Lo más probable es que su teléfono no haga absolutamente ninguna diferencia en el avión. Pero en esa única ocasión causa un problema, 300 personas pueden morir en una bola de fuego. Eso hace que "pedirte que dejes de jugar a Angry Birds durante 30 minutos" sea un precio muy bajo a pagar por una posible precaución para salvar vidas.