En aviación , una aproximación por instrumentos o procedimiento de aproximación por instrumentos ( IAP ) es una serie de maniobras predeterminadas para la transferencia ordenada de una aeronave que opera bajo reglas de vuelo por instrumentos desde el comienzo de la aproximación inicial hasta un aterrizaje , o hasta un punto desde el cual se puede realizar un aterrizaje visualmente . [1] Estas aproximaciones están aprobadas en la Unión Europea por la EASA y las autoridades de los respectivos países y en los Estados Unidos por la FAA o el Departamento de Defensa de los Estados Unidos para el ejército. La OACI define una aproximación por instrumentos como "una serie de maniobras predeterminadas por referencia a los instrumentos de vuelo con protección específica contra obstáculos desde el punto de referencia de aproximación inicial , o cuando sea aplicable, desde el comienzo de una ruta de llegada definida hasta un punto desde el cual se puede completar un aterrizaje y, posteriormente, si el aterrizaje no se completa, hasta una posición en la que se aplican criterios de espera o de franqueamiento de obstáculos en ruta ". [2]
Existen tres categorías de procedimientos de aproximación instrumental: aproximación de precisión (PA), aproximación con guía vertical (APV) y aproximación de no precisión (NPA). Una aproximación de precisión utiliza un sistema de navegación que proporciona guía de rumbo y trayectoria de planeo . Algunos ejemplos incluyen radar de aproximación de precisión (PAR), sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS) y sistema de aterrizaje GBAS (GLS). Una aproximación con guía vertical también utiliza un sistema de navegación para desviación de rumbo y trayectoria de planeo, pero no con los mismos estándares que una PA. Algunos ejemplos incluyen baro-VNAV , ayuda direccional de tipo localizador (LDA) con trayectoria de planeo, LNAV /VNAV y LPV . Una aproximación de no precisión utiliza un sistema de navegación para desviación de rumbo pero no proporciona información de trayectoria de planeo. Estas aproximaciones incluyen VOR , NDB , LP (Localizer Performance) y LNAV. Las PA y APV se vuelan a una altura/altitud de decisión (DH/DA), mientras que las aproximaciones de no precisión se vuelan a una altitud mínima de descenso (MDA). [2] : 757 [3]
Las cartas IAP son cartas aeronáuticas que representan los datos aeronáuticos necesarios para ejecutar una aproximación instrumental a un aeropuerto. Además de representar características topográficas, peligros y obstrucciones, representan los procedimientos y el diagrama del aeropuerto. Cada carta de procedimiento utiliza un tipo específico de sistema de navegación electrónica, como NDB, TACAN , VOR, ILS/ MLS y RNAV . [2] : 981–982 El nombre de la carta refleja la ayuda primaria a la navegación (NAVAID), si hay más de un procedimiento directo o si es solo un procedimiento de solo círculos. Una franja de comunicación en la carta enumera las frecuencias en el orden en que se utilizan. Se representan las altitudes mínima, máxima y obligatoria, además de la altitud mínima segura (MSA) para emergencias. Una cruz representa la altitud de fijación de aproximación final (FAF) en las NPA, mientras que un rayo hace lo mismo para las PA. Las NPA representan la MDA, mientras que una PA muestra tanto la altitud de decisión (DA) como la altura de decisión (DH). Finalmente, el diagrama muestra los procedimientos de aproximación frustrada en vista de planta y de perfil, además de enumerar los pasos en secuencia. [4] : 4–9, 4–11, 4–19, 4–20, 4–41
Antes de que la navegación por satélite (GNSS) estuviera disponible para la aviación civil, la necesidad de grandes instalaciones de ayuda a la navegación terrestre (NAVAID) generalmente limitaba el uso de aproximaciones instrumentales a pistas terrestres (es decir, asfalto, grava, césped, hielo) (y las de los portaaviones ). La tecnología GNSS permite, al menos teóricamente, crear aproximaciones instrumentales a cualquier punto de la superficie de la Tierra (ya sea en tierra o en agua); en consecuencia, hoy en día hay ejemplos de aeródromos acuáticos (como la base de hidroaviones Rangeley Lake en Maine , Estados Unidos) que tienen aproximaciones basadas en GNSS.
