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Planificación de vuelo

Un Tarom Boeing 737-300 y un Boeing 777-200 de United Airlines en rodaje para salir del aeropuerto Heathrow de Londres .

La planificación de vuelo es el proceso de producir un plan de vuelo para describir el vuelo de una aeronave propuesta. Se trata de dos aspectos críticos para la seguridad : el cálculo del combustible, para garantizar que la aeronave pueda llegar con seguridad a su destino, y el cumplimiento de los requisitos de control del tráfico aéreo , para minimizar el riesgo de colisión en el aire. Además, los planificadores de vuelos normalmente desean minimizar el coste del vuelo mediante la elección adecuada de la ruta, la altura y la velocidad, y cargando a bordo el mínimo de combustible necesario. Los Servicios de Tráfico Aéreo (ATS) utilizan el plan de vuelo completo para la separación de aeronaves en los servicios de gestión del tráfico aéreo, incluido el seguimiento y la búsqueda de aeronaves perdidas, durante las misiones de búsqueda y rescate (SAR).

La planificación de vuelos requiere pronósticos meteorológicos precisos para que los cálculos del consumo de combustible puedan tener en cuenta los efectos del consumo de combustible de los vientos en contra o de cola y la temperatura del aire. Las normas de seguridad exigen que las aeronaves lleven combustible más allá del mínimo necesario para volar desde el origen al destino, lo que permite circunstancias imprevistas o el desvío a otro aeropuerto si el destino previsto no está disponible. Además, bajo la supervisión del control del tráfico aéreo, las aeronaves que vuelan en el espacio aéreo controlado deben seguir rutas predeterminadas conocidas como vías aéreas (al menos donde han sido definidas), incluso si dichas rutas no son tan económicas como un vuelo más directo. Dentro de estas vías aéreas, las aeronaves deben mantener niveles de vuelo , altitudes específicas generalmente separadas verticalmente por 1000 o 2000 pies (300 o 610 m), dependiendo de la ruta que se vuela y la dirección del viaje. Cuando los aviones con solo dos motores vuelan largas distancias a través de océanos, desiertos u otras áreas sin aeropuertos, deben cumplir reglas de seguridad ETOPS adicionales para garantizar que puedan llegar a un aeropuerto de emergencia si falla un motor.

Producir un plan de vuelo optimizado preciso requiere millones de cálculos, por lo que los sistemas de planificación de vuelos comerciales hacen un uso extensivo de las computadoras (se puede producir un plan de vuelo aproximado no optimizado usando un E6B y un mapa en aproximadamente una hora, pero se debe tener más en cuenta los imprevistos). circunstancias). Cuando la planificación de vuelos por computadora reemplazó la planificación de vuelos manual para los vuelos en dirección este a través del Atlántico Norte, el consumo promedio de combustible se redujo en aproximadamente 450 kg (1000 lb) por vuelo, y los tiempos promedio de vuelo se redujeron en aproximadamente 5 minutos por vuelo. [1] Algunas aerolíneas comerciales tienen su propio sistema interno de planificación de vuelos, mientras que otras emplean los servicios de planificadores externos.

La ley exige que un despachador de vuelo autorizado o un oficial de operaciones de vuelo lleve a cabo tareas de planificación y vigilancia de vuelo en muchos entornos operativos comerciales (por ejemplo, US FAR §121, [2] regulaciones canadienses). Estas regulaciones varían según el país, pero cada vez más países exigen que sus operadores aéreos empleen dicho personal.

Descripción general y terminología básica

Es posible que un sistema de planificación de vuelo necesite producir más de un plan de vuelo para un solo vuelo:

El propósito básico de un sistema de planificación de vuelos es calcular cuánto combustible de viaje necesita una aeronave en el proceso de navegación aérea cuando vuela desde un aeropuerto de origen a un aeropuerto de destino. Las aeronaves también deben llevar algo de combustible de reserva para permitir circunstancias imprevistas, como un pronóstico meteorológico inexacto o que el control del tráfico aéreo requiera que una aeronave vuele a una altitud inferior a la óptima debido a la congestión de las vías aéreas o la incorporación de pasajeros de último momento. cuyo peso no se tuvo en cuenta cuando se elaboró ​​el plan de vuelo. La forma en que se determina el combustible de reserva varía mucho según la aerolínea y la localidad. Los métodos más comunes son:

