El sistema de alerta y conocimiento del terreno (en inglés: Terrain Awareness and Warning System, TAWS) es generalmente un sistema dentro de la aviónica de una cabina de vuelo destinado a prevenir los accidentes involuntarios con el terreno, denominados accidentes por vuelo controlado contra el terreno.Federal Aviation Administration, Installation of Terrain Awareness and Warning System (TAWS) Approved for Part 23 Airplanes , 14 June 2000 Los sistemas específicos que se utilizan actualmente son el sistema de alerta de proximidad al terreno (GPWS) y el sistema mejorado de alerta de proximidad al terreno (EGPWS). La Administración Federal de Aviación (FAA) introdujo el término genérico TAWS para abarcar todos los sistemas para evitar dl terreno que cumplen con las normas pertinentes de la FAA, que incluyen GPWS, EGPWS y cualquier sistema futuro que pudiera reemplazarlos.
En 2007, el 5% de las aerolíneas comerciales del mundo aún carecían de un TAWS. Un estudio de la Asociación Internacional de Transporte Aéreo examinó 51 accidentes e incidentes y encontró que los pilotos no respondieron adecuadamente a una advertencia del TAWS en el 47% de los casos.
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 de TAWS cuando un aeropuerto no está en la base de datos de TAWS.
Historia A principios de la década de 1970, varios estudios analizaron la ocurrencia de accidentes causados por el vuelo controlado contra el terreno (CFIT), en los que un avión en buen estado de funcionamiento, bajo el control de una tripulación totalmente cualificada y certificada, se estrella contra el terreno (o el agua u obstáculos) sin que la tripulación se dé cuenta.Note: Original text copied from U.S. FAA Circular AC23-18 . Como obra del gobierno de los Estados Unidos, no está sujeta a derechos de autor y puede copiarse libremente, por lo que se incluye aquí. Se ha añadido texto y formato adicionales o reducidos, no incluidos en el original, para mayor claridad y énfasis. En las décadas de 1960 y 1970, se registró un promedio de un accidente CFIT por mes, y este fue la principal causa de muertes durante ese período.
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 inicial, realizada tras el accidente del vuelo 1866 de Alaska Airlines en 1971 , el dispositivo proporcionó suficiente advertencia para que un avión pequeño evitara el terreno, pero no la suficiente para el Boeing 727 más grande involucrado. Los primeros dispositivos de Bateman, desarrollados en la década de 1960, utilizaban ondas de radio para medir la altitud y activaban una alarma cuando la aeronave volaba demasiado bajo, pero no apuntaban hacia adelante y no podían proporcionar suficiente advertencia de un terreno con una pendiente pronunciada. Mandatos de los GPWS tempranos Los resultados de estos primeros estudios indicaron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado un GPWS. Como resultado de estos estudios y de las recomendaciones de la Junta Nacional de Seguridad del Transporte de los Estados Unidos (NTSB), en 1974 la Administración Federal de Aviación (FAA) exigió a todos los titulares de certificados 14 CFR 121 (Parte 121) (es decir, aquellos que operan aviones anchos con motor de turbina) y a algunos titulares de certificados 14 CFR 135 (Parte 135) (es decir, aquellos que operan aviones anchos turborreactores) que instalaran equipos GPWS aprobados por orden estándar técnica (TSO).
En 1978, la FAA extendió el requisito del GPWS a los titulares de certificados de la Parte 135 que operaban aeronaves más pequeñas: aviones con motor turborreactor con diez o más asientos para pasajeros. Estos operadores debían instalar equipos GPWS aprobados por TSO o sistemas alternativos de aviso de proximidad al terreno que proporcionaran avisos de altitud rutinarios, independientemente de si existía o no un peligro inminente. Este requisito se consideró necesario debido a la complejidad, el tamaño, la velocidad y las características de rendimiento de vuelo de estas aeronaves. El equipo GPWS se consideró esencial para ayudar a los pilotos de estas aeronaves a recuperar altitud rápidamente y evitar lo que podría haber sido un accidente CFIT.
La instalación de GPWS o sistemas de asesoramiento alternativos aprobados por la FAA no era obligatoria en aviones turbohélice (turboprop) operados bajo la Parte 135 porque, en ese momento, el consenso general era que las características de rendimiento de los aviones turbohélice los hacían menos susceptibles a accidentes CFIT. Por ejemplo, se pensaba que los aviones turbohélice tenían una mayor capacidad de respuesta rápida en situaciones donde el control de altitud se descuidaba inadvertidamente, en comparación con los aviones turborreactores. Sin embargo, estudios posteriores, incluidas investigaciones de la NTSB, analizaron los accidentes causados por los CFIT que involucraron aviones turbohélice y encontraron que muchos de estos accidentes podrían haberse evitado si se hubiera utilizado el equipo GPWS.
Algunos de estos estudios también compararon la efectividad del sistema alternativo de aviso de proximidad al suelo con el GPWS. Se determinó que el GPWS era superior, ya que solo emitía advertencias cuando era necesario, proporcionaba el máximo tiempo de aviso con un mínimo de alarmas no deseadas y utilizaba advertencias de tipo comando.
Con base en estos informes y recomendaciones de la NTSB, en 1992 la FAA modificó la sección §135.153 para exigir el equipo GPWS en todos los aviones propulsados por turbina con diez o más asientos para pasajeros.
