PUESTA EN PRÁCTICA DE APROXIMACIONES DE DESCENSO CONTINUO PARA MÁXIMA PREVISIBILIDAD EN UNA AERONAVE.

Puesta en práctica de aproximaciones de descenso continuo para máxima previsibilidad en una aeronave Campo de la invención La presente invención se refiere a procedimientos para calcular y realizar en vuelo unas aproximaciones de descenso continuo a un aeropuerto o similar, y a sistemas de navegación de aeronave para llevar a cabo estos procedimientos. Antecedentes de la invención Normalmente, una aeronave se aproximará a un aeropuerto bajo el asesoramiento de los controladores de tráfico aéreo. A los controladores de tráfico aéreo se les encomienda garantizar la llegada con seguridad de la aeronave a su destino, a la vez que también han de garantizar que se maximiza la capacidad del aeropuerto. El requisito anterior se cumple por lo general garantizando que unas separaciones especificadas mínimas se mantienen entre las aeronaves. El control de tráfico aéreo está sometido a incertidumbres que pueden actuar para reducir la separación entre las aeronaves tal como vientos variables, tanto en la velocidad como en la dirección, y las diferentes prácticas de pilotaje. No obstante, grandes números de aeronaves pueden operar de forma segura limitadas en un espacio relativamente pequeño debido a que el control de tráfico aéreo puede corregir estas incertidumbres a un nivel táctico usando guía vectorial por radar, cambio de velocidad y/o cambio de altitud. Como resultado, una aproximación típica a un aeropuerto implicará una aproximación escalonada en la que la aeronave se autoriza a descender de forma escalonada a unas altitudes sucesivamente más bajas a medida que el resto del tráfico aéreo lo permita. Una alternativa es realizar en vuelo unas aproximaciones de descenso continuo a los aeropuertos, debido a que esto proporciona unas ventajas significativas. Por ejemplo, el ruido del tráfico aéreo alrededor de los aeropuertos tiene unas consecuencias sociales, políticas y económicas importantes para las autoridades, las aerolíneas y las comunidades aeroportuarias. Las aproximaciones de descenso continuo son una forma razonable de afrontar este problema de ruido debido a que éstas reducen el número de aeronaves que vuelan sobre zonas sensibles a una baja altitud con una configuración de empuje alta y/o con unas configuraciones aerodinámicas no limpias (por ejemplo, con el tren de aterrizaje y/o los flaps desplegados). Por el contrario, las aproximaciones de pauta descendente convencionales dan lugar a que se exacerbe este problema puesto que las aeronaves se mantienen a unas altitudes bajas, en las que el empuje de motor ha de ser suficiente para mantener el vuelo a nivel. Las aproximaciones de descenso continuo también favorecen la eficiencia de combustible y minimizan el tiempo de vuelo. No obstante, las aproximaciones de descenso continuo crean problemas para el control de tráfico aéreo. Las aproximaciones han de planearse en detalle y entonces las variaciones en el histórico de vuelo esperado (por ejemplo, debido a las condiciones de viento predominantes) no pueden someterse a correcciones tácticas para garantizar una separación entre aeronaves con seguridad como las que se usan en las aproximaciones de descenso escalonado convencionales. Por lo general, esto significa que los controladores de tráfico aéreo han de imponer unas separaciones más grandes entre las aeronaves para garantizar que las aeronaves llegan al aeropuerto separadas por una distancia segura, teniendo en mente las diferencias potenciales en cuanto a la separación entre aeronaves como resultado de los cambios de viento y de otras incertidumbres. Un aumento de este tipo en cuanto a la separación da como resultado una reducción no deseable en cuanto a la capacidad del aeropuerto. La solicitud de patente europea con número EP07380053.4, publicada como EP 1962256 A1 y de titularidad compartida, proporciona unos antecedentes adicionales acerca de las aproximaciones de descenso continuo, y describe una forma de minimizar las incertidumbres en cuanto a los históricos de posición y la velocidad con respecto al suelo de aeronaves que realizan en vuelo aproximaciones de descenso continuo de tal modo que se obtiene una certeza mayor en los tiempos de llegada. Esto permite que los controladores de tráfico aéreo reduzcan con seguridad la separación entre las aeronaves, cumpliendo por lo tanto las necesidades de capacidad de los aeropuertos modernos. Esto se consigue manteniendo un ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico constante a la vez que se realiza en vuelo la aproximación de descenso continuo. Esto produce la más baja incertidumbre en cuanto al tiempo de llegada de aeronave, y ofrece una ventaja significativa sobre la ley de control favorecida anteriormente de mantener una velocidad con respecto al aire constante. El ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico que ha de mantenerse puede elegirse de manera que