A excepción de algunos vuelos nacionales en EE. UU., un plan de vuelo normalmente tiene un aeropuerto alternativo además de un aeropuerto de destino. El aeropuerto alternativo se utiliza en caso de que el aeropuerto de destino quede inutilizable mientras el vuelo está en curso (debido a condiciones climáticas, una huelga, un accidente, actividad terrorista, etc.). Esto significa que cuando la aeronave se acerque al aeropuerto de destino, aún debe tener suficiente combustible alternativo y reserva alternativa disponible para volar al aeropuerto alternativo. Dado que no se espera que la aeronave llegue al aeropuerto alternativo, también debe tener suficiente combustible para dar vueltas durante un tiempo (normalmente 30 minutos) cerca del aeropuerto alternativo mientras se encuentra una ranura de aterrizaje . Los vuelos nacionales en los Estados Unidos no están obligados a tener suficiente combustible para dirigirse a un aeropuerto alternativo cuando se pronostica que el clima en el destino será mejor que los techos de 2000 pies (610 m) y 3 millas terrestres de visibilidad; sin embargo, se sigue aplicando la reserva de 45 minutos a velocidad de crucero normal.

A menudo se considera una buena idea tener el camino alternativo a cierta distancia del destino (p. ej., 185 km (100 millas náuticas; 115 millas)) para que sea poco probable que el mal tiempo cierre tanto el destino como el camino alternativo; No se desconocen distancias de hasta 960 kilómetros (520 millas náuticas; 600 millas). En algunos casos, el aeropuerto de destino puede ser tan remoto (por ejemplo, una isla del Pacífico) que no existe un aeropuerto alternativo viable; En tal situación, una aerolínea puede incluir suficiente combustible para volar durante 2 horas cerca del destino, con la esperanza de que el aeropuerto vuelva a estar disponible dentro de ese tiempo.

A menudo hay más de una ruta posible entre dos aeropuertos. Sujetas a los requisitos de seguridad, las aerolíneas comerciales generalmente desean minimizar los costos eligiendo adecuadamente la ruta, la velocidad y la altura.

Se dan varios nombres a los pesos asociados con una aeronave y/o al peso total de la aeronave en diversas etapas.

Cuando los aviones bimotores vuelan a través de océanos, desiertos y similares, la ruta debe planificarse cuidadosamente para que el avión siempre pueda llegar a un aeropuerto, incluso si falla un motor. Las reglas aplicables se conocen como ETOPS (OPeraciones de rango extendido). La confiabilidad general del tipo particular de aeronave y sus motores y la calidad del mantenimiento de la aerolínea se tienen en cuenta al especificar cuánto tiempo puede volar una aeronave con un solo motor en funcionamiento (normalmente entre 1 y 3 horas).

Los sistemas de planificación de vuelo deben poder hacer frente a aviones que vuelan por debajo del nivel del mar, lo que a menudo resultará en una altitud negativa. Por ejemplo, el aeropuerto Schiphol de Ámsterdam tiene una elevación de -3 metros. La superficie del Mar Muerto está a 417 metros bajo el nivel del mar, por lo que los vuelos a baja altura en esta zona pueden realizarse muy por debajo del nivel del mar. [3]

Unidades de medida

Los planes de vuelo combinan unidades de medida métricas y no métricas . Las unidades particulares utilizadas pueden variar según la aeronave, la aerolínea y la ubicación a lo largo del vuelo.

Desde 1979, [4] la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) ha recomendado una unificación de unidades de medida dentro de la aviación basada en el Sistema Internacional de Unidades (SI). [5] Desde 2010, la OACI recomienda utilizar: [6]

Sin embargo, no se ha establecido una fecha de finalización para la finalización de la métrica . [7] Si bien técnicamente se prefieren las unidades SI, varias unidades no SI todavía se utilizan ampliamente en la aviación comercial:

Unidades de distancia

Las distancias casi siempre se miden en millas náuticas [ cita necesaria ] , calculadas a una altura de 32.000 pies (9.800 m), compensado por el hecho de que la Tierra es un esferoide achatado en lugar de una esfera perfecta. Las cartas de aviación siempre muestran distancias redondeadas a la milla náutica más cercana, y estas son las distancias que se muestran en un plan de vuelo. Es posible que los sistemas de planificación de vuelos necesiten utilizar valores no redondeados en sus cálculos internos para mejorar la precisión.

Unidades de combustible

La medición del combustible variará según los medidores instalados en una aeronave en particular. La unidad de medida de combustible más común [ cita necesaria ] es el kilogramo; otras medidas posibles incluyen libras, galones británicos, galones estadounidenses y litros. Cuando el combustible se mide por peso, la gravedad específica del combustible utilizado se tiene en cuenta al comprobar la capacidad del tanque.

