A aeronave de hoje ainda tem INS (sistema de navegação inercial)?

Resposta curta

Aeronaves ainda usam sistemas de navegação por inércia porque o INS é autônomo, não precisa de nenhum suporte externo para funcionar. Não há planos para parar de usá-lo.

Pelo contrário, o INS é necessário para certas operações. Por exemplo, o B787 não pode ser executado sem pelo menos um operador da IRU. Veja B787 Lista Mínima de Equipamentos Mestres MMEL , item 21-01-01 página 182.

Detalhes

Um sistema global de navegação por satélite ( GNSS ), ao contrário de um sistema de navegação inercial (INS ) depende de muitos fatores para funcionar, incluindo veículos espaciais, estações terrestres, antenas ou atividade solar. Sinais GNSS podem ser obstruídos, alterados ou congestionados. O mais conhecido GNSS, o americano Navstar GPS, é um sistema militar financiado e administrado pela Força Aérea dos EUA, não por civis.

A solução usual para navegação é usar o INS freqüentemente atualizado pelo GNSS, desde que o sinal GNSS esteja disponível, preciso e confiável. Os receptores GNSS são equipados com um sistema capaz de determinar quando isso não é o caso.

Embora o INS tenha várias desvantagens, ele também possui recursos exclusivos:

• A posição INS pode ser atualizada 1.000 vezes por segundo, enquanto o GNSS é atualizado a uma taxa lenta (por exemplo, uma ou dez vezes por segundo), devido à dificuldade de extrair o fraco sinal de rádio GNSS e à pesada computação envolvida .

• O INS fornece elementos de posição como GNSS, mas também orientação (atitude), taxa de rotação e acelerações relacionadas. No curto prazo, esses dados são muito precisos.

• O INS fornece a direção do norte verdadeiro.

No campo da aviação, sensores como GNSS e INS são acoplados a dados de ar e magnetômetros, chamados de dados / sensor fusão .

Relacionado

Os sistemas de navegação por GPS usados em carros geralmente combinam um receptor de GPS e uma pequena inércia / magnética de mechatronics > elementos, para que a posição continue a ser atualizada em túneis e estacionamentos subterrâneos, e para que as curvas sejam detectadas instantaneamente.

Sem o sensor INS, o sistema de navegação teria dificuldades nas rotatórias. A precisão instantânea do receptor GPS, sua baixa frequência de atualização e sua falta de sensoriamento de orientação impediriam que ele discriminasse corretamente as saídas em uma rotatória de tamanho médio.

Para responder a pergunta específica no 787, sim.

De acordo com este artigo

Boeing 787 avionics overview

Rockwell Collins provides the flight deck display system, pilot controls....Earth reference system (inertial navigation)....

No sentido mais geral, praticamente todas as grandes coisas voando (até onde eu sei) ainda tem uma unidade INS. Isso pode ser devido à idade da aeronave em que ela simplesmente vem de um tempo que era de ponta. No caso mais recente, eles ainda são usados para cruzar a precisão do GPS você pode encontrar mais nesta resposta (e dupe perigosamente próximo).

Absolutamente. Ambas as aeronaves civis intercontinentais e as aeronaves militares são equipadas com sistemas INS de estado sólido atualizados por GNSS usando giroscópios de anel laser para detecção e navegação posicional.

As aeronaves modernas têm um "sistema de referência inercial", que tem o conjunto de giroscópios e acelerômetros e é usado para alimentar todos os sistemas que precisam desses dados.

A atitude, sua taxa de mudança e acelerações (aceleração vertical é carga de asa, aceleração lateral aproxima-se de deslizamento lateral) são usadas para:

• Indicador de atitude, obviamente.
• Indicador também de direção.
• Proteção de envoltório de vôo com inclinação e rotação nas aeronaves que o possuem (Aribus do A320 ligado, Boeing do 777 ligado e outro).
• Piloto automático e amortecedor de guinada. A altitude e o rumo respondem muito lentamente às mudanças na entrada de controle, portanto, esses modos também precisam de atitude e aceleração como referências intermediárias.
• Leis de voo. Na Airbus, mesmo o controle manual seleciona a carga da asa e a taxa de rolagem e a deflexão real da superfície de controle é calculada pelo computador, portanto, ele precisa dos valores de carga da asa (aceleração vertical) e atitude.

A posição é integrada. Isso significa que acumula erros ao longo do tempo. No entanto, nunca há grandes erros em pouco tempo. Ele também pode ser atualizado em uma taxa alta, geralmente de 100 a 1000 vezes por segundo.

Por outro lado, o GNSS (por exemplo, GPS) não acumula erros, já que não depende da medida anterior ao fazer o próximo, mas tem uma taxa de atualização mais lenta, geralmente apenas 1 por segundo, e oscila em torno do posição real com magnitude de erro variável que só pode ser estimada em grau limitado.

Portanto, combinar os dois sistemas oferece algumas vantagens:

• O INS interpola a posição, fornecendo uma taxa mais alta de atualizações para o piloto automático, para que ele possa seguir a rota definida com mais precisão.
• Como cada sistema tem um tipo diferente de erro, a referência cruzada fornece maior precisão do que apenas o sistema.
• O INS fornece fallback caso o GNSS (que pode falhar ou perder a precisão por razões externas) falhe. Isso é especialmente importante ao realizar os procedimentos de RNP (Required Navigation Performance) . Estes estão em locais com limitação de terreno limitada, como vales estreitos. Se o GNSS falhar, o INS permite tempo suficiente para sair do terreno com segurança (e desviar) antes de acumular muito erro.