Sistema de navegación aérea del futuro

El Sistema de Navegación Aérea del Futuro ( FANS ) es un sistema de aviónica que proporciona comunicación de enlace de datos directo entre el piloto y el controlador de tráfico aéreo . Las comunicaciones incluyen autorizaciones de control de tráfico aéreo, solicitudes del piloto e informes de posición. ^{[ 1 ]} En las aeronaves Airbus A320 equipadas con FANS-B , una Unidad de Servicios de Tráfico Aéreo (ATSU) y una radio de enlace de datos VHF (VDR3) en el rack de aviónica y dos unidades de control y visualización de enlace de datos (DCDU) en la cabina permiten a la tripulación de vuelo leer y responder los mensajes de comunicaciones de enlace de datos controlador-piloto (CPDLC) recibidos desde tierra. ^{[ 2 ]}

El sistema mundial de control del tráfico aéreo aún utiliza componentes definidos en la década de 1940, tras la reunión de Chicago de 1944 que dio origen a la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI). Este sistema tradicional de control del tráfico aéreo emplea sistemas de radio analógicos para la comunicación, navegación y vigilancia (CNS) de las aeronaves.

La capacidad del control de tráfico aéreo para supervisar las aeronaves se veía rápidamente superada por el auge del vuelo como medio de transporte. Con el fin de mejorar las comunicaciones, la navegación, la vigilancia y la gestión del tráfico aéreo, la OACI creó estándares para un sistema futuro. Este sistema integrado, conocido como Sistema Futuro de Navegación Aérea (FANS, por sus siglas en inglés), permite a los controladores desempeñar un papel de supervisión más pasivo mediante una mayor automatización y la navegación por satélite.

En 1983, la OACI creó el Comité Especial sobre el Futuro Sistema de Navegación Aérea (FANS), encargado de desarrollar los conceptos operativos para el futuro de la gestión del tránsito aéreo (ATM). El informe FANS se publicó en 1988 y sentó las bases de la estrategia futura del sector para la ATM mediante sistemas de navegación aérea digitales (CNS) que utilizan satélites y enlaces de datos. Posteriormente, se inició el desarrollo de las normas técnicas necesarias para materializar el concepto FANS.

A principios de la década de 1990, Boeing anunció un producto FANS de primera generación conocido como FANS-1. Este se basaba en el trabajo técnico inicial de la OACI sobre vigilancia dependiente automática (ADS) y comunicaciones de enlace de datos entre controlador y piloto (CPDLC) , y se implementó como un paquete de software en la computadora de gestión de vuelo del Boeing 747-400 . Utilizaba las comunicaciones ACARS existentes basadas en satélites ( servicio Inmarsat Data-2) y estaba dirigido a operaciones en la región oceánica del Pacífico Sur. El despliegue de FANS-1 se justificó inicialmente por mejorar la selección de rutas y, por lo tanto, reducir el consumo de combustible.

Posteriormente, Airbus desarrolló un producto similar (FANS-A) para los aviones A340 y A330 . Boeing también amplió la gama de aeronaves compatibles para incluir los Boeing 777 y 767. En conjunto, ambos productos se conocen como FANS-1/A . Los principales estándares de la industria que describen el funcionamiento de los productos FANS-1/A son ARINC 622 y EUROCAE ED-100/ RTCA DO-258. Tanto el nuevo Airbus A380 como el Boeing 787 cuentan con capacidad FANS-1/A.