Ha habido al menos una ocasión en la que un avión se quedó sin combustible debido a un error al convertir entre kilogramos y libras. En este caso particular, la tripulación de vuelo logró planear hasta una pista cercana y aterrizar de forma segura (la pista era una de las dos de un antiguo aeropuerto que entonces se utilizaba como pista de carreras ).

Muchas compañías aéreas exigen que las cantidades de combustible se redondeen a múltiplos de 10 o 100 unidades. Esto puede causar algunos problemas de redondeo interesantes, especialmente cuando se trata de subtotales. También se deben considerar cuestiones de seguridad al decidir si redondear hacia arriba o hacia abajo. [ cita necesaria ]

Unidades de altura

La altitud de una aeronave se basa en el uso de un altímetro de presión (ver nivel de vuelo para más detalles). Las alturas citadas aquí son, por tanto, las alturas nominales en condiciones estándar de temperatura y presión y no las alturas reales. Todas las aeronaves que operan en niveles de vuelo calibran los altímetros con la misma configuración estándar independientemente de la presión real al nivel del mar, por lo que surge poco riesgo de colisión.

En la mayoría [ ¿cuáles? ] áreas, la altura se informa como un múltiplo de 100 pies (30 m), es decir, A025 es nominalmente 2500 pies (760 m). Cuando navegan a mayores altitudes, los aviones adoptan niveles de vuelo (FL). Los niveles de vuelo son altitudes corregidas y calibradas contra la Atmósfera Estándar Internacional (ISA). Estos se expresan como un grupo de tres cifras, por ejemplo, FL320 es 32.000 pies (9.800 m) ISA.

En la mayoría de las áreas, la separación vertical entre aeronaves es de 1000 o 2000 pies (300 o 610 m).

En Rusia, China y algunas zonas vecinas, la altitud se mide en metros. La separación vertical entre aeronaves es de 300 metros o 600 metros (aproximadamente un 1,6% menos que 1.000 o 2.000 pies).

Hasta 1999, la separación vertical entre aeronaves que volaban a gran altura en la misma vía aérea era de 610 m (2000 pies). Desde entonces, ha habido una introducción gradual en todo el mundo de la separación vertical mínima reducida (RVSM). Esto reduce la separación vertical a 1000 pies (300 m) entre los niveles de vuelo 290 y 410 (los límites exactos varían ligeramente de un lugar a otro). Dado que la mayoría de los aviones a reacción operan entre estas alturas, esta medida duplica efectivamente la capacidad de las vías aéreas disponibles. Para utilizar RVSM, las aeronaves deben tener altímetros certificados y los pilotos automáticos deben cumplir estándares más precisos. [ cita necesaria ]

Unidades de velocidad

Las aeronaves que navegan a altitudes más bajas normalmente usan nudos como unidad de velocidad principal, mientras que las aeronaves que son más altas (por encima de la altitud de cruce de Mach) normalmente usan el número de Mach como unidad de velocidad principal, aunque los planes de vuelo a menudo también incluyen la velocidad equivalente en nudos (la conversión incluye tolerancias para temperatura y altura). En un plan de vuelo, un número de Mach del "Punto 82" significa que la aeronave viaja a 0,820 (82%) de la velocidad del sonido .

El uso generalizado de sistemas de posicionamiento global (GPS) permite que los sistemas de navegación en la cabina proporcionen la velocidad del aire y la velocidad sobre el suelo de forma más o menos directa.

Otro método para obtener velocidad y posición es el sistema de navegación inercial (INS), que realiza un seguimiento de la aceleración de un vehículo mediante giroscopios y acelerómetros lineales; Esta información luego se puede integrar a tiempo para obtener la velocidad y la posición, siempre que el INS haya sido calibrado adecuadamente antes de la salida. El INS ha estado presente en la aviación civil durante algunas décadas y se utiliza principalmente en aviones medianos y grandes, ya que el sistema es bastante complejo. [ cita necesaria ]

Si no se utiliza ni GPS ni INS, se requieren los siguientes pasos para obtener información de velocidad:

unidades de masa

El peso de una aeronave se mide comúnmente en kilogramos, pero a veces se puede medir en libras, especialmente si los medidores de combustible están calibrados en libras o galones. Muchas aerolíneas solicitan que los pesos se redondeen a múltiplos de 10 o 100 unidades. Es necesario tener mucho cuidado al redondear para garantizar que no se excedan las limitaciones físicas.

Cuando se conversa informalmente sobre un plan de vuelo, es posible que se haga referencia a los pesos aproximados del combustible y/o de la aeronave en toneladas . Esta "tonelada" es generalmente una tonelada métrica o una tonelada larga del Reino Unido , que difieren en menos del 2%, o una tonelada corta , que es aproximadamente un 10% menos.

