La navegación de área ( RNAV , generalmente pronunciada como / ˈ ɑːr n æ v / " ar-nav" ) es un método de navegación con reglas de vuelo por instrumentos (IFR) que permite a una aeronave elegir cualquier rumbo dentro de una red de balizas de navegación , en lugar de navegar. directamente hacia y desde las balizas. Esto puede conservar la distancia de vuelo, reducir la congestión y permitir vuelos a aeropuertos sin balizas. La navegación de área solía denominarse "navegación aleatoria", de ahí el acrónimo RNAV. [1]
RNAV puede definirse como un método de navegación que permite la operación de aeronaves en cualquier rumbo deseado dentro de la cobertura de señales de navegación referenciadas a estaciones o dentro de los límites de la capacidad de un sistema autónomo, o una combinación de estos.
En Estados Unidos, la RNAV se desarrolló en la década de 1960 y las primeras rutas de este tipo se publicaron en la década de 1970. En enero de 1983, la Administración Federal de Aviación revocó todas las rutas RNAV en los Estados Unidos contiguos debido a que se descubrió que las aeronaves utilizaban sistemas de navegación inercial en lugar de balizas terrestres, por lo que el análisis de costo-beneficio no favorecía el mantenimiento de las rutas RNAV. sistema. [2] La RNAV se reintrodujo después de la introducción a gran escala de la navegación por satélite .
El continuo crecimiento de la aviación aumenta las demandas sobre la capacidad del espacio aéreo , lo que hace que la navegación de área sea deseable debido a su mayor eficiencia operativa.
Los sistemas RNAV evolucionaron de manera similar a las rutas y procedimientos terrestres convencionales. Se identificó un sistema RNAV específico y se evaluó su desempeño mediante una combinación de análisis y pruebas de vuelo . Para las operaciones terrestres, los sistemas iniciales utilizaban un rango de radio omnidireccional (VOR) de muy alta frecuencia y un equipo de medición de distancia (DME) para estimar la posición; para operaciones oceánicas se emplearon sistemas de navegación inercial (INS). Los criterios de espacio aéreo y franqueamiento de obstáculos se desarrollaron con base en el desempeño del equipo disponible, y las especificaciones para los requisitos se basaron en las capacidades disponibles. Estos requisitos prescriptivos provocaron retrasos en la introducción de nuevas capacidades del sistema RNAV y mayores costos para mantener la certificación adecuada. Para evitar tales especificaciones prescriptivas de requisitos, se ha introducido un método alternativo para definir los requisitos de equipo. Esto permite especificar los requisitos de performance, independientemente de las capacidades de los equipos disponibles, y se denomina navegación basada en la performance (PBN). Así, RNAV es ahora una de las técnicas de navegación de PBN; Actualmente, el único otro es la performance de navegación requerida (RNP). Los sistemas RNP añaden monitoreo y alerta del desempeño a bordo a las capacidades de navegación de RNAV. Como resultado de decisiones tomadas en la industria en la década de 1990, la mayoría de los sistemas modernos son RNP.
Muchos sistemas RNAV, si bien ofrecen una precisión muy alta y poseen muchas de las funciones proporcionadas por los sistemas RNP, no pueden garantizar su desempeño. Reconociendo esto, y para evitar que los operadores incurran en gastos innecesarios, cuando el requisito de espacio aéreo no requiere el uso de un sistema RNP, muchos requisitos de navegación nuevos y existentes seguirán especificando sistemas RNAV en lugar de RNP. Por lo tanto, se espera que las operaciones RNAV y RNP coexistan durante muchos años.
Sin embargo, los sistemas RNP proporcionan mejoras en la integridad de la operación, permitiendo posiblemente un espaciamiento de rutas más estrecho, y pueden proporcionar integridad suficiente para permitir que sólo los sistemas RNP se utilicen para la navegación en un espacio aéreo específico. Por lo tanto, el uso de sistemas RNP puede ofrecer importantes beneficios de seguridad, operacionales y de eficiencia. Si bien las aplicaciones RNAV y RNP coexistirán durante varios años, se espera que haya una transición gradual a las aplicaciones RNP a medida que aumente la proporción de aeronaves equipadas con sistemas RNP y se reduzca el costo de la transición.
