PROCEDIMIENTO PARA CERTIFICACIÓN RNAV Y RNP BAJO EL CONCEPTO PBN

Transcripción

1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL TICOMÁN PROCEDIMIENTO PARA CERTIFICACIÓN RNAV Y RNP BAJO EL CONCEPTO PBN QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN AERONÁUTICA PRESENTA: ROMERO RAMOS JAVIER ASESORES: M. EN C. PEDRO SANTAMARÍA BRIONES ING. ERICK ISRAEL ARANDA CHÁVEZ MÉXICO, D. F. JUNIO 2013

2 Página 2

3 Agradecimientos Dedico este trabajo que representa un éxito importante en mi vida profesional. A mis padres: Hilda y Javier, por sus sabios consejos, por ayudarme a la construcción de mi proyecto de vida y por enseñarme a no desfallecer ni rendirme ante nada A mis hermanos: Guadalupe, Karla y David, por ser parte importante de mi vida y representar la unidad familiar, gracias por llenar mi vida de alegrías y sonrisas A Erika: Por ser una parte muy importante de mi vida, por haberme apoyado en las buenas y en las malas, sobre todo por tu amor, paciencia y apoyo incondicional A mis amigos: Por confiar y creer en mí y haber hecho de mi etapa universitaria un trayecto de vivencias que nunca olvidaré A mis compañeros de trabajo: Que siempre han compartido sus conocimientos y sobre todo por su amistad. Javier Romero Ramos Página 3

4 Índice Glosario de Términos... 7 Glosario de Acrónimos Lista de tablas y figuras RESUMEN ABSTRACT INTRODUCCIÓN Justificación Antecedentes Objetivo General Objetivos Específicos Hipótesis Marco Teórico Alcance Metodología Descripción de Capítulos CAPÍTULO 1. CONCEPTO PBN NAVEGACIÓN BASADA EN LA PERFORMANCE RNAV Y RNP Navegación de Área Referencia Geodésica Terminadores de trayectoria Tramos RF (Radius to Fix) Sistemas de navegación de área Gestión de Datos PERFORMANCE DE LA NAVEGACIÓN Componentes de la performance Performance de Navegación Requerida Monitoreo de la desviación lateral Monitoreo de la desviación vertical GNSS Monitoreo y alerta Precisión del GNSS Monitoreo de la integridad Detección de fallas Página 4

5 1.3.5 Nivel de protección horizontal Alerta de la integridad Predicción de la disponibilidad Sistemas de aumentación CAPÍTULO 2. APROBACIONES OPERACIONALES PBN RNAV Generalidades Comunicaciones y vigilancia ATS Sumario Procedimientos de operación Capacitación de pilotos RNAV Generalidades Sumario INS o IRS GNSS Procedimientos de operación Capacitación de pilotos Aprobación operacional RNAV 1 Y Generalidades Aprobación operacional Sumario GNSS Funcionalidad Procedimientos de operación Capacitación de Pilotos RNP Generalidades Aprobación operacional Comunicaciones y vigilancia ATS Sumario GNSS Funcionalidad Procedimientos de operación Capacitación de pilotos RNP 1 BÁSICA Página 5

6 2.5.1 Generalidades Aprobación operacional Sumario Sistemas RNP Funcionalidad Procedimientos de operación Capacitación de Pilotos RNP APCH Generalidades Características Diseño de procedimientos de vuelo Aprobación operacional Guía de aproximación VNAV Predicción de la disponibilidad GNSS Procedimientos de operación Capacitación de pilotos RNP AR APCH Generalidades Autorización Requerida Características Aprobación operacional Monitoreo y alerta del sistema de navegación Procedimientos de operación Predicción de la disponibilidad GNSS Lista de equipo requerido Navegación vertical Funcionalidad de navegación TOGA Capacitación de pilotos Evaluación de la seguridad operacional de vuelo (FOSA) CAPÍTULO 3. CUMPLIMIENTO DE REQUISITOS PARA OBTENER LA APROBACIÓN PBN PARA EL EQUIPO BOEING F APROBACIÓN DE AERONAVEGABILIDAD APROBACIÓN OPERACIONAL Resultados Conclusiones Referencias Página 6

7 Glosario de Términos Autorización Requerida (AR). Autorización específica requerida por la autoridad para que un operador aéreo pueda realizar operaciones de aproximación RNP con autorización requerida (RNP AR APCH). Error de definición de trayectoria (PDE). La diferencia entre la trayectoria definida y la trayectoria deseada en un lugar y tiempo determinados. Error del sistema de navegación (NSE). La diferencia entre la posición verdadera y la posición estimada. Error técnico de vuelo (FTE). Es la precisión con la que se controla la aeronave, la cual puede medirse comparando la posición indicada de la aeronave con el mando indicado o con la posición deseada. Error total del sistema (TSE). La diferencia entre la posición verdadera y la posición deseada. Este error es igual a la suma vectorial del error de definición de trayectoria (PDE), error técnico de vuelo (FTE) y error del sistema de navegación (NSE). Especificación para la navegación. Conjunto de requisitos relativos a la aeronave y a la tripulación de vuelo necesarios para dar apoyo a las operaciones de navegación basada en la performance dentro de un espacio aéreo definido. Fijo de aproximación inicial (IAF). Punto de referencia que marca el inicio del tramo inicial y el fin del tramo de llegada, si corresponde. En las aplicaciones RNAV, normalmente este punto de referencia se define mediante un waypoint de paso. Llegada normalizada por instrumentos (STAR). Una ruta de llegada designada según las reglas de vuelo por instrumentos (IFR) que une un punto significativo, normalmente en una ruta ATS, con un punto desde el cual puede comenzarse un procedimiento publicado de aproximación por instrumentos. Página 7

8 Navegación Basada en la Performance (PBN). Navegación de área basada en requisitos de performance que se aplican a las aeronaves que realizan operaciones en una ruta ATS, en un procedimiento de aproximación por instrumentos o en un espacio aéreo designado. Navegación de Área (RNAV). Método de navegación que permite la operación de aeronaves en cualquier trayectoria de vuelo deseada, dentro de la cobertura de las ayudas para la navegación referidas a la estación, o dentro de los límites de la capacidad de las ayudas autónomas, o de una combinación de ambas. Navegación vertical barométrica (baro-vnav). Una función de ciertos sistemas RNAV que muestran una guía vertical calculada al piloto, referida como trayectoria vertical específica. La guía vertical calculada se basa en la información de la altitud barométrica y es comúnmente computada como una trayectoria geométrica entre dos waypoints o un ángulo basado en un único waypoint. Salida normalizada por instrumentos (SID). Una ruta de salida designada según reglas de vuelo por instrumentos (IFR) que une el aeródromo o una determinada pista del aeródromo, con un determinado punto significativo, normalmente en un ruta ATS, en el cual comienza la fase en ruta de vuelo. Sistema de Aumentación basado en la aeronave (ABAS). Sistema de aumentación por el que la información obtenida a partir de otros elementos del GNSS se añade o integra a la información disponible a bordo de la aeronave. Sistema de Gestión de Vuelo (FMS). Sistema que integra múltiples sensores de navegación para determinar la posición de la aeronave. Incluye una base de datos que se debe actualizar periódicamente de acuerdo con el ciclo AIRAC y que permite realizar el plan de vuelo el cual puede ser seguido automáticamente cuando el FMS también se encuentra integrado al sistema de control automático de vuelo (director de vuelo y piloto automático). Sistema mundial de determinación de la posición (GPS). El sistema mundial de navegación por satélite (GNSS) de los Estados Unidos, es un sistema de Página 8

9 navegación basado en satélites que utiliza mediciones de distancia precisas para determinar la posición, velocidad y la hora en cualquier parte del mundo. Sistema mundial de navegación por satélite (GNSS). Término genérico utilizado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) para definir cualquier sistema de alcance mundial de determinación de la posición, velocidad y de la hora, que comprende una o más constelaciones principales de satélites. Verificación por Redundancia Cíclica (CRC). Algoritmo matemático aplicado a la expresión digital de los datos que proporciona un cierto nivel de garantía contra la pérdida o alteración de los datos. Vigilancia autónoma de la integridad en el receptor (RAIM). Técnica utilizada dentro de un receptor/procesador GPS para determinar la integridad de sus señales de navegación, utilizando únicamente señales GPS o bien señales GPS mejoradas con datos de altitud barométrica. Esta determinación se logra a través de una verificación de coherencia entre medidas de pseudodistancia redundantes. Al menos se requiere un satélite adicional disponible respecto al número de satélites que se necesitan para obtener la solución de navegación. Waypoint. Un lugar geográfico, utilizado para definir una ruta de navegación de área o la trayectoria de vuelo de una aeronave que emplea navegación de área. Los waypoints se identifican como: Waypoint de paso (Fly-by). Waypoint que requiere anticipación del viraje para que se pueda realizar la interceptación tangencial del siguiente tramo de una ruta o procedimiento. Waypoint de sobrevuelo (Fly-over). Waypoint en el que se inicia el viraje para incorporarse al siguiente tramo de una ruta o procedimiento. Página 9

10 Glosario de Acrónimos ABAS ADS-B AFM AIP AIRAC ANP ANSP APCH APV ARP ATC ATM ATS Baro-VNAV B-RNAV CDI CDU DA DH DME EGPWS FAA FAF Sistema de Aumentación Basada en la aeronave Vigilancia dependiente automática-radiodifusión Manual de Vuelo del Avión Publicación de Información Aeronáutica Control y regulación de la Información Aeronáutica Performance de Navegación Real Proveedor de Servicios de Navegación Aérea Aproximación Procedimiento de Aproximación con Guía Vertical Punto de Referencia del Aeródromo Controlador de Tráfico Aéreo Gestión del Tráfico Aéreo Servicio de Tráfico Aéreo Navegación Vertical Barométrica Navegación de Área Básica Indicador de Desviación de Rumbo Unidad de Control de Visualización Altitud de Decisión Altura de Decisión Equipo Medidor de Distancia Sistema mejorado de Advertencia de la Proximidad del Terreno Administración Federal de Aviación Fijo de Aproximación Final Página 10

11 FAP FD FDE FMS FOSA FTE GBAS GNSS GPS HAL HIL HPL HSI IAF IFR ILS INS IRS IRU ISA LAAS LNAV LPV LRNS MAPt Punto de Aproximación Final Director de Vuelo Detección y Exclusión de Falla Sistema de Gestión de Vuelo Evaluación de la Seguridad Operacional de Vuelo Error Técnico de Vuelo Sistema de Aumentación Basado en Tierra Sistema Mundial de Navegación por satélite Sistema Mundial de Determinación de la Posición Límite de Alerta Horizontal límite de Integridad Horizontal Límite de Protección Horizontal Indicador de Situación Horizontal Fijo de Aproximación Inicial Reglas de Vuelo por Instrumentos Sistema de Aterrizaje por Instrumentos Sistema de Navegación Inercial Sistema de Referencia Inercial Unidad de Referencia Inercial Atmósfera Estándar Internacional Sistema de Aumentación de Área Local Navegación Lateral Actualización de Localizador con Guía Vertical Sistema de Navegación de Largo Alcance Punto de Aproximación Frustrada Página 11

12 MEL MGO NM NOTAM NPA NSE OACI OCA/H PBN PDE PEE P-RNAV QRH RAIM RNAV RNP RNP APCH RNP AR APCH SBAS TSE VNAV VOR VPA Lista de Equipo Mínimo Manual General de Operaciones Millas Náuticas Aviso al Aviador (Notice to Airmen) Aproximación de no-precisión Error del Sistema de Navegación Organización de Aviación Civil Internacional Altitud/Altura de Franqueamiento de Obstáculos Navegación Basada en la Performance Error de Definición de la Trayectoria Error de Estimación de la Posición Navegación de Área de Precisión Manual de Referencia Rápida Vigilancia Autónoma de la Integridad en el Receptor Navegación de Área Performance de Navegación Requerida Aproximación RNP Aproximación RNP con Autorización Requerida Sistema de Aumentación Basado en Satélites Error Total del Sistema Navegación Vertical Radiofaro omnidireccional VHF Ángulo de Trayectoria Vertical WAAS WGS Sistema de Aumentación de Área Amplia Sistema Geodésico Mundial Página 12

13 Lista de tablas y figuras Tabla 1. Especificaciones de la flota (CO AV-10/09) Tabla 2. Requerimientos PBN Figura 1. Concepto de navegación basada en la performance Figura 2. Designaciones de especificaciones para la navegación Figura 3. Adaptación de las designaciones actuales y futuras Figura 4. Terminador de trayectoria TF (Track to a Fix) Figura 5. Terminador de trayectoria RF (Constant Radius to a Fix) Figura 6. Terminador de trayectoria DF (Direct to a Fix) Figura 7. Terminador de trayectoria HF (Hold at a Fix to an altitude) Figura 8. Carta de aproximación RNAV (GNSS) con mínimos LNAV Y LNAV/VNAV Figura 9. Libramiento de obstáculos Baro-VNAV para RNP APCH - LNAV Figura 10. Ejemplo de un pronóstico de disponibilidad para RNP APCH Figura 11. Ejemplo de un pronóstico de disponibilidad RNP Figura 12. Navegación vertical RNP AR APCH Figura 13. Portada del manual de vuelo de la aeronave (AFM) boeing f Figura 14. Portada del documento 757/767 FMCS RNP Navigation Capabilities, Generation Figura 15. Portada del documento Required Navigation Performance, Special Aircraft Aircrew Authorization Required/Authorization Required (SAAAR/AR) Compliance 100 Figura 16. Portada del manual de operaciones de la tripulación (FCOM) Figura 17. Portada del manual de adiestramiento de la tripulación (FCTM) Figura 18. Ejemplo de autorización PBN en el AOC Página 13

14 RESUMEN A través de los años, un número de regiones han establecido normas locales RNAV y RNP, las cuales implican una complejidad en operaciones internacionales y aprobaciones operacionales. La OACI ha desarrollado el concepto de Navegación Basada en la Performance e incluido los conceptos y requerimientos los cuales están contenidos en el Manual de Navegación Basada en la Performance de la OACI (Doc. 9613). En el presente trabajo se proporciona guía a los operadores aéreos para obtener la aprobación operacional para conducir operaciones de Navegación Basada en la Performance (PBN). Página 14

