La navegación basada en la performance ( PBN ) de la OACI especifica que los requisitos de performance de los sistemas de navegación de área (RNAV) y de performance de navegación requerida (RNP) de las aeronaves se definen en términos de precisión, integridad, disponibilidad, continuidad y funcionalidad requerida para las operaciones propuestas en el contexto de un espacio aéreo determinado, cuando esté respaldado por la infraestructura de navegación adecuada. [1]
Históricamente, las especificaciones de navegación de las aeronaves se han especificado directamente en términos de sensores ( balizas de navegación y/o puntos de referencia ). Una especificación de navegación que incluye un requisito adicional para el monitoreo y alerta de la performance de navegación a bordo se conoce como especificación de performance de navegación requerida (RNP). Una que no tiene tales requisitos se denomina especificación de navegación de área (RNAV).
Los requisitos de desempeño se identifican en las especificaciones de navegación, que también identifican la elección de sensores y equipos de navegación que pueden usarse para cumplir con los requisitos de desempeño. Las especificaciones de navegación proporcionan orientación de implementación específica para facilitar la armonización global.
Según la PBN, los requisitos genéricos de navegación se definen primero en función de los requisitos operacionales. Luego, las autoridades de aviación civil evalúan las opciones con respecto a la tecnología y los servicios de navegación disponibles. La solución elegida sería la más rentable para la autoridad de aviación civil, en lugar de establecer una solución como parte de los requisitos operativos. La tecnología puede evolucionar con el tiempo sin que sea necesario revisar la operación en sí, siempre y cuando el sistema RNAV o RNP proporcione el rendimiento requerido.
La PBN ofrece una serie de ventajas sobre el método específico de sensores para desarrollar criterios de espacio aéreo y franqueamiento de obstáculos:
Dentro de un espacio aéreo, los requisitos PBN se verán afectados por los entornos de comunicación, vigilancia y control de tránsito aéreo (ATC), la infraestructura de ayuda a la navegación y la capacidad funcional y operativa necesaria para cumplir con la aplicación ATM. Los requisitos de desempeño PBN también dependen de qué medios de navegación no RNAV de reversión estén disponibles y qué grado de redundancia se requiere para garantizar una continuidad adecuada de las operaciones.
Para lograr las ganancias de eficiencia y capacidad parcialmente permitidas por RNAV y RNP, la FAA buscará el uso de comunicaciones de datos y una funcionalidad de vigilancia mejorada . [2]
Las técnicas y especificaciones de navegación de área comenzaron a evolucionar a nivel regional sin la orientación general de la OACI. En consecuencia, esto significaba que términos y definiciones como "RNAV" y "RNP" tenían significados ligeramente diferentes en diferentes regiones del mundo, e incluso se podían utilizar otros términos a nivel local. Un ejemplo de ello es el término "P-RNAV" (Precision RNAV) que todavía utiliza Europa (2019), que en otros lugares se denomina "RNAV 1".
Los términos RNAV y RNP se utilizaban anteriormente con poca diferencia funcional. RNP requería un cierto nivel de desempeño pero no intentó definir cómo debía garantizarse.
La navegación basada en la performance (PBN) es la iniciativa de la OACI para estandarizar terminología, especificaciones y significados. Un ejemplo es la estandarización de la terminología utilizada en torno a las APV (Aproximaciones con guía vertical). Hasta hace poco, todos los APV han sido designados como aproximaciones RNAV, mientras que en realidad son aproximaciones RNP con respecto a la implementación PBN. Todos los APV requieren monitoreo y alerta del desempeño a bordo, por lo que el sistema no sólo puede ser capaz de navegar hasta el grado requerido de precisión, sino que también necesita monitorear continuamente el desempeño y ser capaz de alertar al piloto si su desempeño cae por debajo del nivel requerido. se requiere.
