En aviación , una aproximación por instrumentos o procedimiento de aproximación por instrumentos ( IAP ) es una serie de maniobras predeterminadas para el traslado ordenado de una aeronave que opera bajo reglas de vuelo por instrumentos desde el inicio de la aproximación inicial hasta un aterrizaje , o hasta un punto a partir del cual se realiza un aterrizaje. puede hacerse visualmente . [1] Estos enfoques están aprobados en la Unión Europea por la EASA y las autoridades respectivas del país 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 con referencia a instrumentos de vuelo con protección específica contra obstáculos desde el punto de aproximación inicial , o cuando corresponda, desde el comienzo de una ruta de llegada definida hasta un punto desde el cual se puede realizar un aterrizaje". completado y posteriormente, si el aterrizaje no se completa, a una posición en la que se apliquen los criterios de espera o franqueamiento de obstáculos en ruta ." [2]
Hay tres categorías de procedimientos de aproximación por instrumentos: aproximación de precisión (PA), aproximación con guía vertical (APV) y aproximación sin precisión (NPA). Una aproximación de precisión utiliza un sistema de navegación que proporciona orientación sobre el rumbo y la trayectoria de planeo . Los 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 el rumbo y la desviación de la trayectoria de planeo, pero no con los mismos estándares que un PA. Los ejemplos incluyen baro-VNAV , ayuda direccional tipo localizador (LDA) con trayectoria de planeo, LNAV /VNAV y LPV . Una aproximación que no es de precisión utiliza un sistema de navegación para desviarse del rumbo, pero no proporciona información de la trayectoria de planeo. Estos enfoques incluyen VOR , NDB , LP (Localizer Performance) y LNAV. Los PA y APV se vuelan a una altura/altitud de decisión (DH/DA), mientras que las aproximaciones que no son de precisión se vuelan a una altitud mínima de descenso (MDA). [2] : 757 [3]
Las cartas IAP son cartas aeronáuticas que representan los datos aeronáuticos que se requieren para ejecutar una aproximación por instrumentos 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 electrónico, 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 circulación en círculos. Una franja de comunicación en el gráfico enumera las frecuencias en el orden en que se utilizan. Se muestran las altitudes mínima, máxima y obligatoria, además de la altitud mínima segura (MSA) para emergencias. Una cruz representa la altitud del punto de referencia de aproximación final (FAF) en las NPA, mientras que un rayo hace lo mismo con las PA. Los NPA representan el MDA, mientras que un PA muestra tanto la altitud de decisión (DA) como la altura de decisión (DH). Finalmente, el gráfico muestra los procedimientos de aproximación frustrada en planta y 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 por instrumentos a pistas terrestres (es decir, asfalto, grava, césped, hielo) (y aquellas en portaaviones ). La tecnología GNSS permite, al menos teóricamente, crear aproximaciones instrumentales a cualquier punto de la superficie terrestre (ya sea terrestre o acuático); en consecuencia, hoy en día existen ejemplos de aeródromos acuáticos (como la base de hidroaviones del lago Rangeley en Maine , Estados Unidos) que cuentan con 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 de radar , el control de tráfico aéreo (ATC) puede reemplazar algunas o todas estas fases de la aproximación con vectores de radar (la vectorización de 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 ATC utilizará una "puerta de aproximación" imaginaria cuando oriente a la aeronave hacia el rumbo 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 la IAF. [4] : 4–54, 4–56
Aunque todavía existen enfoques NAVAID terrestres, la FAA está haciendo la transición a enfoques basados en satélites (RNAV). Además, en lugar del procedimiento de aproximación publicado, un vuelo puede continuar como un vuelo IFR hasta el aterrizaje mientras se aumenta la eficiencia de la llegada, ya sea con una aproximación visual o de contacto. [4] : 4–57
Una aproximación visual es una autorización ATC para que una aeronave en un plan de vuelo IFR se dirija 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 climáticas permiten un contacto visual continuo con el aeropuerto de destino. Se emiten en tales condiciones climáticas para acelerar el manejo del tráfico IFR. Se debe informar o esperar que el techo sea de al menos 1000 pies AGL ( sobre el nivel del suelo ) y la visibilidad sea 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. de la OACI. 4444, basta que un piloto vea el terreno para aceptar una aproximación visual. La cuestión es que si un piloto está familiarizado con el terreno en las proximidades del aeródromo, podrá encontrar fácilmente el camino al aeropuerto teniendo la superficie a la vista. El ATC debe garantizar que las condiciones climáticas en el aeropuerto estén por encima de