15 ABSTRACT Over the years, a number of regions have established local RNAV and RNP standards which involve a complexity in international operations and operational approvals. ICAO has developed the concept of Performance Based Navigation and included the concepts and requirements which are now contained in the ICAO Performance Based Navigation (PBN) Manual (Doc. 9613). In this study is provided guidance to air operators to obtain operational approval to conduct Performance Based Navigation operations. Página 15

16 INTRODUCCIÓN Debido al avance tecnológico en la aviación, se han desarrollado diferentes métodos de navegación que permiten a los operadores aéreos hacer uso eficiente del espacio aéreo y aprovechar las capacidades de las aeronaves con el fin de obtener grandes beneficios. Con el paso del tiempo, las ayudas a la navegación basadas en tierra han pasado a ser un método alternativo y la navegación satelital un requisito obligatorio. Sin embargo, muchos operadores aéreos desconocen la forma en que estos sistemas funcionan y la manera en que se pueden obtener estas aprobaciones, por lo que esta situación da origen a la siguiente pregunta: Cómo obtener la aprobación para realizar procedimientos de Navegación basada en la Performance (PBN)? Que a su vez permite establecer los siguientes cuestionamientos: Qué es el concepto PBN? Cuáles son los requisitos para obtener una aprobación para realizar procedimientos PBN? De qué manera se cumplen los requisitos para obtener la aprobación PBN para una aeronave en específico? Página 16

17 Justificación Los fundamentos de las operaciones PBN son relativamente sencillos y la aprobación operacional no tiene por qué ser un proceso complicado para cualquier operador que solicite esta certificación. Sin embargo, la transición a la nueva tecnología, nueva navegación, nuevos conceptos operacionales y la dependencia de navegación basada en datos requiere un manejo cuidadoso. El proceso de certificación RNAV y RNP bajo el concepto PBN tiene por objeto garantizar que el nivel adecuado de supervisión sea proporcionado por todas las operaciones PBN en un ambiente donde existen muchas variables, en términos de equipos, ingeniería y experiencia operacional. De esta manera, los beneficios de la PBN se lograrán constantemente y de manera segura. La clave para una implementación PBN exitosa es el conocimiento y la experiencia en el funcionamiento de los sistemas de navegación avanzada. Este trabajo podrá servir de guía para los operadores aéreos que desean obtener una certificación PBN, ya que detallará la forma en que se puede obtener dicha certificación, ayudando a que este proceso se lleve a cabo de forma eficiente. Además, los operadores aéreos que ya cuenten con esta aprobación, pueden tomar como apoyo lo presentado en este trabajo, para incrementar el nivel de entendimiento y lograr la mejora de los procesos Se identifican grandes beneficios en la aviación con la obtención de estas certificaciones. El primer beneficio es que se incrementará la seguridad aérea ya que se facilitará la conjunción e interoperabilidad de procedimientos y operaciones aéreas a través del espacio aéreo ATS. Además, la implantación de operaciones de descenso continuo (CDO, por sus sigla en inglés) y procedimientos de aproximación con guía vertical (APV, por sus siglas en inglés) permitirán reducir el riesgo de impacto contra el terreno sin pérdida de control (CFIT, por sus siglas en inglés). Página 17

18 El segundo beneficio que se obtendrá es incrementar la capacidad del espacio aéreo, ya que permitirá la reducción de espaciamiento entre aeronaves y la utilización de guía vectorial ATC en rutas de salida y llegada, lo que resultará en una menor complejidad del espacio aéreo y reducción en la carga de trabajo del ATC. El tercer beneficio es para los operadores aéreos y la protección del medio ambiente, ya que permitirá la operación de aeronaves en trayectorias óptimas desde la salida hasta la ruta seleccionada, y desde la fase en ruta hasta la aproximación final, logrando la disminución del tiempo de vuelo, el ahorro de combustible y derivado de esto, la protección del medio ambiente al reducir las emisiones de CO 2 y ejecutando procedimientos de atenuación de ruido mejor diseñados. Página 18

19 Antecedentes La navegación convencional depende de radioayudas basadas en tierra. Este tipo de navegación ha sido el pilar de la aviación durante los últimos setenta años 1 y tanto pilotos como operadores aéreos, fabricantes de aeronaves y proveedores de servicios de navegación aérea (ANSP, por sus siglas en inglés) están familiarizados con la tecnología, aviónica, instrumentos, operaciones, capacitación y performance asociados. La navegación basada en la performance está basada en los principios de navegación de área (RNAV). Si bien los distintos métodos de navegación de área han existido por muchos años, el uso de este tipo de navegación como función primaria es un fenómeno reciente. El concepto PBN está destinado a definir de una mejor manera el uso de los sistemas RNAV y se espera reemplazar la mayor parte de las rutas aéreas convencionales existentes dentro de los próximos veinte años 2. El continuo crecimiento de la aviación nacional e internacional demanda un incremento en la capacidad del espacio aéreo disponible y subraya la necesidad de utilizarlo en forma óptima. Esto, aunado al aumento de la eficiencia operacional derivada de la aplicación del sistema de navegación de área (RNAV), ha propiciado el desarrollo de las aplicaciones de navegación en diversas regiones del espacio aéreo internacional y para todas las fases de vuelo. Las aplicaciones de navegación pueden expandirse potencialmente para el suministro de orientación para movimiento en tierra en los aeródromos. Para establecer los requisitos de navegación aplicables sobre rutas específicas o dentro de un determinado espacio aéreo, es necesario que tanto la tripulación de vuelo y los servicios de Control de Tránsito Aéreo (ATC, por sus siglas en inglés) 1 Helfrick, Albert D., (2012) Principles of Avionics, 7 th Edition, U.S.A., Avionics Communications Inc. 2 Dirección General de Aeronáutica Civil. (2010) Reestructuración del sistema de transporte aéreo nacional (SATN). Plan estratégico [En línea]. México, disponible en: 20A%E9reo/PONENCIAJORGE%20CARRION.pdf [Accesado el día 22 de Marzo de 2013] Página 19

20 estén conscientes de los requisitos de capacidad del sistema RNAV a bordo y para asegurar que la performance del sistema RNAV es la adecuada para los requerimientos en el espacio aéreo especifico. El primer uso de los sistemas RNAV surgió de forma similar a las rutas y procedimientos convencionales basados en tierra. Para operaciones domésticas, el sistema inicial utilizó VOR y DME para la estimación de su posición. Para operaciones oceánicas, fueron empleados sistemas de navegación inercial (INS, por sus siglas en inglés) 3. Estos nuevos sistemas fueron desarrollados, evaluados y certificados. Los criterios del espacio aéreo y libramiento de obstáculos se desarrollaron en base al performance de los equipos disponibles. Las especificaciones requeridas se basaron en las capacidades disponibles, y en algunas aplicaciones, siendo necesario identificar individualmente modelos de equipo que pudieran ser operados dentro del espacio aéreo en cuestión. Tales requisitos dieron como resultado retrasos en la introducción de nuevas capacidades del sistema RNAV y mayores costos para obtener una adecuada certificación. El concepto PBN específica los requisitos de performance del sistema RNAV de las aeronaves en términos de exactitud, integridad, disponibilidad, continuidad, funcionalidad 4 necesaria para las operaciones propuestas en el contexto de un concepto de espacio aéreo particular, soportado por la infraestructura de navegación adecuada. El concepto PBN representa un cambio de la navegación basada en sensores a la Navegación Basada en Performance. Los requisitos del performance se identifican en especificaciones de navegación, que también identifican la elección de sensores y equipos de navegación que pueden ser utilizados para cumplir los requisitos de performance. 3 Harris, David, (2003) Flight Instruments and Automatic Flight Control Systems. 6th Edition, U.S.A., Blackwell Science Ltd. 4 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 20

21 Bajo el concepto PBN, los requisitos de navegación genérica están definidos en base a los requisitos de operación. Los procedimientos PBN ofrecen una serie de ventajas sobre el método específico de sensores desarrollando el criterio de espacio aéreo y libramiento de obstáculos. El desarrollo del concepto PBN reconoce que los sistemas de las aeronaves avanzadas están logrando un nivel predecible de exactitud de performance de navegación junto con un nivel adecuado de funcionalidad, permite un uso más eficiente del espacio aéreo disponible. El PBN identifica primeramente los requisitos de navegación, independientemente de los medios por los cuales estos se cumplan. Los requerimientos de performance específicos están definidos para cada especificación de navegación. Una aeronave aprobada para una especificación RNP no está automáticamente aprobada para todas las especificaciones RNAV. Similarmente una aeronave aprobada para una especificación RNP o RNAV que tiene estrictos requisitos de exactitud (por ejemplo RNP 0.3) no es automáticamente aprobada para especificaciones de navegación teniendo requisitos de exactitud menos críticos (por ejemplo RNP 4) 5. 5 Dirección General de Aeronáutica Civil. Circular Obligatoria CO AV-11/09 (01 de Abril de 2010) [En línea]. México, disponible en: [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 21

22 Objetivo General Desarrollar el procedimiento de aprobación establecido por la autoridad aeronáutica, para realizar procedimientos de Navegación Basada en la Performance (PBN) para una aeronave Boeing F Objetivos Específicos. Describir el concepto PBN (Navegación Basada en la Performance) Identificar los requisitos de aeronavegabilidad y de operación que se deben cumplir para obtener la aprobación para realizar procedimientos PBN Detallar el cumplimiento de los requisitos para obtener la aprobación PBN para el equipo Boeing F Hipótesis Si se obtiene la aprobación para realizar procedimientos PBN, entonces se obtendrán grandes beneficios para los operadores aéreos, se logrará un mejor aprovechamiento del espacio aéreo y la protección del medio ambiente. Página 22

23 Marco Teórico La PBN es uno de los elementos habitantes de un concepto de espacio aéreo. Las comunicaciones, vigilancia ATS y ATM también son elementos esenciales de un concepto de espacio aéreo (Figura 1). El concepto de navegación basada en la performance (PBN) 6 se funda en el uso de un sistema de navegación de área (RNAV). Los componentes de información básicos para la aplicación de la PBN son dos: 1) La infraestructura de ayudas para la navegación; y 2) La especificación para la navegación. La aplicación de los componentes mencionados antes a rutas ATS y procedimientos por instrumentos en el contexto del espacio aéreo resulta en un tercer componente: 3) La aplicación de navegación. Figura 1. Concepto de navegación basada en la performance 6 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 23

24 La PBN actualmente está limitada a operaciones con requisitos de performance lateral lineal y limitaciones de tiempo. A diferencia del monitoreo lateral y del margen de franqueamiento de obstáculos, para los sistemas VNAV 7 barométricos no hay una alerta de error de la posición vertical ni una relación del doble entre un 95% de precisión del sistema total requerida y el límite de performance. Por lo tanto, la VNAV barométrica no se considera RNP vertical. ESPECIFICACIONES PARA LA NAVEGACIÓN Una especificación para la navegación es una especificación RNP o bien una especificación RNAV. Una especificación RNP incluye el requisito de monitoreo y alerta autónoma de la performance a bordo, mientras que la especificación RNAV no incluye este requisito. El monitoreo y alerta de la performance a bordo es el principal elemento que determina si el sistema de navegación alcanza el nivel de seguridad operacional necesario para una aplicación RNP; este requisito se relaciona con la performance de navegación lateral y con la longitudinal; y permite a la tripulación de vuelo detectar si el sistema de navegación no logra, o no puede garantizar con una integridad de 10-5, la performance de navegación requerida para la operación que realiza. Los sistemas RNP ofrecen mejoras respecto a la integridad de las operaciones; esto quizá permita un espaciado menor entre rutas y puede proporcionar suficiente integridad para que en un espacio aéreo específico se usen únicamente sistemas RNAV. Por consiguiente, el uso de los sistemas RNP puede ofrecer beneficios considerables en cuanto a seguridad operacional, operaciones y eficiencia. 7 EUROCONTROL. (2012) Vertical Navigation (for PBN. [En línea]. Europa, disponible en: [Accesado el día 22 de Marzo de 2013] Página 24

25 Para ambas designaciones, RNP y RNAV, la expresión X (cuando está expresada) se refiere a la precisión de navegación lateral en millas náuticas que se espera que se logre, en por lo menos el 95% del tiempo de vuelo, la población de aeronaves que operan en el espacio aéreo, la ruta o el procedimiento. Figura 2. Designaciones de especificaciones para la navegación (excepto las usadas en la aproximación final) Las especificaciones para la navegación de aproximación abarcan todos los segmentos de la aproximación por instrumentos. Las especificaciones RNP se designan RNP como prefijo y un sufijo textual abreviado, p. ej., RNP APCH o RNP AR APCH. No hay especificaciones para la aproximación RNAV 8. Cabe señalar que, en los casos en que la precisión de navegación se usa como parte de la designación de una especificación para la navegación, la precisión es únicamente uno de los muchos requisitos de performance incluidos en las especificaciones para la navegación. Por ejemplo, una designación RNAV 1 se refiere a una especificación RNAV que incluye un requisito de precisión de 1 NM 8 Organización de Aviación Civil Internacional, (2013) Curso de la OACI para la Aprobación Operacional PBN. [En línea]. Miami, E.U.A., disponible en: [Accesado el día 22 de Marzo de 2013] Página 25

26 entre muchos otros requisitos de performance. Si bien la designación RNAV 1 puede sugerir que 1 NM (lateral) es el único criterio de performance requerido, no es así. Como todas las especificaciones para la navegación, la especificación RNAV 1 incluye todos los requisitos respecto a la tripulación y al sistema de navegación a bordo. Figura 3. Adaptación de las designaciones actuales y futuras La infraestructura de ayudas para la navegación aérea se refiere a ayudas para la navegación basadas en tierra o en el espacio. Las ayudas basadas en tierra incluyen equipo DME y VOR. Las ayudas basadas en el espacio incluyen elementos GNSS. Página 26

