Sistema de Referencia Inercial y Navegación Inercial

Introducción

El Sistema de Referencia Inercial (IRS) alimenta instrumentos de vuelo básicos.
Navegación Inercial: Método autónomo que usa computadoras y sensores internos (giroscopios y acelerómetros) para estimar posición, rumbo y velocidad de una aeronave.
Ventaja: Funciona sin información o señales externas (no requiere satélites o estaciones en tierra).

Acelerómetros: Miden velocidades en diferentes ejes.
Giroscopios: Miden la velocidad de rotación en torno a los ejes.
Combinando los datos de ambos, se puede calcular movimiento y velocidad en los tres ejes.

Unidad inercial mide velocidad y dirección (rumbo).
Con tiempo conocido y fórmula de distancia = velocidad x tiempo, se calcula la distancia y posición nueva.
Ejemplo con aeronave moviéndose desde punto A (4°N, 75°O) a punto B (3°N, 74°O) pasando por varios tramos.

Deriva: Errores acumulados con el tiempo, afecta precisión.
Ejemplo: Aeronave en punto A, estima punto B con una milla de error después de una hora; error aumenta a dos millas tras otra hora, demostrando tasa de deriva.
La tasa de deriva depende de la precisión de los sensores.

También proporcionan información de actitud y rumbo a instrumentos básicos (indicador de actitud, coordinador de virajes, indicador de rumbo).

INS (Inertial Navigation System):
- Usa giroscopios y acelerómetros mecánicos.
- Componentes montados en una plataforma nivelada por motores de torque.
- Desventajas: Más pesado, complejo, menor precisión, tasa de deriva alta (~2 millas náuticas/hora).
- Requiere entrada manual de posición inicial.
IRS (Inertial Reference System):
- Usa giroscopios láser o de fibra óptica.
- No requiere plataforma nivelada mecánicamente, diseño más compacto.
- Sensores más precisos: tasa de deriva baja (~0.6 millas náuticas/hora).
- Componente clave: Unidad de Referencia Inercial (IRU).

Datos requeridos para la IRU:
- Posición inicial (puede ser manual o vía GNSS).
- Altitud barométrica (de la ADC).
- Velocidad (de la ADC).
Cálculos: Velocidad respecto al terreno, distancia, posición nueva, dirección e intensidad del viento, actitud (cabeceo/banceo), rumbo verdadero/magnético.
Sensores:
- Giroscopios Láser: Detectan tasa de rotación (efecto Sagnac).
- Acelerómetros: Miden aceleración, integración para obtener velocidad y distancia.
Alineación Inicial: Determinación de horizonte real y norte verdadero al encender.
- Afectada por temperatura y latitud.
- Tiempos de alineación: 5-18 minutos.

Integración con otros sistemas: ADC, FMS, piloto automático, radar meteorológico, etc.
Panel de Control: Varía según fabricante y diseño del avión.

IRS representa un avance significativo en la navegación, especialmente en precisión y reducción de errores comparado con sistemas más antiguos.
Importante entender las especificidades del panel de control según el avión.