La navegación de área ( RNAV , generalmente pronunciada como / ˈɑːr næv / " ar-nav" ) es un método de navegación según reglas de vuelo por instrumentos ( IFR) que permite a una aeronave elegir cualquier curso 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 llamarse "navegación aleatoria", de ahí el acrónimo RNAV. [1]
RNAV puede definirse como un método de navegación que permite la operación de una aeronave en cualquier rumbo deseado dentro de la cobertura de las señales de navegación referenciadas por la estación o dentro de los límites de la capacidad de un sistema autónomo, o una combinación de estos.
En los Estados Unidos, el 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 los hallazgos de que las aeronaves estaban utilizando sistemas de navegación inercial en lugar de las balizas terrestres, por lo que el análisis de costo-beneficio no estaba a favor de mantener el sistema de rutas RNAV. [2] El RNAV se reintrodujo después de la introducción a gran escala de la navegación por satélite .
El continuo crecimiento de la aviación incrementa las demandas de 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 una 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 usaban un radio de alcance omnidireccional de muy alta frecuencia (VOR) y equipo de medición de distancia (DME) para estimar la posición; para las operaciones oceánicas, se emplearon sistemas de navegación inercial (INS). Los criterios de espacio aéreo y franqueamiento de obstáculos se desarrollaron en función del desempeño del equipo disponible, y las especificaciones de los requisitos se basaron en las capacidades disponibles. Estos requisitos prescriptivos dieron lugar a retrasos en la introducción de nuevas capacidades del sistema RNAV y a mayores costos para mantener la certificación adecuada. Para evitar estas especificaciones prescriptivas de los requisitos, se ha introducido un método alternativo para definir los requisitos del equipo. Esto permite la especificación de los requisitos de desempeño, independientemente de las capacidades del equipo disponible, y se denomina navegación basada en el desempeño (PBN). Por lo tanto, RNAV es ahora una de las técnicas de navegación de PBN; actualmente la única otra es el desempeño de navegación requerido (RNP). Los sistemas RNP agregan monitoreo y alerta del desempeño a bordo a las capacidades de navegación de RNAV. Como resultado de las 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 que brindan los sistemas RNP, no pueden garantizar su desempeño. Reconociendo esto, y para evitar que los operadores incurran en gastos innecesarios, cuando el requisito del espacio aéreo no requiere el uso de un sistema RNP, muchos requisitos de navegación nuevos y existentes continuarán especificando sistemas RNAV en lugar de sistemas 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 ruta más cercano, y pueden proporcionar una integridad suficiente para permitir que sólo los sistemas RNP se utilicen para la navegación en un espacio aéreo específico. El uso de sistemas RNP puede, por lo tanto, 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 determinadas 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 la aeronave. 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 cuadrada de la suma (RSS) de las desviaciones estándar de estos tres errores.
La PDE se produce cuando la ruta definida en el sistema RNAV no corresponde a la ruta deseada, es decir, la ruta que se espera que se siga 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 viraje que permita un viraje de paso en un punto de referencia (porque la proximidad al punto de referencia y el vector del viento pueden no ser repetibles), requiere un sobrevuelo de un punto de referencia (porque el vector del viento puede no ser repetible) o se produce 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 punto a punto, pero no puede dar cuenta de que el sistema RNAV define una ruta de paso o de sobrevuelo y realiza una maniobra. No se puede establecer una PDE y una FTE significativas sin una ruta de definición, lo que da como resultado variabilidad en el viraje. 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.
El 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 del curso (CDI)). El FTE puede ser monitoreado por los procedimientos del piloto automático o de la tripulación aérea y el grado 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 del tipo de operaciones. Tal apoyo de monitoreo podría proporcionarse mediante una pantalla de mapa.
NSE se refiere a la diferencia entre la posición estimada de la aeronave y la posición real.
El rendimiento longitudinal implica la navegación en función de una posición a lo largo de una trayectoria (por ejemplo, control 4-D). Sin embargo, en la actualidad, no existen especificaciones de navegación que requieran control 4-D y no hay FTE en la dimensión longitudinal. Las especificaciones de navegación actuales definen los requisitos para la precisión a lo largo de la trayectoria, que incluye NSE y PDE. La PDE se considera insignificante. La precisión a lo largo de la trayectoria afecta la notificación de la posición (por ejemplo, "10 NM a ABC") y el diseño del procedimiento (por ejemplo, altitudes mínimas del segmento en las que 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 indica) se refiere a la precisión de navegación lateral en millas náuticas, que se espera que la población de aeronaves que operan dentro del espacio aéreo, ruta o procedimiento logre al menos el 95 % del tiempo de vuelo.
No existen especificaciones de aproximación RNAV.
La notificación manual o automatizada de la calificación de una aeronave para operar en 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 correspondientes de la OACI . [3]
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