27 Alcance Se analizarán los requerimientos que necesita un operador aéreo para poder realizar operaciones de vuelo mediante procedimientos de Navegación Basada en la Performance (PBN), en base al Documento 9613 de la OACI y de la Circular Obligatoria CO AV-11/09 de la DGAC, en específico para una aeronave Boeing F. Página 27

28 Metodología El tipo de investigación será aplicada, con un nivel de investigación predictiva, teniendo un método de aproximación cuantitativo. Se pretende alcanzar el objetivo general por medio del desarrollo de los objetivos específicos por lo cual a continuación se describirán los pasos a seguir en cada uno de ellos: Recopilar información de los documentos regulatorios emitidos por las autoridades aeronáuticas Recopilar información de los manuales del fabricante con el fin de dar cumplimiento a los requisitos de aprobación PBN Definir los alcances de la investigación Consultar con asesores y operadores aéreos el funcionamiento de los sistemas de navegación Analizar los requisitos de aprobación PBN de acuerdo a los documentos regulatorios y manuales de fabricante Detallar el cumplimiento de los requisitos de aprobación PBN Página 28

29 Descripción de Capítulos En el Capítulo 1 se describirán los fundamentos del concepto PBN, el funcionamiento de los sistemas de navegación, las ayudas a la navegación y las capacidades de las aeronaves. En el Capítulo 2 se identificarán los requisitos establecidos por la autoridad aeronáutica para obtener la aprobación para realizar procedimientos PBN, detallando cada especificación de la navegación como son RNAV y RNP. En el Capítulo 3 se detallará la forma en que un operador aéreo deberá cumplir los requisitos para obtener la aprobación PBN de manera ejemplificada para un caso específico de un Boeing F. Página 29

30 CAPITULO 1 CONCEPTO DE NAVEGACIÓN BASADA EN LA PERFORMANCE (PBN) Página 30

31 CAPÍTULO 1. CONCEPTO PBN El concepto de navegación basada en la performance (PBN) especifica que los requisitos de performance del sistema RNAV de la aeronave se definen en función de la precisión, integridad, disponibilidad, continuidad y funcionalidad necesarias para las operaciones propuestas en el contexto de un concepto de espacio aéreo particular, con el apoyo de la infraestructura de navegación apropiada. En ese contexto, el concepto PBN representa un cambio de navegación basada en sensores a navegación basada en la performance. Los requisitos de performance se expresan en especificaciones para la navegación, que también identifican la elección de los sensores y del equipo de navegación que pueden usarse para satisfacer los requisitos de la performance. 1.1 NAVEGACIÓN BASADA EN LA PERFORMANCE La navegación basada en la performance (PBN) comprende una serie de operaciones las cuales están basadas en la navegación de área (RNAV). La RNAV ha estado disponible por aproximadamente 40 años 9 usando una variedad de tecnologías. Sin embargo, algunas dificultades se presentan con la doble aplicación del término RNAV: como un método fundamental de navegación (navegación de área) y también como un tipo de operación particular (RNAV 5). Otras complicaciones se presentan con la implementación de las operaciones de performance de navegación requerida (RNP), las cuales por definición son también llamadas operaciones de navegación de área. Ha habido una cierta dificultad para identificar las diferencias entre las operaciones RNAV y las operaciones RNP, y cierta falta de definición en los requisitos para ambas operaciones. Varios países han establecido normas RNAV y RNP locales las cuales condujeron a la complejidad de las operaciones internacionales y aprobaciones operacionales. 9 EUROCONTROL, (2013) ICAO s PBN Concept. [En línea]. Europa, disponible en: [Accesado el día 03 de Abril de 2013] Página 31

32 1.1.1 RNAV Y RNP Se ha reconocido que tanto las operaciones RNAV y RNP pueden ser descritas en términos de performance de navegación, por ejemplo la exactitud. Las operaciones RNP pueden ser identificadas por la capacidad de los sistemas de navegación a bordo de monitorear en tiempo real la performance de navegación conseguido y alertar a la tripulación de vuelo cuando la performance mínima especificada para una operación determinada no se pudo cumplir. Esta funcionalidad adicional proporcionada por el RNP permite a la tripulación de vuelo intervenir y tomar medidas de mitigación adecuadas, por ejemplo una aproximación frustrada, permitiendo así a las operaciones RNP proporcionar un nivel adicional de seguridad y capacidad sobre las operaciones RNAV. Debido a que los sistemas GNSS incorporan monitoreo y alerta de la performance, la distinción entre las operaciones RNAV y RNP es el requerimiento del GNSS. Aunque hay excepciones a esta regla, en términos simples las operaciones RNP están basadas en el GNSS mientras que en las operaciones RNAV se basan en la tecnología más antigua. Las especificaciones de navegación RNAV han sido desarrolladas para apoyar la capacidad existente en las aeronaves equipadas con sistemas que en general no fueron diseñados para proporcionar el monitoreo y la alerta de la performance a bordo. Las especificaciones de navegación han sido desarrolladas a partir de la necesidad de apoyar a las operaciones que dependen del GNSS para proporcionar la performance requerida. Página 32

33 1.1.2 Navegación de Área La navegación de área (RNAV) es un término aplicado a la navegación entre dos puntos seleccionados en la superficie de la Tierra. La RNAV ha existido desde la década de y los primeros sistemas de aviónica utilizaban mediciones de triangulación de ayudas a la navegación basadas en tierra para calcular una trayectoria de vuelo RNAV entre puntos de una ruta llamados waypoints Un número de sistemas de navegación autónomos que son independientes de los sistemas de navegación basados en tierra también han sido desarrollados, incluyendo el OMEGA (ahora obsoleto), LORAN C, GPS, GLONASS, INS e IRS. Actualmente, tal vez el tipo más común de sistema RNAV en la aviación comercial comprende el uso del posicionamiento IRS actualizado con referencia a las radioayudas basadas en tierra (VOR y DME) o GPS. La actualización con referencia a las radioayudas basadas en tierra está limitada por la disponibilidad, al no existir la cantidad suficiente de radioayudas, y en muchas partes del mundo, incluyendo áreas oceánicas y remotas, la actualización de la posición no está disponible. Comúnmente, haciendo referencia al término GNSS, la navegación por satélite ha revolucionado la navegación de área y proporciona un posicionamiento altamente preciso y confiable. Para el transporte aéreo moderno, las operaciones RNAV son gestionadas usando un FMS, utilizando la posición IRS actualizada por GNSS. Sin embargo, ya que hay muchos y variados sistemas de navegación de área en todo el mundo, el Manual de navegación basada en la performance de la OACI, ofrece una serie de especificaciones de navegación para dar cabida a una amplia gama de niveles de performance RNAV y RNP. 10 Helfrick, Albert D., (2012) Principles of Avionics, 7 th Edition, U.S.A., Avionics Communications Inc. Página 33

34 Una de los requisitos para obtener la aprobación operacional es asegurarse de que el equipo disponible cumple con los requisitos de las operaciones PBN Referencia Geodésica Una posición calculada por el sistema de navegación de área debe ser interpretada para proporcionar la posición relativa a la posición real en la superficie de la Tierra. Los planos de referencia (datum) horizontales se utilizan para describir un punto en la superficie de la Tierra, en latitud y longitud o en otro sistema de coordenadas. Un punto específico en la Tierra puede tener sustancialmente diferentes coordenadas, dependiendo del datum utilizado para realizar la medición. Hay cientos de datums horizontales localmente desarrollados en todo el mundo, por lo general se hace referencia a algunos puntos de referencia locales. El WGS-84 es el datum 12 estándar que se utiliza actualmente en la aviación Terminadores de trayectoria En su forma más simple, el sistema de navegación de área calcula una trayectoria entre dos puntos seleccionados. Sin embargo, la demanda en la navegación requiere la definición de trayectorias de vuelo complejas, tanto laterales como verticales. El estándar internacional para la definición de trayectoria y terminadores es ARINC 424. Una trayectoria de vuelo se describe en lenguaje codificado ARINC 424, el cual es interpretado por el sistema RNAV para proporcionar la función de navegación deseada y las entradas a los sistemas de guía de vuelo. 11 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] 12 Instituto Nacional de Estadística y Geografía, (2013) Geodesia. [En línea]. México, disponible en: [Accesado el día 03 de Abril de 2013] Página 34

35 La trayectoria entre dos waypoints puede ser especificada, dependiendo de la codificación. Cada segmento también está definido por un terminador, el cual proporciona información al sistema de navegación sobre el método previsto de conexión de un segmento (trayectoria) con el siguiente. Por ejemplo, dos waypoints podrían estar conectados por una trayectoria ortodrómica (TF) o tal vez por el arco de un círculo de radio definido (RF). Otras opciones incluyen una trayectoria definida a partir de la posición actual hasta un waypoint (DF), o una trayectoria definiendo un patrón de espera (HF). En general el uso de trayectorias y terminadores es comúnmente abreviado como terminadores de trayectoria 13. Figura 4. Terminador de trayectoria TF (Track to a Fix) Figura 5. Terminador de trayectoria RF (Constant Radius to a Fix) 13 Organización de Aviación Civil Internacional, (2013) ICAO PBN Seminar. [En línea]. Montreal, Canadá. disponible en: [Accesado el día 05 de Abril de 2013] Página 35

36 Figura 6. Terminador de trayectoria DF (Direct to a Fix) Figura 7. Terminador de trayectoria HF (Hold at a Fix to an Altitude) Usando una gama de terminadores de trayectoria disponibles con la codificación ARINC 424, se pueden diseñar trayectorias de vuelo complejas. Sin embargo hay que señalar que no todos los sistemas de navegación son capaces de efectuar todos los tipos de tramos. Dos ejemplos comunes de los tipos de tramos que pueden no ser efectuados son los tramos RF y los tramos CA Tramos RF (Radius to Fix) El uso de un segmento RF o múltiples tramos incluyendo TF y tramos RF proporciona una gran flexibilidad en el diseño de rutas permitiendo que las trayectorias de vuelo sean diseñadas para evitar el terreno, disminuir los niveles de ruido, aprovechar el uso del espacio aéreo y proporcionar muchos otros beneficios. La capacidad para efectuar tramos RF está disponible en la mayoría de los últimos modelos de aeronaves equipadas con FMS, pero la falta de disponibilidad general puede limitar su uso más amplio. Actualmente, sólo la especificación de la Página 36

37 navegación RNP AR APCH soporta el uso de tramos RF 14, pero se espera que la aplicación se amplíe a su debido tiempo. Un segmento codificado como un tramo RF crea una trayectoria de vuelo circular sobre la superficie de la Tierra, definida por un punto de inicio y un punto final, un radio de giro y un origen. Los segmentos codificados ARINC 424 antes y después de los tramos RF deben unirse con una tangente al círculo definido por el tramo RF. Por consiguiente, la secuencia de tramos usados pueden ser TF/RF o RF/TF y RF/RF. La unión de tramos RF a otros tramos RF es aceptable y se pueden invertir los virajes o pueden ocurrir cambios en los radios de viraje. Esta capacidad permite una gran flexibilidad en el diseño de rutas. Si bien ahora pueden ser diseñadas trayectorias de vuelo complejas y mostradas como las rutas activas, la aeronave debe tener la capacidad de seguir con precisión la trayectoria de vuelo definida. Los pilotos están familiarizados con virajes a velocidades y ángulos de banqueo constantes, lo cual permite que una trayectoria de vuelo circular sea volada con referencia a la masa de aire y estén capacitados para compensar manualmente la presencia del viento si es necesario. Los pilotos ahora tienen que entender que la FMS volará una trayectoria de vuelo circular exacta sobre la tierra y el ángulo de banqueo será ajustado mediante el sistema de control de vuelo para mantener esa trayectoria de vuelo circular Sistemas de navegación de área Aunque hay muchos tipos diferentes de sistemas de navegación de área los sistemas más comunes son: Los sistemas heredados. DME/DME autónomos y sistemas de navegación VOR/DME. 14 Honeywell, (2010) Required navigation Performance, Design Equipment Performance and System Capabilities. [En línea]. Europa, disponible en: [Accesado el día 05 de Abril de 2013] Página 37

38 Sistemas GNSS autónomos que comprenden un receptor y un interfaz para el piloto, que se puede combinar con la unidad receptora, o instalado como una unidad de control y visualización. (Nota: Una unidad de control y visualización (CDU) no debe confundirse con un sistema de gestión de vuelo (FMS), ya que la unidad de interfaz (CDU) es similar) Este tipo de instalación GNSS debe proporcionar comandos de dirección a las pantallas HSI o CDI en el campo primario de visión del piloto. Muchas unidades GNSS proporcionan una pantalla integrada de navegación y/o visualización del mapa, como parte de la unidad receptora, sin embargo, en muchos casos, el tamaño, la resolución y la ubicación de la pantalla puede no ser adecuado ni en el campo primario de visión del piloto. Sistemas de gestión de vuelo (FMS). Hay muchos tipos de FMS con complejidad variable y se requiere algo de atención para determinar la capacidad de cada instalación en particular. En las operaciones de transporte moderno, el FMS usualmente incorpora dos computadoras de gestión de vuelo (FMC) las cuales reciben información de diferentes sensores para actualizar la posición. Estos sensores serán normalmente inerciales, radio y GNSS 15 (si están instalados). Antes de que la FMC acepte una actualización de la posición de los sensores, se lleva a cabo una comprobación de errores para asegurar que la posición del sensor cae dentro del valor ANP o EPE Gestión de Datos En todos los sistemas de navegación de área, los datos de navegación están contenidos en una base de datos abordo. Desde un punto de vista de los factores humanos, los datos de navegación sólo deben ser extraídos de una base de datos válida, aunque algunas especificaciones de navegación del Manual PBN permiten la entrada manual de la información de los waypoints al piloto. Cuando se permita 15 Federal Aviation Administration, (2009) Advanced Avionics Handbook. [En línea]. E.U.A., disponible en: A-H pdf [Accesado el día 05 de Abril de 2013] Página 38

