¿Por qué los pilotos usan vías respiratorias en lugar de simplemente "volar directo" cada vez?

Las vías aéreas simplemente permiten una mejor gestión del tráfico.
Imagínese por un momento que todos tuvieran un automóvil con capacidad todoterreno, si todos los conductores fueran "GPS Direct" a su destino, ¿cómo asegurarían los conductores la separación? ¿Cómo evitarías chocar con otros autos si no hubiera caminos?

Las vías aéreas son la solución de aviación a este problema: Rutas definidas entre ayudas a la navegación (VOR, NDB y similares). Las vías aéreas también se pueden definir mediante "arreglos" definidos por coordenadas de GPS que pueden proporcionar algo más cercano al enrutamiento "GPS Direct" sin dejar de proporcionar una ruta definida.

Airways también brinda muchos otros beneficios, que incluyen:

Gestión del flujo de tráfico

Los planes de vuelo en Europa son validados por la CFMU (Unidad Central de Gestión de Flujo) y verificados por criterios tales como la dirección de las vías aéreas (que pueden cambiar durante el día, por ejemplo, una vía aérea es para el tráfico en dirección este solo entre las 1000 UTC y las 1400 UTC), el nivel de vuelo correcto rangos y aerovías que conectan correctamente puntos de ruta, como arreglos, VOR o NDB. El cuello de botella en todas las operaciones de vuelo es comprender la capacidad del aeropuerto (cuántas operaciones/hora) y la capacidad del sector (cuántas aeronaves manejadas por sector/por controlador). El objetivo es a veces distribuir el tráfico entre dos sectores, aunque tengan el mismo destino. A continuación encontrará dos rutas hacia Düsseldorf - EDDL, una con salida desde Leipzig - EDDP y otra desde Berlín-Tegel - EDDT(haga clic en los enlaces para ver la representación visual):

EDDP - EDDL
ORTAG Q230 WRB T854 DOMUX

EDDT - EDDL
BRANE Y200 HLZ T851 XAMOD

La ruta de EDDP a EDDL va a través de WRB - TINSA - ADEMI - INBAX - DOMUX, que está dentro de los límites de un sector llamado "Paderborn High" o PADH .

La ruta de EDDT a EDDL pasa por PIROL - DENOT - HMM - XAMOD, que está dentro de los límites de un sector llamado "Hamm High/Medium" o HMMH/HMMM .

Durante las horas pico, ambos sectores están separados y manejan el tráfico solo dentro de su sector, que utiliza la capacidad total de cada controlador que maneja el sector. Fuera de las horas pico, los sectores se pueden combinar y trabajar con un controlador. Esto permite un uso granular de los recursos del controlador y del espacio aéreo.

Separación entre Tráfico

En el ejemplo anterior, hemos visto que hay 2 puntos finales de enrutamiento en Düsseldorf: EDDL para el tráfico que llega desde el noreste y el sureste, XAMOD y DOMUX. Ambos waypoints o puntos fijos son respectivos STAR o puntos de entrada de transición para llegadas a Düsseldorf. Mediante el uso de una ruta estandarizada hacia y desde los aeropuertos, ahora podemos esperar que el tráfico llegue siempre a través de estos dos puntos desde el este, a menos que las dependencias ATC involucradas hayan logrado otra coordinación. Mirando la ruta inversa para ambos aeropuertos, veremos estas rutas:

EDDL - EDDP
NUDGO Z858 BERDI Z21 BIRKA T233 LUKOP

EDDL - EDDT
MEVEL L179 OSN L980 DLE T207 BATEL

MEVEL y NUDGO son dos de los waypoints de salida SID fuera de Düsseldorf, MEVEL está a 10 mn al norte de XAMOD y NUDGO está a 26 mn al este de DOMUX, sin embargo, la solución relevante aquí es ELBAL, que es una de las soluciones en el SID23L de Düsseldorf a NUDGO, que está 16nm al sur de NUDGO . Con algo simple como el uso de puntos fijos de entrada y salida estandarizados hacia y desde un aeropuerto, hemos logrado mantener un flujo de tráfico con una separación asegurada entre el tráfico que sale y el que llega, algo que no sería posible con el enrutamiento directo de GPS o requeriría vectores ATC constantes.