Los servicios de control de tráfico aéreo (ATC) ahora se prestan a aeronaves equipadas con FANS 1/A en otros espacios aéreos oceánicos, como el Atlántico Norte. Sin embargo, aunque muchas de las deficiencias conocidas de FANS-1/A con respecto a su uso en espacios aéreos de alta densidad se abordaron en versiones posteriores del producto (FANS-1/A+), nunca se ha adoptado completamente para su uso en el espacio aéreo continental. El trabajo de la OACI continuó después del anuncio de FANS-1 y siguió desarrollando los conceptos de CNS/ATM. El estándar de la OACI para CPDLC que utiliza la Red de Telecomunicaciones Aeronáuticas (ATN) es el preferido para el espacio aéreo continental y actualmente está siendo desplegado en el espacio aéreo europeo central por la Agencia EUROCONTROL en el marco del Programa LINK2000+. El transporte obligatorio del sistema compatible con la OACI es ahora objeto de una Regla de Implementación (para aeronaves que vuelan por encima de FL280) emitida por la Comisión Europea . Esta regla contempla el uso de FANS-1/A por aeronaves de largo recorrido. Todos los demás usuarios del espacio aéreo deben ser compatibles con la OACI.

Varios proveedores ofrecen productos compatibles con ICAO ATN/CPDLC. El producto compatible con ICAO de Airbus para la familia A320 se conoce como FANS-B. Rockwell Collins , Honeywell y Spectralux ofrecen productos compatibles con ICAO para aeronaves Boeing, como el Boeing 737 y el 767 , y el Boeing 787 también será compatible con comunicaciones compatibles con ICAO ATN/CPDLC. Las principales normas que describen el funcionamiento de los productos compatibles con ICAO son el Manual Técnico de ICAO, los documentos ICAO 9705 y 9896, Eurocae ED-110B/RTCA DO-280B y Eurocae ED-120/RTCA DO-290.

Las aeronaves se operan utilizando dos métodos principales: control positivo y control procedimental .

El control positivo se utiliza en áreas con radar, por lo que comúnmente se le conoce como control por radar. El controlador "ve" los aviones en el área de control y utiliza la comunicación por radio VHF para dar instrucciones a las tripulaciones y garantizar la separación. Debido a que la posición de las aeronaves se actualiza con frecuencia y el contacto por radio VHF es oportuno, los estándares de separación (la distancia que debe haber entre dos aeronaves) son menores. Esto se debe a que el controlador de tráfico aéreo puede detectar problemas y emitir instrucciones correctivas a múltiples aviones de manera oportuna. Los estándares de separación determinan la cantidad de aviones que pueden ocupar un determinado volumen de espacio aéreo.

El control procedimental se utiliza en áreas (oceánicas o terrestres) que no cuentan con radar. El concepto FANS se desarrolló para mejorar la seguridad y la eficiencia de los aviones que operan bajo control procedimental. Este método utiliza procedimientos basados ​​en el tiempo para mantener separadas a las aeronaves. El estándar de separación se determina por la precisión de las posiciones reportadas, la frecuencia de los informes de posición y la puntualidad de la comunicación con respecto a la intervención. La separación procedimental no FANS utiliza sistemas de navegación inercial para la posición, informes de voz de la tripulación de vuelo sobre la posición (y el tiempo del siguiente punto de referencia) y radio de alta frecuencia para la comunicación. Los sistemas INS tienen un error introducido por la deriva después de la alineación inicial. Este error puede aproximarse a 10 nmi (19 km) .  

La comunicación por radio HF implica contactar a un operador de HF que transcribe el mensaje y lo envía al proveedor de servicios de control de tráfico aéreo (ATC) correspondiente. Las respuestas del ATC se envían al operador de radio HF, quien contacta al avión. La calidad de la voz en la conexión suele ser deficiente, lo que provoca mensajes repetidos. El operador de radio HF también puede verse saturado de solicitudes de comunicación. Esto conlleva procedimientos que mantienen a los aviones separados hasta 100 millas náuticas (190 km) lateralmente, 10 minutos en la estela y 1200 metros (4000 pies ) de altitud. Estos procedimientos reducen el número de aviones que pueden operar en un espacio aéreo determinado. Si la demanda del mercado obliga a las aerolíneas a operar simultáneamente en una ruta, esto puede provocar congestión del espacio aéreo, que se gestiona retrasando las salidas o separando los aviones por altitud. Esto último puede resultar en una operación muy ineficiente debido a tiempos de vuelo más largos y un mayor consumo de combustible.    