39 la entrada manual de coordenadas, debe limitarse a operaciones en ruta y sólo por encima de la altitud mínima de franqueamiento de obstáculos. Para el resto de las operaciones, la entrada manual o modificación de los datos de los waypoint deberían prohibirse. Las operaciones de llegada, aproximación y salida deben ser extraídas de la base de datos mediante la selección de un procedimiento de vuelo establecido. Las operaciones PBN dependen de los datos de navegación válidos. A diferencia de la navegación convencional, donde la guía de navegación básica es originada a partir de un punto físico (por ejemplo, un transmisor VOR), la navegación de área es totalmente dependiente de los datos electrónicos y se pueden producir graves errores debido a datos erróneos o a la mala gestión de datos válidos. En general, las especificaciones de navegación del Manual PBN 16 requieren o recomiendan que los datos se obtengan de un proveedor aprobado que ha implementado procedimientos de control de calidad adecuados 17. A pesar de que un proveedor de datos satisfaga esas normas de control de calidad, aún existe el riesgo de que los datos no válidos pueden estar contenidos en la base de datos abordo y se debe tener precaución. 1.2 PERFORMANCE DE LA NAVEGACIÓN Todos los sistemas de navegación pueden ser descritos en términos de performance. Por ejemplo, una radioayuda basado en tierra, tal como el VOR, ofrece un nivel medible de performance que se aplica en términos de tolerancias de navegación aceptadas. 16 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] 17 Federal Aviation Administration, (2010) AC A - Acceptance of Aeronautical Data Processes and Associated Databases. [En línea]. E.U.A., disponible en: [Accesado el día 05 de Abril de 2013] Página 39

40 Las operaciones PBN se basan igualmente en el performance de la navegación, pero el concepto de performance es fundamentalmente diferente. Considerando una operación basado en radioayudas en tierra, ésta depende de la performance de la señal radiada y la capacidad de una aeronave para utilizar con precisión esa señal, en la navegación basada en la performance el propio performance se especifica y el sistema de navegación es requerido para cumplir con el nivel mínimo de performance. En principio, cualquier método de navegación que alcanza el nivel específico de performance de navegación es aceptable. Sin embargo, en la práctica se requiere un sistema de navegación particular, en algunos casos, con el fin de cumplir con los requisitos de una especificación de navegación en particular Componentes de la performance La performance de la navegación es calculada considerando los siguientes componentes 18 : Error del sistema de navegación (NSE). A veces llamado PEE o Error de Estimación de la Posición, este valor representa la capacidad de los sistemas de aviónica para determinar la posición, relativa a la posición real de la aeronave. El NSE es dependiente de la precisión de las entradas a la solución de la posición, tales como la exactitud aceptada de mediciones DME o GNSS. Error técnico de vuelo (FTE). También se conoce como PSE o Error de la Dirección de la Trayectoria, este valor representa la capacidad del sistema de guía de la aeronave para seguir la trayectoria de vuelo calculada. FTE es normalmente evaluado por el fabricante de la aeronave basado en pruebas de vuelo, aunque en los casos en que el fabricante no es capaz de proporcionar los datos adecuados, el operador puede necesitar colectar los datos en el servicio. 18 Federal Aviation Administration, (2010) RNAV 1 and RNP 1 Departure and Arrivals and RNAV 2 routes [En línea]. E.U.A., disponible en: P1_RNAV2/movie.swf [Accesado el día 05 de Marzo de 2013] Página 40

41 Error de definición de trayectoria (PDE). Una ruta de navegación de área está definida por segmentos entre waypoints. La definición de la trayectoria por lo tanto, depende de la resolución del waypoint, y la capacidad del sistema de navegación para gestionar los datos del waypoint. Sin embargo, como los waypoints pueden definirse con mucha precisión, y un alto nivel de precisión permite ser gestionado por la mayoría de los sistemas de navegación, este error es mínimo y, en general es considerado como cero. Error total del sistema (TSE). Se calcula como la suma estadística de los errores de los componentes. Un método aceptado de calcular la suma de un número de mediciones independientes estadísticos es calcular la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los valores de los componentes, o el método de la Raíz de la Suma de Cuadrados (RSS). Ninguna medición puede ser absoluta y algunos errores o variaciones siempre pueden ocurrir. Por lo tanto los errores se formulan normalmente en términos de la probabilidad de que se consiga la precisión especificada. Por ejemplo el FTE podría ser descrito como +/- (X) NM / 95%. Por ejemplo, si la performence demostrada (TSE) es 0.3 NM / 95%, entonces la probabilidad que una aeronave esté dentro de 0.6 NM de la posición computada puede ser calculada Performance de Navegación Requerida El RNP es un medio de especificar la performance para un tipo de operación particular. Para cumplir con el nivel de performance determinado, se deben cumplir una serie de requisitos 19 : 19 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 41

42 Precisión. La exactitud de la posición puede ser definida como la probabilidad de que la posición calculada esté dentro de una distancia especificada de la posición real. Integridad. Para efectos de la aviación, donde la seguridad es crítica, debemos estar seguros de que el sistema de navegación puede ser confiable. A pesar de que se puede tener una exactitud de la posición, hay que asegurarse de que el cálculo se basa en información válida o de confianza. Disponibilidad. Significa que el sistema se puede utilizar cuando sea necesario. Continuidad. Se refiera a la probabilidad de que una pérdida del servicio sucederá mientras está en uso. Para las operaciones RNP el sistema de navegación debe cumplir con los requisitos de precisión e integridad pero deben ser usados procedimientos operacionales para superar las limitaciones de disponibilidad y continuidad. Adicionalmente a los cuatro parámetros RNP también se requiere monitoreo y alerta de la performance a bordo Monitoreo de la desviación lateral El monitoreo del FTE requiere que la información pertinente se presente a la tripulación de vuelo indicando cualquier desviación de la trayectoria lateral o vertical (para VNAV). El Manual PBN incluye una guía sobre el uso de un "indicador de desviación lateral" o de otros medios, como el director de vuelo o piloto automático para gestionar el FTE. Desafortunadamente, aeronaves equipadas con FMS por lo general no cuentan con un indicador de desviación de rumbo cuando se opera en un modo RNAV y este tipo de instalación requiere la evaluación durante el proceso de aprobación. A pesar de que no es posible generalizar, y existe cierta variación entre los fabricantes, en este tipo de aeronaves la pantalla de navegación se utiliza Página 42

43 comúnmente para indicar la posición de la aeronave relativa a la trayectoria de vuelo prevista Monitoreo de la desviación vertical Muchos indicadores VNAV se han instalado para proporcionar indicaciones relativamente gruesas de adherencia a la trayectoria vertical, destinados a proporcionar un monitoreo adecuado para operaciones en ruta, ascenso y descenso. Comúnmente este tipo de pantalla no estaba destinado para su uso en las operaciones de aproximación donde se espera una resolución de hasta 10 pies. El tamaño de la pantalla puede ser muy pequeña y la indicación de escala completa puede ser de +/- 400 pies. Más comúnmente un indicador de desviación vertical, similar a un indicador de pendiente de planeo ILS se proporciona en la pantalla de visualización. Las indicaciones numéricas de desviación vertical también pueden estar disponibles en la CDU. 1.3 GNSS La llegada de la navegación basada en satélites proporciona una mejora significativa en el performance de navegación que se encuentra disponible para las aeronaves de todos los tipos. Si bien la PBN en general no depende de la navegación por satélite, los beneficios disponibles dentro del concepto PBN se multiplican por el uso del GNSS 20. Los sistemas GNSS van desde receptores autónomos, ahora de uso en la aviación general y en las aplicaciones para las aerolíneas, hasta los sistemas de gestión de vuelo que incorporan sistemas IRS actualizados por GNSS. Cualquiera que sea la instalación, la capacidad de navegación del GNSS es excelente, y hay poca variación en la precisión del posicionamiento a través de los diversos tipos de instalación. Sin embargo, existen diferencias considerables en cuanto a funcionalidad, pantallas de cabina, monitoreo de la integridad, alertas y otras 20 Helfrick, Albert D., (2012) Principles of Avionics, 7 th Edition, U.S.A., Avionics Communications Inc Página 43

44 características que deben tenerse en cuenta en la aprobación operacional, dependiendo de la especificación para la navegación específica Monitoreo y alerta Un receptor GNSS en navegación IFR incorpora el diseño de un sistema para monitorear la performance del posicionamiento y para proporcionar una alerta a la tripulación cuando los requisitos mínimos adecuados para la performance de navegación que desea no están disponibles. Por consiguiente, un sistema de navegación GNSS es clasificado como un sistema de navegación RNP, ya que es capaz de proporcionar e necesario monitoreo de la performance a bordo y funciones de alerta. Sin embargo, las funciones de monitoreo y alerta del sistema de navegación único son insuficientes para aplicaciones RNP y el FTE debe ser monitoreado. Algunas aeronaves equipadas con GNSS no cumplen con los requisitos de monitoreo del RNP, debido a la falta de la capacidad por parte de la tripulación para monitorear la desviación de la trayectoria. Antes del Manual PBN, muchas de las operaciones que utilizaban GNSS fueron clasificados como operaciones RNAV, tal como procedimientos de aproximación RNAV (GNSS). Para ser coherente con la definición RNP del Manual PBN, los procedimientos RNAV (GNSS) 21 se clasifican ahora como procedimientos RNP APCH, ya que cumplen con los requisitos de monitoreo y alerta de la performance a bordo asociados a los sistemas RNP Precisión del GNSS La precisión de posicionamiento de la señal GNSS en el espacio depende de la constelación de satélites y es generalmente independiente de los sistemas de la aeronave. La precisión de posicionamiento es excelente y una cantidad significativa de datos ha sido acumulada que demuestra que una señal GNSS no aumentada es capaz de proporcionar una precisión medida en metros con un alto grado de disponibilidad sobre gran parte de la superficie de la tierra. 21 Civil Aviation Authority (2013) Approach Applications [En línea]. Reino Unido, disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 44

45 A pesar de que las especificaciones de navegación del Manual PBN pueden contener un requisito de precisión especificado como una probabilidad del 95%, cuando se usa el GNSS, la exactitud subyacente es independiente de los requisitos de la especificación de navegación Monitoreo de la integridad Todos los sistemas de navegación lateral IFR, tanto convencionales como basados en la performance, están obligados a cumplir con los estándares de integridad. La integridad representa la confianza que ponemos en la capacidad del sistema para proporcionar información de navegación que no sea engañosa. Mientras que un sistema de navegación puede proporcionar guía con precisión, en la aviación se requiere asegurar que la guía es válida en todas las circunstancias y diversos medios se han implementado para proporcionar esa seguridad. La integridad para las ayudas convencionales se indica por la ausencia de una bandera de advertencia en un VOR o un indicador ILS, o la presencia de un identificador Morse cuando se usa un ADF. Para los sistemas GNSS, una pérdida de la disponibilidad de integridad es indicada por un anuncio (en varias formas) mostrado a la tripulación de vuelo. Los sistemas GNSS emplean una variedad de métodos para monitorear la integridad de la solución de navegación, el más básico es la vigilancia autónoma de la integridad en el receptor (RAIM, por sus siglas en inglés). Este tipo de monitoreo del sistema se asocia generalmente con (pero no limitado a) receptores autónomos de aviación general. Otros tipos de monitoreo de la integridad incluyen sistemas híbridos de propiedad los cuales integran navegación inercial con posicionamiento GNSS para proporcionar altos niveles de disponibilidad de la navegación con integridad. Desafortunadamente el término RAIM se utiliza erróneamente para describir la integridad de los sistemas en general, y esto puede dar lugar a algunos malentendidos sobre la aplicación del monitoreo de la integridad de la PBN. Página 45

46 1.3.4 Detección de fallas Tanto la integridad como la precisión se requieren para una navegación GNSS válida. Sin embargo, la precisión y la integridad, aunque en algunos aspectos se relacionan, son parámetros totalmente diferentes y no se deben confundir. El receptor GNSS, los satélites GNSS, el monitoreo y control en tierra, contribuyen a proporcionar un sistema de navegación válida y cada elemento incorpora la protección y detección de fallos. Un receptor GNSS monitorea continuamente la posición calculada y pueda detectar y anunciar una falla si la solución de la posición no está dentro de los límites definidos. Sin embargo, la capacidad de un receptor GNSS para detectar una falla está limitada por la intensidad de la señal GNSS extremadamente baja. Los satélites GNSS emiten una señal de baja potencia de unos kilómetros en el espacio que se reduce en proporción inversa al cuadrado de la distancia. Normalmente una falla será detectada a pesar de la baja intensidad de la señal, sin embargo en raras circunstancias la capacidad de detectar una falla puede estar limitada por el nivel de ruido, la geometría de la constelación y otros factores, y para aplicaciones de aviación comercial es necesario un medio para proteger al usuario contra la improbable pero real posibilidad de que no se detectará una falla. La RAIM utiliza una solución matemática para proteger contra esta condición poco frecuente. El receptor calcula en tiempo real un parámetro llamado nivel de protección horizontal (HPL, por sus siglas en inglés), con el fin de proteger la solución de navegación contra una falla de navegación potencial Nivel de protección horizontal El nivel de protección horizontal (HPL, por sus siglas en inglés) es el radio de un círculo en el plano horizontal, con su centro en la posición verdadera, de tal manera que la probabilidad de que una posición indicada esté fuera del círculo, pero no detectado es menos de 1 en Esto es que el receptor calcula un nivel Página 46

