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Immagina di scendere attraverso fitte nuvole verso un aeroporto montuoso quando, improvvisamente, suona un allarme acuto: "TERRENO, CABRATA!". Questa non è una scena di un film thriller, è il Ground Proximity Warning System (GPWS) che entra in azione per prevenire una catastrofe. Nel mondo ad alto rischio dell'aviazione, questi sistemi di sicurezza modesti fungono da ultime linee di difesa critiche contro una delle minacce più letali dell'aviazione: il volo controllato contro il terreno (CFIT).

L'aviazione moderna si basa su due sistemi principali per prevenire le collisioni con il terreno:

Il Ground Proximity Warning System (GPWS) monitora l'altitudine dell'aeromobile, la velocità verticale e la configurazione (posizione del carrello/flap) utilizzando radioaltimetri e altri sensori. Quando rileva una pericolosa vicinanza al terreno, attiva avvisi visivi e sonori inequivocabili che richiedono un'azione correttiva immediata.

Ad esempio, durante un avvicinamento notturno all'aeroporto internazionale di Denver, il GPWS potrebbe rilevare una velocità di discesa eccessiva al di sotto del sentiero di planata sicuro, emettendo un avviso "SINK RATE" che consente ai piloti di regolare l'avvicinamento.

L'Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS), chiamato anche Terrain Awareness and Warning System (TAWS), rappresenta un balzo tecnologico in avanti. Integrando il posizionamento GPS con database globali del terreno e algoritmi predittivi, l'EGPWS può anticipare i conflitti con il terreno lungo la futura traiettoria di volo dell'aeromobile.

Quando si naviga attraverso le Montagne Rocciose del Colorado, ad esempio, l'EGPWS visualizza il terreno con codici colore sugli schermi di navigazione e avvisa i piloti di una cresta montuosa a 10 miglia nautiche di distanza, consentendo una correzione proattiva della rotta.

Il volo controllato contro il terreno (CFIT) si verifica quando aeromobili idonei al volo si scontrano involontariamente con ostacoli a terra. GPWS/EGPWS combattono il CFIT attraverso:

• Avvisi tempestivi: Fornire ai piloti un preavviso per salire o cambiare rotta
• Consapevolezza della situazione: L'EGPWS visualizza il terreno rispetto alla traiettoria di volo
• Mitigazione degli errori umani: Superare gli errori di navigazione in condizioni meteorologiche avverse o su terreni complessi

Durante un avvicinamento di non precisione con nebbia, ad esempio, l'EGPWS potrebbe rilevare l'aeromobile in discesa al di sotto dell'altitudine di sicurezza a 3 miglia dalla pista, attivando un avviso "TOO LOW - TERRAIN" che richiede procedure di riattaccata immediate.

• Radioaltimetri: Per una misurazione precisa dell'altezza sopra il terreno
• Database del terreno: Dati di elevazione regolarmente aggiornati
• Integrazione GPS: Fornisce una precisa consapevolezza posizionale
• Interfacce di controllo di volo: Connessione senza soluzione di continuità ai display della cabina di pilotaggio

I regolamenti federali sull'aviazione degli Stati Uniti (14 CFR §91.223) richiedono l'installazione di TAWS sulla maggior parte degli aeromobili a turbina con sei o più posti passeggeri. Le operazioni di noleggio ai sensi della Parte 135 devono affrontare requisiti più severi: i jet con 10 o più posti necessitano di TAWS di Classe A completo con display del terreno, mentre gli aeromobili da 6 a 9 posti richiedono almeno sistemi di Classe B di base.

• Manutenzione del database: L'EGPWS richiede aggiornamenti trimestrali del terreno/ostacoli
• Falsi allarmi: I sistemi eccessivamente sensibili possono attivare avvisi non necessari
• Requisiti di formazione: I piloti devono interpretare e rispondere correttamente agli avvisi
• Limitazioni delle aree remote: L'affidabilità del GPS diminuisce nelle regioni polari/remote

• Sistemi di visione sintetica (SVS) per viste virtuali del terreno
• Sistemi di visione potenziata (EVS) per operazioni a bassa visibilità
• Intelligenza artificiale per una migliore previsione delle minacce

Questi sviluppi promettono di ridurre ulteriormente gli incidenti CFIT, un progresso fondamentale dato che le collisioni con il terreno hanno rappresentato il 17% dei decessi nell'aviazione commerciale dal 2010 al 2019, secondo i database sulla sicurezza aerea.