Traspasos de la Unidad ATC a la Unidad ATC

Los ejemplos anteriores muestran diferentes rutas y, a veces, diferentes sectores que manejan el tráfico en estas rutas. ¿Cómo se transfiere el tráfico a otros controladores y dónde? Un traspaso consiste en mover la pista de radar de la aeronave de un controlador a otro y luego instruir a la aeronave para que cambie la frecuencia al siguiente controlador de sector. Los traspasos se inician en los límites del sector, en posiciones específicas, que se han acordado entre diferentes ACC (Centros de control de área) o, a veces, incluso dentro de un ACC entre sectores individuales. Como ya estamos familiarizados con el espacio aéreo de Düsseldorf, usemos la siguiente ruta de München a Düsseldorf .

EDDM - EDDL
GIVMI Y101 TEKTU Z850 ADEMI T854 DOMUX

A partir de la representación gráfica, verá que el tráfico de EDDM a EDDL pasará por el punto de ruta ARPEG, que está cerca del aeropuerto de destino. Antes de llegar al waypoint ARPEG, la aeronave estará bajo el control del sector Hersfeld (HEF) o Gedern (GED)(página 5) y necesitan descender hacia el aeropuerto de destino. El siguiente sector para el tráfico de llegada a Düsseldorf a través de ARPEG sería el Paderborn High Sector (PADH). Los acuerdos entre HEF/GED y PADH son que el tráfico que llega a Düsseldorf a través de ARPEG debe esperarse en el nivel FL240 en ARPEG y liberarse después del traspaso para seguir descendiendo a través de PADH, incluso si la aeronave aún no ha cruzado el límite del sector y no está en Espacio aéreo PADH. Estos puntos de referencia de coordinación y procedimientos de traspaso se documentan en cartas de acuerdo entre o dentro de un ACC.

Tiempo

Cuando el clima (mínimas en dirección contraria, fuertes corrientes en chorro, tormentas, etc.) afecta la ruta directa, los despachadores de vuelo sugerirán de manera proactiva rutas a su alrededor. No es inusual que el tráfico de NYC-SFO se encamine sobre Canadá o Kentucky cuando el Medio Oeste está atormentado.

Excepciones - Espacio Aéreo de Ruta Libre

Cuando la densidad del tráfico aéreo y del aeropuerto lo permite, el uso de vías aéreas no es obligatorio o, en algunos casos, ni siquiera se espera o prevé. Un ejemplo es el espacio aéreo de ruta libre por encima de Escandinavia , donde una parte del espacio aéreo se puede utilizar libremente entre puntos de entrada y salida definidos. Sistemas similares también están siendo discutidos por NATS UK y el Sistema de Transporte Aéreo NextGen de la FAA .

Para obtener más información sobre las vías aéreas y su uso, consulte también la pregunta relacionada: ¿Existe alguna diferencia entre cómo utilizan las vías aéreas los aviones comerciales y los aviones generales?

Algún material cortesía de VATSIM o VATSIM Alemania. Si bien solo para el uso de simulación, el material utilizado es lo más preciso y cercano posible a la sectorización o los procedimientos reales, por lo que debería ser suficiente para explicar los conceptos presentados aquí.

Una explicación simplista es que los pilotos en el espacio aéreo controlado vuelan a lo largo de las vías respiratorias porque es allí donde los controladores de tránsito aéreo quieren que vuelen.

El uso de las vías aéreas tiene que ver con la forma en que los controladores de tránsito aéreo llevan el control de todos los vuelos en el sector del espacio aéreo que controlan (necesitan una forma de organizar el tránsito para que tengan una buena imagen mental del mismo y puedan garantizar que las aeronaves no pasen demasiado cerca uno del otro), así como el hecho de que es más fácil comunicar una ruta que va entre waypoints publicados con nombres de tres o cinco letras que una ruta que va entre puntos descritos por sus latitudes y longitudes numéricas .