47 de protección disponible actualmente sobre la base de la geometría de la constelación de satélites. Como la posición de los satélites a la vista está cambiando constantemente, el HPL también cambia continuamente. El HPL es un parámetro como el nombre sugiere, diseñado para proporcionar protección de la integridad en lugar de la detección de errores. La solución de navegación actual, como lo demuestra un importante grupo de observaciones a lo largo de muchos años, sigue siendo muy precisa. Para cada fase de vuelo, el máximo HPL aceptable está limitado por un límite de alarma horizontal (HAL). Para los receptores GPS autónomos, la HAL para cada fase de vuelo es fijo (0,3 para aproximación, 1.0 para terminal, 2.0 para la fase en ruta) 22. Para otros sistemas de navegación, el límite puede ser seleccionado por la base de datos o a través de la entrada manual por parte de la tripulación. Por ejemplo, en una aeronave, donde la RNP es seleccionable, el cambio de la RNP (en general) tiene el efecto de cambiar la limitante HPL, pero esta selección no tiene efecto en la precisión de la posición Alerta de la integridad Para aplicaciones de la aviación, se acepta que la integridad es esencial y por lo tanto las operaciones se basan en la disponibilidad de un sistema de monitoreo de la integridad, y la ausencia de una alerta. Si se reduce el número de satélites a la vista, o la posición de los satélites es pobre, entonces la capacidad de detectar una falla potencial se reduce y como consecuencia el HPL incremente, entonces el nivel de integridad se determina que no está disponible y se genera una alerta. 22 Organización de Aviación Civil Internacional (2013) PBN Operational Approval Course [En línea].méxico, disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 47

48 Las alertas varían dependiendo del tipo de sistema 23, aeronave, fabricante de sistemas de aviónica, pero las alertas más comunes son NO RAIM AVBL LOSS OF INTEGRITY UNABLE NAV PERF RNP UNABLE RNP GPS PRIMARY LOST Predicción de la disponibilidad Comúnmente los receptores incluyen una función de predicción, pero su uso como información en interrupciones de satélites conocidas o previstas no está incluida. Cualquier predicción de la disponibilidad debe proporcionar a la tripulación de vuelo y despachadores, una indicación precisa que la aeronave puede llevar a cabo una operación en particular y sin que se genere una alerta. Independientemente del método utilizado para predecir la disponibilidad, es la generación de una advertencia en cabina la que se opone a la finalización con éxito de una operación. La predicción de la disponibilidad de un servicio de navegación con integridad es útil, ya que permite a la tripulación de vuelo o despachador tener en cuenta la probabilidad de una pérdida de servicio y planear una serie alterna de acciones tales como demorar el vuelo, la reprogramación o la selección de un medio alternativo de navegación. 23 The Boeing Company (2003) Required Navigation Performance [En línea].e.u.a, disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 48

49 1.3.8 Sistemas de aumentación. La mayoría de las operaciones PBN son capaces de llevarse a cabo mediante una señal no aumentada GNSS es el espacio. La señal general GNSS se refiere a veces como un sistema de aumentación basado en aeronaves (ABAS, por sus siglas en inglés), aunque esto puede llevar a la idea errónea de que una corrección se hace a la señal del GNSS básico. Los sistemas de aumentación actualmente disponibles se basan ya sea en aumentación basado en tierra (GBAS, por sus siglas en inglés) o aumentación basado en satélites (SBAS, por sus siglas en inglés). La GBAS se basa en un conjunto de receptores situados cerca de la zona de operaciones y soporta operaciones como GLS (GBAS Landing System). El GBAS de los Estados Unidos se conoce como el sistema de aumentación de área local (LAAS, por sus siglas en inglés). Ninguna de las operaciones del Manual PBN actualmente depende del GBAS. El SBAS, el cual es representado en los Estados Unidos como el sistema de aumentación de área amplia (WAAS, por sus siglas en inglés), emplea satélites geoestacionarios adicionales y una red de estaciones de referencia basadas en tierra, en América del Norte y Hawai, para medir las pequeñas variaciones en las señales de los satélites GPS en la hemisferio occidental. Un sistema SBAS es capaz de soportar todas las especificaciones de navegación que requieren GNSS. Además, un sistema SBAS proporciona capacidad para los satélites basados en procedimientos de aproximación APV, los cuales son clasificados en términos del Manual PBN como un tipo de operaciones RNP APCH. Este tipo de operación de aproximación se conoce como operaciones con actualización de localizador con guía vertical (LPV, por sus siglas en inglés) y proporciona orientación parecida al ILS a una altitud de decisión (DA) no inferior a 200 pies. Página 49

50 Las operaciones LPV 24 están diseñadas para ser compatibles con las instalaciones de guía de vuelo existentes y proporcionar guía lateral y vertical la cual varía en la sensibilidad con la distancia desde la pista de aterrizaje, al igual que un ILS. 24 Federal Aviation Administration (2013) RNAV (GPS) Approaches [En línea]. E.U.A, disponible en: ctsheets/media/rnav_qfacts_final_ pdf [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 50

51 CAPITULO 2 APROBACIONES OPERACIONALES PBN Página 51

52 CAPÍTULO 2. APROBACIONES OPERACIONALES PBN 2.1 RNAV Generalidades Las operaciones RNAV 10 han sido, antes del desarrollo del concepto PBN, autorizadas como operaciones RNP 10. Una aprobación operacional RNAV 10 no cambia ningún requisito ni afecta a los operadores que ya han obtenido una aprobación RNP 10. La RNP 10 fue desarrollada e implementado en una época en que la delimitación entre RNAV y RNP no se había definido claramente. Debido a que los requisitos para RNP 10 no incluyeron el monitoreo y alerta de la performance a bordo, es más correctamente descrito como una operación RNAV. Reconociendo que el espacio aéreo, las rutas, aprobaciones de aeronavegabilidad y operacionales han sido designadas como RNP 10, éste término puede seguirse usando aunque en el Manual PBN 25 de la OACI serán conocidas como RNAV 10 La RNAV 10 es aplicable a las operaciones en áreas oceánicas y remotas y no requiere ninguna infraestructura de navegación basado en tierra Comunicaciones y vigilancia ATS El Manual PBN no trata de los requisitos sobre comunicaciones o vigilancia ATS que se pueden especificar para la operación en una ruta o área particular. Estos requisitos se especifican en otros documentos, como las publicaciones de información aeronáutica (AIP) y los Procedimientos suplementarios regionales de la OACI (Doc 7030). Una aprobación operacional realizada de acuerdo con los requisitos del Manual PBN asume que los operadores y las tripulaciones de vuelo 25 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 52

53 toman en cuenta todas las necesidades de comunicación y vigilancia relacionadas con rutas RNP Sumario Debido que la RNAV 10 está diseñada para su uso en áreas oceánicas y remotas la especificación de navegación se basa en el uso de los sistemas de navegación de largo alcance (LRNS). Se requiere un mínimo de dos LRNS para la redundancia. Los LRNS comúnmente disponibles son: INS IRS GNSS Las combinaciones más comunes de LRNS dobles son: INS dobles IRS dobles GNSS dobles GNSS / IRS (IRS actualizado por GNSS) Los sistemas inerciales (a menos que sean actualizados por GNSS) están sujetos a una pérdida gradual de la exactitud de la posición con el tiempo (velocidad de deriva) y por lo tanto están sujetos a un límite máximo de tiempo con el fin de cumplir con el requisito de precisión de la RNAV 10. El límite de tiempo básico es de 6.2 horas, pero este puede ser ampliado mediante la actualización o con la demostración de la reducción de la velocidad de deriva (<3.7km/2NM por hora.) La posición GNSS se actualiza continuamente y no está sujeta a ningún límite de tiempo. Sin embargo, el GNSS está sujeto a algunas limitaciones operacionales que afectan a la navegación oceánica y remota. Página 53

54 El nivel mínimo del receptor GNSS (TSO C129) tiene la capacidad de la detección de fallas (FD), pero no proporcionará una solución de navegación si se detecta una falla. Por lo tanto, no importa cuántos satélites están disponibles y en servicio, la continua disponibilidad del GNSS no se puede asegurar y por lo tanto este estándar del GNSS es inadecuado para la navegación oceánica y remota. Con el fin de ser aprobado para aplicaciones oceánicas y remotas, un receptor GNSS debe tener la capacidad de excluir a un satélite defectuoso (detección y exclusión de fallas / FDE), de modo que pueda ser proporcionada la continuidad de la navegación. La FDE es estándar para los receptores GNSS basados normas posteriores a TSO C145A/146A y está disponible como una opción o modificación para receptores TSO C129 (). Por consiguiente, cuando se utiliza un GNSS TSO C129 () para satisfacer el requisito de que uno o ambos LRNS, se requiere que determinar que el receptor es tiene la capacidad FDE y sea aprobado para operaciones oceánicas / remotas. A pesar de que un receptor GNSS tenga la capacidad FDE, la constelación de satélites puede no siempre ser adecuada para proporcionar una suficiente cantidad de satélites para las soluciones de navegación redundante y ser computada con el fin de identificar y eliminar un satélite defectuoso para la solución de la posición, y en tales situaciones la FDE no está disponible. Con el fin de limitar la exposición a la pérdida potencial de una solución de navegación debido a la falta de disponibilidad FDE, se requiere una predicción de disponibilidad de satélites, y el período máximo durante el cual la FDE se prevé que estará disponible es de 34 minutos. Este plazo se basa en el supuesto de que se produjera una falla durante un período en que la FDE no está disponible, entonces se reduce la precisión de navegación (DR). Para un sistema de IRS / GNSS el mismo plazo de 34 minutos se aplica también a una pérdida de FDE. Debido a las limitaciones de tiempo aplicables a INS o IRS el operador tiene que evaluar la ruta a volar para determinar que la capacidad RNAV 10 puede ser satisfecha. En consecuencia, una aprobación operacional RNAV 10 no es Página 54

55 universal para las aeronaves sin GNSS y debe aplicarse a rutas específicas o estar sujeta a los procedimientos del operador para la evaluación de la ruta. Debido a que la precisión de la posición inercial se deteriora lentamente desde el tiempo desde la actualización, para aeronaves con INS o IRS solamente, se requiere un poco de atención en la actualización de radio. Las aeronaves equipadas con un sistema de gestión de vuelo (FMS) normalmente proporcionan actualización automática de la posición inercial. La actualización automática normalmente se considera adecuada en tales circunstancias, siempre que la aeronave está dentro de una distancia razonable de las radioayudas en el punto en el que se espera la última actualización. Si existe cualquier desconocimiento acerca de esta actualización, el operador debe estar obligado a proporcionar cualquier análisis de la exactitud de la actualización. La actualización manual es menos común, y la aprobación operacional debe basarse en una evaluación más detallada de las circunstancias. El Manual PBN proporciona guía para este tipo de actualización Procedimientos de operación Los procedimientos de operación estándar adoptados por los operadores que vuelan en rutas oceánicas y remotas normalmente deberían ser consistentes con las operaciones RNAV 10, excepto que algunas disposiciones adicionales pueden ser incluidas para abordar específicamente las operaciones RNAV 10. Una revisión a los procedimientos del operador con relación a los requisitos del Manual PBN y los requerimientos regulatorios locales deberá ser suficiente para garantizar el cumplimiento. Página 55

56 Los elementos esenciales que deben ser evaluados son que los procedimientos del operador garanticen que: La aeronave tiene la capacidad para operaciones RNAV 10 La capacidad RNAV 10 es indicada en el plan de vuelo Las limitaciones de ruta son definidas y observadas (por ejemplo, límites de tiempo) La pérdida de la capacidad en ruta es identificada y reportada Los procedimientos para revertir a una navegación alternativa se describen Las operaciones basadas en GNSS también requieren la predicción de disponibilidad FDE. La mayoría de los programas de predicción de servicios GNSS se basan en una predicción en un destino y generalmente no proporcionan predicciones sobre una ruta o área grande. Sin embargo, para operaciones RNAV 10 la probabilidad de que la constelación no puede soportar la FDE es remota y este requisito puede cumplirse ya sea por medio de un análisis de ruta general o un despacho con predicción de disponibilidad de satélites. Por ejemplo, una constelación mínima de satélites, puede ser suficiente para soportar todas las operaciones RNAV 10 sin que sea requerida una predicción específica de ruta en tiempo real Capacitación de pilotos A menos que el operador no tenga experiencia en el uso de RNAV, las tripulaciones de vuelo deberán poseer los conocimientos necesarios para llevar a cabo operaciones RNAV 10 con una capacitación mínima adicional. Cuando se usa GNSS, las tripulaciones de vuelo deben estar familiarizadas con los principios GNSS relacionadas con la navegación en ruta. Cuando se requiere capacitación adicional, normalmente se puede lograr con la impartición de cursos certificados o a través de capacitación basada en computadoras (CBT). La sesión en simulador normalmente no es requerida para este tipo de navegación. Página 56

57 2.2 RNAV Generalidades En el contexto de la terminología adoptada en el Manual PBN 26, los requerimientos B-RNAV se especifican como RNAV 5. La aprobación B-RNAV cumple con los requerimientos de RNAV 5 sin alguna evaluación adicional. La RNAV 5 es aplicable para navegación en ruta donde hay cobertura adecuada de radioayudas basadas en tierra permitiendo las operaciones de navegación de área a través de DME/DME o VOR/DME. Por consecuencia, una ruta RNAV 5 depende de un análisis de la infraestructura de las ayudas a la navegación. Sin embargo, la consideración de la cobertura de las ayudas a la navegación no es parte de una aprobación operacional ya que esto es responsabilidad del proveedor de servicios a la navegación aérea Sumario Sólo un sistema RNAV es requerido Una base de datos de navegación no es requerida. La entrada manual de waypoints es permitida, pero está sujeta al error humano. El almacenamiento de un mínimo de cuatro waypoints es requerido La alerta del sistema de navegación no es requerida Las pantallas de navegación a la vista del piloto debe ser suficiente para permitir el seguimiento de la trayectoria y las maniobras La máxima desviación del error de la trayectoria permitida es de 2.5 NM Una indicación de falla del sistema RNAV es requerida 26 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 57