ciertos mínimos (en los EE. UU., un techo de 1000 pies AGL o más y una visibilidad de al menos 3 millas terrestres) antes de emitir la autorización. Según el Doc. de la OACI. 4444, bastará con que el piloto informe que a su juicio las condiciones meteorológicas permiten realizar una aproximación visual. En general, el ATC da la información sobre el tiempo pero es el piloto quien toma la decisión si el tiempo es adecuado para el aterrizaje. Una vez que el piloto ha aceptado la autorización, asume la responsabilidad de la separación y de evitar la estela turbulenta y puede navegar según sea necesario para completar la aproximación visualmente. Según el Doc. de la OACI. 4444, ATC continúa proporcionando separación entre las aeronaves que realizan una aproximación visual y otras aeronaves que llegan y salen. El piloto podrá hacerse responsable de la separación con la aeronave precedente en caso de que tenga a la aeronave precedente a la vista y así se lo indique el ATC. En Estados Unidos, se requiere que una aeronave tenga a la vista el aeropuerto, la pista o la aeronave precedente. [4] : 4–57 No basta con 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 estela turbulenta y permanecer libre de 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 camino hasta el aeropuerto. La franqueación 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 el mapa o una aeronave precedente a la vista, y el clima debe estar en o por encima de los mínimos publicados. Los pilotos son responsables de mantener un intervalo de aproximación seguro y una separación por estela turbulenta . [4] : 4–58
Estos enfoques incluyen sistemas tanto terrestres como satelitales e incluyen criterios para áreas de llegada terminal (TAA), criterios de aproximación básicos y criterios de aproximación final. El TAA es una transición de la estructura en ruta al entorno terminal que proporciona altitudes mínimas para el franqueamiento de obstáculos. El TAA es un diseño en "T" o "T básica" con IAF de tramo de 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 giro de procedimiento [ NoPT]), o inversión de curso de espera en lugar de turno de procedimiento (HILPT). El tramo base IAF está a 3 a 6 NM del IF/IAF. La T básica está alineada con el eje de la pista, con el IF a 5 NM del FAF, y el FAF está a 5 NM del 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 circuitos. Esto permite que las aeronaves equipadas con GPS o WAAS utilicen el LNAV MDA usando solo GPS, si WAAS deja de estar disponible. [7] : 4-26
Estos son los enfoques más precisos y exactos. Una pista con ILS tiene capacidad para 29 llegadas por hora. [7] : 4–63 sistemas ILS en dos o tres pistas aumentan la capacidad con ILS paralelos (dependientes), ILS paralelos simultáneos (independientes), monitores de pista de precisión (PRM) y aproximaciones ILS convergentes. Los enfoques 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, mientras que CAT III es utilizado principalmente por compañías aéreas y militares. Las aproximaciones paralelas simultáneas requieren que los ejes de las pistas estén separados por entre 4.300 y 9.000 pies, además de un "controlador final dedicado" para monitorear la separación de las aeronaves. Las aproximaciones PRM simultáneas, muy paralelas (independientes) deben tener una separación de pistas de entre 3400 y 4300 pies. Las aproximaciones por instrumentos con compensación simultánea (SOIA) se aplican a pistas separadas entre 750 y 3000 pies. Un 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
Estas aproximaciones 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
Esta será una aproximación por radar de aproximación de precisión (PAR) o por radar de vigilancia aeroportuaria (ASR). La información se publica en forma de tabla. El PAR proporciona guía vertical y lateral más alcance. El ASR sólo proporciona información de rumbo y alcance. [4] : 4–72, 4–75
Este es un tipo poco común de aproximación, en la 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 marinas y bases militares seleccionadas. [8] Este tipo de aproximación aprovecha la pista o, más comúnmente, la plataforma petrolera, destacándose de su entorno circundante cuando se ve en un radar. [9] Para obtener visibilidad adicional en un radar, se pueden instalar reflectores de radar a lo largo de la pista. [10]
Estos enfoques incluyen un enfoque de localizador , un enfoque de localizador/DME, un enfoque de rumbo posterior del localizador y una ayuda direccional de tipo localizador (LDA). En los casos en los que se instala un ILS, es posible que haya disponible un curso posterior junto con el localizador. La detección inversa se produce en el curso posterior utilizando equipo VOR estándar. Con un sistema indicador de situación horizontal (HSI), la detección de marcha atrás se elimina si se configura adecuadamente en el rumbo delantero. [4] : 4–76, 4–78
Este tipo de enfoque es similar al método 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 y/o trayectoria de planeo).