El concepto de vuelo libre propone permitir que estas mismas aeronaves vuelen rutas que generalmente no siguen vías aéreas, pero requiere grandes cambios en la forma en que se realiza la gestión del tráfico aéreo.

(Esta respuesta se basa principalmente en el recuerdo del trabajo que he realizado en el desarrollo y análisis de sistemas de gestión del tráfico aéreo, principalmente relacionados con el vuelo libre, desde 2001).

Las vías aéreas son más seguras, porque sabe dónde volarán otros pilotos para evitarlas. La regla de usar un nivel de vuelo impar para volar hacia el este y un nivel de vuelo par para volar hacia el oeste también ayudará a mantener el tráfico separado.

Las altitudes de crucero seguras también se establecen en función de las vías respiratorias. Hay una altitud por waypoint, por lo que una subida normal te permitirá pasar la siguiente colina, y por sección entre waypoints, para que sepas qué tan alta es realmente esa colina.

Sin el sistema de vías respiratorias, mantener la distancia al suelo adecuada sería mucho más laborioso. Con los arreglos, todo lo que el piloto debe hacer es mantener una lista con arreglos y MEA/MCA (altitudes seguras de cruce) y seguir la aguja y tacharlos cuando los alcance y ascender si es necesario.

Solo para agregar un poco de perspectiva, el espacio aéreo sin rutas se ha considerado durante un tiempo y ya se implementó en ciertos países. El concepto de enrutamiento directo o libre de ruta hace uso de los sistemas satelitales actualmente infrautilizados en aeronaves (en el contexto de enrutamiento) y software inteligente para ejecutar un enrutamiento de aeronaves más eficiente (basado en GPS). El enrutamiento directo también forma parte de la estrategia de gestión del tráfico aéreo NextGen de NATS UK y FAA .

Hablando como piloto de GA volando aviones ligeros en el sistema de EE. UU.:

En vuelos en espacio aéreo de menor uso, a altitudes más bajas y con los controles ATC apropiados (acuerdos que permiten a los controladores hacer eso a través del espacio aéreo de otra persona) es posible obtener la aprobación de una ruta directa de GPS archivada. Lo he hecho en viajes en el rango de 200-300 millas antes.

En viajes más largos, no necesariamente tiene que usar las vías respiratorias. A menudo es posible obtener waypoints en la entrada/salida del espacio aéreo, entre los cuales puede ir directamente (fuera de la vía aérea).

Es como muchos sistemas que evolucionan. Si empezáramos hoy, podríamos hacerlo de otra manera.

La analogía con los automóviles es pobre porque, en su mayor parte, hay una cantidad muy pequeña de aeronaves en una gran cantidad de espacio aéreo y sería difícil justificar el uso de vías aéreas. Entonces, comenzando desde el punto de vista de que cada avión sabe con precisión:

a) Su ubicación, rumbo, vectores de velocidad, datos de combustible, restricciones de vuelo y destino, etc.;

b) la misma información para todas las demás aeronaves en sus proximidades (esto podría cubrir un volumen bastante grande en la práctica);

c) El terreno y las condiciones climáticas, etc.

Entonces se convierte en un problema combinacional realmente interesante de resolver en el contexto de un sistema informático distribuido autónomo; es decir, sin ATC - todo manejado por sistemas cooperantes en vuelo.

Claramente, hay puntos significativos donde los caminos deben cruzarse debido a las posiciones geográficas de los aeropuertos y, por supuesto, la programación dinámica de llegadas y salidas en los aeropuertos; sin mencionar el manejo de eventos inesperados.

Para un científico informático, todo esto es fascinante y un gran desafío, pero sospecho que sería muy difícil desarrollar un sistema de control autónomo basado en este enfoque hasta el punto de que se pueda confiar en él.