produce la variación mínima en el coeficiente de sustentación. Dicho de otra forma, puede determinarse un ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico que muestra sólo la variación mínima entre la parte superior y la parte inferior de descenso de la aproximación de descenso continuo. Es probable que el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico óptimo varíe para cualquier tipo particular de aeronave, y puede incluso variar para modelos diferentes dentro de ese tipo. Es probable que el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico óptimo se vea afectado también por parámetros adicionales, tal como el peso de la aeronave, el viento esperado y el gradiente de viento y las 2 E09380031 07-11-2011   condiciones atmosféricas esperadas. El ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico que ha de mantenerse puede determinarse usando una tabla de consulta de datos, o puede determinarse usando simulaciones. Esto puede realizarse a bordo de la aeronave o en el aeropuerto. El aeropuerto puede asignar un ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico común para todos los tipos de aeronave que llegan al aeropuerto, y puede también asignar una velocidad con respecto al suelo que ha de cumplirse en la parte superior del descenso. La presente invención tiene como objetivo el desarrollo de los procedimientos que se describen en el documento EP07380053.4. Sumario de la invención Frente a estos antecedentes y a partir de un primer aspecto, la presente invención se basa en un procedimiento de vuelo de una aproximación de descenso continuo con un histórico de velocidad deseada con respecto al suelo en una aeronave, incluyendo la aproximación de descenso continuo un viraje, comprendiendo el procedimiento: (a) adoptar un ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado en el inicio de la aproximación de descenso continuo; (b) realizar en vuelo la aproximación de descenso continuo a la vez que se mantiene el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado intentando de ese modo seguir el histórico de velocidad deseada con respecto al suelo; y caracterizado por (c) calcular una corrección en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado para compensar una deriva en la velocidad real con respecto al suelo a partir del histórico de velocidades deseadas con respecto al suelo cuando se realiza el viraje; y (d) realizar el viraje a la vez que se mantiene el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico corregido; (e) en el que el cálculo de la corrección en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado comprende evaluar un error en la velocidad con respecto al suelo que se corresponde con una diferencia prevista en la velocidad real con respecto al suelo de la aeronave tras la compleción del viraje con respecto a la velocidad deseada con respecto al suelo, obteniendo un error en la energía cinética que se corresponde con el error en la velocidad con respecto al suelo, usando una diferencia de energía potencial que se corresponde con el error en la energía cinética para calcular la corrección equivalente en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado para proporcionar la diferencia de energía potencial, de tal modo que el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico corregido produce un cambio en la altitud y por lo tanto en la energía potencial de la aeronave tras la compleción del viraje para corregir el error en la energía cinética que se corresponde con la diferencia en la energía cinética real de la aeronave tras la compleción del viraje con respecto a la energía cinética deseada. Se ha observado que pueden hacerse unas mejoras adicionales a los procedimientos que se proponen en el documento EP07380053.4. En particular, pueden hacerse mejoras cuando se realizan virajes durante una aproximación de descenso continuo. El documento EP07380053.4 propone mantener un ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico constante durante el descenso, y esto funciona bien a la hora de producir unos históricos de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de vuelo de una aproximación de descenso continuo con un histórico de velocidades deseadas con respecto al suelo en una aeronave (50), incluyendo la aproximación de descenso continuo un viraje, comprendiendo el procedimiento: (a) adoptar un ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado en el inicio de la aproximación de descenso continuo; (b) realizar en vuelo (110) la aproximación de descenso continuo a la vez que se mantiene el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado intentando de ese modo seguir el histórico de velocidades deseadas con respecto al suelo; y caracterizado por (c) calcular (140, 240) una corrección en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado para compensar una deriva en la velocidad real con respecto al suelo a partir del histórico de velocidades deseadas con respecto al suelo cuando se realiza