Describiendo una ruta

Una ruta es una descripción del camino que sigue una aeronave cuando vuela entre aeropuertos. La mayoría de los vuelos comerciales viajarán de un aeropuerto a otro, pero los aviones privados, los recorridos turísticos comerciales y los aviones militares pueden realizar un viaje circular o de ida y vuelta y aterrizar en el mismo aeropuerto desde el que despegaron.

Componentes

Los aviones vuelan por las vías respiratorias bajo la dirección del control del tráfico aéreo. Una vía aérea no tiene existencia física, pero puede considerarse como una autopista en el cielo. En una autopista normal, los coches utilizan diferentes carriles para evitar colisiones, mientras que en una vía aérea, los aviones vuelan en diferentes niveles de vuelo para evitar colisiones. A menudo se pueden ver aviones pasando directamente por encima o por debajo del propio avión. Se publican cartas que muestran las vías respiratorias y suelen actualizarse cada 4 semanas, coincidiendo con el ciclo AIRAC. AIRAC (Regulación y Control de Información Aeronáutica) ocurre cada cuarto jueves, cuando cada país publica sus cambios, que generalmente son aerovías.

Cada vía aérea comienza y termina en un punto de referencia y también puede contener algunos puntos de referencia intermedios. Los waypoints utilizan cinco letras (p. ej., PILOX) y aquellos que funcionan como balizas no direccionales utilizan tres o dos (TNN, WK). Las vías aéreas pueden cruzarse o unirse en un punto de ruta, por lo que una aeronave puede cambiar de una vía aérea a otra en dichos puntos. Una ruta completa entre aeropuertos suele utilizar varias vías aéreas. Cuando no existe una vía aérea adecuada entre dos puntos de ruta, y el uso de vías aéreas daría como resultado una ruta algo indirecta, el control de tráfico aéreo puede permitir una ruta directa de punto de ruta a punto de ruta, que no utiliza una vía aérea (a menudo abreviada en los planes de vuelo como "DCT ").

La mayoría de los puntos de referencia se clasifican como puntos de notificación obligatoria ; es decir, el piloto (o el sistema de gestión de vuelo a bordo ) informa la posición de la aeronave al control de tráfico aéreo cuando la aeronave pasa por un punto de referencia. Hay dos tipos principales de waypoints:

Tenga en cuenta que las aerolíneas no conectan directamente con los aeropuertos.

Las rutas aéreas entre Los Ángeles y Tokio siguen aproximadamente una ruta directa de gran círculo (arriba), pero utilizan la corriente en chorro (abajo) cuando se dirigen hacia el oeste (de Tokio a Los Ángeles).

A través de algunos océanos, principalmente en el hemisferio norte, se utilizan rutas especiales conocidas como vías oceánicas para aumentar la capacidad de tráfico en rutas muy transitadas. A diferencia de las vías aéreas ordinarias, que cambian con poca frecuencia, las rutas oceánicas cambian dos veces al día para aprovechar los vientos favorables. Los vuelos que van a favor de la corriente en chorro pueden ser una hora más cortos que los que van en contra de ella. Las rutas oceánicas pueden comenzar y terminar a unas 100 millas de la costa en puntos de ruta designados, a los que se conectan varias vías aéreas. Las rutas que atraviesan los océanos septentrionales son adecuadas para vuelos de este a oeste o de oeste a este, que constituyen la mayor parte del tráfico en estas zonas.

Rutas completas

Hay varias formas de construir una ruta. Todos los escenarios que utilizan vías aéreas utilizan SID y STAR para salida y llegada. Cualquier mención de vías respiratorias podría incluir un número muy pequeño de segmentos "directos" para permitir situaciones en las que no existen uniones convenientes de vías respiratorias. En algunos casos, las consideraciones políticas pueden influir en la elección de la ruta (por ejemplo, los aviones de un país no pueden sobrevolar otro país).

Incluso en una zona de vuelo libre, el control del tráfico aéreo sigue exigiendo un informe de posición aproximadamente una vez cada hora. Los sistemas de planificación de vuelos organizan esto insertando puntos de referencia geográficos a intervalos adecuados. Para un avión a reacción, estos intervalos son 10 grados de longitud para vuelos en dirección este u oeste y 5 grados de latitud para vuelos en dirección norte o sur. En las zonas de vuelo libre, los aviones comerciales normalmente siguen una ruta de menor tiempo para utilizar el menor tiempo y combustible posible. Una ruta de círculo máximo tendría la distancia terrestre más corta, pero es poco probable que tenga la distancia aérea más corta, debido al efecto de los vientos de cara o de cola. Es posible que un sistema de planificación de vuelo deba realizar un análisis importante para determinar una buena ruta de vuelo libre.