Evolución hacia EGPWS y TAWS Tras la publicación de estas normas, los avances en la tecnología de cartografía del terreno permitieron el desarrollo de un nuevo tipo de sistema de alerta de proximidad al terreno que proporciona una mayor conciencia situacional a las tripulaciones de vuelo. La FAA ha aprobado ciertas instalaciones de este tipo de equipo, conocido como sistema mejorado de alerta de proximidad al terreno (EGPWS). Sin embargo, en la propuesta de norma final, la FAA utiliza el término más amplio de "sistema de alerta y conocimiento del terreno" (TAWS) porque prevé que en un futuro próximo se desarrollen diversos sistemas que cumplan con los estándares mejorados que contiene la propuesta de norma final. El avance que permitió el éxito del EGPWS se produjo tras la disolución de la Unión Soviética en 1991; la URSS había creado mapas detallados del terreno mundial, y Bateman convenció a su director de ingeniería para que los adquiriera una vez que el caos político los puso a su disposición, lo que permitió emitir alertas de terreno con mayor antelación.
El TAWS mejora los sistemas GPWS existentes al proporcionar a la tripulación de vuelo una advertencia sonora y visual mucho más temprana del terreno inminente, capacidad de visión frontal y operación continua en la configuración de aterrizaje. Estas mejoras brindan más tiempo a la tripulación de vuelo para realizar acciones correctivas más suaves y graduales. United Airlines fue una de las primeras aerolíneas en adoptar la tecnología EGPWS. El CFIT del vuelo 965 de American Airlines en 1995 convenció a esa aerolínea de agregar EGPWS a todas sus aeronaves; aunque el Boeing 757 estaba equipado con el GPWS anterior, la advertencia de terreno se emitió solo 13 segundos antes del accidente.
En 1998, la FAA emitió el Aviso No. 98-11, Sistema de Conciencia y Advertencia de Terreno,proponiendo que todos los aviones estadounidenses con motor de turbina certificados para tener seis o más asientos de pasajeros (excluyendo los asientos del piloto y el copiloto), estén equipados con un sistema de conciencia y advertencia de terreno aprobado por la FAA.
El 23 de marzo de 2000, la FAA emitió las Enmiendas 91-263, 121-273 y 135-75 (Corrección 135.154). Estas enmiendas modificaron las reglas operativas para exigir que todos los aviones con motor de turbina registrados en Estados Unidos con seis o más asientos para pasajeros (excluyendo los asientos del piloto y el copiloto) estén equipados con un TAWS aprobado por la FAA.. El mandato solo afecta a las aeronaves fabricadas después del 29 de marzo de 2002.
Para 2006, los accidentes por inestabilidad de aeronaves habían superado a los CFIT como la principal causa de muertes en accidentes aéreos, debido al despliegue generalizado de TAWS. El 7 de marzo de 2006, la NTSB solicitó a la FAA que exigiera que todos los helicópteros con motor de turbina registrados en los Estados Unidos. y certificados para transportar al menos 6 pasajeros estuvieran equipados con un sistema de alerta y conocimiento del terreno. 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, que involucró a un helicóptero Sikorsky S-76A++ de Era Aviation con dos pilotos que transportaban a ocho trabajadores de servicios petroleros, fue uno de los muchos accidentes que impulsaron la decisión.
El entonces presidente de los Estados Unidos Barack Obama otorgó la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación a Bateman en 2010 por su invención del GPWS y su posterior evolución en EGPWS/TAWS.
Funcionamiento Un TAWS moderno funciona utilizando datos de elevación digital y valores instrumentales del avión para predecir si una posición futura probable de la aeronave se cruza con el suelo. De este modo, la tripulación de vuelo recibe una «alerta sonora y visual temprana del terreno inminente, capacidad de visión frontal y operación continua en la configuración de aterrizaje». Tipos TAWS Clase “A” El sistema TAWS de clase «A» incluye todos los requisitos del sistema TAWS de clase «B», que se detallan a continuación, y añade los siguientes tres requisitos adicionales de alertas y visualización: Alerta de tasa de descenso excesiva. Alerta de vuelo controlado contra el terreno cuando no se encuentra en configuración de aterrizaje. Alerta de desviación excesiva hacia abajo de la senda de planeo del sistema de aterrizaje instrumental (ILS). Requisito: Las instalaciones TAWS de Clase A deberán proporcionar una pantalla de conocimiento del terreno que muestre el terreno circundante, los obstáculos en relación con la aeronave o ambos. TAWS Clase “B” La Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) define al TAWS de clase «B» como:Definiciones copiadas de la Circular AC23-18 de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA). Al tratarse de una obra del gobierno de los Estados Unidos, no está sujeta a derechos de autor y puede copiarse libremente, por lo que se incluye aquí. Se ha añadido texto, formato y negrita adicionales que no estaban incluidos en el original para mayor claridad y énfasis. Una clase de equipo que se define en TSO-C151b y RTCA DO-161A.El texto se copió originalmente de TSO-C151a. Estas especificaciones pueden haber cambiado en TSO-C151b y deben verificarse para comprobar su exactitud. Como mínimo, proporcionará alertas para las siguientes circunstancias: Menor altura libre al suelo requerida. Impacto inminente en el terreno Descenso prematuro. Tasas de descenso excesivas. Tasa de ascenso negativa o pérdida de altitud después del despegue. Descenso del avión a 500 pies sobre el terreno o la elevación de la pista más cercana (comunicación verbal "Quinientos") durante una aproximación de no precisión. Opcional: La instalación del sistema TAWS de clase B puede proporcionar una pantalla de información sobre el terreno que muestra el terreno circundante, los obstáculos en relación con el avión o ambos. TAWS Clase “C”