¿Cuánto tiempo se permite tomar un tramo de ascenso en un segmento de vuelo de crucero de ascenso escalonado, de acuerdo con las regulaciones (FAA/EASA)?

Estoy trabajando en un programa de optimización de trayectoria para aviones comerciales grandes, en el que quiero incorporar regulaciones de control de tráfico aéreo realistas. Una de las limitaciones que quiero incorporar es la de ATC que requiere un crucero de ascenso escalonado en niveles de vuelo específicos.

Específicamente, la regla hemisférica , aunque no es universal, es un buen ejemplo de cómo se maneja el tráfico aéreo al hacer cumplir que los vuelos hacia el oeste tomen niveles de vuelo pares (FL020, FL040, etc.), mientras que los vuelos hacia el este tomen niveles de vuelo impares (FL010, FL030, etc.).

Por lo tanto, la aeronave debe volar en uno de estos niveles de vuelo durante el crucero, cuando está en vuelo nivelado, lo que resulta en un crucero de ascenso escalonado, en oposición a un perfil de crucero de ascenso continuo. Por ejemplo, si un avión que vuela hacia el este comienza su crucero en FL330, querrá aumentar su altitud en algún punto para aumentar la eficiencia del combustible. Si lo autoriza el ATC, debería ascender a FL350 (quizás incluso a FL370, si es factible), y así sucesivamente.

Mi pregunta es; ¿Existe alguna restricción sobre cuánto tiempo puede tomar la parte de ascenso entre cada una de las partes de nivel, como máximo (en términos de distancia, tiempo o alguna otra medida), y si es así, cuál es el capítulo específico de FAR/JAR o CS25 que lo menciona?

Uno podría imaginar que si no se imponen tales regulaciones, el segmento de ascenso entre los niveles podría tomar tanto tiempo, teóricamente, que efectivamente el crucero seguiría siendo de ascenso continuo. Aunque esto probablemente no sea un gran problema en la vida real, es un problema en mi programa de optimización de trayectoria. Es decir, sin límites apropiados sobre la duración/longitud de este tramo de ascenso intermedio, la solución siempre tiende hacia una solución de ascenso continuo al hacer que la porción de vuelo nivelado sea corta y la porción de ascenso larga.

Respuestas (3)

El manual IFR de la FAA arroja algo de luz sobre lo que esperan (página 2-48)

Si el piloto recibe el término "ascenso a discreción del piloto" en la información de altitud de una autorización ATC, significa que el piloto tiene la opción de iniciar un ascenso cuando lo desee y está autorizado a ascender a cualquier velocidad, y a nivelarse temporalmente. a cualquier altitud intermedia que desee, aunque una vez que abandona una altitud, no puede volver a esa altitud. Cuando el ATC no ha utilizado el término ni ha impuesto ninguna restricción de ascenso, los pilotos deberían ascender rápidamente al reconocer la autorización. Ascienda a una velocidad óptima consistente con las características operativas de la aeronave a 1000 pies por debajo de la altitud asignada y luego intente ascender a una velocidad de entre 500 y 1500 fpm hasta alcanzar la altitud asignada.

Es algo contradictorio, primero dicen que puede escalar a la velocidad que desee, pero luego dicen que, en ausencia de instrucciones específicas, debe ascender a una velocidad "óptima" dentro de los 1000 pies de su altitud asignada y luego escalar entre 500 fpm y 1500 fpm .

Esto se explica específicamente en el AIM con más o menos el mismo lenguaje

Cuando el ATC no ha utilizado el término "A DISCRECIÓN DEL PILOTO" ni ha impuesto ninguna restricción de ascenso o descenso, los pilotos deben iniciar el ascenso o el descenso rápidamente al reconocer la autorización. Descender o ascender a una velocidad óptima compatible con las características operativas de la aeronave para1, 000 pies por encima o por debajo de la altitud asignada, y luego intente descender o ascender a una velocidad de entre 500 y 1500 fpm hasta alcanzar la altitud asignada. Si en algún momento el piloto no puede ascender o descender a una velocidad de al menos 500 pies por minuto, informe a ATC.

Curiosamente, esto agrega la nota de que si no puede ascender a 500 f/min, debe alertar a ATC. Tomaría esto como una tasa de ascenso mínima.

Hay al menos un caso permitido de subida a la deriva que yo sepa. El Concorde operaba por encima de todo el tráfico comercial y, aparte del SR-71, no había nadie más donde ellos estaban. Como tal, una vez que pasaban por un piso específico, se les permitía flotar libremente mientras quemaban combustible. Esto fue, hasta donde yo sé, exclusivo de su operación y específicamente permitido. Tenían muchas otras adiciones específicas debido a su diseño único.