Estos enfoques tenían algunos nombres y designaciones confusos en los gráficos, y el cambio se está llevando a cabo actualmente en todos los estados miembros. Los dos tipos de aproximaciones RNAV se han denominado tradicionalmente RNAV (GNSS) y RNAV (RNP) , respectivamente, donde la primera es la aproximación tradicional directa desde el punto de referencia de aproximación final, y la segunda es una aproximación más compleja que se curva en el plano horizontal después del punto de referencia de aproximación final que requiere autorización para su inicio ( AR = Autorización Requerida ). La denominación y designación correctas para estas aproximaciones bajo la implementación PBN son RNP y RNP AR respectivamente. Las imágenes de la derecha muestran los nombres de los gráficos actuales que se utilizan y cómo se verán en PBN. [3]
Cuando los mínimos de separación y el espaciamiento de rutas se determinan utilizando un enfoque convencional basado en sensores, los datos de rendimiento de navegación utilizados para determinar los mínimos de separación o el espaciamiento de rutas dependen de la precisión de los datos sin procesar de ayudas de navegación específicas como VOR, DME o NDB . Por el contrario, PBN requiere un sistema RNAV que integre datos de navegación sin procesar para proporcionar una solución de posicionamiento y navegación. Para determinar las mínimas de separación y el espaciamiento de rutas, se utiliza esta "salida" integrada de performance de navegación.
El rendimiento de navegación requerido del sistema RNAV es parte de la especificación de navegación. Para determinar las mínimas de separación y el espaciamiento de rutas, los planificadores del espacio aéreo explotan plenamente la parte de la especificación de navegación que describe el desempeño requerido del sistema RNAV. Los planificadores del espacio aéreo también utilizan el desempeño requerido (precisión, integridad, disponibilidad y continuidad) para determinar el espaciamiento de rutas y las mínimas de separación.
En el espacio aéreo controlado por procedimientos , se espera que las mínimas de separación y el espaciamiento de rutas en las especificaciones RNP proporcionen un beneficio mayor que aquellos basados en especificaciones RNAV. Esto se debe a que la función de vigilancia y alerta del desempeño a bordo podría aliviar la ausencia de un servicio de vigilancia ATS al proporcionar un medio alternativo de mitigación de riesgos.
Se espera que todas las aplicaciones RNAV y RNP futuras identifiquen los requisitos de navegación mediante el uso de especificaciones de performance en lugar de definir sensores de navegación específicos.
El Valle de México será el primero en México donde se utilizará el sistema de navegación basado en performance, lo que permitirá que el nuevo Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles , el Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México y el Aeropuerto Internacional de Toluca operen simultáneamente sin que la operación de uno impida los de los demás. [4]
Por razones heredadas asociadas con el concepto RNP anterior, la PBN está actualmente limitada a operaciones con requisitos de desempeño lateral lineal y limitaciones de tiempo. Por esta razón, las operaciones con requisitos de desempeño lateral angular (es decir, operaciones de aproximación y aterrizaje con guía vertical GNSS; procedimiento de aproximación con guía vertical APV-I y APV-II), así como el sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS) y el sistema de aterrizaje por microondas (MLS). ) no se consideran. A diferencia del monitoreo lateral y la eliminación de obstáculos, para los sistemas barométricos VNAV no hay alertas sobre el error vertical ni existe una relación doble entre una precisión total requerida del 95% del sistema y el límite de rendimiento. Por lo tanto, el VNAV barométrico no se considera RNP vertical.
El monitoreo y alerta del desempeño a bordo es el elemento principal que determina si un sistema de navegación cumple con el nivel de seguridad requerido asociado con una aplicación RNP. Se relaciona con la performance de navegación tanto lateral como longitudinal ; y permite a la tripulación aérea detectar que el sistema de navegación no está logrando, o no puede garantizar con integridad 10 −5 , el desempeño de navegación requerido para la operación.
Los sistemas RNP proporcionan mejoras en la integridad de las operaciones. Esto puede permitir un espaciamiento más estrecho entre rutas y puede proporcionar suficiente integridad para permitir que solo se utilicen sistemas RNAV para la navegación en un espacio aéreo específico. Por lo tanto, el uso de sistemas RNP puede ofrecer importantes beneficios de seguridad, operacionales y de eficiencia.
Las capacidades de alerta y monitoreo del desempeño a bordo satisfacen dos necesidades, una a bordo de la aeronave y otra dentro del diseño del espacio aéreo. La garantía del desempeño del sistema a bordo está implícita para las operaciones RNAV. Con base en los criterios de aeronavegabilidad existentes , los sistemas RNAV solo deben demostrar la función y el desempeño previstos utilizando requisitos explícitos que se interpretan de manera amplia. El resultado es que, si bien el desempeño nominal del sistema RNAV puede ser muy bueno, se caracteriza por la variabilidad de la funcionalidad del sistema y el desempeño de vuelo relacionado. Los sistemas RNP proporcionan un medio para minimizar la variabilidad y asegurar operaciones de vuelo confiables, repetibles y predecibles.
