La autoseparación de una aeronave es la capacidad de una aeronave de mantener una separación aceptablemente segura de otras aeronaves sin seguir instrucciones o la orientación de un agente árbitro para este propósito, como el control del tráfico aéreo . En sus formas más simples, se puede describir mediante el concepto de ver y evitar , [1] en el caso de aeronaves pilotadas por humanos, o detectar y evitar , [2] en el caso de aeronaves no pilotadas por humanos (como los UAV ). Sin embargo, debido a varios factores como el clima, las reglas de vuelo por instrumentos y la complejidad del tráfico aéreo, la capacidad de autoseparación involucra otros elementos y aspectos como las reglas del aire, [3] tecnologías y protocolos de comunicación, gestión del tráfico aéreo y otros.
Los pilotos de las aeronaves modernas no pueden confiar únicamente en sus habilidades visuales y de pilotaje para mantener una separación aceptablemente segura de otras aeronaves, por lo que una proporción considerable de los vuelos contemporáneos se realizan bajo reglas de vuelo instrumental y la responsabilidad de la separación recae en el control de tránsito aéreo (ATC). Sin embargo, como el crecimiento del tráfico aéreo a finales del siglo XX y principios del XXI [4] [5] [6] [7] está poniendo a prueba la capacidad del ATC y la escasez de pilotos se ha convertido en un problema constante, los investigadores en aviación y transporte aéreo están tratando de proponer mejoras operativas y tecnológicas para hacer frente a esta presión, una de las cuales es la autoseparación. [8]
La autoseparación comenzó a considerarse como un concepto operativo potencialmente factible dentro de la iniciativa Vuelo Libre . [9] Su habilitador tecnológico clave es la vigilancia dependiente automática por radiodifusión (ADS-B), en la que las aeronaves transmiten espontáneamente informes periódicos de posición y estado, incluida información de posición horizontal absoluta, que no se utiliza como fuente de información para el Sistema de Prevención de Colisiones de Tráfico (TCAS) preexistente. En relación con las implementaciones actuales del TCAS, [10] que está destinado solo a la prevención de colisiones, la autoseparación requiere un salto en la lógica de procesamiento, la anticipación del tiempo y los cambios de procedimiento. Su viabilidad depende de la confianza en la automatización y su coexistencia con el papel humano en la cabina. Se han realizado algunos estudios para evaluar esta relación, [11] [12] y los resultados muestran que el concepto es bastante aceptable desde el punto de vista del piloto sin imponer una carga de trabajo irrazonable.
Un enfoque alineado pero menos radical y más implementable fue propuesto posteriormente y denominado Gestión de Tráfico Aire-Tierra Distribuida (DAG-TM), [13] manteniendo el ATC todavía con un papel significativo, pero permitiendo más libertad en el espacio aéreo en ruta. [14] Además, otros aspectos relevantes en un contexto más amplio han sido estudiados en el proyecto Mediterranean Free Flight [15] [16] (MFF) que tuvo, como una de las principales conclusiones, que la autoseparación sería beneficiosa en general, pero debería limitarse al espacio aéreo de baja o media densidad . [17]
Desde el comienzo de la asociación entre la autoseparación y el ADS-B , también se ha asociado con otro concepto técnico llamado Sistema de Asistencia de Separación Aerotransportada [18] (ASAS) que, en pocas palabras, realiza la lógica central de la autoseparación y otras aplicaciones relacionadas. Con esta asociación, el concepto de autoseparación de aeronaves en el contexto tecnológico y operativo completo se distingue más claramente de los conceptos básicos ya citados de ver y evitar y sentir y evitar . ASAS fue una suposición en el proyecto MFF y también en estudios posteriores como la serie de Consiglio et al., [19] [20] [21] [22] que profundizó en los aspectos del factor humano y sentó las bases para separar los procesos de gestión de conflictos estratégicos y tácticos en la autoseparación.
Otros proyectos aportaron contribuciones complementarias, como el proyecto Advanced Safe Separation Technologies and Algorithms [23] (ASSTAR), que llevó a cabo análisis de rendimiento, seguridad y coste-beneficio para aplicaciones ASAS, incluida una versión limitada de autoseparación, con resultados positivos. Con base en los estudios mencionados y otros, la autoseparación basada en ASAS ha sido seleccionada como uno de los objetivos que deben perseguir los principales programas de desarrollo en gestión del tráfico aéreo, como Single European Sky ATM Research & Development (SESAR) [24] [25] y el Next Generation Air Transportation System [26] (NextGen) de EE. UU., incluso si se limita a ciertas condiciones y espacios aéreos.
Más recientemente, el proyecto iFly [27] definió un nuevo concepto de operaciones de autoseparación en un espacio aéreo de mayor densidad, basado en los trabajos descritos anteriormente, y lo evaluó cuantitativamente utilizando métodos avanzados de simulación estocástica. [28] Los resultados obtenidos de estos estudios indican que la autoseparación se puede utilizar de forma segura en un espacio aéreo con una densidad tres veces mayor que el espacio aéreo en ruta europeo a partir del año 2005, si el nivel de fiabilidad del ADS-B mejora en un factor de cinco o si la fiabilidad del TCAS mejora en el mismo factor.
Algunas de las cuestiones más relevantes a resolver para la Autoseparación son:
Aunque estos temas han sido investigados y se han propuesto algunas soluciones para ellos, la complejidad del problema ha impedido lograr respuestas definitivas.