el viraje; y (d) realizar el viraje a la vez que se mantiene el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico corregido; (e) en el que el cálculo de la corrección en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado comprende evaluar un error en la velocidad con respecto al suelo que se corresponde con una diferencia prevista en la velocidad real con respecto al suelo de la aeronave tras la compleción del viraje con respecto a la velocidad deseada con respecto al suelo, obteniendo un error en la energía cinética que se corresponde con el error en la velocidad con respecto al suelo, usando una diferencia de energía potencial que se corresponde con el error en la energía cinética para calcular la corrección equivalente en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado para proporcionar la diferencia de energía potencial, de tal modo que el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico corregido produce un cambio en la altitud y por lo tanto en la energía potencial de la aeronave tras la compleción del viraje para corregir un error en la energía cinética que se corresponde con la diferencia en la energía cinética real de la aeronave tras la compleción del viraje con respecto a la energía cinética deseada. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende medir el vector viento y usar el vector viento medido para calcular el error en la velocidad con respecto al suelo. 3. El procedimiento de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende adoptar una velocidad predeterminada con respecto al suelo en el inicio de la aproximación de descenso continuo. 4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende calcular el error en la energía cinética resolviendo ET mvGSfvGS, en la que ET es el error en la energía cinética, m es representativa de la masa de la aeronave, VGSf es la velocidad deseada con respecto al suelo de la aeronave a la finalización del viraje y VGS es el error en la velocidad con respecto al suelo. 5. El procedimiento de la reivindicación 4, que comprende calcular el cambio en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico resolviendo , en la que es el cambio en ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico, VGSf es la velocidad deseada con respecto al suelo de la aeronave a la finalización del viraje, VGS es el error en la velocidad con respecto al suelo, g es la aceleración debida a la gravedad, sf es la altitud final y si es la altitud inicial. 6. El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende calcular el cambio en el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico resolviendo , en la que es el cambio en ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico, VGSf es la velocidad deseada con respecto al suelo de la aeronave a la finalización del viraje, wx es la diferencia en la componente del vector viento previsto en la dirección norte - sur verdadera con respecto a la componente real del vector viento en la dirección norte - sur verdadera, wy es la diferencia en la componente del vector viento previsto en la dirección este - oeste verdadera con respecto a la componente real del vector viento en la dirección este - oeste verdadera, i es el rumbo verdadero inicial, f es el rumbo verdadero final, g es la aceleración debida a la gravedad, y Rc es el radio del viraje. 7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende dividir el viraje en segmentos y, para cada segmento, realizar las etapas (c) y (d), a la luz de la etapa (e), para ese segmento. 8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende determinar si el viraje supera un umbral, y dividir el viraje en segmentos sólo si el viraje supera ese umbral. 9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende adoptar el ángulo de trayectoria de 12 E09380031 07-11-2011   vuelo aerodinámico predeterminado tras la compleción del viraje y mantener el ángulo de trayectoria de vuelo aerodinámico predeterminado mientras que continúa el vuelo en línea recta. 10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende: realizar uno o más virajes adicionales durante la aproximación de descenso continuo, y repetir las etapas (c) y (d), a la luz de la etapa (e), para cada uno de los uno o más virajes. 11. Un ordenador (52) que se programa para llevar a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. 12. Un programa informático que, cuando se ejecuta en un ordenador, da lugar a que el ordenador lleve a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. 13. Un producto de programa informático que tiene registrado en el mismo un programa informático de acuerdo con la reivindicación 12. 14. Un sistema de navegación de aeronave que incluye el ordenador de la reivindicación 11. 15. Una aeronave (50) que se dispone para llevar a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. 13 E09380031 07-11-2011   14 E09380031 07-11-2011   E09380031 07-11-2011   16 E09380031 07-11-2011   17 E09380031 07-11-2011   18 E09380031 07-11-2011