Aproximación controlada desde el suelo - Ground-controlled approach

En aviación, una aproximación controlada en tierra ( GCA ) es un tipo de servicio proporcionado por los controladores de tráfico aéreo mediante el cual guían a la aeronave a un aterrizaje seguro, incluso en condiciones meteorológicas adversas, basándose en imágenes de radar primarias. Por lo general, un GCA utiliza información de un radar de aproximación de precisión (PAR, para aproximaciones de precisión con guía de trayectoria de planeo vertical) o un radar de vigilancia de aeropuerto (ASR, que proporciona una aproximación de radar de vigilancia de no precisión sin guía de trayectoria de planeo). El término GCA puede referirse a cualquier tipo de aproximación guiada por radar terrestre, como PAR, PAR sin senda de planeo o ASR. Cuando se proporciona guía tanto vertical como horizontal desde el PAR, la aproximación se denomina aproximación de precisión. Si no se proporciona una ruta de planeo PAR, incluso si se usa equipo PAR para guía lateral, se considera una aproximación que no es de precisión.

Historia

Experimentos tempranos

El concepto de GCA fue desarrollado originalmente por el físico nuclear Luis Álvarez . Originalmente de la Universidad de California, Berkeley , en 1941, Alverez fue invitado a unirse al recientemente inaugurado Laboratorio de Radiación del MIT . El "RadLab" se había formado para desarrollar sistemas de radar basados ​​en el magnetrón de cavidad , revelado por sus inventores del Reino Unido durante la Misión Tizard a finales de 1940. Cuando Alverez llegó a Boston , el RadLab ya había desarrollado un prototipo de un nuevo anti -Radar de aeronave conocido como XT-1. XT-1 tenía la capacidad de rastrear automáticamente un objetivo seleccionado una vez "bloqueado" . Las versiones de producción del XT-1 comenzarían a entregarse en 1944 como el famoso SCR-584 .

Alverez también era piloto de avioneta y estaba al tanto de los problemas para aterrizar aviones con mal tiempo. Rápidamente preguntó si el XT-1 podría usarse para esta función; una vez fijado a una sola aeronave, el operador del radar podía leer las pantallas del radar y dar instrucciones al piloto para que hablara con ellos hasta un punto cercano a la pista. El 10 de noviembre de 1941, se le concedió tiempo en el XT-1 y midió con éxito la posición de un avión de aterrizaje con la precisión requerida. En la primavera de 1942, el XT-1 se trasladó a Elizabeth City, Carolina del Norte , donde la ruta de aterrizaje se extendía sobre el estuario del río Pasquotank . Aquí el sistema demostró ser incapaz de distinguir entre la aeronave y su reflejo en el agua.

Nuevos escáneres

XT-1 se basó en el concepto de escaneo cónico , que aumenta en gran medida la precisión angular del radar al girar el rayo alrededor de un patrón en forma de cono de unos 15 grados de ancho. Esto provocó que el rayo barriera periódicamente el agua cuando apuntaba cerca del horizonte, lo que a menudo era el caso cuando la aeronave se acercaba al suelo.

En mayo de 1942 se desarrolló una nueva metodología, que combinaba un radar de vigilancia aeroportuaria (ASR) de banda S que llevó la aeronave al área general del aeropuerto, y un segundo radar de banda X , el radar de aproximación de precisión (PAR), con antenas para guiado vertical y horizontal que se movían de tal manera que no se veía el suelo.

El primer ejemplo del nuevo sistema, conocido como Mark I, comenzó a probarse en noviembre de 1942. Una versión mejorada adicional, Mark II, reemplazó las antenas de escaneo mecánico con una "caja de compresión" de guía de ondas que realizaba el mismo escaneo sin que las antenas se movieran. Mark II también introdujo los "indicadores de posición de plan parcial expandido", que luego fue reemplazado por el nombre más simple de "exploración beta".

Primeros pedidos

Para cuando Mark II estuvo listo, la Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU. Ya había desplegado ampliamente el sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS) SCS-51 para esta función, y no mostraron interés en el nuevo sistema. Sin embargo, en junio de 1942, la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico ordenó diez ejemplos de todos modos, dando el contrato a Gilfillan Brothers en Los Ángeles.

Mientras tanto, seguí probando con el Mark I. En noviembre de 1942 se trasladó a la Estación de la Guardia Nacional Aérea de Quonset Point, donde Álvarez comenzó a disparar aproximaciones utilizando el sistema. El alférez de la Marina Bruce Giffin enjabonó el parabrisas de su SNB para demostrar su confianza en el sistema. El 1 de enero de 1943, un PBY Catalina consolidado casi se había quedado sin combustible y se vio obligado a aterrizar a pesar del mal tiempo. El operador Mark I convenció al PBY para que aterrizara con éxito, el primer "guardado".

Esta historia llamó la atención del Pentágono , y el 14 de febrero de 1943 se llevó a cabo una manifestación en el Aeropuerto Nacional de Washington . Esto resultó en un contrato inmediato del Cuerpo de Señales del Ejército para 57 ejemplos de lo que llamaron el MPN-1A de Gilfillan mientras La Marina de los EE. UU. Colocó un segundo contrato por 80 MPN-IC de Bendix Radio. Siguieron varias órdenes adicionales, incluida una orden del Ejército de 200 de ITT .