Los sistemas de aproximación de precisión proporcionan guía tanto lateral (rumbo) como vertical (ruta 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 a la cual, si se dispone de la referencia visual requerida para continuar la aproximación (como las señales de 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 (sobre el nivel del suelo) mientras que una altitud de decisión se mide sobre MSL (nivel medio del mar).) Los valores específicos para DH y/o DA en un determinado aeropuerto se establecen con la intención de permitir al piloto tiempo suficiente para reconfigurar de manera segura una aeronave para ascender y ejecutar los procedimientos de aproximación frustrada mientras evita el terreno y los obstáculos. Si bien un DH/DA indica la altitud a la que se debe iniciar un procedimiento de aproximación frustrada, no impide que la aeronave descienda por debajo del DH/DA prescrito.
En una aproximación que no es 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 el círculo para -maniobras en tierra en ejecución de un procedimiento estándar de aproximación por instrumentos. [2] : 1019 [4] : 4–19 [12] El piloto puede descender hasta la MDA y puede mantenerla, pero no debe descender por debajo de ella hasta que se obtenga una referencia visual, y debe iniciar una aproximación frustrada, si la referencia visual no se ha obtenido, 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 llegar a DH/DA, si aún no se ha obtenido una referencia visual: pero se permite algo de sobrepaso por debajo del mismo al hacerlo porque del momento vertical involucrado en seguir una trayectoria de planeo de aproximación de precisión.
Si una pista tiene definidas aproximaciones de precisión y de no precisión, el MDA de la aproximación de no precisión es casi siempre mayor que el 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 para la navegación en la que se basa la aproximación, siendo las aproximaciones ADF y las SRA las que tienden a tener los MDA más altos.
Una aproximación por instrumentos en la que se inicia la aproximación final sin haber ejecutado primero un giro de procedimiento, y no necesariamente se completa con un aterrizaje directo o se alcanzan los mínimos de aterrizaje directo. [2] : 1041 Una aproximación directa por instrumentos no requiere ningún giro de procedimiento ni ningún otro procedimiento de inversión de rumbo para la alineación (generalmente indicado por "NoPT" en las placas de aproximación), ya que la dirección de llegada y el rumbo de aproximación final no son muy diferentes entre sí. La aproximación directa se puede finalizar con un aterrizaje directo o un procedimiento de aterrizaje circular.
Algunos procedimientos de aproximación no permiten aproximaciones directas a menos que los pilotos estén siendo guiados por radar. En estas situaciones, se requiere que los pilotos completen un giro de procedimiento (PT) u otra inversión de rumbo, generalmente dentro de las 10 NM del punto de referencia PT, para establecer la aeronave entrante en el 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 necesario invertir el rumbo. La idea de una inversión de rumbo es permitir cambios suficientemente grandes en el rumbo seguido (para alinear la aeronave con el rumbo de aproximación final), sin ocupar demasiado espacio horizontalmente y mientras permanece dentro de los límites del espacio aéreo protegido. Esto se logra de tres maneras: un giro de procedimiento, un patrón de espera o una inversión del rumbo en forma de lágrima.