Cálculo de combustible

El cálculo de las necesidades de combustible (especialmente el combustible de viaje y el combustible de reserva) es el aspecto más crítico para la seguridad en la planificación de vuelos. Este cálculo es algo complicado:

Consideraciones

El cálculo del combustible debe tener en cuenta muchos factores.

La temperatura del aire afecta la eficiencia/consumo de combustible de los motores de los aviones. El viento puede proporcionar un componente de viento de cara o de cola, lo que a su vez aumentará o disminuirá el consumo de combustible al aumentar o disminuir la distancia aérea a volar.
Por acuerdo con la Organización de Aviación Civil Internacional , existen dos centros meteorológicos nacionales -en Estados Unidos, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica , y en el Reino Unido, la Met Office- que proporcionan pronósticos meteorológicos mundiales para la aviación civil en un formato conocido. como clima GRIB . Estas previsiones se emiten generalmente cada 6 horas y cubren las 36 horas siguientes. Cada pronóstico de 6 horas cubre todo el mundo utilizando puntos de cuadrícula ubicados a intervalos de 75 millas náuticas (139 km) o menos. En cada punto de la cuadrícula, la velocidad del viento, la dirección del viento y la temperatura del aire se suministran a nueve alturas diferentes entre 4500 y 55 000 pies (1400 y 16 800 m).
Los aviones rara vez vuelan exactamente a través de puntos de la cuadrícula meteorológica o a las alturas exactas a las que están disponibles las predicciones meteorológicas, por lo que generalmente se necesita algún tipo de interpolación horizontal y vertical . Para intervalos de 75 millas náuticas (139 km), la interpolación lineal es satisfactoria. El formato GRIB reemplazó al formato ADF anterior en 1998-1999. El formato ADF utilizaba intervalos de 300 millas náuticas (560 km); este intervalo fue lo suficientemente grande como para pasar por alto algunas tormentas por completo, por lo que los cálculos utilizando el tiempo predicho por el ADF a menudo no fueron tan precisos como los que se pueden producir utilizando el tiempo predicho por GRIB.
La ruta particular a volar determina la distancia terrestre a cubrir, mientras que los vientos en esa ruta determinan la distancia aérea a volar. Cada porción entre puntos de ruta de una aerovía puede tener reglas diferentes sobre qué niveles de vuelo pueden usarse. El peso total de la aeronave en cualquier punto determina el nivel de vuelo más alto que se puede utilizar. Navegar a un nivel de vuelo más alto generalmente requiere menos combustible que a un nivel de vuelo más bajo, pero es posible que se necesite combustible de ascenso adicional para llegar al nivel de vuelo más alto (es este combustible de ascenso adicional y la diferente tasa de consumo de combustible lo que causa discontinuidades).
Casi todos los pesos mencionados anteriormente en "Resumen y terminología básica" pueden estar sujetos a valores mínimos y/o máximos. Debido a la tensión sobre las ruedas y el tren de aterrizaje al aterrizar, el peso máximo seguro al aterrizar puede ser considerablemente menor que el peso máximo seguro al soltar el freno. En tales casos, una aeronave que se encuentra con alguna emergencia y tiene que aterrizar inmediatamente después del despegue puede tener que dar vueltas durante un tiempo para gastar combustible, o desechar algo de combustible, o aterrizar inmediatamente y correr el riesgo de que el tren de aterrizaje colapse.
Además, los depósitos de combustible tienen una capacidad máxima. En algunas ocasiones, los sistemas de planificación de vuelos comerciales se encuentran con que se ha solicitado un plan de vuelo imposible. El avión no puede llegar al destino previsto, ni siquiera sin carga ni pasajeros, ya que los tanques de combustible no son lo suficientemente grandes para contener la cantidad de combustible necesaria; Parecería que algunas aerolíneas son a veces demasiado optimistas, tal vez esperando un viento de cola (muy) fuerte.
La tasa de consumo de combustible de los motores de avión depende de la temperatura del aire, la altura medida por la presión del aire, el peso del avión, la velocidad del avión en relación con el aire y cualquier aumento en el consumo en comparación con motores nuevos debido a la edad del motor y/o a su mala calidad. mantenimiento (una aerolínea puede estimar esta degradación comparando el consumo de combustible real con el previsto). Tenga en cuenta que un avión grande, como un jumbo jet, puede quemar hasta 80 toneladas de combustible en un vuelo de 10 horas, por lo que hay un cambio sustancial de peso durante el vuelo.