Un procedimiento de aproximación por instrumentos puede contener hasta cinco segmentos separados, que representan el rumbo, la distancia y la altitud mínima. Estos segmentos son [4] : 4–43, 4–53
Cuando una aeronave está bajo control radar , el control de tránsito aéreo (ATC) puede reemplazar algunas o todas estas fases de la aproximación con vectores radar (la vectorización radar de la OACI es la provisión de guía de navegación a las aeronaves en forma de rumbos específicos, basados en el uso del radar). [2] : 1033 El ATC utilizará una "puerta de aproximación" imaginaria cuando dirija a la aeronave hacia el curso de aproximación final. Esta puerta estará a 1 milla náutica (NM) del FAF y al menos a 5 NM del umbral de aterrizaje. Fuera de los entornos de radar, la aproximación por instrumentos comienza en el IAF. [4] : 4–54, 4–56
Aunque todavía existen aproximaciones de ayuda a la navegación basadas en tierra, la FAA está haciendo la transición a aproximaciones basadas en satélites (RNAV). Además, en lugar del procedimiento de aproximación publicado, un vuelo puede continuar como un vuelo IFR hasta el aterrizaje, aumentando la eficiencia de la llegada con una aproximación de contacto o visual. [4] : 4–57
Una aproximación visual es una autorización del ATC para que una aeronave en un plan de vuelo IFR proceda visualmente al aeropuerto de aterrizaje previsto; no es un procedimiento de aproximación por instrumentos. [5]
El piloto puede solicitar una aproximación visual u ofrecerla el ATC. Las aproximaciones visuales son posibles cuando las condiciones meteorológicas permiten un contacto visual continuo con el aeropuerto de destino. Se emiten en esas condiciones meteorológicas para agilizar el manejo del tráfico IFR. Se debe informar o esperar que el techo sea de al menos 1000 pies AGL ( por encima del nivel del suelo ) y la visibilidad es de al menos 3 SM (millas terrestres). [4] : 4–57
Un piloto puede aceptar una autorización de aproximación visual tan pronto como tenga a la vista el aeropuerto de destino. Según el Doc. 4444 de la OACI, es suficiente que un piloto vea el terreno para aceptar una aproximación visual. El punto es que si un piloto está familiarizado con el terreno en las proximidades del aeródromo, puede encontrar fácilmente el camino al aeropuerto teniendo la superficie a la vista. El ATC debe asegurarse de que las condiciones meteorológicas en el aeropuerto estén por encima de ciertos mínimos (en los EE. UU., un techo de 1000 pies AGL o mayor y una visibilidad de al menos 3 millas terrestres) antes de emitir la autorización. Según el Doc. 4444 de la OACI, es suficiente que el piloto informe que, en su opinión, las condiciones meteorológicas permiten realizar una aproximación visual. En general, el ATC proporciona la información sobre el clima, pero es el piloto quien toma la decisión si el clima es adecuado para el aterrizaje. Una vez que el piloto ha aceptado la autorización, asume la responsabilidad de la separación y la evitación de la turbulencia de estela y puede navegar como sea necesario para completar la aproximación visual. Según el Doc. 4444, el ATC continúa proporcionando separación entre la aeronave que realiza una aproximación visual y otras aeronaves que llegan y salen. El piloto puede hacerse responsable de la separación con la aeronave precedente en caso de que tenga la aeronave precedente a la vista y así lo indique el ATC. En los Estados Unidos, se requiere que una aeronave tenga el aeropuerto, la pista o la aeronave precedente a la vista. [4] : 4–57 No es suficiente tener el terreno a la vista (ver #Aproximación de contacto). [6]
Cuando un piloto acepta una aproximación visual, acepta la responsabilidad de establecer un intervalo de aterrizaje seguro detrás de la aeronave precedente, así como la responsabilidad de evitar la turbulencia de estela y mantenerse alejado de las nubes. [4] : 4–57 [6]
Una aproximación de contacto que puede ser solicitada por el piloto (pero no ofrecida por el ATC) en la que el piloto tiene una visibilidad de vuelo de 1 SM y está libre de nubes y se espera que pueda mantener esas condiciones durante todo el trayecto hasta el aeropuerto. La eliminación de obstáculos y la evitación del tráfico VFR pasan a ser responsabilidad del piloto. [4] : 4–58 [6]
Una aproximación visual que tiene una ruta específica que la aeronave debe seguir hasta el aeropuerto. Los pilotos deben tener un punto de referencia visual en un mapa o una aeronave precedente a la vista, y las condiciones meteorológicas deben ser iguales o superiores a los mínimos publicados. Los pilotos son responsables de mantener un intervalo de aproximación seguro y una separación por turbulencia de estela . [4] : 4–58
