Pouso de instrumento: por que todos os dispositivos eletrônicos precisam ser desligados?

Resposta curta: O ILS é bastante sensível à interferência e nem todos os dispositivos eletrônicos tomam muita precaução para evitar a geração de interferência. O piloto quer ter certeza de que as leituras que ele está obtendo no localizador e no glideslope são precisas, já que ele não pode realmente ver a pista para verificar visualmente o caminho da aproximação final.

Resposta mais longa: o ILS é relativamente simplista à medida que os sinais de RF vão. O localizador e o glideslope consistem apenas de um par de sinais AM transmitidos direcionalmente. Para ambos os sistemas, as frequências moduladas são 90 Hz e 150 Hz. Para o localizador, 90 Hz é transmitido para a esquerda da linha central da pista e 150 Hz é transmitido para a direita da linha central. Quando a aeronave estiver alinhada com a pista, receberá sinais de intensidade iguais de ambas as freqüências. Quando estiver à direita, receberá mais energia do sinal de 150 Hz e, quando estiver à esquerda, receberá mais energia do sinal de 90 Hz. O glideslope funciona praticamente da mesma maneira, apenas com o sinal de 150 Hz transmitido abaixo do caminho de planeio e o sinal de 90 Hz transmitido acima dele. [1] [2]

Agora, suponha que o dispositivo eletrônico de algum passageiro esteja emitindo uma frequência que não deveria ser. Isso não é exatamente inédito entre os dispositivos eletrônicos de consumo. Isso é mais comum entre dispositivos fabricados em países com requisitos de teste de emissões menos rigorosos, mas é possível devido a defeitos leves em praticamente qualquer dispositivo. [Fonte: Eu projeto receptores de RF para ganhar a vida.] Agora suponha que esse ruído esteja na freqüência do localizador ou do glideslope para a pista na qual a aeronave está voando uma aproximação. Espero que você esteja começando a ver um problema aqui ... Quaisquer mudanças de amplitude que estão acontecendo nesta emissão não intencional agora estão sendo recebidas pelo demodulador AM do localizador ou glideslope, potencialmente confundindo-o e, em condições de baixa visibilidade, fazendo com que a aeronave ser direcionado para algum lugar que não seja o limiar da pista. Escusado será dizer que isso é ruim.

A Boeing recomenda as seguintes ações para as tripulações de vôo que voam nas abordagens ILS para detectar leituras errôneas do ILS:

• Cruzando a altitude e a distância do DME periodicamente.
• Verificação da altitude do limiar da altitude e do sistema de gerenciamento de voo (FMS).
• Cruzando a altitude e a altitude de cruzamento do marcador externo (ou localizador, equipamento de navegação de alta freqüência omnirange [VOR] ou FMS).
• Cruzando a altitude do rádio e a altitude barométrica.
• Verificação cruzada da velocidade no solo e taxa de descida.
• Questionando os controladores de tráfego aéreo quando as indicações não parecem estar corretas.

No entanto, mesmo seguindo essas instruções, sinais ILS levemente errôneos podem ser difíceis de serem detectados até que seja tarde demais. Se um DME está mostrando que você está a meia milha de distância, você provavelmente pode perceber isso, mas um par de metros de distância pode não ser perceptível (mas ainda é muito para ser um grande problema.)

    

Você pode ler esta pergunta relacionada se você quiser saber mais sobre a interferência entre dispositivos eletrônicos e aviões. Uma resposta lá está ligada a um muito bom documento escrito pela NASA sobre o assunto.

Longa história: os dispositivos eletrônicos são complicados. Aviões de passageiros são complicados. Portanto, não podemos prever exatamente qual será a interferência entre eles em todas as situações.

O que o seu capitão fez com frequência e também é coberto pelas FAA FAQ p>

Once your airline has shown the FAA its airplanes can safely handle radio interference from portable electronics, they can let you use your devices in airplane mode only most of the time. At certain times — for example, a landing in reduced visibility — the Captain may tell passengers to turn off their devices to make absolutely sure they don't interfere with onboard communications and navigation equipment.

Então, a razão é que o capitão quer ter absolutamente 100% de certeza de que não haverá interferência durante um ponto tão crítico.

    

Tendo trabalhado como engenheiro de software no subsistema de orientação lateral do FMCS (Sistema de Controle e Gerenciamento de Voo) para o Airbus A310, há cerca de 30 anos, achei a resposta do @ reirab fascinante.