Ese es un comentario muy claro, gracias. Una cosa que me parece especialmente contradictoria en el manual de IFR es que se le permite nivelarse temporalmente, lo que reduce su RoC a 0 fpm. Esto no está de acuerdo con la tasa de ascenso mínima implícita de 500 fpm. Por otra parte, creo que las aplicaciones de la vida real no se beneficiarían de regulaciones tan estrictas.
Una de las habilidades mentales que debe tener un controlador es la capacidad de anticipar si pueden surgir conflictos como resultado de las instrucciones que da al tráfico, y esto incluiría los parámetros en torno a una instrucción de ascenso. Por lo tanto, el tipo de autorización o instrucción dada tendría en cuenta el potencial de conflictos utilizando lo que podría llamar reglas generales que incluyen amplios factores de seguridad.
@Sam, ¿podría citar la parte completa acerca de que al piloto se le permite nivelarse temporalmente durante un ascenso IFR? Esto necesita contexto, porque generalmente no, si está subiendo a una altitud asignada, no puede nivelarse arbitrariamente.
@MichaelHall Creo que está haciendo referencia a la línea "y para nivelarse temporalmente a cualquier altitud intermedia que desee" del manual IFR (en mi pasaje citado anteriormente)
@Dave: ¿es una cita directa entonces? (No lo veo en la página 2-28 del documento vinculado).
@MichaelHall, lo siento, es la página 2-48 a la que hice referencia incorrectamente, pero sí, es una cita directa
Efectivamente, ahí está. Sin embargo, es muy importante incluir: "Si es necesario nivelar a una altitud intermedia durante el ascenso, avise a ATC". Ese es el contexto que estaba buscando, y siempre se aplica ya sea que se use o no el término "discreción del piloto".
De hecho, esa era la cita a la que me refería. Mis disculpas por no incluirlo directamente.

Para abordar lo que se discute en los comentarios...

La regla Este/Oeste rige la altitud de crucero . Cuando estás subiendo o descendiendo de tu altitud de crucero, esas reglas no se aplican. Obviamente, ATC tiene que considerar el tráfico en dirección opuesta cuando contempla dónde y cuándo emitir esas autorizaciones de ascenso y descenso, pero para el piloto, eso es solo cuestión de unos minutos antes de que se emita la autorización.

Así que digamos que estoy en un vuelo hacia el oeste. Sé que navegaré a FL300, 320, 340, 360, 380 o 400 (ya que mi avión no puede pasar de 410 y cualquier vuelo que sea lo suficientemente largo como para pensar en subir un escalón no será de crucero a un altitud tan baja como 280 o inferior). Por lo general, habrá una altitud óptima a la que subiré, dados los vientos y mi peso inicial. Digamos que el FMC dice que mi altitud ideal para "ahora mismo" es 34,300'... No puedo navegar allí, así que subiré a FL340. El tiempo pasa y la altitud de crucero ideal aumenta. Después de un tiempo, estaré mejor en FL360. Ese punto no ocurre cuando el ideal pasa FL350; eres menos eficiente 1000' por encima de la altitud óptima que 1000' por debajo de ella. Digamos, para matemáticas simples, que el punto de equilibrio esté 500' por encima del óptimo es el mismo consumo (por milla) que 1500' por debajo. Entonces, cuando mi altitud óptima de FMC sea 35,500, solicitaré FL 360. Y cuando ATC tenga un camino despejado, sin tráfico en sentido contrario en FL 350, me autorizarán hasta FL360. Y un par de horas más tarde, ese proceso se repetirá cuando esté listo para pasar a FL380.

En cuanto a un modelo, si asume un ascenso promedio de 500 FPM de 340 a 360 (o cualquier otro paso), son cuatro minutos de ascenso por cada paso, y probablemente sea una estimación bastante razonable. En la mayoría de los casos, la aeronave ascenderá más rápido que eso, pero cuando esos pasos ocurren con un par de horas de diferencia, ¿la diferencia entre 2,0 o 3,1 minutos frente a 4 minutos es realmente significativa para el modelo? Si es así, necesitará datos de rendimiento mucho más detallados para el avión específico que está modelando que cualquier regla general que pueda brindarle. Pero, sospecho que para la mayoría de los propósitos, asumir 4 minutos (o algo menos) para subir el escalón al siguiente par (o impar, en el caso de vuelos hacia el este) es probablemente una suposición viable que le dará una aproximación razonable. de lo que los aviones suelen quemar en tal escenario.

Gracias, de hecho esto resume y aclara algunos de los puntos discutidos en los comentarios. Especialmente su último párrafo es lo que pretendía sacar de esta pregunta; el requisito de RoC plantea un límite superior en el tiempo para ascender a un nuevo FL. Debido a que primero obtuve esta respuesta de la respuesta de Dave, dejé la suya como la respuesta aceptada. Tiene razón, 2 o 4 minutos no hacen ninguna diferencia para el modelo, pero sin el límite superior de 4 minutos, el algoritmo de optimización empuja el ascenso hacia soluciones con tasas de ascenso muy pequeñas, por lo que no modela trayectorias realistas que cumplan con ATC.

ATC no requiere específicamente un ascenso de escalón. La única razón por la que lo mantendrían a una altitud inferior a la altitud de crucero final prevista sería el tráfico conflictivo o las limitaciones del espacio aéreo. Por ejemplo, un controlador de salida lo autorizará hasta la parte superior de su sector, pero deberá comunicarse con un controlador central para que lo autoricen más arriba.