El monitoreo y las alertas de la performance a bordo permiten a la tripulación aérea detectar si el sistema RNP satisface o no la performance de navegación requerida en la especificación de navegación. El monitoreo y alerta del desempeño a bordo se relacionan con el desempeño de la navegación lateral y longitudinal.
El monitoreo y alerta del desempeño a bordo se relaciona con el desempeño del sistema de navegación de área.
Las operaciones de vuelo basadas en el desempeño se basan en la capacidad de asegurar rutas de vuelo confiables, repetibles y predecibles para mejorar la capacidad y eficiencia en las operaciones planificadas. La implementación de operaciones de vuelo basadas en la performance requiere no sólo las funciones proporcionadas tradicionalmente por el sistema RNAV, sino que también puede requerir funciones específicas para mejorar los procedimientos y las operaciones del espacio aéreo y del tránsito aéreo. Las capacidades del sistema para trayectorias de radio fijo establecidas, espera RNAV o RNP y desplazamientos laterales entran en esta categoría.
Los caminos de radio fijo (FRP) toman dos formas:
Los giros de sobrevuelo son una característica clave de una trayectoria de vuelo RNAV. El sistema RNAV utiliza información sobre la velocidad de la aeronave, el ángulo de alabeo, el viento y el cambio del ángulo de trayectoria para calcular un giro de la trayectoria de vuelo que pasa suavemente de un segmento de trayectoria al siguiente. Sin embargo, debido a que los parámetros que afectan el radio de giro pueden variar de un plano a otro, así como debido a las condiciones cambiantes de velocidad y viento, el punto de inicio de giro y el área de giro pueden variar.
El sistema RNAV facilita la especificación del patrón de espera al permitir la definición del rumbo de entrada al punto de espera , la dirección de giro y el tiempo o distancia del tramo en los segmentos rectos, así como la capacidad de planificar la salida de la bodega. Para los sistemas RNP, se encuentran disponibles mejoras adicionales en la espera. Estas mejoras RNP incluyen la entrada de sobrevuelo a la bodega, minimizando el espacio aéreo protegido necesario en el lado sin espera del patrón de espera, de conformidad con los límites RNP proporcionados. Cuando se aplica la retención RNP, se sugiere un máximo de RNP 1 ya que valores menos estrictos afectan negativamente el uso y el diseño del espacio aéreo.
Los sistemas RNAV pueden proporcionar a la tripulación de vuelo la capacidad de especificar un desplazamiento lateral de una ruta definida. Generalmente, los desplazamientos laterales se pueden especificar en incrementos de 1 NM hasta 20 NM. Cuando se activa un desplazamiento lateral en el sistema RNAV, la aeronave RNAV abandonará la ruta definida y normalmente interceptará el desplazamiento en un ángulo de 45° o menos. Cuando se cancela el desplazamiento, la aeronave regresa a la ruta definida de manera similar. Tales compensaciones se pueden utilizar tanto estratégicamente, es decir, compensación fija para la longitud de la ruta, como tácticamente, es decir, temporalmente. La mayoría de los sistemas RNAV interrumpen los desplazamientos en el área terminal o al comienzo de un procedimiento de aproximación, en una espera RNAV o durante cambios de rumbo de 90° o más.
Las aeronaves que operan en el espacio aéreo del Atlántico Norte deben cumplir una especificación mínima de rendimiento de navegación (MNPS). La especificación MNPS ha sido excluida intencionalmente de la PBN debido a su naturaleza obligatoria y porque no se prevén futuras implementaciones de MNPS. [5]
Es probable que las aplicaciones de navegación pasen de ser bidimensionales a tridimensionales/cuatridimensionales, aunque actualmente es difícil determinar las escalas de tiempo y los requisitos operativos. En consecuencia, la vigilancia y alerta de la performance a bordo aún debe desarrollarse en el plano vertical (RNP vertical) y el trabajo en curso tiene como objetivo armonizar los requisitos de performance longitudinales y lineales. Los requisitos de performance angular asociados con la aproximación y el aterrizaje se incluirán en el alcance de la PBN en el futuro. De manera similar, también pueden incluirse especificaciones para respaldar los requisitos funcionales de navegación y retención específicos de helicópteros.
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