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Planificación de vuelo

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

La planificación de vuelo es el proceso de elaboración de un plan de vuelo para describir el vuelo de una aeronave propuesta. Implica dos aspectos críticos para la seguridad : el cálculo del combustible, para garantizar que la aeronave pueda llegar de forma segura 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 vuelo normalmente desean minimizar el costo del vuelo mediante la elección adecuada de la ruta, la altura y la velocidad, y cargando el mínimo combustible necesario a bordo. Los Servicios de Tránsito 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 de consumo de combustible puedan tener en cuenta los efectos del viento de frente o de cola y la temperatura del aire. Las normas de seguridad requieren que las aeronaves lleven combustible más allá del mínimo necesario para volar desde el origen hasta el destino, lo que permite circunstancias imprevistas o desvíos a otro aeropuerto si el destino planificado 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 aerovías (al menos donde se han definido), incluso si dichas rutas no son tan económicas como un vuelo más directo. Dentro de estas aerovías, las aeronaves deben mantener niveles de vuelo , altitudes especificadas generalmente separadas verticalmente por 1000 o 2000 pies (300 o 610 m), dependiendo de la ruta que se esté volando y la dirección del viaje. Cuando las aeronaves con solo dos motores vuelan largas distancias a través de océanos, desiertos u otras áreas sin aeropuertos, tienen que satisfacer reglas de seguridad ETOPS adicionales para garantizar que puedan llegar a un aeropuerto de emergencia si falla un motor.

Para elaborar un plan de vuelo optimizado y preciso se necesitan millones de cálculos, por lo que los sistemas de planificación de vuelos comerciales hacen un uso extensivo de las computadoras (se puede elaborar un plan de vuelo aproximado sin optimizar utilizando un E6B y un mapa en una hora aproximadamente, pero se debe tener más en cuenta la posibilidad de que surjan circunstancias imprevistas). Cuando la planificación de vuelos por computadora reemplazó a 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 de vuelo promedio 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.

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

Descripción general y terminología básica

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

El objetivo básico de un sistema de planificación de vuelos es calcular cuánto combustible de viaje necesita una aeronave para realizar su vuelo desde un aeropuerto de origen a un aeropuerto de destino. Las aeronaves también deben llevar algo de combustible de reserva para hacer frente a 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 al preparar 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 Estados Unidos, un plan de vuelo normalmente incluye un aeropuerto alternativo además de un aeropuerto de destino. El aeropuerto alternativo se utiliza en caso de que el aeropuerto de destino se vuelva inutilizable mientras el vuelo está en curso (debido a las condiciones meteorológicas, una huelga, un accidente, una actividad terrorista, etc.). Esto significa que cuando el avión se acerca al aeropuerto de destino, debe seguir teniendo suficiente combustible alternativo y reserva alternativa disponible para volar hasta el aeropuerto alternativo. Dado que no se espera que el avión llegue al aeropuerto alternativo, también debe tener suficiente combustible de reserva para volar en círculos durante un tiempo (normalmente 30 minutos) cerca del aeropuerto alternativo mientras se encuentra un espacio para aterrizar . Los vuelos nacionales en Estados Unidos no están obligados a tener suficiente combustible para proceder a un aeropuerto alternativo cuando se prevé que el tiempo en el destino sea mejor que los techos de 2000 pies (610 m) y 3 millas terrestres de visibilidad; sin embargo, la reserva de 45 minutos a velocidad de crucero normal sigue aplicándose.

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

A menudo, existe más de una ruta posible entre dos aeropuertos. En función de los requisitos de seguridad, las aerolíneas comerciales generalmente desean minimizar los costos mediante la elección adecuada de la ruta, la velocidad y la altura.

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

Cuando un avión bimotor vuela 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 (ExTended range OPerationS). La confiabilidad general del tipo particular de avión y sus motores y la calidad del mantenimiento de la aerolínea se tienen en cuenta al especificar cuánto tiempo puede volar un avión de este tipo con un solo motor en funcionamiento (normalmente entre 1 y 3 horas).