58 2.2.3 INS o IRS Un sistema INS o IRS puede ser usado para RNAV 5 si la actualización automática de radio no es llevada a cabo fuera de un límite de dos horas contando desde la última actualización de la posición en tierra, a menos que un límite extendido haya sido justificado GNSS Los GNSS aprobados de acuerdo con ETSO C129 (A), FAA TSO C129 (A) o posterior cumplen los requisitos de RNAV 5. Los receptores autónomos fabricados de acuerdo a ETSO C129 ó FAA TSO C129 también son aplicables siempre que incluyan la detección de salto de pseudodistancia y la verificación de la indicación de funcionamiento correcto. Las operaciones basadas en GNSS requieren una predicción que el servicio (con integridad) estará disponible para la ruta. La mayoría de los programas de predicción de la disponibilidad GNSS se calculan para una ubicación específica (normalmente el aeropuerto de destino) y son incapaces de proporcionar predicciones sobre una ruta o área grande. Sin embargo, para RNAV 5 la probabilidad de una pérdida de la integridad GNSS es remota y el requisito de predicción normalmente puede satisfacerse mediante la determinación de que los satélites suficientes estarán disponibles para proporcionar una adecuada continuidad del servicio. Página 58

59 2.2.5 Procedimientos de operación Los elementos esenciales que deben ser evaluados son que los procedimientos del operador garantizarán que: La aeronave está en buenas condiciones para las operaciones RNAV 5 La capacidad RNAV 5 se indica en el plan de vuelo La pérdida de la capacidad en ruta se identifica y se reporta Se describen procedimientos de navegación alternativos Si el sistema de navegación no utiliza una base de datos de navegación, la entrada manual de waypoints aumenta significativamente el potencial de los errores de navegación. Los procedimientos operativos deben ser firmes para reducir la incidencia de los errores humanos, incluyendo la verificación cruzada de la entrada de datos, la verificación de rutas / distancias / rumbos contra rutas publicadas. Cuando los datos de navegación no se extraen de una base de datos válida, las operaciones deben limitarse a no volar debajo de la altitud mínima de franqueamiento de obstáculos. Como las operaciones RNAV 5 se llevan a cabo típicamente en áreas de cobertura adecuada de ayudas a la navegación, los procedimientos de contingencia normalmente será una reversión a la navegación convencional de radioayudas basadas en tierra Capacitación de pilotos A menos que el operador no tenga experiencia en el uso de RNAV, las tripulaciones de vuelo deberán poseer los conocimientos necesarios para llevar a cabo operaciones RNAV 5 con una capacitación mínima. Cuando se usa GNSS, las tripulaciones de vuelo deben estar familiarizadas con los principios GNSS relacionadas con la navegación en ruta. Página 59

60 Cuando se requiere capacitación adicional, normalmente se puede lograr con la impartición de cursos certificados o a través de capacitación basada en computadoras (CBT). La sesión en simulador normalmente no es requerida Aprobación operacional El proceso de aprobación operacional RNAV 5 es generalmente sencillo, dado que la mayoría de las aeronaves están equipadas con sistemas RNAV que superen los requisitos mínimos para RNAV 5. En la mayoría de los casos, el AFM documentará la capacidad RNAV 5 y sólo de vez en cuando será necesario llevar a cabo una evaluación de la capacidad de las aeronaves. 2.3 RNAV 1 Y Generalidades Las especificaciones de navegación RNAV 1 y 2 constituyen la armonización entre la RNAV de precisión Europea (P-RNAV) 27 y los criterios RNAV de los Estados Unidos (US-RNAV). Las especificaciones para la navegación RNAV 1 y RNAV 2 se aplican a: Todas las rutas ATS, incluyendo la fase en ruta Salidas y llegadas normalizadas por instrumentos (SID / STAR) Procedimientos de aproximación por instrumentos hasta el fijo de aproximación final (FAF) / punto de aproximación final (FAP). Debido a que las operaciones RNAV 1 y 2 pueden estar basados en DME/DME o DME/DME/IRU, la infraestructura de ayudas a la navegación debe ser evaluada para asegurar una cobertura adecuada de DME. Esta es la responsabilidad de la ANSP y no forma parte de la aprobación operacional. 27 EUROCONTROL (2013) ICAO s PBN Concept [En línea]. Europa, disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 60

61 No hay diferencia en la aprobación operacional RNAV 1 y RNAV 2, y sólo se emita una aprobación para RNAV 1 y 2. Un operador con una aprobación RNAV 1 y 2 está calificado para operar en ambos RNAV 1 y RNAV Aprobación operacional Para los operadores titulares ya sea de una aprobación P-RNAV o una aprobación US-RNAV o ambos, la aprobación operacional es relativamente simple y un mínimo esfuerzo regulatorio se requiere. Sin embargo, ya que hay algunas pequeñas diferencias entre las especificaciones europeas y estadounidenses existentes, la migración a la aprobación RNAV 1 y 2 no es automática, a menos que el operador tenga ambas aprobaciones de EE.UU. y Europa Sumario Para la aprobación operacional RNAV 1 y 2: Sólo un sistema RNAV se requiere El sistema RNAV puede estar basado en: o DME/DME o DME/DME/IRU o GNSS (incluyendo GNSS/IRU) Se requiere una base de datos de navegación. Las pantallas de navegación a la vista del piloto deben ser suficientes para permitir el seguimiento de la trayectoria y las maniobras. El error máximo permitido de desviación a la trayectoria es de ½ de la precisión de navegación o 0.5NM para RNAV 1 o NM para RNAV 2 Se requiere una indicación de falla del sistema RNAV. Página 61

62 2.3.4 GNSS Los GNSS aprobados de acuerdo con ETSO C129 (A), FAA TSO C129 (A) o posterior cumplen los requisitos de RNAV 5. Los receptores autónomos fabricados de acuerdo a ETSO C129 ó FAA TSO C129 también son aplicables siempre que incluyan la detección de salto de pseudodistancia y la verificación de la indicación de funcionamiento correcto. Las operaciones basadas en GNSS requieren una predicción que el servicio (con integridad) estará disponible para la ruta. La mayoría de los programas de predicción de la disponibilidad GNSS se calculan para una ubicación específica (normalmente el aeropuerto de destino) y son incapaces de proporcionar predicciones sobre una ruta o área grande. Sin embargo, para RNAV 1 y 2 la probabilidad de una pérdida de la integridad GNSS es remota y el requisito de predicción normalmente puede satisfacerse mediante la determinación de que los satélites suficientes estarán disponibles para proporcionar una adecuada continuidad del servicio Funcionalidad Para la mayoría de las aeronaves equipadas con FMS, las funcionalidades requeridas, con la excepción de la provisión de una presentación de desviación lateral no numérico están normalmente disponibles. Para esta categoría de aeronaves la desviación lateral se muestra en una pantalla de mapa, por lo general con una indicación numérica de error de trayectoria de 1/10 de NM. En algunos casos, una indicación numérica de error de trayectoria puede ser proporcionada fuera del campo primario de visión (por ejemplo, la CDU). Una aceptable precisión de la trayectoria lateral tanto para RNAV 1 como para RNAV 2 es adecuada siempre que el piloto automático está enganchado o se utiliza un director de vuelo. Página 62

63 Se debe tener cuidado en lo que se refiere a las limitaciones de los sistemas GNSS autónomos con respecto a las terminaciones de trayectoria ARINC 424. Las terminaciones de trayectoria implican una terminación altitud que no está normalmente soportada debido a la falta de integración del sistema de navegación lateral y el sistema de altimetría Procedimientos de operación Los operadores con experiencia RNAV en ruta generalmente cumplirán los requerimientos básicos de RNAV 1 y 2 y la aprobación operacional debería enfocarse en los procedimientos asociados con SID y STAR. Se debería tener particular atención en la selección del procedimiento correcto desde la base de datos, la conexión con la fase en ruta del vuelo y el manejo de discontinuidades. Similarmente, una evaluación debería ser realizada de la selección de nuevos procedimientos, incluyendo cambios de pista, y alguna modificación por parte de la tripulación, tal como la inserción o eliminación de waypoints. Como las operaciones RNAV 1 y 2 se llevan a cabo típicamente en áreas de cobertura adecuada de ayudas a la navegación, los procedimientos de contingencia normalmente será una reversión a la navegación convencional de radioayudas basadas en tierra Capacitación de Pilotos Durante la aprobación operacional, se debe poner especial atención en la aplicación de la capacitación de los pilotos para llevar a cabo operaciones SID y STAR RNAV 1 y 2. La ejecución de SID y STAR, la conexión con la fase en ruta y la transición a los procedimientos de aproximación requiere un profundo conocimiento de los equipos de vuelo, su funcionalidad y manejo. Página 63

64 Se debe poner atención especial en: La capacidad del equipo a bordo para volar la ruta de vuelo designada. Esto puede implicar la intervención del piloto, donde la funcionalidad de los equipos se limita El manejo de cambios (procedimiento, pista, ruta) La gestión de virajes (indicaciones de viraje, velocidad y ángulo de banqueo, la falta de guía en los virajes) Modificación de rutas (inserción / eliminación de waypoints) Interceptación de rutas vectores radar Cuando se usa GNSS, las tripulaciones de vuelo deben estar familiarizadas con los principios GNSS relacionadas con la navegación en ruta. Cuando se requiere capacitación adicional, normalmente se puede lograr con la impartición de cursos certificados o a través de capacitación basada en computadoras (CBT). La sesión en simulador normalmente no es requerida. 2.4 RNP Generalidades La RNP 4 es una especificación de navegación aplicable al espacio aéreo oceánico y remoto, y soporta 30 NM de separación lateral y longitudinal Aprobación operacional Los operadores titulares de una aprobación operacional RNP 4 existente no necesitan ser re-evaluados de acuerdo a los requisitos del Manual PBN 28, debido a que esencialmente no sufrieron cambios. 28 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 64

65 2.4.3 Comunicaciones y vigilancia ATS El Manual PBN no se ocupa de la comunicación de los servicios de tráfico aéreo (ATS) y los requisitos de vigilancia que se pueden especificar para la operación en una ruta o área particular. Estos requisitos se especifican en otros documentos, como las publicaciones de información aeronáutica (AIP) y los procedimientos suplementarios regionales de la OACI (Doc. 7030). Una aprobación operacional realizada de acuerdo con los requisitos del Manual PBN asume que los operadores y las tripulaciones de vuelo tienen en cuenta todas las necesidades de comunicación y vigilancia relacionadas con rutas RNP Sumario Para obtener la aprobación operacional RNP 4: Se requieren dos sistemas de navegación de largo alcance Se requiere al menos un receptor GNSS Se requiere una base de datos de navegación Las pantallas de navegación en el campo primario de visión del piloto deben ser suficientes para permitir el seguimiento de la trayectoria y las maniobras El error máximo de desviación de la trayectoria permitida es de 2 NM GNSS El GNSS es fundamental para la especificación de navegación RNP 4, y su uso evita cualquier necesidad de imponer un límite de tiempo en las operaciones. Las consecuencias de una pérdida de navegación GNSS deben tenerse en cuenta y hay una serie de requisitos en la especificación de navegación para hacer frente a esta situación. Independientemente del número de receptores GNSS que se llevan a bordo, existe una probabilidad remota de que una falla puede ser detectada en ruta, por lo que una función de detección y exclusión de fallas (FDE) necesita ser instalada. Página 65

66 Esta función no es estándar en receptores TSO C129a y para operaciones oceánicas se requiere una modificación Funcionalidad Para la mayoría de las aeronaves equipadas con FMS, las funcionalidades requeridas, con la excepción de la provisión de una presentación de desviación lateral no numérico están normalmente disponibles. Para esta categoría de aeronaves la desviación lateral se muestra en una pantalla de mapa, por lo general con una indicación numérica de error de trayectoria de 1/10 de NM. En algunos casos, una indicación numérica de error de trayectoria puede ser proporcionada fuera del campo primario de visión (por ejemplo, la CDU). Para aeronaves equipadas con sistemas GNSS autónomos o un FMS fly-by, las transiciones son una función estándar y no debe requerir una evaluación específica. Sin embargo, un receptor GNSS autónomo puede requerir una acción por parte del piloto para iniciar el viraje Procedimientos de operación Los procedimientos de operación adoptados por los operadores que vuelan en rutas oceánicas y remotas normalmente deberían ser consistentes con las operaciones RNP 4, pero puede ser necesario incluir algunas disposiciones adicionales para abordar específicamente las operaciones RNP 4. Una revisión de la documentación de los procedimientos del operador con respecto a los requisitos del Manual PBN y los requisitos reglamentarios del operador deberá ser suficiente para garantizar el cumplimiento. Los elementos esenciales que deben ser evaluados son que los procedimientos del operador garanticen que: El avión tiene la capacidad para operaciones RNP 4 La capacidad RNP 4 se indica en el plan de vuelo Página 66

67 La pérdida de la capacidad en ruta se identifica y se reporta Se describen procedimientos de navegación alternativos Las operaciones basadas en GNSS también requieren la predicción de disponibilidad FDE. La mayoría de los programas de predicción de servicios GNSS se basan en una predicción en un aeropuerto destino y generalmente no proporcionan predicciones sobre una ruta o área grande. Sin embargo, para las operaciones RNP 4 la probabilidad de que la constelación no puede apoyar FDE es remota y este requisito puede cumplirse ya sea por medio de un análisis de ruta general o una predicción de la disponibilidad de satélites Capacitación de pilotos A menos que el operador no tenga experiencia en el uso de RNAV, las tripulaciones de vuelo deberán poseer los conocimientos necesarios para llevar a cabo operaciones RNP 4 con una capacitación mínima. Cuando se usa GNSS, las tripulaciones de vuelo deben estar familiarizadas con los principios GNSS relacionadas con la navegación en ruta. Cuando se requiere capacitación adicional, normalmente se puede lograr con la impartición de cursos certificados o a través de capacitación basada en computadoras (CBT). La sesión en simulador normalmente no es requerida. Página 67