El único requisito real relacionado con la duración del ascenso es que el ATC requiere que informe si no puede mantener su ascenso a un mínimo de 500 pies/minuto. Si informa que no puede cumplir con esto, es posible que lo nivelen, pero no se requiere un tiempo mínimo en ninguna nivelación intermedia antes de alcanzar la altitud de crucero final.

Tengo entendido que algunos aviones escalarán por razones de eficiencia de combustible en ciertos pesos. (y/o debido a la tasa de ascenso) Sin embargo, subir escalones por este motivo no sería reglamentario ni impuesto por ATC, sería una política de la aerolínea o solicitado por el piloto.

Bien, entonces mi comprensión de la regla hemisférica probablemente esté de alguna manera equivocada. Descubrí que bajo las reglas de vuelo visual (VFR) o por instrumentos (IFR), uno tiene que apegarse a ciertos niveles de vuelo de acuerdo con el rumbo de la aeronave, siempre que se encuentre en un espacio aéreo controlado. Entonces, ¿no es subir escalones una consecuencia lógica de esta regla? Y si no, ¿podría explicar cómo estas reglas (regla hemisférica y permitir el ascenso continuo) no son contradictorias?
@Sam: para su información, en realidad es el curso magnético de la aeronave lo que determina las reglas hemisféricas. (en caso de que el rumbo esté ajustado para el viento y estés acercándose a 355 pero a la deriva 005...) Tu comprensión de las reglas hemisféricas parece correcta, sin embargo, no estoy seguro de cómo se relaciona esto con la escalada de escalones. Si presento IFR en dirección oeste en FL 240, ¿por qué ATC necesitaría que me nivelara en el camino hacia arriba si puedo mantener 500 FPM hasta 240? (suponiendo que el tráfico no es un factor)
Entonces, básicamente, la duración del ascenso está relacionada solo con el requisito informal de mantener un RoC mínimo a 500 fpm. ¿No es extraño que esos requisitos de ascensión no estén concretados en una normativa específica? En cuanto a su último punto, me parece que la regla hemisférica está relacionada con la escalada de escalones, porque los "escalones" de nivel en los que vuela el avión están definidos por los FL definidos por esa regla. De hecho, si puede mantener 500 pies por minuto hasta arriba, no hay necesidad de nivelarse en el medio; Al parecer, lo único que limitaría un ascenso continuo sería no cumplir con un RoC mínimo.
FYI, el "requisito" de informar si no puede cumplir con 500FPM está realmente en el AIM, por lo que no es regulatorio en el sentido en que lo son los CFR. Pero todavía no entiendo muy bien cómo puedes pensar que subir escalones es una consecuencia lógica de las reglas de crucero hemisféricas. ¿Qué le hizo pensar primero que necesitaría estabilizarse durante un período de tiempo aleatorio a intervalos de 2000'? ¿Supongo que has volado en un avión en algún momento de tu vida? ¿Hizo esto?
Ah, ahora veo dónde no me aclaré. No pensé que tendrías que parar a intervalos de 2000 'al subir. Más bien, asumí que debido a la regla hemisférica, no se le permitiría ascender gradualmente (y lentamente) durante el crucero. Desde el punto de vista de la optimización de la trayectoria, este ascenso gradual a medida que quema combustible sería más eficiente en combustible. Sin embargo, parece que esto está inhibido por el requisito de volar a un nivel de vuelo específico. En cuanto a mi fondo; No he pilotado, pero he volado en avión como pasajero y estudio ingeniería aeronáutica.
Vale, ahora te entiendo. Sin embargo, debe nivelarse en algún momento, en lugar de volar un arco parabólico totalmente optimizado de algún tipo. La excepción sería si vuela con un perfil de combustible de emergencia "bingo". Nuestros perfiles nos harían escalar a toda potencia, por lo que cierta altitud se basa en la distancia a un desvío, un tiempo mínimo en altitud y luego un descenso inactivo.
Normalmente se maneja así en RL (oc sólo cuando no hay tfc en conflicto): piloto saliendo, pide FL410. Lo autorizaremos a FL410 sin emitir una restricción de tarifa. Esto significa que realmente no nos importa si la tasa promedio será de 1000 fpm o 50 fpm. Si la velocidad es realmente baja, ocasionalmente sucede que la aeronave se nivelará durante el ascenso (también en FL376). Este es un procedimiento normal con la familia A320, sin dar una restricción de velocidad, ascenderá con una velocidad alta y luego se nivelará durante 10 segundos antes de volver a subir. Si es necesario coordinamos el ascenso de la aeronave con el siguiente sector
Si es necesario que la aeronave mantenga un buen régimen de ascenso lo diremos. Por ejemplo: "UAL123 ascenso FL390 a 500 pies/min o más". En caso de que sepamos que la aeronave funciona bastante bien, esto también puede ser de hasta 1500 pies/min ocasionalmente cuando sea necesario para subir por encima del tráfico.
¿Cuánto tiempo se permite tomar un tramo de ascenso en un segmento de vuelo de crucero de ascenso escalonado, de acuerdo con las regulaciones (FAA/EASA)?
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