¿Cómo se separan los aviones a gran altura?

En primer lugar, no existe la velocidad de pérdida , pero ese es un tema aparte.

El sistema ATC tiene numerosas formas de lidiar con el mantenimiento de aeronaves separadas, incluso a niveles altos. Permítanme tratar de resumir algunos de los más importantes, comenzando con la planificación que ocurre cuando los aviones aún están en tierra en el aeropuerto de salida, avanzando hacia lo que sucede cuando se acercan (demasiado).

Las aeronaves que vuelan en ruta seguirán rutas predefinidas (conocidas como aerovías o rutas RNAV). Las vías aéreas son como autopistas en el cielo y aseguran que el tráfico aéreo vuele en patrones predecibles. Esto hace que sea una tarea relativamente simple predecir posibles conflictos (un conflicto en esto denota una situación en la que dos o más aviones se acercan más que los mínimos de separación prescritos), porque cada vuelo enviará un plan de vuelo por adelantado, detallando la ruta planificada, el nivel y velocidad para volar.

Además de solo especificar rutas laterales, las vías respiratorias también tienen restricciones verticales. Esto significa que, al seguir ciertas vías aéreas, debe volar en un cierto rango de niveles verticales. Es bastante típico que las vías aéreas limiten el tráfico para volar a niveles "pares" o "impares". Un nivel par en este caso podría ser de 34 000 pies, 36 000 pies, 38 000 pies, etc., mientras que un nivel impar podría ser de 33 000 pies, 35 000 pies, etc. para volar niveles impares, mientras que las vías aéreas que van hacia el oeste obligarán al tráfico a volar niveles pares. Esto actúa como un procedimiento alternativo, lo que en principio significa que dos aeronaves que vuelan en direcciones opuestas (una hacia el oeste y la otra hacia el este) nunca volarán al mismo nivel. Por supuesto,

Ahora hemos visto parte de la infraestructura permanente en el cielo, pero acerquémonos más y veamos el aspecto táctico de la planificación de vuelos, específicamente, el control del tráfico aéreo.

Los controladores de tráfico aéreo, cuyo trabajo es “mantener un flujo de tráfico aéreo seguro y rápido”, utilizan varios medios tecnológicos para mantener separadas a las aeronaves en el cielo. En muchas partes del mundo, su trabajo se logra procesando grandes cantidades de información recibida en tiempo real sobre el tráfico aéreo utilizando tecnología de radar y comunicándose con aviones mediante radio. En lugares donde no existe cobertura de radar, como en grandes océanos, solo se utiliza la radio. Si no hay un radar disponible, los pilotos deben llamar periódicamente por radio y hacer un informe de posición detallado, indicando la ubicación, el nivel, la velocidad y la ruta planificada de la aeronave.

Usando informes de radar o de posición del piloto, los controladores de tráfico aéreo predecirán posibles conflictos y tratarán de resolverlos. (Aquí es realmente donde se responderá la esencia de su pregunta).

Hay algunos mínimos de separación diferentes . En aras de simplificar un poco la respuesta, supongamos que estamos trabajando con solo tres:

• separación vertical (el espacio vertical requerido entre dos aeronaves que se cruzan en (casi) la misma posición

• separación horizontal (la distancia horizontal requerida entre dos aeronaves que se cruzan al mismo o cerca del mismo nivel)

• separación basada en el tiempo (el tiempo mínimo requerido entre aeronaves que siguen la misma ruta, al mismo nivel)

La separación vertical mínima es generalmente de 2000 pies; sin embargo, a medida que los altímetros y los radares de las aeronaves se han vuelto más precisos, esto se ha reducido a 1000 pies en muchas áreas del mundo (llamado espacio aéreo RVSM). Teniendo en cuenta el hecho de que la mayoría de los aviones comerciales navegan en una banda de nivel entre 30 000 pies y 40 000 pies, esto le brinda 10 niveles diferentes para trabajar (30 000, 31 000, 32 000, etc.). En realidad, eso significa que usando solo la separación vertical, es posible tener 10 aeronaves diferentes en la misma posición, al mismo tiempo, mientras aún están separadas.

Por supuesto, obligar a un avión a volar a un nivel no óptimo no es la solución perfecta en términos de eficiencia de combustible, pero a menudo puede ser el mal menor (en lugar de forzar cambios de velocidad, etc.)

La separación horizontal se logra cambiando (temporalmente) las rutas de las aeronaves. Esto puede sonar como un gran problema, pero de hecho, los conflictos potenciales generalmente se detectan lo suficientemente temprano como para que solo se requieran ajustes muy pequeños. Para dos aeronaves en rutas que se cruzan, si detecta el conflicto entre ellas con 10 a 15 minutos de anticipación, a menudo será suficiente para indicar a cualquiera de las aeronaves que ajuste su rumbo tan solo 5 grados para evitar el conflicto. Una vez que se pasan, simplemente les indica que regresen a sus rutas planificadas. Esto solo dará como resultado rutas de vuelo marginalmente más largas y, por lo tanto, solo causará un pequeño impacto en el consumo de combustible.