Las especificaciones RNAV incluyen requisitos para ciertas funciones de navegación. Estos requisitos funcionales incluyen:
La incapacidad de lograr la precisión de navegación lateral requerida puede deberse a errores de navegación relacionados con el seguimiento y posicionamiento de las aeronaves. Los tres errores principales son el error de definición de trayectoria (PDE), el error técnico de vuelo (FTE) y el error del sistema de navegación (NSE). Se supone que la distribución de estos errores es independiente, de media cero y gaussiana . Por lo tanto, la distribución del error total del sistema (TSE) también es gaussiana con una desviación estándar igual a la raíz cuadrática de la suma (RSS) de las desviaciones estándar de estos tres errores.
La PDE ocurre cuando la ruta definida en el sistema RNAV no corresponde a la ruta deseada, es decir, la ruta que se espera que se vuele sobre el terreno. El uso de un sistema RNAV para la navegación presupone que se carga en la base de datos de navegación una ruta definida que representa la ruta prevista. No se puede definir una ruta consistente y repetible para un giro que permita un sobrevuelo en un waypoint (porque la cercanía al waypoint y el vector del viento pueden no ser repetibles), requiere un sobrevuelo de un waypoint (porque el vector del viento puede no ser repetible). ser repetible), o ocurre cuando la aeronave alcanza una altitud objetivo (porque la altitud objetivo depende del empuje del motor y del peso de la aeronave). En estos casos, la base de datos de navegación contiene una ruta de vuelo deseada de punto a punto, pero no puede tener en cuenta que el sistema RNAV defina una ruta de sobrevuelo o sobrevuelo y realice una maniobra. No se puede establecer un PDE y un FTE significativos sin una ruta definida, lo que resulta en variabilidad en el turno. Además, no se puede definir una ruta determinista y repetible para rutas basadas en el rumbo y la variabilidad de ruta resultante se tiene en cuenta en el diseño de la ruta.
FTE se relaciona con la capacidad de la tripulación aérea o del piloto automático para seguir la ruta o trayectoria definida, incluido cualquier error de visualización (por ejemplo, error de centrado del indicador de desviación de rumbo (CDI)). El FTE puede ser monitoreado por el piloto automático o los procedimientos de la tripulación aérea y la medida en que estos procedimientos necesitan ser respaldados por otros medios depende, por ejemplo, de la fase del vuelo (es decir, despegue , ascenso , crucero , descenso , aterrizaje ) y el tipo de operaciones. Este apoyo de seguimiento podría proporcionarse mediante una visualización de mapas.
NSE se refiere a la diferencia entre la posición estimada de la aeronave y la posición real.
La actuación longitudinal implica navegación contra una posición a lo largo de una pista (por ejemplo, control 4-D). Sin embargo, en la actualidad no existen especificaciones de navegación que requieran control 4-D y no existe ningún FTE en la dimensión longitudinal. Las especificaciones de navegación actuales definen los requisitos de precisión a lo largo de la trayectoria, que incluyen NSE y PDE. La PDE se considera insignificante. La precisión a lo largo de la trayectoria afecta la notificación de posición (por ejemplo, "10 NM a ABC") y el diseño de procedimientos (por ejemplo, altitudes mínimas de los segmentos donde la aeronave puede comenzar el descenso una vez que cruza un punto de referencia).
Una especificación RNAV se designa como RNAV X, por ejemplo, RNAV 1. La expresión 'X' (cuando se indique) se refiere a la precisión de la navegación lateral en millas náuticas, que se espera que la población de Estados Unidos logre al menos el 95% del tiempo de vuelo. aeronaves que operan dentro del espacio aéreo, ruta o procedimiento.
No existen especificaciones de aproximación RNAV.
La notificación manual o automatizada de la calificación de una aeronave para operar a lo largo de una ruta de servicios de tránsito aéreo (ATS), en un procedimiento o en un espacio aéreo, se proporciona al ATC a través del plan de vuelo. Los procedimientos del plan de vuelo se especifican en los documentos apropiados de la OACI . [3]
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