Cálculo

El peso del combustible constituye una parte importante del peso total de una aeronave, por lo que cualquier cálculo de combustible debe tener en cuenta el peso del combustible que aún no se ha quemado. En lugar de intentar predecir la carga de combustible aún no quemada, un sistema de planificación de vuelo puede manejar esta situación trabajando hacia atrás a lo largo de la ruta, comenzando en la alternativa, regresando al destino y luego retrocediendo punto por punto hasta el origen.

A continuación se ofrece un resumen más detallado del cálculo. Generalmente se requieren varias (posiblemente muchas) iteraciones, ya sea para calcular valores interdependientes como el combustible de reserva y el combustible de viaje, o para hacer frente a situaciones en las que se ha excedido alguna restricción física. En este último caso suele ser necesario reducir la carga útil (menos carga o menos pasajeros). Algunos sistemas de planificación de vuelos utilizan elaborados sistemas de ecuaciones aproximadas para estimar simultáneamente todos los cambios necesarios; esto puede reducir en gran medida el número de iteraciones necesarias.

Si una aeronave aterriza en la alternativa, en el peor de los casos se puede suponer que no le queda combustible (en la práctica, quedará suficiente combustible de reserva para al menos rodar fuera de la pista). Por lo tanto, un sistema de planificación de vuelo puede calcular el combustible de retención alternativo basándose en que el peso final de la aeronave es el peso de combustible cero. Dado que la aeronave está dando vueltas mientras espera, no es necesario tener en cuenta el viento para este ni ningún otro cálculo de espera.
Para el vuelo desde el destino al alternativo, un sistema de planificación de vuelo puede calcular el combustible de viaje alternativo y el combustible de reserva alternativo sobre la base de que el peso de la aeronave al llegar al alternativo es cero peso de combustible más la espera alternativa.
Un sistema de planificación de vuelo puede entonces calcular cualquier espera de destino sobre la base de que el peso final de la aeronave es cero peso de combustible más espera alternativa más combustible alternativo más reserva alternativa.
Para el vuelo de origen a destino, el peso a la llegada al destino se podrá tomar como peso cero de combustible más espera alterna más combustible alternativo más reserva alterna más espera en destino. Luego, un sistema de planificación de vuelo puede retroceder a lo largo de la ruta, calculando el combustible del viaje y reservando combustible en un punto de ruta a la vez, formando el combustible requerido para cada segmento entre puntos de ruta parte del peso de la aeronave para el siguiente segmento que se calculará.
En cada etapa y/o al final del cálculo, un sistema de planificación de vuelo debe realizar comprobaciones para garantizar que no se hayan superado las limitaciones físicas (por ejemplo, la capacidad máxima del tanque). Los problemas significan que o se debe reducir el peso del avión de alguna manera o se debe abandonar el cálculo.

Un enfoque alternativo para el cálculo del combustible es calcular el combustible alternativo y de espera como se indicó anteriormente y obtener una estimación del requerimiento total de combustible para el viaje, ya sea basándose en la experiencia previa con esa ruta y tipo de aeronave, o utilizando alguna fórmula aproximada; ninguno de los métodos puede tener mucho en cuenta el clima. Luego, el cálculo puede avanzar a lo largo de la ruta, punto de referencia por punto de referencia. Al llegar al destino, el combustible del viaje real se puede comparar con el combustible del viaje estimado, se puede hacer una estimación mejor y repetir el cálculo según sea necesario.

Reducción de costo

Las aerolíneas comerciales generalmente desean mantener el costo de un vuelo lo más bajo posible. Hay tres factores principales que contribuyen al costo:

  • la cantidad de combustible necesaria (para complicar las cosas, el combustible puede costar diferentes cantidades en diferentes aeropuertos),
  • el tiempo de vuelo real afecta los cargos de depreciación, los programas de mantenimiento y similares,
  • Los derechos de sobrevuelo los cobra cada país sobre el que sobrevuela el avión (en teoría, para cubrir los costos de control del tráfico aéreo).

Diferentes aerolíneas tienen diferentes puntos de vista sobre lo que constituye un vuelo de menor costo:

  • menor costo basado solo en el tiempo
  • menor costo basado solo en combustible
  • Mínimo coste basado en un equilibrio entre combustible y tiempo.
  • menor costo basado en los costos de combustible y los costos de tiempo y los cargos de sobrevuelo

Mejoras básicas

Para cualquier ruta determinada, un sistema de planificación de vuelo puede reducir los costos al encontrar la velocidad más económica a cualquier altitud dada y al encontrar las mejores altitudes para usar en función del clima previsto . Esta optimización local se puede realizar punto por punto.