Eu posso preencher algumas lacunas sobre como as informações dos diferentes sistemas são usadas e por que as informações de ILS são particularmente críticas.

No A310, 3 conjuntos de entrada são usados para determinar a posição da aeronave.

1) A cada 200 ms, os dados inerciais do conjunto de 3 giroscópios a laser são usados basicamente para dizer - "Eu estava lá. Por 200ms eu tenho viajado a x nós, portanto agora estou aqui".

2) A cada 1,5 segundos (em vôo normal), dados de até 4 DMEs e VORs são usados para calcular com precisão a posição da aeronave.

3) Durante o pouso quando o ILS ou MLS está disponível, os dados ILS / MLS são usados no lugar dos dados DME / VOR.

Existem duas diferenças significativas entre 2) e 3). Como você está mais próximo do solo e da posição vertical e lateral precisa, os cálculos críticos são realizados com mais frequência do que uma vez a cada 1,5 segundo. Como os dados do ILS / MLS são muito mais precisos, a filtragem do ajuste de posição é reduzida.

O que isso significa?

Bem, quando eu faço o ajuste da posição do rádio usando DME e VOR eu também terei uma posição inercialmente calculada. Por várias razões além de simplesmente não derramar o café dos passageiros, não posso corrigir essa posição em mais do que 5m (isso é diferente se não houver conserto de rádio por um período prolongado de tempo). Com o ILS / MLS, esse fator de filtro é muito maior, como 50m ou mesmo 100m, embora a expectativa seja de que uma correção tão grande aconteça apenas na aquisição inicial do sinal ILS / MLS.

Como tais correções grandes da posição calculada da aeronave são permitidas no software de gerenciamento de vôo ao usar dados ILS / MLS, é extremamente importante que não haja erros devido à interferência.

    

A única razão pela qual os aparelhos eletrônicos precisam ser desligados é porque alguns deles afetam o rádio (telefones) e é mais fácil dizer "desligue-os" do que discutir sobre qual equipamento é suscetível a interferir com o rádio. peça à equipe para inspecionar cuidadosamente se o dispositivo na outra extremidade de seus fones de ouvido é, na verdade, um telefone ou um CD player.

Fonte: na verdade, fiz a pergunta ao meu instrutor de acrobacias há alguns anos. Ele me disse que quando os telefones não estavam desligados, aconteceu que ele teve que pedir ao Controle para repetir 2 a 3 vezes antes de entendê-los.

    

Adicionando as respostas soberbas de Reirab e Brian Towers sobre este tema:

Existem várias maneiras de um dispositivo eletrônico interferir nas operações da aeronave, mas a probabilidade depende da idade, dos fatores de projeto da aeronave e da natureza da agressão EMI (frequência, tipo de modulação e energia - também há fontes EMI de banda larga) em aeronaves, mas podemos desconsiderá-las com segurança para os propósitos desta discussão, já que os PEDs geralmente são emissores de banda estreita diferentemente, digamos, de uma bomba hidráulica elétrica que perdeu seus capacitores de supressão de interferência, emitindo hash de banda larga como resultado).

A preocupação típica, entretanto, é de interferência com os receptores de navegação sensíveis da aeronave (ILS / LOC, G / S, NDB, GPS / WAAS, rádio altímetro) e comunicação (HF, VHF, SATCOM) (é possível interferir com os sinais do transponder / TCAS e do radar meteorológico, mas esses não são exatamente o mesmo nível de preocupação que o glideslope), emitindo intencionalmente PEDs - telefones celulares (especialmente telefones GSM, como a interface aérea GSM é mais propensa a EMI do que a de um telefone CDMA) e dispositivos de 2,4 GHz ou 5 GHz (WLAN, BT) são as principais preocupações nesta frente, embora emissores não intencionais (qualquer coisa no modo avião) também sejam uma fonte de problema potencial.

Além disso, a interferência de comunicados assume uma forma imediatamente perceptível - "o que é esse ruído engraçado no meu fone de ouvido?" (Pilotos de pequenas aeronaves da Aviação Geral relataram isso regularmente.) Isso está em contraste com a interferência nos receptores de navegação, que pode ser sutil, mas não imediatamente incômoda (perder um pássaro em uma grande constelação GNSS visível), óbvia (uma falha bandeira em um VOR ou LOC), ou insidioso (uma indicação de glideslope falso).

