IR

Un système de référence inertielle, ou IR, est un instrument de navigation autonome qui utilise des accéléromètres et des gyroscopes pour suivre en continu la position, la vitesse et l'assiette d'un aéronef sans dépendre de signaux externes. Il fonctionne en mesurant les changements de mouvement à partir d'un point de départ connu, puis en intégrant ces mesures au fil du temps pour calculer où se trouve l'aéronef et dans quelle direction il pointe. Une fois initialisé au sol, un IR n'a besoin d'aucune entrée radio, d'aucun GPS et d'aucune station au sol pour fonctionner.

Le cœur d'un IR est une plateforme stable, soit montée sur cardans mécaniquement, soit maintenue virtuellement par logiciel, qui maintient les accéléromètres et les gyroscopes dans un cadre inertiel fixe. Trois accéléromètres mesurent l'accélération linéaire le long des axes vertical et horizontal ; trois gyroscopes mesurent les vitesses de rotation. Le système contient également un ordinateur qui résout les équations de navigation plusieurs fois par seconde, mettant à jour la position, la vitesse et l'orientation. Les systèmes haut de gamme utilisés dans les grands avions de transport sont extrêmement précis et peuvent maintenir la connaissance de la position pendant des heures. Les IR de moindre qualité, courants dans les petits jets d'affaires, dérivent plus sensiblement avec le temps mais fournissent néanmoins un guidage fiable à court terme.

Avant le vol, l'IR doit être aligné. L'alignement prend 10 à 15 minutes au sol et implique de niveler la plateforme et d'établir le cap vrai par rapport au nord magnétique ou inertiel. Pendant cette période, l'aéronef doit être immobile et de niveau. Une fois terminé, le système est prêt pour le vol et commencera à faire le point par estime du mouvement de l'aéronef. Dans les cockpits en verre modernes, l'IR transmet les données de position et d'assiette directement au système de gestion de vol, au pilote automatique et aux écrans d'affichage. De nombreux aéronefs sont équipés de deux ou trois IR afin que le système de commande de vol puisse vérifier et détecter les pannes.

La plus grande faiblesse d'un IR est la dérive : de minuscules erreurs dans les accéléromètres et les gyroscopes s'accumulent avec le temps, ce qui fait que la position calculée diverge de la position réelle de centaines de mètres par heure. C'est pourquoi les IR sont toujours associés à d'autres sources de navigation. Dans les avions plus anciens, des mises à jour périodiques à partir de repères VOR ou NDB corrigeaient la dérive. Les avions modernes combinent en continu les données IR avec le GPS, en utilisant des algorithmes de filtrage pour fusionner les deux flux et supprimer le bruit et les interruptions de l'une ou l'autre source. Si le GPS est perdu, l'IR seul peut naviguer avec précision pendant 30 minutes ou plus, selon la qualité du système.

Le terme référence inertielle est parfois distingué de système de navigation inertielle ou INS, bien que les noms soient utilisés de manière interchangeable dans la pratique. Un IR met l'accent sur le cadre de référence et les informations d'assiette, tandis que l'INS met l'accent sur la solution de navigation complète, y compris la position. Les aviateurs et les techniciens de maintenance utilisent généralement IR lorsqu'ils discutent de l'instrument lui-même, et INS lorsqu'ils discutent du mode ou de la fonction de navigation complète. IR est également utilisé comme adjectif : une approche IR-only signifie naviguer et atterrir sans aides externes, une procédure effectuée uniquement dans des opérations spécialisées comme les missions militaires ou les vols d'essai.