Los sistemas de planificación de vuelos deben ser capaces de hacer frente a aeronaves que vuelan por debajo del nivel del mar, lo que a menudo se traduce en una altitud negativa. Por ejemplo, el aeropuerto de Ámsterdam-Schiphol tiene una elevación de -3 metros. La superficie del Mar Muerto está a 417 metros por debajo del nivel del mar, por lo que los vuelos a baja altura en esta zona pueden estar 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 específicas que se utilizan pueden variar según el avión, la aerolínea y la ubicación del vuelo.

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

Sin embargo, no se ha establecido una fecha límite para completar la metrificación . [7] Si bien técnicamente se prefieren las unidades del SI, varias unidades no pertenecientes al SI todavía se utilizan ampliamente en la aviación comercial:

Unidades de distancia

Las distancias casi siempre se miden en millas náuticas [ cita requerida ] , calculadas a una altura de 32.000 pies (9.800 m), compensando el hecho de que la Tierra es un esferoide achatado en lugar de una esfera perfecta. Las cartas de navegación aérea siempre muestran las 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 deban utilizar los valores no redondeados en sus cálculos internos para mejorar la precisión.

Unidades de combustible

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

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

Muchas aerolíneas solicitan que las cantidades de combustible se redondeen a un múltiplo 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 se redondea hacia arriba o hacia abajo. [ cita requerida ]

Unidades de altura

La altitud de una aeronave se basa en el uso de un altímetro de presión (consulte el nivel de vuelo para obtener más detalles). Las alturas que se indican aquí son, por lo tanto, las alturas nominales en condiciones estándar de temperatura y presión, en lugar de las alturas reales. Todas las aeronaves que operan en niveles de vuelo calibran los altímetros con el mismo ajuste estándar independientemente de la presión real al nivel del mar, por lo que existe poco riesgo de colisión.

En la mayoría de las áreas , la altura se informa como un múltiplo de 100 pies (30 m), es decir, A025 es nominalmente 2500 pies (760 m). Cuando vuelan a altitudes más altas, las aeronaves adoptan niveles de vuelo (FL). Los niveles de vuelo son altitudes corregidas y calibradas en relación con la atmósfera estándar internacional (ISA). Estos se expresan como un grupo de tres cifras, por ejemplo, FL320 es 32 000 pies (9800 m) ISA.

En la mayoría de las zonas, la separación vertical entre aeronaves es de 1.000 o 2.000 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 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 altitud en la misma vía aérea era de 2.000 pies (610 m). Desde entonces, se ha introducido gradualmente en todo el mundo la separación vertical mínima reducida (RVSM). Esta reduce la separación vertical a 1.000 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 disponible en la vía aérea. Para utilizar la RVSM, las aeronaves deben tener altímetros certificados y los pilotos automáticos deben cumplir con estándares más precisos. [ cita requerida ]

Unidades de velocidad

Los aviones que vuelan a altitudes más bajas normalmente utilizan nudos como unidad de velocidad principal, mientras que los aviones que vuelan a altitudes más altas (por encima de la altitud de cruce de Mach) normalmente utilizan 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 un margen para la temperatura y la altura). En un plan de vuelo, un número de Mach de "Punto 82" significa que el avión 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 cabina proporcionen la velocidad aérea y la velocidad terrestre de forma más o menos directa.

Otro método para obtener la velocidad y la posición es el sistema de navegación inercial (INS), que registra la aceleración de un vehículo mediante giroscopios y acelerómetros lineales; esta información puede luego integrarse en el tiempo para obtener la velocidad y la posición, siempre que el INS haya sido calibrado correctamente antes de la salida. El INS ha estado presente en la aviación civil durante algunas décadas y se utiliza principalmente en aeronaves medianas y grandes, ya que el sistema es bastante complejo. [ cita requerida ]

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 habitualmente en kilogramos, pero a veces se puede medir en libras, especialmente si los indicadores de combustible están calibrados en libras o galones. Muchas aerolíneas solicitan que los pesos se redondeen a un múltiplo de 10 o 100 unidades. Se debe tener mucho cuidado al redondear para asegurarse de no exceder las limitaciones físicas.

