Sistema de Navegação Inercial (INS)/Sistema de Referência Inercial (IRS)
Um sistema de navegação inercial (INS) é usado em algumas aeronaves de grande porte para navegação de longo alcance. Isso também pode ser identificado como um sistema de referência inercial (IRS), embora a designação IRS seja geralmente reservada para sistemas mais modernos. Um INS/IRS é um sistema autônomo que não requer sinais de rádio de entrada de uma instalação de navegação terrestre ou transmissor. O sistema obtém informações de atitude, velocidade e direção da medição das acelerações da aeronave, dado um ponto de partida conhecido. A localização da aeronave é continuamente atualizada por meio de cálculos baseados nas forças experimentadas pelos acelerômetros INS. Um mínimo de dois acelerômetros é usado, um referenciado ao norte e o outro referenciado ao leste. Em unidades mais antigas, eles são montados em uma plataforma giro-estabilizada.
Um INS usa cálculos complexos feitos por um computador INS para converter forças aplicadas em informações de localização. Uma cabeça de controle de interface é usada para inserir dados de posição de localização inicial enquanto a aeronave está estacionária no solo. Isso é chamado de inicialização. A partir de então, todos os movimentos da aeronave são detectados pelos acelerômetros integrados e executados pelo computador. Os loops de feedback e correção são usados para corrigir erros acumulados à medida que o tempo de voo avança. O valor que um INS está desligado em uma hora de voo é um ponto de referência para determinar o desempenho. É possível um erro acumulado de menos de uma milha após uma hora de voo. O ajuste preciso e contínuo da plataforma giro-estabilizada para mantê-la paralela à superfície da Terra é um requisito fundamental para reduzir o erro acumulado.
O INS é integrado ao sistema de gerenciamento de voo de um avião e ao sistema de controle automático de voo. Waypoints podem ser inseridos para uma trajetória de voo predeterminada e o INS guiará a aeronave para cada waypoint sucessivamente. A integração com outros auxílios NAV também é possível para garantir correção contínua e precisão aprimorada, mas não é necessária.
Os sistemas INS modernos são conhecidos como IRS. São unidades completamente em estado sólido sem partes móveis. Os giroscópios a laser de três anéis substituem os giroscópios mecânicos nos sistemas de plataforma INS mais antigos. Isso elimina a precessão e outras deficiências do giroscópio mecânico. O uso de três acelerômetros de estado sólido, um para cada plano de movimento, também aumenta a precisão. A saída do acelerômetro e do giroscópio são inseridas no computador para cálculo contínuo da posição da aeronave.
O IRS mais moderno integrado é o GPS por satélite. O GPS é extremamente preciso em si mesmo. Quando combinado com o IRS, cria um dos sistemas de navegação mais precisos disponíveis. O GPS é usado para inicializar o IRS para que o piloto não precise mais fazê-lo. O GPS também alimenta os dados no computador do IRS para serem usados na correção de erros. Interrupções ocasionais de serviço e imprecisões de altitude do sistema GPS não representam problema para o IRS/GPS. O IRS funciona continuamente e é completamente autônomo dentro da unidade IRS. Caso o GPS vacile, a parte IRS do sistema continua sem ele. A mais recente tecnologia eletrônica reduziu significativamente o tamanho e o peso das unidades aviônicas INS/IRS. A figura mostra uma unidade micro-IRS moderna que mede aproximadamente 6 polegadas de cada lado.