Las aerolíneas comerciales no quieren que un avión cambie de altitud con demasiada frecuencia (entre otras cosas, puede dificultar que la tripulación de cabina sirva las comidas), por lo que a menudo especifican un tiempo mínimo entre cambios de nivel de vuelo relacionados con la optimización. Para hacer frente a tales requisitos, un sistema de planificación de vuelo debe ser capaz de optimizar la altitud no local teniendo en cuenta simultáneamente una serie de puntos de ruta, junto con los costos de combustible para cualquier ascenso corto que pueda ser necesario.

Cuando existe más de una ruta posible entre el aeropuerto de origen y el de destino, la tarea que enfrenta un sistema de planificación de vuelos se vuelve más complicada, ya que ahora debe considerar muchas rutas para encontrar la mejor ruta disponible. Muchas situaciones tienen decenas o incluso cientos de rutas posibles, y hay algunas situaciones con más de 25.000 rutas posibles (por ejemplo, de Londres a Nueva York con vuelo libre por debajo del sistema de vías). La cantidad de cálculos necesarios para producir un plan de vuelo preciso es tan sustancial que no es factible examinar en detalle todas las rutas posibles. Un sistema de planificación de vuelos debe tener alguna forma rápida de reducir el número de posibilidades a un número manejable antes de emprender un análisis detallado.

Reducción de reservas

Desde el punto de vista de un contable , el suministro de combustible de reserva cuesta dinero (el combustible necesario para transportar el combustible de reserva que, con suerte, no se utilizará). Se han desarrollado técnicas conocidas como reclear , redespacho o procedimiento de punto de decisión , que pueden reducir en gran medida la cantidad de combustible de reserva necesaria y al mismo tiempo mantener todos los estándares de seguridad requeridos . Estas técnicas se basan en tener algún aeropuerto intermedio especificado al que el vuelo pueda desviarse en caso de ser necesario; [2] en la práctica, tales desvíos son raros. El uso de tales técnicas puede ahorrar varias toneladas de combustible en vuelos largos o puede aumentar la carga útil transportada en una cantidad similar. [8]

Un plan de vuelo claro tiene dos destinos. El aeropuerto de destino final es hacia donde realmente se dirige el vuelo, mientras que el aeropuerto de destino inicial es hacia donde se desviará el vuelo si se utiliza más combustible del esperado durante la primera parte del vuelo. El punto de ruta en el que se toma la decisión sobre a qué destino ir se denomina punto de referencia o punto de decisión . Al llegar a este punto de referencia, la tripulación de vuelo hace una comparación entre el consumo de combustible real y el previsto y comprueba cuánto combustible de reserva hay disponible. Si hay suficiente reserva de combustible, entonces el vuelo puede continuar hasta el aeropuerto de destino final; de lo contrario, la aeronave deberá desviarse al aeropuerto de destino inicial.

El destino inicial está situado de manera que se necesita menos combustible de reserva para un vuelo desde el origen al destino inicial que para un vuelo desde el origen al destino final. En circunstancias normales, se utiliza realmente poco o nada del combustible de reserva, por lo que cuando la aeronave alcanza el punto de reclear todavía tiene (casi) todo el combustible de reserva original a bordo, que es suficiente para cubrir el vuelo desde el punto de reclear hasta el punto de reclear. Destino final.

La idea de vuelos limpios fue publicada por primera vez en Boeing Airliner (1977) por los ingenieros de Boeing David Arthur y Gary Rose. [8] El artículo original contiene muchos números mágicos relacionados con la posición óptima de la solución reclear, etc. Estas cifras se aplican únicamente al tipo específico de aeronave considerado, para un porcentaje de reserva específico, y no tienen en cuenta el efecto del clima. El ahorro de combustible debido al reaclarado depende de tres factores:

  • El ahorro máximo que se puede lograr depende de la posición del parche de limpieza. Esta posición no se puede determinar teóricamente ya que no existen ecuaciones exactas para el combustible de viaje y el combustible de reserva. Incluso si se pudiera determinar con exactitud, es posible que no haya un punto de referencia en el lugar correcto.
  • Un factor identificado por Arthur y Rose que ayuda a lograr el máximo ahorro posible es tener un destino inicial ubicado de manera que el descenso al destino inicial comience inmediatamente después de la reparación. Esto es beneficioso porque minimiza la reserva de combustible necesaria entre el punto de reclear y el destino inicial y, por lo tanto, maximiza la cantidad de combustible de reserva disponible en el punto de reclear.
  • El otro factor que también resulta útil es la ubicación del aeropuerto alternativo inicial.