68 2.5 RNP 1 BÁSICA Generalidades La RNP 1 básica se basa en el posicionamiento del GNSS 29. La especificación de navegación se destina a apoyar los procedimientos de llegada y salida sin la dependencia de una infraestructura DME/DME. Además del requerimiento para el GNSS no hay ninguna diferencia significativa entre las especificaciones de navegación RNAV 1 y 2 y la RNP 1 básica Aprobación operacional Los operadores con aeronaves equipadas con GNSS titulares de una aprobación operacional RNAV 1 y 2 califican para RNP 1 básica sujeta a las siguientes condiciones: No se permite la entrada manual de waypoints SID / STAR Los pilotos de aeronaves con capacidad de selección de entrada RNP (aeronaves con FMS) deben seleccionar RNP 1 o menor para SID y STAR RNP 1 básica Si una SID o STAR RNP 1 básica se extiende más allá de 30NM del punto de referencia del aeropuerto (ARP, por sus siglas en inglés), en algunos casos puede ser necesario ajustar manualmente la escala CDI para mantenerse dentro de los límites FTE Si se utiliza una pantalla de mapa, la escala debe ser adecuado para RNP 1 básica y se debe usar un FD o AP. Los operadores con aeronaves equipadas con GNSS titulares se las aprobaciones P-RNAV y aprobaciones US RNAV también cumplen con los requisitos de RNAV 1 29 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] Página 68

69 y RNAV 2 y por lo tanto calificar también para RNP 1 básica sujeta a las condiciones adicionales que se indican en el párrafo anterior Sumario Sólo un sistema RNAV sencillo es requerido Un GNSS es requerido Una base de datos de navegación es requerida Las pantallas de navegación en el campo primario de visión del piloto debe ser suficiente para permitir el seguimiento de trayectoria y las maniobras La pantalla de mapa (sin CDI) es aceptable siempre y cuando sea usado un FD o un AP EL error máximo permitido de desviación de trayectoria es de 0.5 NM Sistemas RNP Las aeronaves equipadas con un FMS, normalmente integran el posicionamiento a partir de un número de fuentes (radioayudas a la navegación, GNSS) o a veces el uso de un receptor multi-modo (MMR) con el IRS. En tales sistemas, la capacidad de navegación, alertas y otras funciones se basan en una capacidad RNP, y la RNP para una operación en particular puede ser un valor predeterminado, un valor seleccionado por el piloto o un valor extraído de la base de datos de navegación. Normalmente no hay cambio automático de modo (como en el caso de un receptor independiente), aunque la RNP por defecto puede variar con la fase de vuelo Funcionalidad Para la mayoría de las aeronaves equipadas con FMS, las funcionalidades requeridas, con la excepción de la provisión de una presentación de desviación lateral no numérico están normalmente disponibles. Para esta categoría de aeronaves la desviación lateral se muestra en una pantalla de mapa, por lo Página 69

70 general con una indicación numérica de error de trayectoria de 1/10 de NM. En algunos casos, una indicación numérica de error de trayectoria puede ser proporcionada fuera del campo primario de visión (por ejemplo, la CDU). Una aceptable precisión de la trayectoria lateral para RNP 1 básica es adecuada siempre que el piloto automático está enganchado o se utiliza un director de vuelo. Se debe tener cuidado en lo que se refiere a las limitaciones de los sistemas GNSS autónomos con respecto a las terminaciones de trayectoria ARINC 424. Las terminaciones de trayectoria implican una terminación altitud que no está normalmente soportada debido a la falta de integración del sistema de navegación lateral y el sistema de altimetría Procedimientos de operación Los operadores con experiencia RNAV en ruta generalmente cumplirán los requerimientos básicos de RNP 1 básica y la aprobación operacional debería enfocarse en los procedimientos asociados con SID y STAR. Se debería tener particular atención en la selección del procedimiento correcto desde la base de datos, la conexión con la fase en ruta del vuelo y el manejo de discontinuidades. Similarmente, una evaluación debería ser realizada de la selección de nuevos procedimientos, incluyendo cambios de pista, y alguna modificación por parte de la tripulación, tal como la inserción o eliminación de waypoints Capacitación de Pilotos Durante la aprobación operacional, se debe poner especial atención en la aplicación de la capacitación de los pilotos para llevar a cabo operaciones SID y STAR RNP 1 básica. La ejecución de SID y STAR, la conexión con la fase en ruta y la transición a los procedimientos de aproximación requiere un profundo conocimiento de los equipos de vuelo, su funcionalidad y manejo. Página 70

71 Se debe poner atención especial en: La capacidad del equipo a bordo para volar la ruta de vuelo designada. Esto puede implicar la intervención del piloto, donde la funcionalidad de los equipos se limita El manejo de cambios (procedimiento, pista, ruta) La gestión de virajes (indicaciones de viraje, velocidad y ángulo de banqueo, la falta de guía en los virajes) Modificación de rutas (inserción / eliminación de waypoints) Interceptación de rutas vectores radar Cuando se usa GNSS, las tripulaciones de vuelo deben estar familiarizadas con los principios GNSS relacionadas con la navegación en ruta. Cuando se requiere capacitación adicional, normalmente se puede lograr con la impartición de cursos certificados o a través de capacitación basada en computadoras (CBT). La sesión en simulador normalmente no es requerida. 2.6 RNP APCH Generalidades RNP APCH es el designador OACI 30 para los procedimientos de aproximación PBN que no son operaciones con autorización requerida (AR). Debido que el GNSS satisface el requisito básico de la RNP para la monitoreo de la performance a bordo, tanto RNAV (GNSS) y los procedimientos SBAS LPV son tipos de operaciones RNP APCH Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] 31 EUROCONTROL (2012) RNAV Approaches [En línea]. E.U.A., disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 71

72 Los procedimientos RNP APCH serán identificados como: RNP APCH LNAV RNP APCH - LNAV / VNAV (donde se utiliza un sistema de guía vertical) RNP APCH - LPV (actuación del localizador con guía vertical) RNP APCH - LP (aproximaciones SBAS donde la guía vertical no está disponible) En esta sección solo se describen los procedimientos RNP APCH - LNAV Características Las principales características de las operaciones RNP APCH LNAV son: Las cartas aeronáuticas se identifican como RNAV (GNSS) La trayectoria de aproximación es construido como una serie de segmentos rectos El descenso a la MDA se publica como mínimos LNAV Se puede volar usando equipos GNSS básicos (TSOC129a) o aeronaves con la capacidad RNP 0.3 Las tolerancias laterales de franqueamiento de obstáculos no están basadas en valores RNP La guía de vuelo vertical (por ejemplo, Baro-VNAV) se puede añadir Diseño de procedimientos de vuelo Aunque los procedimientos de aproximación RNAV (GNSS) se designan en el concepto PBN como procedimientos RNP APCH - LNAV no ha habido cambios en el método de diseño de procedimientos que están de acuerdo al criterio de diseño PANS-OPS 32. Las cartas de aproximación por instrumentos que sigan incluyendo RNAV (GNSS) en el título, y el descenso se realiza a una altitud mínima de descenso (MDA) que 32 Organización de Aviación Civil Internacional (2010) Instrument Flight Procedures [En línea]. E.U.A., disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 72

73 se muestra como un mínimo LNAV o LNAV / VNAV donde la guía vertical está disponible. Los criterios de diseño de procedimientos RNAV (GNSS) no se basan actualmente en un requerimiento RNP, sino en la capacidad de performance de un receptor GPS básico TSO C129a. Sin embargo se considera que una aeronave con capacidad RNP 0.3 tiene un performance al menos equivalente La carta de aproximación RNAV (GNSS) que se muestra a continuación es un ejemplo de un procedimiento RNP APCH LNAV/VNAV. Aunque no existe una anotación específica, este tipo de aproximación se puede volar por aeronaves equipadas ya sea con un receptor GNSS autónomo o aeronaves equipadas con FMS con capacidad RNP 0.3. Página 73

74 Figura 8. Carta de aproximación RNAV (GNSS) con mínimos LNAV y LNAV/VNAV Página 74

75 2.6.4 Aprobación operacional Los operadores aprobados actualmente para conducir aproximaciones RNAV (GNSS) están calificados para procedimientos RNP APCH LNAV sin alguna evaluación adicional Guía de aproximación VNAV Cuando se publican mínimos LNAV / VNAV, el procedimiento ha sido diseñado como una aproximación con guía vertical y el franqueamiento de obstáculos en el tramo de aproximación final depende de la utilización de un sistema VNAV aprobado. El descenso en este caso es hecho con los mínimos LNAV / VNAV el cual es una DA y las altitudes mínimas de la segmento final de la aproximación (FAS) no se aplican. Los procedimientos RNP APCH LNAV / VNAV se basan actualmente en el uso de la VNAV barométrica, a pesar de que la guía vertical por satélite también puede ser aplicable. El diseño de la trayectoria de vuelo vertical se basa en un espacio libre de obstáculos mínimo (MOC) fijo de 75m/246ft debajo de la trayectoria de vuelo nominal vertical. La tolerancia de separación es hecha por el efecto de algún error a lo largo de la ruta en determinación de la trayectoria vertical (efecto de acoplamiento horizontal). Figura 9. Libramiento de obstáculos Baro-VNAV para RNP APCH LNAV Página 75

76 2.6.6 Predicción de la disponibilidad GNSS A medida que la constelación de GPS actual no es capaz de proporcionar el 100% de disponibilidad en todos los niveles de servicio, hay períodos, dependiendo de un número de factores, donde una aproximación RNP no puede llevarse a cabo. En consecuencia, una predicción de la disponibilidad se lleva a cabo para que la tripulación de vuelo y despachadores (en su caso) tengan en cuenta la disponibilidad de la capacidad GNSS que se espera en cualquier región en particular. La disponibilidad de las operaciones RNP APCH está normalmente limitada por la aproximación HPL que se establece en 0.3 MM por defecto para los receptores GNSS autónomos. En este nivel de servicio, los períodos en los que un servicio RNP no está disponible son cortos, y un retraso en la salida o en la ruta, a menudo es suficiente para hacer una llegada cuando el servicio se prevé que esté disponible. Una operación no está disponible, o debe suspenderse cuando una alerta se muestra a la tripulación de vuelo. Por consiguiente, la disponibilidad está determinada por los medios utilizados para generar una alerta, que como se discutió anteriormente, varía en las aeronaves. La predicción debe basarse en los datos más recientes del funcionamiento por satélite, que es fácilmente disponible, y se deben tener en cuenta otros factores como el terreno elevado. Los programas de predicción a bordo son generalmente insatisfactorios ya que no son capaces de tener en cuenta los NOTAM de satélites y el enmascaramiento del terreno (mask angle) Página 76

77 Figura 10. Ejemplo de un pronóstico de disponibilidad para RNP APCH Mientras que los servicios de predicción de satélites son normalmente precisos y confiables, hay que señalar que una pérdida imprevista de servicio puede ocurrir en cualquier momento. Sin embargo, para que la seguridad no se vea comprometida (siempre y cuando se realicen las reservas suficientes de combustible) y el monitoreo a bordo asegura que la tripulación será alertado y la aproximación puede ser descontinuada, demorada o llevar a cabo un procedimiento de aproximación alternativo Procedimientos de operación En los últimos años la mayoría de los fabricantes han desarrollado recomendaciones para procedimientos RNAV (GPS) / RNAV (GNSS). A pesar de que las recomendaciones del fabricante deben ser seguidas, la aprobación operacional debe incluir una evaluación independiente de los procedimientos propuestos por los operadores. Los procedimientos de operación RNP APCH deben ser coherentes con los procedimientos normales del operador con el fin de reducir al cualquier elemento del factor humano relacionados con las operaciones RNP APCH. Página 77

78 2.6.8 Capacitación de pilotos Las operaciones de aproximación RNP APCH LNAV y RNP APCH LNAV/VNAV dependen en gran medida de los conocimientos técnicos y capacitación de los pilotos El tipo de sistema de navegación tiene un efecto significativo sobre la realización de este tipo de procedimientos y la capacitación de los pilotos debe tener en cuenta este factor. Las tripulaciones que operan aeronaves equipadas con sistemas autónomos básicos suelen requerir mucho más entrenamiento que las tripulaciones que operan aeronaves equipadas con FMS. La cantidad de capacitación variará en función de la experiencia previa RNAV de la tripulación de vuelo, sin embargo, lo siguiente se proporciona como guía. Entrenamiento en tierra. Entrenamiento en tierra incluyendo la capacitación basada en computadora (CBT) y capacitación en centros de adiestramiento certificados, que normalmente requieren un mínimo de un día. Sesión en simulador. Para los sistemas FMS operados por las tripulaciones con experiencia en el uso del FMS para la realización de procedimientos de aproximación convencionales, una sesión informativa previa al vuelo y una sesión de 2 a 4 horas en el simulador por equipo son normalmente suficientes. Para los operadores con sistemas independientes, la sesión en simulador o el entrenamiento en vuelo puede requerir 2 o más sesiones. Página 78

79 2.7 RNP AR APCH Generalidades Las operaciones RNP AR APCH 33 permiten mayor seguridad y eficiencia que deban alcanzarse mediante la capacidad de equipos de navegación avanzados, sistemas de la aeronave y el diseño de procedimientos. Un gran número de procedimientos RNP AR APCH y procedimientos de salida han sido desarrollados por la industria, comúnmente patrocinados por las compañías aéreas y diseñados usando criterios de diseño desarrollados comercialmente. Los criterios de diseño de procedimientos han sido publicados en el Doc de la OACI Manual de diseño de procedimientos RNP AR Autorización Requerida Todas las operaciones implican algún tipo de autorización, ya sea específica o implícita, y por lo tanto se plantean preguntas con frecuencia en relación con el término autorización requerida en el contexto de las operaciones RNP AR APCH. El término autorización requerida es referida por la FAA como SAAAR (Aeronavegabilidad especial y autorización requerida de la tripulación) y como por la OACI como AR (autorización requerida). La implicación (ya sea SAAAR o AR) es que las mejoras en la seguridad y la eficiencia operativa adquirida por la utilización de la capacidad de la navegación avanzada están acompañadas de un nivel adecuado de evaluación detallada de las aeronaves, operaciones y diseño de procedimientos. 33 Organización de Aviación Civil Internacional. Manual de Navegación Basada en la Performance (Doc. 9613). (Tercera Edición 2008) [En línea]. E.U.A., disponible en: S_Plus/ICAO_9613_PBN_3rd_2008.pdf [Accesado el día 19 de Febrero de 2013] 34 Organización de Aviación Civil Internacional. Required Navigation Performance Authorization Required (RNP AR) Procedure Design Manual (Doc. 9905). (Primera Edición, 2009) [En línea]. E.U.A., disponible en: [Accesado el día 10 de Abril de 2013] Página 79