El círculo para aterrizar es una maniobra iniciada por el piloto para alinear la aeronave con una pista para aterrizar cuando un aterrizaje directo desde una aproximación por instrumentos no es posible o no es deseable, y solo después de que se haya obtenido la autorización del ATC y el piloto ha establecido y mantiene la referencia visual requerida hacia el aeropuerto. [2] : 994 [4] : 4–11 Una maniobra de círculo para aterrizar 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 rumbo 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 algunas maniobras visuales de la aeronave. en las proximidades del aeropuerto después de completar la parte de la aproximación por instrumentos para alinear la aeronave con la pista para el aterrizaje.
Es muy común que se ejecute una maniobra de círculo para aterrizar durante una aproximación directa a una pista diferente, por ejemplo, una aproximación ILS a una pista, seguida de una transición a baja altitud, que termina en un aterrizaje en otra ( (no necesariamente paralela) pista. De esta forma, 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 otros motivos (consideraciones de tráfico, ayudas a la navegación fuera de servicio, etc.). ).
Dar vueltas para aterrizar se considera más difícil y menos seguro que un aterrizaje directo, especialmente en condiciones meteorológicas instrumentales porque la aeronave está a baja altitud y debe permanecer a corta distancia del aeropuerto para asegurarse de superar los obstáculos (a menudo dentro de un par de millas, incluso para aviones más rápidos). El piloto deberá 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 acuerdo con los PANS-OPS de la OACI y los TERPS de EE. UU. Esto es especialmente cierto con respecto a las aproximaciones en círculos donde el radio de giro supuesto y la franqueación mínima 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 1,200 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 tasas de descenso (para la senda de planeo estándar de 3°):
o
Para otros ángulos de senda de planeo:
donde la velocidad de descenso está en pies por minuto y la velocidad de avance está en nudos .
Este último reemplaza tan α (ver más abajo) con α/60 , que tiene un error de aproximadamente 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 de avance = 120 kn α = 3° 120 kn × 101,27 pies/min / kn × tan 3° ≈ 640 pies/min
Las consideraciones especiales para operaciones de baja visibilidad incluyen una iluminación mejorada para el área de aproximación, pistas y calles de rodaje, y la ubicación de los equipos de emergencia. Debe haber sistemas eléctricos redundantes para que, en caso de un corte de energía, el respaldo se haga cargo de la operación de la instrumentación requerida del aeropuerto (por ejemplo, el ILS y la iluminación). Las áreas críticas del ILS deben estar libres de otras aeronaves y vehículos para evitar rutas múltiples .
En los Estados Unidos, los requisitos y las normas para establecer aproximaciones por instrumentos en un aeropuerto están contenidos en la Orden FAA 8260.3 "Estándar de Estados Unidos para procedimientos terminales por instrumentos (TERPS)". [14] La OACI publica requisitos en el Doc 8168 de la OACI "Procedimientos para servicios de navegación aérea - Operaciones de aeronaves (PANS-OPS), Volumen II: Construcción de procedimientos de vuelo visuales y por instrumentos". [15]
Los aeropuertos de montaña como el Aeropuerto Internacional Reno-Tahoe (KRNO) ofrecen aproximaciones por instrumentos significativamente diferentes para los aviones que aterrizan en la misma pista, pero desde direcciones opuestas. Las aeronaves que se acercan desde el norte deben hacer contacto visual con el aeropuerto a una altitud mayor que un vuelo que se acerca desde el sur, debido al rápido ascenso del terreno al sur del aeropuerto. [17] Esta mayor altitud permite a la tripulación de vuelo superar el obstáculo si un aterrizaje no es factible. En general, cada aproximación por instrumentos específica especifica las condiciones climáticas mínimas que deben presentarse para que se pueda realizar el aterrizaje.
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