Estas aproximaciones incluyen sistemas tanto terrestres como satelitales e incluyen criterios para áreas de llegada terminal (TAA), criterios de aproximación básica y criterios de aproximación final. La TAA es una transición desde la estructura en ruta al entorno terminal que proporciona altitudes mínimas para franqueamiento de obstáculos. La TAA es un diseño en "T" o "T básica" con IAF de tramo base izquierdo y derecho en segmentos de aproximación inicial perpendiculares al segmento de aproximación intermedia donde hay un IF/IAF de doble propósito para un procedimiento directo (sin viraje de procedimiento [NoPT]) o inversión de curso con retención en lugar de viraje de procedimiento (HILPT). El IAF del tramo base está de 3 a 6 NM desde el IF/IAF. La T básica está alineada con la línea central de la pista, con el IF a 5 NM del FAF, y el FAF está a 5 NM desde el umbral. [4] : 4–58, 4–60, 4–61
La carta de aproximación RNP debe tener cuatro líneas de mínimos de aproximación correspondientes a LPV, LNAV/VNAV, LNAV y vuelo en circuito. Esto permite que las aeronaves equipadas con GPS o WAAS utilicen la MDA LNAV utilizando solo GPS, si WAAS no está disponible. [7] : 4–26
Estas son las aproximaciones más precisas y exactas. Una pista con un ILS puede acomodar 29 llegadas por hora. [7] : 4–63 Los sistemas ILS en dos o tres pistas aumentan la capacidad con ILS paralelos (dependientes), ILS paralelos simultáneos (independientes), monitor de pista de precisión (PRM) y aproximaciones ILS convergentes. Las aproximaciones ILS tienen tres clasificaciones, CAT I, CAT II y CAT III. CAT I SA, CAT II y CAT III requieren certificación adicional para operadores, pilotos, aeronaves y equipos, y CAT III se utiliza principalmente por transportistas aéreos y militares. Las aproximaciones paralelas simultáneas requieren que las líneas centrales de la pista estén separadas entre 4300 y 9000 pies, más un "controlador de monitor final dedicado" para monitorear la separación de las aeronaves. Las aproximaciones PRM paralelas cercanas simultáneas (independientes) deben tener una separación de pistas de entre 3400 y 4300 pies. Las aproximaciones instrumentales simultáneas con desfase (SOIA) se aplican a pistas separadas entre sí por 750 y 3000 pies. Una SOIA utiliza un ILS/PRM en una pista y un LDA/PRM con senda de planeo para la otra. [4] : 4–64, 4–65, 4–66
Estas aproximaciones utilizan instalaciones VOR dentro y fuera del aeropuerto y pueden complementarse con DME y TACAN. [4] : 4–69
Estos enfoques utilizan instalaciones NDB dentro y fuera del aeropuerto y pueden complementarse con un DME. Estos enfoques se están eliminando gradualmente en los países occidentales. [4] : 4–69, 4–72
Se trata de una aproximación con radar de precisión (PAR) o con radar de vigilancia aeroportuaria (ASR). La información se publica en forma de tabla. El PAR proporciona orientación vertical y lateral, además de alcance. El ASR solo proporciona información sobre el rumbo y el alcance. [4] : 4–72, 4–75
Este es un tipo poco común de aproximación, en el que se utiliza un radar instalado en la aeronave que se aproxima como medio principal de navegación para la aproximación. Se utiliza principalmente en plataformas petrolíferas en alta mar y en bases militares seleccionadas. [8] Este tipo de aproximación aprovecha la pista o, más comúnmente, la plataforma petrolífera, que se destaca de su entorno circundante cuando se ve en un radar. [9] Para obtener una visibilidad adicional en un radar, se pueden instalar reflectores de radar a lo largo de la pista. [10]
Estas aproximaciones incluyen una aproximación con localizador , una aproximación con localizador/DME, una aproximación con localizador de rumbo inverso y una ayuda direccional de tipo localizador (LDA). En los casos en que se instala un ILS, puede estar disponible un rumbo inverso junto con el localizador. La detección inversa se produce en el rumbo inverso utilizando un equipo VOR estándar. Con un sistema de indicador de situación horizontal (HSI), la detección inversa se elimina si se configura adecuadamente en el rumbo delantero. [4] : 4–76, 4–78
Este tipo de enfoque es similar al enfoque del localizador ILS, pero con una guía menos precisa. [4] : 4–78
Los sistemas que no son de precisión proporcionan guía lateral (es decir, información de rumbo), pero no proporcionan guía vertical (es decir, guía de altitud o trayectoria de planeo).
Los sistemas de aproximación de precisión proporcionan guía tanto lateral (rumbo) como vertical (trayectoria de planeo).