Cuando se habla informalmente sobre un plan de vuelo, los pesos aproximados del combustible o de la aeronave pueden expresarse en toneladas . Esta "tonelada" suele ser una tonelada métrica o una tonelada larga británica , que difieren en menos del 2%, o una tonelada corta , que es aproximadamente un 10% menor.

Describiendo una ruta

Una ruta es una descripción del camino que sigue una aeronave cuando vuela entre aeropuertos. La mayoría de los vuelos comerciales viajan de un aeropuerto a otro, pero las aeronaves privadas, las de turismo comercial y las militares pueden hacer un viaje circular o de ida y vuelta y aterrizar en el mismo aeropuerto desde el que despegaron.

Componentes

Los aviones vuelan por las aerovías bajo la dirección del control del tráfico aéreo. Una aerovía no tiene existencia física, pero se puede pensar en ella como una autopista en el cielo. En una autopista normal, los coches utilizan carriles diferentes para evitar colisiones, mientras que en una aerovía, los aviones vuelan a niveles de vuelo diferentes para evitar colisiones. A menudo se pueden ver aviones pasando directamente por encima o por debajo del propio. Se publican mapas que muestran las aerovías y suelen actualizarse cada 4 semanas, coincidiendo con el ciclo AIRAC (Reglamento y Control de la Información Aeronáutica). El AIRAC (Reglamento y Control de la Información Aeronáutica) se celebra cada cuarto jueves, cuando cada país publica sus cambios, que suelen ser sobre las aerovías.

Cada aerovía comienza y termina en un punto de referencia y puede contener también algunos puntos de referencia intermedios. Los puntos de referencia utilizan cinco letras (por ejemplo, PILOX) y los que funcionan como balizas no direccionales utilizan tres o dos (TNN, WK). Las aerovías pueden cruzarse o unirse en un punto de referencia, por lo que una aeronave puede cambiar de una aerovía a otra en dichos puntos. Una ruta completa entre aeropuertos a menudo utiliza varias aerovías. Cuando no hay una aerovía adecuada entre dos puntos de referencia y el uso de aerovías daría lugar a una ruta algo indirecta, el control de tráfico aéreo puede permitir una ruta directa de punto de referencia a punto de referencia, que no utiliza una aerovía (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 de 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 puntos de referencia:

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 este (de Tokio a Los Ángeles).

En algunos océanos, principalmente en el hemisferio norte, se utilizan rutas especiales, conocidas como rutas oceánicas , para aumentar la capacidad de tráfico en rutas concurridas. A diferencia de las rutas 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. Las rutas oceánicas pueden comenzar y terminar a unas 100 millas de la costa en puntos de referencia designados, a los que se conectan varias rutas aéreas. Las rutas que cruzan los océanos del norte son adecuadas para los vuelos este-oeste o oeste-este, que constituyen la mayor parte del tráfico en estas áreas.

Rutas completas

Existen varias formas de construir una ruta. Todos los escenarios en los que se utilizan aerovías utilizan SID y STAR para la salida y la llegada. Cualquier mención de aerovías puede incluir una cantidad muy pequeña de segmentos "directos" para tener en cuenta situaciones en las que no hay cruces de aerovías convenientes. En algunos casos, las consideraciones políticas pueden influir en la elección de la ruta (por ejemplo, las aeronaves 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 por hora. Los sistemas de planificación de vuelo organizan esto insertando puntos geográficos de referencia a intervalos adecuados. Para un avión a reacción, estos intervalos son de 10 grados de longitud para vuelos en dirección este u oeste y de 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 frente o de cola. Un sistema de planificación de vuelo puede tener que realizar un análisis significativo para determinar una buena ruta de vuelo libre.

Cálculo de combustible

El cálculo de los requisitos de combustible (especialmente el combustible de viaje y el de reserva) es el aspecto más crítico para la seguridad de la planificación del vuelo. Este cálculo es algo complicado:

Consideraciones

El cálculo del combustible debe tener en cuenta muchos factores.