Presentar planes subóptimos

A pesar de todos los esfuerzos realizados para optimizar los planes de vuelo, existen determinadas circunstancias en las que resulta ventajoso presentar planes subóptimos. En un espacio aéreo muy transitado con varios aviones competidores, las rutas óptimas y las altitudes preferidas pueden tener un exceso de solicitudes. Este problema puede ser peor en períodos de gran actividad, como cuando todos quieren llegar a un aeropuerto tan pronto como abre. Si todas las aeronaves presentan planes de vuelo óptimos, para evitar la sobrecarga, el control de tráfico aéreo puede denegar el permiso para algunos de los planes de vuelo o retrasar las franjas horarias de despegue asignadas. Para evitar esto, se puede presentar un plan de vuelo subóptimo, solicitando una altitud ineficientemente baja o una ruta más larga y menos congestionada. [9]

Una vez en el aire, parte del trabajo del piloto es volar lo más eficientemente posible para luego intentar convencer al control de tráfico aéreo para que les permita volar más cerca de la ruta óptima. Esto podría implicar solicitar un nivel de vuelo superior al del plan o solicitar una ruta más directa. Si el controlador no está de acuerdo de inmediato, es posible volver a solicitarlo ocasionalmente hasta que ceda. Alternativamente, si se ha informado de mal tiempo en el área, un piloto puede solicitar un ascenso o un giro para evitar el clima.

Incluso si el piloto no logra volver a la ruta óptima, los beneficios de que se le permita volar pueden superar el costo de la ruta subóptima.

Vuelos VFR

Aunque los vuelos VFR a menudo no requieren la presentación de un plan de vuelo, [ cita necesaria ] sigue siendo necesaria una cierta cantidad de planificación de vuelo. El capitán debe asegurarse de que habrá suficiente combustible a bordo para el viaje y suficiente reserva de combustible para casos imprevistos. El peso y el centro de gravedad deben permanecer dentro de sus límites durante todo el vuelo. El capitán debe preparar un plan de vuelo alternativo para cuando no sea posible aterrizar en el destino original.

En Canadá , sin embargo, las regulaciones establecen que "... ningún piloto al mando operará una aeronave en vuelo VFR a menos que se haya presentado un plan de vuelo VFR o un itinerario de vuelo VFR, excepto cuando el vuelo se realice dentro de las 25 NM de el aeródromo de salida." [10]

Características adicionales

Además de las diversas medidas de reducción de costos mencionadas anteriormente, los sistemas de planificación de vuelos pueden ofrecer características adicionales para ayudar a atraer y retener clientes:

Ver también

Referencias

  1. ^ Simpson, L., DL Bashioum y EE Carr. 1965. "Planificación de vuelos por computadora en el Atlántico norte". Journal of Aircraft, volumen 2, núm. 4, págs. 337–346.
  2. ^ ab "Sección 121.631 sobre reenvío". Reglamento Federal de Aviación . Elevándose. Archivado desde el original el 28 de agosto de 2006 . Consultado el 21 de marzo de 2006 .
  3. ^ "Solicitud rechazada". www.deadsea.co.il . Archivado desde el original el 25 de mayo de 2006.
  4. ^ Acción del Consejo de conformidad con la Resolución A22-18 de la Asamblea adoptada el 23 de marzo de 1979: [..]para cubrir todos los aspectos de las operaciones aéreas y terrestres; suministro de un sistema estandarizado de unidades basado en el SI; identificación de unidades no pertenecientes al SI permitidas para su uso en la aviación civil internacional; disposición para la terminación del uso de ciertas unidades no pertenecientes al SI.
  5. ^ "Organización de Aviación Civil Internacional - Resoluciones de la Asamblea vigentes (al 8 de octubre de 2010) - Doc 9958 - Publicado por autorización del Secretario General" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 10 de diciembre de 2019 . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
  6. ^ "Organización de Aviación Civil Internacional - Normas y prácticas recomendadas internacionales - Anexo 5 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional - Unidades de medida que se utilizarán en operaciones aéreas y terrestres Quinta edición - Julio de 2010" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 10 de diciembre de 2019 . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
  7. ^ "Unidades de medida locas y confusas de la aviación: AeroSavvy". Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2019 . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
  8. ^ ab David Arthur; Gary Rose (1977). Avión de pasajeros Boeing . REDISPATCH para ahorrar combustible y aumentar la carga útil
  9. ^ "Rutas de salida alternativas a baja altitud". Archivado desde el original el 7 de junio de 2011.
  10. ^ Manual de información aeronáutica (AIM 2019-1 ed.). Transporte Canadá. pag. 212.
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