En una aproximación de precisión, la altura de decisión (DH) o altitud de decisión (DA) es una altura o altitud más baja especificada en el descenso de aproximación en la que, si la referencia visual requerida para continuar la aproximación (como las marcas de la pista o el entorno de la pista) no es visible para el piloto, el piloto debe iniciar una aproximación frustrada . [2] : 1000 [4] : 4–20 (Una altura de decisión se mide AGL (por encima del nivel del suelo) mientras que una altitud de decisión se mide por encima del MSL (nivel medio del mar).) Los valores específicos para DH y/o DA en un aeropuerto determinado se establecen con la intención de permitir que un piloto tenga tiempo suficiente para reconfigurar de forma segura una aeronave para ascender y ejecutar los procedimientos de aproximación frustrada mientras evita el terreno y los obstáculos. Si bien una DH/DA denota la altitud a la que se debe iniciar un procedimiento de aproximación frustrada, no impide que la aeronave descienda por debajo de la DH/DA prescrita.
En una aproximación que no sea de precisión (es decir, cuando no se proporciona una senda de planeo electrónica), la altitud mínima de descenso (MDA) es la altitud más baja, expresada en pies sobre el nivel medio del mar, a la que se autoriza el descenso en la aproximación final o durante la maniobra de círculo para aterrizar en ejecución de un procedimiento de aproximación por instrumentos estándar. [2] : 1019 [4] : 4–19 [12] El piloto puede descender a la MDA y puede mantenerla, pero no debe descender por debajo de ella hasta obtener una referencia visual y debe iniciar una aproximación frustrada si no se ha obtenido una referencia visual al alcanzar el punto de aproximación frustrada (MAP).
DH/DA, el parámetro correspondiente para la aproximación de precisión, se diferencia de MDA en que el procedimiento de aproximación frustrada debe iniciarse inmediatamente al alcanzar DH/DA, si aún no se ha obtenido la referencia visual: pero se permite cierto sobrepaso por debajo de éste mientras se realiza debido al momento vertical involucrado en seguir una trayectoria de planeo de aproximación de precisión.
Si una pista tiene definidas aproximaciones de precisión y no de precisión, la MDA de la aproximación de no precisión es casi siempre mayor que la DH/DA de la aproximación de precisión, debido a la falta de guía vertical en la aproximación de no precisión. La altura adicional depende de la precisión de la ayuda a la navegación en la que se basa la aproximación, y las aproximaciones ADF y las SRA tienden a tener las MDA más altas.
Aproximación instrumental en la que se inicia la aproximación final sin haber ejecutado antes un viraje de procedimiento, no necesariamente completado con un aterrizaje directo o con los mínimos de aterrizaje directo. [2] : 1041 Una aproximación instrumental directa no requiere un viraje de procedimiento ni ningún otro procedimiento de inversión de rumbo para la alineación (normalmente indicado por "NoPT" en las placas de aproximación), ya que la dirección de llegada y el rumbo de aproximación final no son demasiado diferentes entre sí. La aproximación directa puede finalizarse con un aterrizaje directo o un procedimiento de círculo para aterrizar.
Algunos procedimientos de aproximación no permiten aproximaciones directas a menos que los pilotos estén siendo guiados por radar. En estas situaciones, los pilotos deben completar un viraje de procedimiento (PT) u otra inversión de curso, generalmente dentro de las 10 NM del punto de referencia PT, para establecer la aeronave en dirección al segmento de aproximación intermedia o final. [4] : 4–49 Al realizar cualquier tipo de aproximación, si la aeronave no está alineada para una aproximación directa, entonces podría ser necesaria una inversión de curso. La idea de una inversión de curso es permitir cambios suficientemente grandes en el curso volado (para alinear la aeronave con el curso de aproximación final), sin ocupar demasiado espacio horizontalmente y mientras se permanece dentro de los confines del espacio aéreo protegido. Esto se logra de una de tres maneras: un viraje de procedimiento, un patrón de espera o una inversión de curso en forma de lágrima.
El aterrizaje circular es una maniobra iniciada por el piloto para alinear la aeronave con una pista para aterrizar cuando no es posible o no es deseable un aterrizaje directo desde una aproximación por instrumentos, y solo después de que se haya obtenido la autorización del ATC y el piloto haya establecido y mantenido la referencia visual requerida con el aeropuerto. [2] : 994 [4] : 4–11 Una maniobra de aterrizaje circular es una alternativa a un aterrizaje directo. Es una maniobra que se utiliza cuando una pista no está alineada dentro de los 30 grados del curso de aproximación final del procedimiento de aproximación por instrumentos o la aproximación final requiere 400 pies (o más) de descenso por milla náutica y, por lo tanto, requiere alguna maniobra visual de la aeronave en las proximidades del aeropuerto después de que se complete la parte instrumental de la aproximación para alinear la aeronave con la pista para aterrizar.