No entanto, as conseqüências são altas aqui, especialmente durante aproximações acopladas ou em auto-alinhamento - um piloto humano pode ver que uma indicação fly-down completa aparecendo inesperadamente a 300 'RA durante uma aproximação de ILS estável é falsa e maluca o botão TOGA para fazer com que a tripulação tenha tempo de dizer ao zelador que feche os lábios eletrônicos, mas um computador de câmera automática não saberá a diferença e a seguirá cegamente.

Uma boa notícia é que, no caso um pouco mais comum de um emissor não intencional (um dispositivo no modo avião, por exemplo), as emissões tendem a ser simples e não moduladas - vejo isso como mais provável para acionar um sinalizador FAIL do que um desvio do caminho de vôo. (Eu colocarei outra questão sobre este tópico, até mesmo - vale a pena perguntar sobre, e talvez até mesmo um experimento ou três.)

No entanto, devido ao grande número de voos aéreos anuais (66 milhões de acordo com a ACI conforme o comentário da reirab abaixo), algo que acontece uma vez a cada 10 a 7 aterrissagens (Extremamente Remoto de acordo com AC 25.1309) acontecerá a cada dois meses em média, e até mesmo algo que acontece uma vez em 10 ^ 9 pousos (Extremamente Improvável de acordo com o AC 25.1309) está destinado a acontecer a cada 15 anos ou mais! As instâncias de interferência PED reportadas não são tão severas em conseqüências quanto o 'pior caso' de uma 'queda completa' durante a fase tardia de uma aproximação de acoplamento ou autolanda (ou leituras falsas de altímetro de rádio causando uma mudança brusca de modo prematuro durante a autolândia) Entretanto, a probabilidade de PED EMI com sistemas de aeronaves em qualquer vôo é suficiente para torná-lo uma preocupação - 75 eventos foram relatados em todo o mundo para a IATA de 2003 a 2010, e dado este número, temos uma probabilidade de aproximadamente 1 em 10 ^ 7 para interferência PED em um vôo.

A partir disso, podemos concluir que seria altamente imprudente ter a chance de ter um dispositivo falando por todos os sinais de ILS durante uma fase crítica de vôo - você teria que encontrar uma maneira de reduzir a probabilidade de PED interferência com sistemas de aeronaves para 1 em 10 ^ 11 ou melhor (isto é 100 vezes menos provável do que é atualmente permitido para um evento catastrófico), a fim de ter uma chance de desafiar essa sabedoria.

    

Porque eles não querem arriscar

Embora a maioria dos equipamentos eletrônicos tenha sido improvável que interfira a maioria dos equipamentos de aviônica / comunicações nas circunstâncias mais comuns , o simples fato é que nós não estamos totalmente certos ainda. Como RRR disse, aviões e eletrônicos são muito complexos, e não podemos prever exatamente o que vai acontecer em todas as situações.

Em um pouso visual com a ajuda do instrumento, é improvável que um pequeno erro importe demais - se você for um pouco mais rápido, poderá ter uma aterrissagem irregular, ou uma descida incorreta pode causar um salto ou uma volta etc. , mas o pouso é improvável que seja desativado por uma margem suficientemente significativa para causar um acidente. Se houver um pequeno desvio em curso / velocidade / altitude, isso não importará, o piloto simplesmente o corrigirá - provavelmente sem nem perceber que ele está fazendo isso - ou ninguém notará / cuidará. Se houver um erro maior, o piloto quase certamente notará ("Espere, por que a pista está lá?") E conserte o problema

Em uma aterrissagem de instrumento, no entanto, uma pequena margem de erro em curso / velocidade, etc, presente por 20 milhas enquanto o piloto não tem estrutura de referência para saber que está errado, pode causar um grande problema, porque o erro cumulativo pode aumentar com o tempo e não há como saber que está errado.

Provavelmente, o seu telefone não fará absolutamente nenhuma diferença para o avião. Mas em uma ocasião isso causa um problema, 300 pessoas podem ser mortas em uma bola de fogo. Isso faz com que "pedem para você parar de jogar Angry Birds por 30 minutos" um preço muito pequeno a pagar por uma precaução potencial para salvar vidas.