Aproximação da pista: como os pilotos encontram seu caminho com segurança para o solo?

Voar pela metade do caminho ao redor do mundo é ótimo, mas a menos que você possa encontrar com precisão o caminho para as últimas centenas de metros até a pista, é um pouco inútil. Quando o tempo está bom, os pilotos podem ver o aeroporto a vários quilômetros de distância. No entanto, o que fazemos quando há pouca nuvem ou neve reduzindo a visibilidade? Felizmente, a maioria dos aeródromos possui algum tipo de sistema de aproximação que nos permite descer com segurança a aeronave em direção à pista.

O que impede os pilotos de fazerem uma abordagem?

Para cada abordagem a uma pista, existem critérios meteorológicos mínimos que os pilotos devem obedecer legalmente. Isso é para garantir a segurança da aeronave e evitar que os pilotos “arrisquem” na esperança de que ainda possam pousar.

Este critério varia de abordagem para abordagem, de pista para pista e de aeronave para aeronave. Existem dois elementos para a abordagem: a visibilidade e a Altitude Mínima de Descida (MDA)/Altitude de Decisão (DA). Esses valores são publicados na parte inferior do gráfico de abordagem relevante que está disponível para os pilotos.

A precisão da abordagem determina o quão perto os pilotos podem chegar da pista

A visibilidade é o fator definidor, o limite legal ditando se podemos ou não iniciar a abordagem. Se a visibilidade informada pelo aeródromo estiver abaixo do mínimo na carta, não temos permissão para iniciar a abordagem. É preto e branco.

O MDA/DA é a altitude até a qual temos permissão para voar a aeronave antes de tomar uma decisão. Se nesse ponto pudermos ver a pista, podemos continuar pousando. Do contrário, devemos dar uma volta e voltar para o céu.

Se a visibilidade relatada for boa o suficiente, mas a base da nuvem for inferior ao MDA/DA, ainda podemos iniciar uma abordagem. Porém, faremos isso sabendo que há uma chance muito alta de não ver a pista no ponto de decisão e ter que fazer uma volta.

O que foi usado no passado - VOR / NDB

Um alcance omnidirecional de frequência muito alta (VOR) é um tipo de farol de navegação por rádio de curto alcance que emite um sinal. Aeronaves equipadas com o equipamento certo são capazes de captar este sinal e não apenas determinar onde o farol está, mas também a que distância estão dele. A distância é quantificada como Equipamento de Medição de Distância - DME.

Os VORs já existem há um bom tempo e foram desenvolvidos pela primeira vez na década de 1930, entrando em serviço em meados dos anos 1940. A melhor característica dos VORs em relação aos antigos beacons de navegação é que o sinal é verdadeiro e forte. Os tipos mais antigos estavam sujeitos à interferência da atmosfera e forneciam apenas direção, não distância.

Os VORs permitem que os pilotos determinem sua orientação e distância do farol

Como o sinal emitido pelos VORs é enviado em linha reta, eles são limitados pela linha de visão - eles continuam no espaço conforme a terra se curva abaixo deles. Como resultado, para uma aeronave no cruzeiro, eles só são úteis em cerca de 140 milhas. No entanto, esse alcance é suficiente para permitir que as aeronaves voem de um farol para outro enquanto ziguezagueavam ao redor do mundo.

Os VORs se tornaram muito úteis nos estágios finais de abordagem, quando há pouca nuvem.

Ao colocar um VOR em ou próximo a um campo de aviação, os pilotos são capazes de voar em direção ao farol a partir de uma determinada direção e ter bastante confiança em sua posição. Então, usando o DME para determinar a que distância estão do farol, os pilotos podem então começar a descer em direção ao campo de aviação.

Uma boa vantagem de um VOR é que a abordagem não precisa ser direta em direção à pista. Em campos de aviação onde há colinas na linha central estendida da pista, os pilotos podem voar em direção ao campo de aviação em um ângulo que os mantém longe do terreno. Uma vez fora da nuvem e com a pista à vista, eles podem virar a aeronave para alinhá-la com a pista.

As abordagens VOR tendem a ser encontradas em aeroportos menores, onde as instalações são limitadas. Eles são bastante comuns nos aeroportos ao redor das ilhas gregas.

Uma abordagem VOR em Heraklion, Grécia. O ângulo de aproximação é diferente do da pista, mantendo a aeronave afastada do terreno

Há, no entanto, uma desvantagem principal nas abordagens de VOR: a precisão.