Es muy común que una maniobra de aproximación circular se ejecute durante una aproximación directa a una pista diferente, por ejemplo, una aproximación ILS a una pista, seguida de una transición a baja altitud, que finaliza en un aterrizaje en otra pista (no necesariamente paralela). De esta manera, los procedimientos de aproximación a una pista se pueden utilizar para aterrizar en cualquier pista del aeropuerto, ya que las otras pistas pueden carecer de procedimientos instrumentales o sus aproximaciones no se pueden utilizar por otras razones (consideraciones de tráfico, ayudas a la navegación fuera de servicio, etc.).
Se considera que realizar un vuelo en círculo para aterrizar es más difícil y menos seguro que un aterrizaje directo, especialmente en condiciones meteorológicas instrumentales , porque el avión se encuentra a baja altitud y debe permanecer a poca distancia del aeropuerto para asegurarse de que no haya obstáculos (a menudo, a un par de millas, incluso para aviones más rápidos). El piloto debe mantener contacto visual con el aeropuerto en todo momento; la pérdida de contacto visual requiere la ejecución de un procedimiento de aproximación frustrada.
Los pilotos deben ser conscientes de que existen diferencias significativas en los criterios de franqueamiento de obstáculos entre los procedimientos diseñados de conformidad con los PANS-OPS de la OACI y las TERPS de los EE. UU. Esto es especialmente cierto en lo que respecta a las aproximaciones en circuito, en las que el radio de viraje supuesto y el franqueamiento mínimo de obstáculos son marcadamente diferentes. [13] [14] [15]
Una maniobra visual realizada por un piloto al finalizar una aproximación por instrumentos para permitir un aterrizaje directo en una pista paralela a no más de 1200 pies a cada lado de la pista a la que se realizó la aproximación por instrumentos. [2] : 793–795, 1038 [16]
Una fórmula útil que utilizan los pilotos para calcular las velocidades de descenso (para la pendiente de planeo estándar de 3°):
o
Para otros ángulos de senda de planeo:
donde la velocidad de descenso se expresa en pies por minuto y la velocidad respecto al suelo se expresa en nudos .
Este último reemplaza tan α (ver más abajo) por α/60 , que tiene un error de alrededor del 5% hasta 10°.
Ejemplo:
120 kn × 5 o 120 kn / 2 × 10 = 600 pies/min
Las fórmulas simplificadas anteriores se basan en un cálculo trigonométrico :
dónde:
Ejemplo:
Velocidad respecto al suelo = 120 kn α = 3° 120 kn × 101,27 pies/min / kn × tan 3° ≈ 640 pies/min
Las consideraciones especiales para operaciones con baja visibilidad incluyen una mejor iluminación para el área de aproximación, pistas y calles de rodaje, y la ubicación del equipo de emergencia. Debe haber sistemas eléctricos redundantes de modo que en caso de un corte de energía, el respaldo se haga cargo del funcionamiento de la instrumentación aeroportuaria requerida (por ejemplo, el ILS y la iluminación). Las áreas críticas del ILS deben estar libres de otras aeronaves y vehículos para evitar la propagación por trayectorias múltiples .
En Estados Unidos, los requisitos y estándares para establecer aproximaciones instrumentales en un aeropuerto están contenidos en la Orden 8260.3 de la FAA “United States Standard for Terminal Instrument Procedures (TERPS)” [14] La OACI publica los requisitos en el Doc 8168 de la OACI “Procedimientos para los servicios de navegación aérea – Operaciones de aeronaves (PANS-OPS), Volumen II: Construcción de procedimientos de vuelo visual e instrumental”. [15]
Los aeropuertos de montaña, como el Aeropuerto Internacional Reno-Tahoe (KRNO), ofrecen aproximaciones instrumentales significativamente diferentes para el aterrizaje de aeronaves en la misma pista, pero desde direcciones opuestas. Las aeronaves que se aproximan desde el norte deben hacer contacto visual con el aeropuerto a una altitud mayor que un vuelo que se aproxima desde el sur, debido al terreno que se eleva rápidamente al sur del aeropuerto. [17] Esta altitud mayor permite que la tripulación de vuelo supere el obstáculo si no es posible realizar un aterrizaje. En general, cada aproximación instrumental específica especifica las condiciones meteorológicas mínimas que deben estar presentes para que se realice el aterrizaje.
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