El concepto FANS implica mejoras en los sistemas de comunicación, navegación y vigilancia (CNS).

Los clientes que operan aeronaves necesitan conectar sus aeronaves compatibles con FANS 1/A tanto a la ATN (Red de Telecomunicaciones Aeronáuticas) como a la red satelital Iridium y/o Inmarsat . Los operadores de aeronaves comerciales suelen conectar su flota de largo recorrido y cuentan con personal dedicado para supervisar y mantener el enlace satelital y terrestre, mientras que los operadores de aeronaves comerciales y militares contactan a empresas como AirSatOne para la puesta en marcha inicial del sistema, la realización de pruebas de funcionalidad y el soporte continuo. AirSatOne ofrece servicios avanzados de FANS 1/A a través de su cartera de productos Flight Deck Connect ^{[ 3 ]} . Flight Deck Connect incluye una conexión a los satélites Iridium y/o Inmarsat para FANS 1/A (a través de enlace de datos ) y servicios de voz de seguridad ^{[ 4 ]} , junto con servicios auxiliares ( AFIS / ACARS) como información meteorológica, estado del motor/estructura de la aeronave e informes de fallas.

Algunos de los proveedores de servicios más avanzados, como AirSatOne y ARINC, ofrecen servicios de prueba FANS 1/A. Cuando una aeronave se equipa con equipos FANS 1/A, ya sea a través del Certificado de Tipo o del proceso STC, el equipo debe demostrar el cumplimiento con AC 20-140B para su aprobación operativa. Por ejemplo, AirSatOne ofrece pruebas a través de la red satelital y ATN para respaldar la funcionalidad FANS 1/A de acuerdo con RTCA DO-258A/ED-100A y proporciona informes de prueba para cumplir con los requisitos de RTCA DO-258A/ED-100A, RTCA DO-306/ED-122 y la Circular Consultiva AC 20-140B de la FAA. ^{[ 5 ]} AirSatOne también proporciona la puesta en servicio inicial del sistema en cada aeronave, pruebas de resolución de problemas y verificaciones de mantenimiento previas al vuelo para probar la funcionalidad FANS 1/A ya sea mensualmente o antes del vuelo en el entorno FANS.

El 20 de junio de 1995, un Boeing 747-400 de Qantas (VH-OJQ) se convirtió en la primera aeronave en obtener la certificación del sistema FANS-1 de Rolls-Royce mediante certificación remota de tipo (RTC) en Sídney, Australia. Posteriormente, el 21 de junio, se realizó el primer vuelo comercial de Sídney a Los Ángeles. Más tarde, Air New Zealand certificó el sistema FANS-1 de General Electric , y United Airlines certificó el sistema FANS-1 de Pratt & Whitney .

El 24 de mayo de 2004, un Boeing Business Jet completó el primer vuelo transatlántico de un avión de negocios equipado con FANS. La aeronave aterrizó en la Convención y Exposición Europea de Aviación de Negocios (EBACE) en Ginebra, Suiza. El vuelo sin escalas, de ocho horas de duración y 4000 millas náuticas (7400 km), con origen en el Aeropuerto Internacional Gary/Chicago en Gary, Indiana, formó parte de una prueba de tráfico transatlántico llevada a cabo por la Agencia Central de Monitoreo de FANS (FCMA). 

En agosto de 2010, Aegean Airlines se convirtió en la primera aerolínea en comprometerse a modernizar su flota de Airbus A320 con un sistema de modernización FANS-B+ ofrecido por Airbus . ^{[ 6 ]}

• comunicaciones de enlace de datos entre el controlador y el piloto
• VENTILADORES-1/A
• Sistema de Comunicaciones, Direccionamiento e Informes de Aeronaves (ACARS)
• Red de Telecomunicaciones Aeronáuticas (ATN)
• Vigilancia dependiente automática – transmisión

• Introducción a FANS-1/A
• Página de información para aficionados
• Programa Enlace Europeo 2000+