La temperatura del aire afecta la eficiencia y el consumo de combustible de los motores de las aeronaves. El viento puede generar un componente de viento de frente o de cola, que a su vez aumentará o disminuirá el consumo de combustible al aumentar o disminuir la distancia aérea que se debe 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 Oficina Meteorológica- que proporcionan previsiones meteorológicas mundiales para la aviación civil en un formato conocido como GRIB weather. Estas previsiones se emiten generalmente cada 6 horas y cubren las 36 horas siguientes. Cada previsión 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 cuadrícula, se suministra la velocidad del viento, la dirección del viento y la temperatura del aire a nueve alturas diferentes entre 4.500 y 55.000 pies (1.400 y 16.800 m).
Los aviones rara vez vuelan exactamente a través de los puntos de la cuadrícula meteorológica o a las alturas exactas a las que se encuentran disponibles las predicciones meteorológicas, por lo que generalmente se necesita alguna forma de interpolación horizontal y vertical . Para intervalos de 75 millas náuticas (139 km), la interpolación lineal es satisfactoria. El formato GRIB reemplazó al anterior formato ADF en 1998-99. El formato ADF usaba intervalos de 300 millas náuticas (560 km); este intervalo era lo suficientemente grande como para pasar por alto algunas tormentas por completo, por lo que los cálculos que usaban el clima predicho por ADF a menudo no eran tan precisos como los que se pueden producir usando el clima predicho por GRIB.
La ruta particular que se va a volar determina la distancia terrestre que se debe cubrir, mientras que los vientos en esa ruta determinan la distancia aérea que se debe volar. Cada porción entre puntos de referencia de una aerovía puede tener diferentes reglas en cuanto a qué niveles de vuelo se pueden utilizar. El peso total de la aeronave en cualquier punto determina el nivel de vuelo más alto que se puede utilizar. El vuelo de crucero a un nivel de vuelo más alto generalmente requiere menos combustible que a un nivel de vuelo más bajo, pero puede ser necesario 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 "Descripción general y terminología básica" pueden estar sujetos a valores mínimos y/o máximos. Debido a la tensión en las ruedas y el tren de aterrizaje durante el aterrizaje, el peso máximo seguro para el aterrizaje puede ser considerablemente menor que el peso máximo seguro al soltar los frenos. En tales casos, una aeronave que se encuentra con alguna emergencia y tiene que aterrizar inmediatamente después de despegar puede tener que dar vueltas durante un tiempo para gastar combustible, o bien arrojar algo de combustible, o aterrizar inmediatamente y correr el riesgo de que el tren de aterrizaje colapse.
Además, los tanques de combustible tienen una capacidad máxima. En algunas ocasiones, los sistemas de planificación de vuelos comerciales detectan que se ha solicitado un plan de vuelo imposible. El avión no puede llegar al destino previsto, incluso sin carga ni pasajeros, ya que los tanques de combustible no son lo suficientemente grandes para contener la cantidad de combustible necesaria; parece que algunas aerolíneas a veces son demasiado optimistas, tal vez esperando un viento de cola (muy) fuerte.
El consumo de combustible de los motores de las aeronaves depende de la temperatura del aire, la altura medida por la presión atmosférica, el peso de la aeronave, la velocidad de la aeronave en relación con el aire y cualquier aumento del consumo en comparación con los motores nuevos debido a la antigüedad del motor o a un mantenimiento deficiente (una aerolínea puede estimar esta degradación comparando el consumo de combustible real con el previsto). Tenga en cuenta que una aeronave grande, como un jumbo jet, puede quemar hasta 80 toneladas de combustible en un vuelo de 10 horas, por lo que hay un cambio de peso sustancial 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 que aún no se ha quemado, 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 esquema más detallado del cálculo. Normalmente se requieren varias iteraciones (posiblemente muchas), 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 sistemas elaborados de ecuaciones aproximadas para estimar simultáneamente todos los cambios necesarios; esto puede reducir en gran medida el número de iteraciones necesarias.