80 Por lo tanto, la AR obliga a las autoridades a llevar a cabo una evaluación completa de todos los aspectos de la operación antes de emitir una aprobación y que sólo a los operadores calificados se les permite realizar operaciones RNP los cuales son identificadas como Autorización Requerida Características Existe un número de características de las operaciones RNP AR APCH que se combinan para mejorar la capacidad de este tipo de operaciones, incluyendo: Soporte para RNP menor que 0.3 (RNP 0,1 que es el más bajo disponible) Tolerancia lateral de libramiento de obstáculos de 2 x RNP Franqueamiento de obstáculos vertical en la aproximación final proporcionada por una estimación del error vertical Tramos RF permitiendo trayectorias de vuelo circulares Aprobación operacional Los procedimientos RNP AR APCH dependen de la integración de las operaciones de aeronaves y el diseño de procedimiento para ofrecer un resultado seguro y eficiente. Los sistemas de navegación convencionales que han sido de uso común durante muchos años dependen del equipo de la aeronave y la aviónica, los procedimientos de operación y diseño de procedimientos que han sido de beneficio durante muchos años de uso común y son generalmente capaces de considerar cada elemento por separado. En la mayoría de los casos, la aviónica de las aeronaves se instaló antes de que se desarrollara el concepto de aproximaciones RNP y el equipo ha sido adaptado para proporcionar la capacidad RNP AR APCH. Por lo tanto no existe una norma común, disponible para la aviónica RNP AR APCH, pantallas de cabina, alertas y otras funciones. En algunos casos la modificación de actualización de sistemas de la aeronave puede estar disponible, en otros casos puede ser necesaria la evaluación para los sistemas que no puedan ser actualizados. Página 80

81 2.7.5 Monitoreo y alerta del sistema de navegación Con el fin de calificar para las operaciones RNP de algún tipo, el sistema de navegación debe incorporar un sistema para monitorear la performance del sistema de navegación y proporcionar una alerta a la tripulación de vuelo cuando el sistema deja de cumplir los requisitos de funcionamiento específicos. Dos elementos de performance del sistema de navegación son normalmente monitoreados, la precisión y la integridad. Dependiendo del fabricante los parámetros utilizados y los niveles de alerta varían. Sin embargo, el método utilizado no es normalmente un problema con respecto a la admisibilidad de la aeronave, aunque puede haber implicaciones en los procedimientos de operación. Se debe obtener información sobre los parámetros que se controlan, los límites de alerta pertinentes y el método de la anunciación de la alerta Procedimientos de operación En los últimos años la mayoría de los fabricantes han desarrollado recomendaciones para procedimientos RNP AR APCH. A pesar de que las recomendaciones del fabricante deben ser seguidas, la aprobación operacional debe incluir una evaluación independiente de los procedimientos propuestos por los operadores. Los procedimientos de operación RNP AR APCH deben ser coherentes con los procedimientos normales del operador con el fin de reducir al cualquier elemento del factor humano relacionados con las operaciones RNP AR APCH. Vectores. Un procedimiento puede ser interceptado en una posición dentro del fijo de aproximación final (IAF), pero no más tarde del punto de interceptación vertical (VIP), cuando son asignados vectores por ATS. No se permite el descenso en un procedimiento de aproximación por debajo de la altitud mínima de vectoreo (MVA) hasta que la aeronave se estabilice dentro de las tolerancias verticales y laterales del procedimiento y el modo de navegación correspondiente está activado. Página 81

82 2.7.7 Predicción de la disponibilidad GNSS A medida que la constelación de GPS actual no es capaz de proporcionar el 100% de disponibilidad en todos los niveles de servicio, hay períodos, dependiendo de un número de factores, donde una aproximación RNP no puede llevarse a cabo. En consecuencia, una predicción de la disponibilidad se lleva a cabo para que la tripulación de vuelo y despachadores (en su caso) tengan en cuenta la disponibilidad de la capacidad GNSS que se espera en cualquier región en particular. Para niveles bajos de RNP, los períodos en los que un servicio RNP no está disponible son cortos, y un retraso en la salida o en la ruta, a menudo es suficiente para hacer una llegada cuando el servicio se prevé que esté disponible. Una operación no está disponible, o debe suspenderse cuando una alerta se muestra a la tripulación de vuelo. Por consiguiente, la disponibilidad está determinada por los medios utilizados para generar una alerta, que como se discutió anteriormente, varía en las aeronaves. La predicción debe basarse en los datos más recientes del funcionamiento por satélite, que es fácilmente disponible, y se deben tener en cuenta otros factores como el terreno elevado. Los programas de predicción a bordo son generalmente insatisfactorios ya que no son capaces de tener en cuenta los NOTAM de satélites y el enmascaramiento del terreno (mask angle) Figura 11. Ejemplo de un pronóstico de disponibilidad RNP Página 82

83 Mientras que los servicios de predicción de satélites son normalmente precisos y confiables, hay que señalar que una pérdida imprevista de servicio puede ocurrir en cualquier momento. Sin embargo, para que la seguridad no se vea comprometida (siempre y cuando se realicen las reservas suficientes de combustible) y el monitoreo a bordo asegura que la tripulación será alertado y la aproximación puede ser descontinuada, demorada o llevar a cabo un procedimiento de aproximación alternativo Lista de equipo requerido Aparte del MEL, la especificación de navegación RNP AR APCH trae la idea del equipo requerido. Esta lista, la cual se pondrá a disposición de la tripulación, identifica la política del operador en lo que respecta a los elementos del equipo que debe estar operativo antes del inicio de un procedimiento RNP AR APCH. Esta lista debe ser coherente con los requisitos para la realización de la aproximación particular y la evaluación de la seguridad operacional de vuelo (FOSA, por sus siglas en inglés) del operador la cual identifica y evalúa los riesgos asociados a la falla en el equipo durante una aproximación. El Manual PBN, por ejemplo, requiere que, para la RNP AR APCH donde el RNP es inferior a 0.3 no debe haber ningún punto único de falla Navegación vertical En la actualidad la RNP AR APCH 35 utiliza VNAV barométrica que se encuentra actualmente disponible en la mayoría de aeronaves capaces de realizar operaciones RNP AR APCH. La mayoría de los aviones a reacción del transporte comercial, están equipados con un sistema baro-vnav, que han estado en existencia por muchos años. 35 Federal Aviation Administration (2011) RNP AR Overview and the Operational Approval Process [En línea]. E.U.A., disponible en: ovie.swf [Accesado el día 10 de Abril de 2013] Página 83

84 La performance actual de los sistemas VNAV instalados se ha demostrado para proporcionar guía vertical precisa que cumple con la norma necesaria para la RNP AR APCH. Por lo tanto, es necesario obtener datos para corroborar la performance VNAV. La base del diseño de procedimientos es que la estimación del error vertical (VEB) se compone de los siguientes elementos: Error del sistema altimétrico (ASE) Error técnico de vuelo (FTE) Acoplamiento horizontal o error real de la performance de navegación (ANPE) Error de resolución del waypoint (WPR) Error de ángulo vertical (VAE) Error del servicio automático de información terminal (ATIS, por sus siglas en inglés) Figura 12. Navegación Vertical RNP AR APCH Funcionalidad de navegación TOGA La función de despegue ida al aire (TOGA, por sus siglas en inglés) en la mayoría de las instalaciones existentes de las aeronaves fue diseñado para ayudar en la realización de una aproximación frustrada, en circunstancias en que Página 84

85 el requisito general es mantener la derrota de aproximación durante la aproximación frustrada. Esta característica se está convirtiendo en estándar en las aeronaves en producción y está disponible como una actualización en muchos modelos de aeronaves más antiguos. Si la función no está disponible, los procedimientos especiales y la capacitación del personal se pueden desarrollar para superar esta limitación Capacitación de pilotos Las operaciones RNP AR APCH realizadas correctamente son tal vez la más simple y eficiente operación de aproximación disponible. El hecho de que las operaciones normales, se lleven a cabo de forma rutinaria con el sistema automático de vuelo de la aeronave, proporcionan una excelente y muy precisa guía de trayectoria de vuelo que puede inducir a los operadores en una falsa sensación de seguridad. Una capacitación especial es esencial para asegurar que las tripulaciones de vuelo están plenamente familiarizadas con los sistemas de la aeronave y las operaciones RNP AR APCH. La capacitación tiene que destacar el papel de la tripulación de vuelo para controlar los sistemas de la aeronave y un conocimiento profundo de la gestión de los sistemas de la aeronave. Los requisitos de capacitación varían significativamente en función de la experiencia previa del operador. Los operadores que están familiarizados con la conducción de operaciones RNP APCH (RNAV GNSS ), se darán cuenta que la transición a la RNP AR APCH es menos exigente. Como guía, los pilotos con experiencia previa relevante en aproximaciones RNAV normalmente requerirán un mínimo de una sesión en centros certificados, sobre los principios RNP AR APCH, sistemas de navegación y procedimientos de operación, y una o más sesiones de entrenamiento en simulador, aproximadamente 4 horas (por equipo). Página 85

86 Evaluación de la seguridad operacional de vuelo (FOSA) Tradicionalmente, la seguridad operacional ha sido definida por un nivel de seguridad deseado (TLS) y especificada como un riesgo de colisión de 10-7 por aproximación. Para las operaciones RNP AR APCH se utiliza una metodología diferente conocida como evaluación de la seguridad operacional de vuelo (FOSA) 36. Con la FOSA se intenta proveer un nivel de seguridad operacional equivalente al TLS tradicional. Utilizando la FOSA, se cumple el objetivo de la seguridad operacional considerando no sólo el sistema de navegación de la aeronave. La FOSA combina análisis y evaluaciones cuantitativas y cualitativas para los sistemas de navegación, sistemas de las aeronaves, procedimientos operacionales, peligros, mitigaciones de fallas, condiciones normales, poco normales y no normales y el entorno operacional. La FOSA depende del criterio detallado de la calificación de la aeronave, aprobación operacional y diseño de los procedimientos instrumentales para referirse en su mayoría a la técnica general y a los procedimientos y factores del proceso. Adicionalmente, se requiere pericia operacional, técnica y experiencia para realizar y concluir la FOSA. La seguridad operacional de las operaciones RNP AR APCH recae en el operador aéreo y en el proveedor de servicios de navegación aérea (ANSP). La FOSA debe ser realizada para los procedimientos RNP AR APCH cuando las características específicas de la aeronave, entorno operacional, entorno de obstáculos, etc., garanticen la ejecución de una evaluación adicional que asegure que los objetivos de la seguridad operacional puedan ser logrados. Esta evaluación debe dar una apropiada atención a la interdependencia de los 36 European Aviation Safety Agency (2010) Flight Operational Safety Assessment (FOSA) [En línea]. Europa, disponible en: [Accesado el día 19 de Marzo de 2013] Página 86

87 elementos de diseño, capacidad de la aeronave, procedimientos de la tripulación y entorno operacional. La FOSA es una parte clave de la autorización operacional de las aproximaciones RNP AR APCH. Esta metodología se relaciona con un tipo de aeronave específica o performance específico y puede ser realizada para un entorno exigente. Página 87

88 CAPITULO 3 CUMPLIMIENTO DE REQUISITOS PARA OBTENER LA APROBACIÓN PBN PARA EL EQUIPO BOEING F Página 88

89 CAPÍTULO 3. CUMPLIMIENTO DE REQUISITOS PARA OBTENER LA APROBACIÓN PBN PARA EL EQUIPO BOEING F Cualquier operador que desee realizar operaciones de Navegación Basada en la Performance (PBN), deberá cumplir con dos tipos de aprobaciones: La aprobación de aeronavegabilidad que le corresponde a la autoridad aeronáutica, y La aprobación operacional a cargo del operador aéreo. 3.1 APROBACIÓN DE AERONAVEGABILIDAD Requisitos de la aeronave Antes de presentar la solicitud, los operadores aéreos deberán revisar los requisitos para las aeronaves. El cumplimiento de los requisitos de aeronavegabilidad o la instalación del equipo, por sí solos, no constituyen la aprobación operacional. Para cada especificación de navegación se requieren diferentes equipos, dependiendo del área en la que se pretenden utilizar los procedimientos PBN. A continuación se presenta la forma en que una aeronave Boeing F da cumplimiento a estos requisitos, por medio de la información que emite el fabricante en el manual de vuelo de la aeronave (AFM) 37 y documentos adicionales que demuestran la capacidad de los equipos. 37 The Boeing Company. Airplane Flight Manual Rev. 43 (12-Dic-2012) Página 89

90 Figura 13. Portada del Manual de Vuelo de la Aeronave (AFM) Boeing F Página 90

91 RNAV 10 La RNP 10 (RNAV 10) requiere que las aeronaves que operan en áreas oceánicas y remotas estén equipadas con, por lo menos, dos LRNS independientes y en servicio que comprendan un INS, un IRS FMS o un GNSS, con una integridad tal que no exista una probabilidad inaceptable de que el sistema de navegación presente información errónea. En el AFM del Boeing F se establece lo siguiente Por lo tanto el Boeing F cumple con los requisitos para realizar este tipo de operaciones, siempre y cuando el siguiente equipo se encuentre operativo e instalado: 1 FMC 2 CDU 2 IRU 1 GPS Si cuenta con base de datos de navegación, ésta deberá estar vigente Página 91

92 RNAV 5 Las operaciones RNAV 5 se basan en el uso de equipo RNAV que determina automáticamente la posición de la aeronave utilizando información de uno de los siguientes tipos de sensores de posición o una combinación de los mismos, junto con los medios para establecer y mantener una trayectoria deseada: VOR/DME; DME/DME INS o IRS y GNSS En el AFM se establece lo siguiente: Por lo tanto el Boeing F cumple con los requisitos para realizar este tipo de operaciones, siempre y cuando el siguiente equipo se encuentre operativo e instalado: 1 FMC 1 CDU 1 VOR 1 DME 1 IRU 1 GPS Si cuenta con base de datos de navegación, ésta deberá estar vigente Página 92