Ao voar ao redor da Terra a 36.000 pés, estar uma ou duas milhas fora do caminho não é um grande problema. No entanto, quando você está tentando abrir caminho entre colinas ao se aproximar da terra, a precisão é tudo. Como resultado, os mínimos nas abordagens de VOR tendem a ser muito conservadores. Não é incomum exigir vários milhares de metros de visibilidade para iniciar a abordagem e ter um MDA de cerca de 600 pés, ou mais, acima do solo.

Isso é bom quando o tempo está decente, mas não é bom quando o clima de inverno está bom. O que você precisa é de algo mais robusto, que permitirá aos pilotos voar mais baixo com pior visibilidade.

O que é usado agora - ILS

Voe para qualquer grande aeroporto internacional e eu terei certeza de dizer que você voou em um ILS - Instrument Landing System - abordagem. Desenvolvido para dar maior precisão na aproximação da pista, as melhores aproximações ILS permitem que os pilotos voem com suas aeronaves até a pista, sem a necessidade de ver o solo externamente.

O ILS consiste em dois feixes de rádio que se projetam da área ao redor da pista até o caminho de abordagem. Esses sinais são então captados na aeronave pelo receptor ILS, que os exibe nas telas da cabine de comando.

O primeiro sinal é o localizador, irradiando das antenas que ficam no final da pista. Isso mostra aos pilotos onde a aeronave está em relação à linha central. O segundo sinal vem das antenas ao lado da pista, a cerca de 300 metros da cabeceira da zona de toque. Este é o glideslope e envia outro feixe para o céu, normalmente em um ângulo de três graus para guiar a aeronave verticalmente para o ponto correto de toque.

A maioria das abordagens ILS são feitas com o piloto automático fazendo o vôo e os pilotos monitorando os sistemas. Quando as referências visuais necessárias forem vistas, o piloto em voo desconectará o piloto automático e pousará a aeronave manualmente.

Cat I ILS

Em sua forma mais básica, um ILS de Categoria Um (CAT I) permite que a aeronave inicie uma aproximação com apenas 550 metros de visibilidade relatada e um DA de 200 pés acima do solo. Isso normalmente será suficiente em 99% das condições climáticas que um campo de aviação experimentará em um ano. Como resultado, as abordagens CAT I ILS são encontradas em todos os principais aeroportos internacionais e são o tipo padrão usado.

Dito isso, alguns aeroportos estão tão ocupados que se as condições forem piores do que 550 metros de visibilidade, toda a operação de vôo terá que ser encerrada. Para lidar com essas situações, existem outros tipos de abordagens ILS disponíveis.

Os vários mínimos para a abordagem ILS para a pista 30R em Dubai

CAT II ILS

Quando o tempo realmente fecha, o método padrão de relatar a visibilidade não é bom o suficiente. Para dar leituras mais precisas da visibilidade, um dispositivo especial denominado transmissômetro mede o Alcance Visual da Pista - RVR.

Em sua forma mais simples, o transmissômetro dispara uma fonte de luz entre um emissor e um sensor. Essa interação mede a “espessura” da umidade do ar e dá o RVR em metros.

Uma abordagem CAT II usa o mesmo sinal ILS do localizador e glideslope, mas existem proteções adicionais no local para preservar a integridade dos feixes ILS. Além disso, com uma abordagem CAT II, ​​em vez de usar o altímetro baseado em pressão (bastante preciso) para descer até o DA, os pilotos usam o rádio altímetro (muito preciso) para voar para uma altura de decisão (DH). O rádio-altímetro dispara um feixe de radar abaixo da aeronave para fornecer uma altura exata em que a aeronave está acima do solo.

Como resultado do aumento da precisão, as abordagens CAT II têm mínimos mais baixos, normalmente em torno de 300 metros RVR com um DA de 100 pés acima do solo. Esses mínimos reduzidos também significam que os pilotos normalmente deixam o piloto automático acionado até o toque e executam uma aterrissagem automática. Dito isso, caso haja uma falha no solo ou nos sistemas baseados em aeronaves, há referências visuais suficientes fora da janela para os pilotos ainda pousarem manualmente.

CAT IIIA e CAT IIIB ILS

Quando as coisas ficam realmente nebulosas, o máximo em precisão de navegação é necessário. Com uma abordagem CAT III, a aeronave pode pousar com um RVR de apenas 75 metros e sem DH - na verdade, não há necessidade de ver nada pela janela antes de pousar. Desnecessário dizer que as abordagens CAT III são sempre autolands.