La separación basada en el tiempo usando el control de velocidad es probablemente el último recurso en la mayoría de los casos. Dar instrucciones a una aeronave para que cambie su velocidad durante un período prolongado puede tener un impacto grave en la eficiencia del combustible. Sin embargo, no hay necesidad de preocuparse de que la aeronave se vea obligada a reducir la velocidad lo suficiente como para correr el riesgo de entrar en pérdida (o acelerar lo suficiente como para correr el riesgo de dañar la aeronave). Para empezar, el piloto nunca aceptaría tales instrucciones del control de tráfico aéreo y ATC tendría que idear otro plan. Además, los controladores de tránsito aéreo han recibido una formación exhaustiva y son muy conscientes de las limitaciones de rendimiento de las diferentes aeronaves.

Sin embargo, al igual que con los ajustes de rumbo, puede que le sorprenda lo poco que se necesita para garantizar la separación mediante el control de velocidad. Esto se debe a que la mayoría de los aviones modernos vuelan a velocidades muy similares (normalmente entre el 75 % y el 85 % de la velocidad del sonido). Cambiar la velocidad de un avión en solo un 1% tendrá un gran impacto en una larga distancia, como un vuelo a través del Océano Atlántico Norte. Y así, al igual que con los niveles, donde en principio tiene alrededor de 10 niveles utilizables, considerando una separación vertical mínima de 1,000 pies, también puede tener alrededor de 10 velocidades diferentes para trabajar.

En general, el control de velocidad es una forma muy eficiente de mantener la separación que ya existe (por ejemplo, dos aviones que se siguen en la misma ruta, al mismo nivel), porque instruirlos para que vuelen a la misma velocidad asegurará que el último avión nunca alcance arriba con el primero. La separación horizontal y vertical se puede aplicar cuando es necesario establecer la separación, por ejemplo, entre aeronaves en rutas que se cruzan o en rutas opuestas.

Finalmente, analicemos brevemente lo que sucede si el sistema falla. Es decir, si el control de tránsito aéreo, por una u otra razón, no proporciona la separación requerida entre dos aeronaves.

Todos los aviones comerciales modernos están equipados con sistemas anticolisión aerotransportados (ACAS), siendo la forma más común el TCAS. Los equipos TCAS de dos aeronaves diferentes que se encuentran cerca entre sí se comunican directamente para determinar a) si va a haber un conflicto yb) cuál es la mejor manera de resolverlo. No entraré en detalles aquí, pero básicamente, si se predice que dos aviones se acercarán demasiado, los sistemas TCAS resolverán cómo resolver el conflicto, generalmente instruyendo a una tripulación para que descienda mientras le indica a la otra que suba. El hecho de que los sistemas TCAS se comuniquen garantiza que no se emita la misma instrucción a dos tripulaciones diferentes (imagínese los aviones volando uno hacia el otro al mismo nivel, ambos recibiendo instrucciones para ascender...). Si el TCAS se apaga,

Entonces, para resumir todo: la separación de aeronaves se reduce a la planificación. Si se predice, en base a los planes de vuelo recibidos de cientos de aviones diferentes, que una determinada ruta o nivel estará muy ocupado durante un cierto período de tiempo, entonces el sistema simplemente no permitirá que más aviones vuelen de esta manera. Se les cambiará la ruta o se cambiará su nivel planificado, incluso antes de salir de la puerta (permitiéndoles llevar combustible adicional, si es necesario, para volar en una ruta un poco más larga o en un nivel no óptimo). Una vez en el aire, el control del tráfico aéreo hará uso de la separación vertical, horizontal y basada en el tiempo y, si todo lo demás falla, los sistemas informáticos de a bordo garantizarán que no se produzcan colisiones.

Editar:

Algunas referencias para leer más:

Colisión en el aire : sobre las consecuencias de las pérdidas de separación y cómo prevenirlas

Detección de conflictos : sobre la detección de posibles conflictos en el sistema ATC

Gestión del Sector ATM - Sobre la predicción de la capacidad y la respuesta a la demanda en la infraestructura ATC

Llenado del Plan de Vuelo - Sobre planes de vuelo ATC y su contenido

Directrices para proporcionar separación por radar : algunos cálculos de ejemplo

Sistema de prevención de colisiones aerotransportadas (ACAS) : en ACAS, el último recurso, cuando todo lo demás falla

Separación vertical mínima reducida (RVSM) : en las partes del espacio aéreo donde la separación vertical mínima se reduce de 2,000 pies a 1,000 pies

La forma habitual es cambiar de altitud. Ir por encima o por debajo del otro plano. El sistema TCAS/ACAS (el último aviso automático para evitar colisiones) dará una orden de ascenso o descenso a los pilotos. La separación vertical mínima entre dicho avión que pasa debe ser de 1000 pies. Por lo general, será de 2000 pies porque las altitudes se asignan por dirección (impar ir en una dirección incluso ir en la otra).

Además, no hay una sola altitud a la que vuelen los aviones. Si 2 aviones tienen que seguir el mismo camino, se les asignarán altitudes diferentes. También es posible que los aviones se desplacen lateralmente una docena de millas. En general, ATC nunca pondrá 2 aviones lo suficientemente cerca como para que puedan estrellarse. Si lo hicieron, entonces algo anda terriblemente mal y debe investigarse. Las reglas sobre qué tan cerca pueden estar los aviones se responden en detalle aquí.

Sin mencionar que cuando la elección es entre un posible choque o un mayor costo de combustible, la respuesta siempre es más combustible. Nadie puede justificar el ahorro de combustible ante el riesgo de colisiones.