Si un avión aterriza en la pista 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 salir de la pista). Por lo tanto, un sistema de planificación de vuelo puede calcular el combustible de espera de la pista alternativa sobre la base de que el peso final del avión es el peso de combustible cero. Dado que el avión está dando vueltas mientras espera, no es necesario tener en cuenta el viento para este o cualquier otro cálculo de espera.
Para el vuelo desde el destino al alternativo, un sistema de planificación de vuelo puede calcular el combustible para el 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 el combustible de espera en el alternativo.
Un sistema de planificación de vuelo puede entonces calcular cualquier destino en espera sobre la base de que el peso final de la aeronave es cero peso de combustible más el peso de reserva alternativo más el combustible alternativo más la reserva alternativa.
Para el vuelo desde el origen hasta el destino, el peso al llegar al destino puede tomarse como peso de combustible cero más combustible alternativo en espera más combustible alternativo más reserva alternativa más combustible alternativo en espera en destino. Un sistema de planificación de vuelo puede entonces trabajar hacia atrás a lo largo de la ruta, calculando el combustible de viaje y el combustible de reserva un punto de referencia a la vez, con el combustible necesario para cada segmento entre puntos de referencia formando parte del peso de la aeronave para el siguiente segmento que se debe calcular.
En cada etapa y/o al final del cálculo, un sistema de planificación de vuelo debe realizar comprobaciones para garantizar que no se han excedido las limitaciones físicas (por ejemplo, la capacidad máxima del tanque). Los problemas implican que se debe reducir el peso de la aeronave de alguna manera o se debe abandonar el cálculo.

Un método alternativo para calcular el combustible es calcular el combustible alternativo y de reserva como se indica más arriba y obtener una estimación del total de combustible necesario 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 dos métodos puede tener en cuenta en gran medida el clima. El cálculo puede entonces continuar a lo largo de la ruta, punto de referencia por punto de referencia. Al llegar al destino, el combustible real para el viaje puede compararse con el combustible estimado para el viaje, hacer una estimación mejor y repetir el cálculo según sea necesario.

Reducción de costes

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 cantidades diferentes en diferentes aeropuertos),
  • El tiempo de vuelo real afecta los cargos por depreciación, los programas de mantenimiento y similares.
  • Las tasas de sobrevuelo las cobra cada país sobre el que vuela el avión (en teoría, para cubrir los costos de control del tráfico aéreo).

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

  • El menor costo se basa únicamente en el tiempo
  • El menor costo se basa únicamente en el combustible
  • El menor costo basado en un equilibrio entre combustible y tiempo.
  • El costo más bajo basado en los costos de combustible, tiempo y cargos por sobrevuelo.

Mejoras básicas

Para cualquier ruta, un sistema de planificación de vuelos puede reducir los costos al encontrar la velocidad más económica a una altitud determinada y al encontrar las mejores altitudes para utilizar 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, porque puede dificultar que la tripulación de cabina sirva las comidas), por lo que suelen especificar un tiempo mínimo entre los cambios de nivel de vuelo relacionados con la optimización. Para hacer frente a estos requisitos, un sistema de planificación de vuelo debe ser capaz de optimizar la altitud de forma no local teniendo en cuenta simultáneamente una serie de puntos de referencia, junto con los costes de combustible para cualquier ascenso corto que pueda ser necesario.

Cuando existe más de una ruta posible entre los aeropuertos de origen y destino, la tarea a la que se 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 centenares 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 trayectoria). La cantidad de cálculos necesarios para producir un plan de vuelo preciso es tan sustancial que no es factible examinar cada ruta posible en detalle. 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 reserva

Desde el punto de vista de un contable , la provisión de combustible de reserva cuesta dinero (el combustible necesario para transportar el combustible de reserva que se espera no se use). Se han desarrollado técnicas conocidas como reclear , redispatch o procedimiento de punto de decisión , que pueden reducir en gran medida la cantidad de combustible de reserva necesaria al mismo tiempo que se mantienen todos los estándares de seguridad requeridos . Estas técnicas se basan en tener un aeropuerto intermedio específico al que el vuelo puede desviarse si es necesario; [2] en la práctica, tales desviaciones son raras. 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 de reautorización tiene dos destinos. El aeropuerto de destino final es adonde realmente se dirige el vuelo, mientras que el aeropuerto de destino inicial es adonde se desviará el vuelo si se utiliza más combustible del esperado durante la primera parte del vuelo. El punto de referencia en el que se toma la decisión sobre a qué destino ir se denomina punto de reautorización 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 combustible de reserva, entonces el vuelo puede continuar hasta el aeropuerto de destino final; de lo contrario, el avión debe desviarse al aeropuerto de destino inicial.

