¿Cómo funcionan el sistema de navegación inercial y el sistema de referencia inercial en un avión?

Los primeros sistemas de navegación inerciales llegaron a la aviación civil desde 1969 en adelante, cuando el ejército de los EE. UU. Los autorizó para uso comercial.

Hasta ese momento, habían estado confinados a aviones militares y submarinos. (El USS Nautilus, el primer submarino operacional de propulsión nuclear del mundo, utilizó uno de estos sistemas cuando salió a la superficie en el Polo Norte después de haber viajado bajo el agua todo el tiempo).

El INS es un sistema desarrollado por Charles Stark Draper en el Laboratorio de Radiación del MIT.

Consiste en tres giroscopios (actualmente son giroscopios de anillo láser, no más ruedas giratorias), y tres acelerómetros, montados en tres ejes perpendiculares entre sí, y una computadora.

Principios de 747 tenían giroscopios de rueda y una computadora con memoria de núcleo magnético. Cada 747 tenía tres de esos sistemas INS: unidades muy, muy, muy, muy, muy, muy, muy caras.

Así es como funciona en aviones civiles:

  1. El poder está puesto.
  2. La posición actual en la puerta de embarque (Latitud y Longitud) se alimenta manualmente.
  3. La plataforma INS comienza a alinearse. Debido a la rotación de la tierra durante un período de tiempo (aproximadamente 30 minutos), podrá sentir el norte verdadero.
  4. Después de conocer True North y la posición actual, la computadora, con la ayuda de la plataforma INS, calcula cada traslación (movimiento lineal) y rotación (giros y bancos) de la aeronave desde la alineación.
  5. Por lo tanto, en cualquier momento, el INS realiza un seguimiento de la longitud, latitud y la altitud geométrica de la aeronave.
  6. Los giroscopios tienden a “deriva”. Por lo tanto, el INS necesita correcciones (actualizaciones) de vez en cuando a su actual latitud y longitud calculadas. Esto se hace hoy en día con el GPS.

NOTA: el GPS NO está permitido como el único medio de navegación de largo alcance en la mayoría de las aerolíneas. El ejército de los Estados Unidos puede apagarlo en cualquier momento. No está sujeto a garantías internacionales.

En los aviones más antiguos, solía haber un Gyro direccional (para el rumbo de la brújula) y un Gyro vertical (para la indicación de actitud y la entrada del piloto automático). Todos han sido reemplazados ahora por el IRS (Sistema de referencia inercial), que proporciona todas esas funciones en una sola unidad. El sistema IRS también es mucho más barato que un sistema INS.

Utilizan tres acelerómetros mutuamente perpendiculares y tres giroscopios mutuamente perpendiculares. Por cierto, todo lo mencionado anteriormente puede ser de estado sólido y fabricarse en un solo IC. A partir de una ubicación conocida, es posible calcular su ubicación actual a partir de los datos proporcionados por el chip.

Antes del GPS, la guía de inercia era el principal medio de navegación, combinado con el cálculo muerto y la navegación celestial. Pero la navegación celestial no es realmente una opción cuando se vuela un avión de combate.

Douglas Ray Roper hizo una gran respuesta. Solo déjame agregar una cosa, si puedo. La gran ventaja de la navegación inercial es que es autónomo y no depende de ninguna señal externa para funcionar. Dado que el ejército de los Estados Unidos se ha reservado el derecho de apagar o degradar las señales de GPS, esta es una gran ventaja. Además, proporciona otro nivel de redundancia para la navegación.

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