Com uma abordagem CAT IIIB, existem redundâncias suficientes no sistema para ainda pousar com um RVR de 75 metros no caso de uma falha do sistema. Em uma abordagem CAT IIIB, certas falhas exigiriam que os pilotos voltassem a usar os mínimos CAT II. Se isso aconteceu mais tarde na abordagem, pode ser necessário dar uma volta. É exatamente por isso que pousos em mau tempo são realizados pelo piloto automático - ele dá aos pilotos a capacidade sobressalente para perceber falhas no sistema e tomar as medidas adequadas quando o tempo é apertado.

As abordagens do CAT III permitem que as aeronaves pousem com visibilidade de apenas 75 metros

O futuro - RNAV e GPS

Os sistemas ILS são ótimos porque oferecem uma precisão incomparável, mas sua principal falha é que a aproximação deve ser alinhada diretamente com a pista. Isso é bom para lugares como Dubai, onde a área ao redor do aeroporto é plana, mas não é ótimo para lugares cercados por colinas.

Para esses lugares, as abordagens VOR sempre costumavam ser o único método de fazer abordagens em nuvem, mas com o avanço da tecnologia GPS, um novo método de abordagem nasceu - abordagens RNAV.

Em sua forma básica, as abordagens RNAV permitem que as aeronaves usem a precisão de seus sistemas a bordo para fazer uma abordagem em um campo de aviação que não possui antenas físicas no solo. Isso significa que, em tese, uma aeronave pode se aproximar de qualquer aeroporto do mundo com a devida autorização.

Abordagens de RNAV

As abordagens RNAV usam uma série de waypoints GPS para guiar os pilotos lateralmente em direção à pista. Contanto que os sistemas a bordo da aeronave possam manter a precisão necessária (normalmente 0,3 milhas), os pilotos também podem descer de acordo com o perfil publicado nas cartas de aproximação.

Isso é ideal para aeroportos menores, pois eles não precisam pagar e continuar a manter os caros sistemas ILS no solo. Uma vez que a abordagem foi criada e autorizada pelas autoridades competentes, os pilotos podem simplesmente voar a abordagem publicada usando seu equipamento a bordo.

No entanto, quando as abordagens de RNAV realmente entram em ação é quando há terreno ao redor.

Abordagens AR (autorização necessária)

O crème de la crème das abordagens de aeródromo, as abordagens RNAV AR, permitem que os pilotos voem com suas aeronaves em terrenos mais acidentados e ainda se alinhem com a pista. Embora a abordagem seja publicada para que todos possam ver, o aspecto AR significa que cada companhia aérea deve receber a aprovação do regulador para voar aquela abordagem específica. Isso normalmente envolverá o treinamento no simulador para todos os pilotos antes que a aprovação seja concedida.

Embora os mínimos normalmente não sejam muito melhores do que uma abordagem VOR ou RNAV normal, a maior precisão de uma abordagem AR permite que as aeronaves pousem em lugares que normalmente seriam incapazes de fazê-lo. Um ótimo exemplo disso é em Innsbruck (INN), na Áustria, como pode ser visto no gráfico abaixo.

A abordagem RNAV AR em Innsbruck

Com a aproximação começando na extremidade oeste do vale, os pilotos instruem o piloto automático a fazer a aeronave voar através dos waypoints prescritos, virando o vale descendo, descendo conforme eles avançam. Embora a visibilidade necessária seja de 2.400 metros, a abordagem traz a aeronave com segurança a apenas 1.000 pés acima do campo de aviação.

Resultado

Colocar a aeronave com segurança na pista no destino é a principal tarefa de seus pilotos. Para fazer isso, há uma série de abordagens diferentes que poderíamos esperar voar, dependendo das instalações disponíveis no campo de aviação.

As abordagens de VOR foram inovadoras para a época, mas conforme a tecnologia avançava, sistemas mais precisos se tornaram disponíveis. As abordagens ILS são a norma para a maioria dos aeroportos principais agora, permitindo que aeronaves pousem com visibilidade de apenas 75 metros. No entanto, com o aumento da precisão e confiabilidade do GPS, as abordagens de RNAV estão se tornando mais comuns. Eles permitem que as aeronaves façam aproximações em campos de aviação onde antes eram incapazes, tudo sem o custo adicional dos sistemas de navegação terrestres. 

Fontes e imagens: Charlie Page (The Points Guy) / ej.edu.br