El destino inicial está ubicado de tal manera que se necesita menos combustible de reserva para un vuelo desde el origen hasta el destino inicial que para un vuelo desde el origen hasta el destino final. En circunstancias normales, se utiliza muy poco o nada del combustible de reserva, por lo que cuando el avión llega al punto de reautorización todavía tiene (casi) todo el combustible de reserva original a bordo, lo que es suficiente para cubrir el vuelo desde el punto de reautorización hasta el destino final.

La idea de los vuelos de reclear fue publicada por primera vez en Boeing Airliner (1977) por los ingenieros de Boeing David Arthur y Gary Rose. [8] El artículo original contiene una gran cantidad de números mágicos relacionados con la posición óptima del punto de reclear, etc. Estos números 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 reclear depende de tres factores:

  • El ahorro máximo que se puede lograr depende de la posición del punto de referencia para la retransmisión. 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 hacia el destino inicial comience inmediatamente después del punto de referencia de la nueva autorización. Esto es beneficioso porque minimiza el combustible de reserva necesario entre el punto de referencia de la nueva autorización y el destino inicial y, por lo tanto, maximiza la cantidad de combustible de reserva disponible en el punto de referencia de la nueva autorización.
  • El otro factor que también es útil es la ubicación del aeropuerto alternativo inicial.

Presentación de planes subóptimos

A pesar de todos los esfuerzos que se hacen para optimizar los planes de vuelo, hay ciertas circunstancias en las que resulta ventajoso presentar planes subóptimos. En un espacio aéreo concurrido con varios aviones en competencia, las rutas óptimas y las altitudes preferidas pueden estar sobreocupadas. Este problema puede ser peor en períodos de mucha actividad, como cuando todos quieren llegar a un aeropuerto tan pronto como abre al día. Si todos los aviones presentan planes de vuelo óptimos, para evitar la sobrecarga, el control del 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, por lo que puede intentar convencer al control de tráfico aéreo para que le permita volar más cerca de la ruta óptima. Esto puede implicar solicitar un nivel de vuelo más alto que el planificado o pedir 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 la zona, un piloto puede solicitar un ascenso o un viraje para evitar el mal tiempo.

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

Vuelos VFR

Aunque los vuelos VFR no suelen requerir la presentación de un plan de vuelo, [ cita requerida ] sigue siendo necesaria cierta planificación del vuelo. El capitán debe asegurarse de que habrá suficiente combustible a bordo para el viaje y suficiente combustible de reserva para circunstancias imprevistas. 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 del aeródromo de salida". [10]

Características adicionales

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

Véase también

Referencias

  1. ^ Simpson, L., DL Bashioum y EE Carr. 1965. "Planificación de vuelo por computadora en el Atlántico Norte". Journal of Aircraft, vol. 2, n.º 4, págs. 337-346.
  2. ^ ab "Sección 121.631 sobre redistribución". Reglamento Federal de Aviación . Rising Up. Archivado desde el original el 28 de agosto de 2006. Consultado el 21 de marzo de 2006 .
  3. ^ "DDMEN2". www.deadsea.co.il . Archivado desde el original el 25 de mayo de 2006.
  4. ^ Acción del Consejo en cumplimiento de la Resolución A22-18 de la Asamblea adoptada el 23 de marzo de 1979: [..]cubrir todos los aspectos de las operaciones aéreas y terrestres; provisión 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 en vigor (al 8 de octubre de 2010) - Doc 9958 - Publicado por autorización del Secretario General" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 10 de diciembre de 2019 . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
  6. ^ "Organización de Aviación Civil Internacional - Normas internacionales y métodos recomendados - Anexo 5 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional - Unidades de medida que se utilizarán en las operaciones aéreas y terrestres, quinta edición - julio de 2010" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 10 de diciembre de 2019 . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
  7. ^ "Las locas y confusas unidades de medida de la aviación - AeroSavvy". 5 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2019. Consultado el 27 de octubre de 2019 .
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