Interés del Reino Unido

El Reino Unido se mantuvo en estrecho contacto con sus homólogos de RadLab e inmediatamente expresó su interés en el sistema. El Reino Unido había desarrollado su propio sistema de aproximación de baja precisión basado en el concepto de haz de Lorenz , que se basaba únicamente en un receptor de radio de audio normal. Este sistema, el sistema de baliza de aproximación ciega , solo proporcionaba guía horizontal y no era lo suficientemente preciso como para usarlo en un sistema de aterrizaje primario. ILS ofrecía la precisión y la guía vertical requeridas, pero requeriría agregar nuevas radios e instrumentos a cada aeronave. Como GCA también requería solo un receptor de radio normal para operar, sería mucho más fácil de usar con una gran flota de bombarderos.

En junio de 1943, Mark I fue enviado al Reino Unido a bordo del acorazado HMS Queen Elizabeth y emplazado en la RAF Elsham Wolds para realizar pruebas. Durante los meses siguientes se realizaron más de 270 aproximaciones, incluido el regreso de 21 Avro Lancaster en misión operativa la noche del 23 de agosto. Esto llevó a una solicitud de préstamo y arriendo de un radar GCA para cada aeródromo del Comando de Bombarderos de la RAF . Esta orden ayudó a cimentar el interés de Estados Unidos en el sistema, y ​​acordaron dejar el prototipo en el Reino Unido.

Envíos y uso de posguerra

Los primeros ejemplos de la producción AN / MPN-1A se entregaron al Ejército en el otoño de 1944. La primera unidad operativa se colocó en Verdún en diciembre. Las unidades pronto fueron entregadas al Pacífico, instaladas en Iwo Jima . Al final de la guerra, la mayoría de los aeródromos de Europa y el Pacífico tenían uno.

A principios de 1946, se entregaron tres MPN-1 excedentes a la Junta de Aeronáutica Civil y se colocaron en el Aeropuerto Nacional de Washington , el Aeropuerto LaGuardia y Chicago-Midway . Esto dio lugar a nuevos pedidos de versiones más desarrolladas de los sistemas ASR y PAR.

Visión general

La aproximación controlada desde tierra es la técnica de tráfico aéreo más antigua para implementar completamente el radar para dar servicio a un avión. El sistema era simple, directo y funcionaba bien, incluso con pilotos no entrenados previamente. Requiere una comunicación estrecha entre los controladores de tráfico aéreo en tierra y los pilotos en las aeronaves que se aproximan. Solo se guía un piloto a la vez (máx. 2 en determinadas circunstancias). Los controladores monitorean los sistemas de radar de aproximación de precisión dedicados , para determinar el rumbo y la altitud precisos de la aeronave que se aproxima. Los controladores luego proporcionan instrucciones verbales por radio a los pilotos para guiarlos hacia un aterrizaje. Las instrucciones incluyen correcciones de velocidad de descenso (trayectoria de planeo) y rumbo (rumbo) necesarias para seguir la trayectoria de aproximación correcta.

Un Sea King de la Marina de los EE. UU. Hace un acercamiento controlado desde tierra, 1964.

Se muestran dos pistas en el alcance del radar de aproximación de precisión (PAR):

  • Azimut, que muestra la posición de la aeronave en relación con la trayectoria de aproximación horizontal.
  • Elevación, que muestra la posición vertical relativa a la senda de planeo publicada.

Al seguir los comandos del controlador para mantener la aeronave que aterriza tanto en la trayectoria de planeo como en la línea central de aproximación, un piloto llegará precisamente sobre la zona de aterrizaje de la pista. Para asegurar la integridad continua de la comunicación por radio, se requiere que los controladores realicen transmisiones de radio a ciertos intervalos mínimos dependiendo del tipo de flujo de aproximación y la fase de la aproximación. Para aterrizar, los pilotos deben tener la pista o el entorno de la pista a la vista antes de alcanzar la "altura de decisión", para las aproximaciones PAR (generalmente 100-400 pies por encima de la zona de toma de contacto de la pista) o antes del "Punto de aproximación frustrada" para los no -enfoques de precisión. La visibilidad mínima publicada y la altura de decisión / altitud mínima de descenso varían según la iluminación de la pista y la aproximación, los obstáculos en el corredor de aproximación, el tipo de aeronave y otros factores. Los pilotos de vuelos de ingresos deben demostrar periódicamente la competencia en la aproximación PAR, y los controladores de GCA deben realizar un número mínimo de tales aproximaciones en un año para mantener la competencia.

Debido a su naturaleza intensiva en mano de obra (normalmente se requiere un controlador GCA para cada aeronave en la aproximación final), los GCA ya no se usan ampliamente en los aeropuertos civiles y se están descontinuando en muchas bases militares. Sin embargo, los controladores de tráfico aéreo en algunos lugares de los Estados Unidos deben mantener moneda en su uso, mientras que la Fuerza Aérea Belga todavía usa el PAR para aproximaciones controladas desde tierra a diario. La OTAN ha mantenido activo a GCA mientras que la aviación civil adoptó el sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS). Las aproximaciones basadas en el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) que proporcionan guía tanto lateral como vertical se están generalizando, con mínimos de aproximación tan buenos o casi tan buenos como GCA o ILS. Los enfoques modernos de ILS y GPS eliminan la posibilidad de error humano del controlador y pueden servir a muchos aviones al mismo tiempo. El enfoque controlado desde tierra es útil cuando la aeronave que se aproxima no está equipada con sofisticadas ayudas a la navegación, y también puede convertirse en un salvavidas cuando las ayudas a la navegación a bordo de la aeronave no funcionan, siempre que funcione una radio de comunicación. A veces, los pilotos calificados también solicitan el enfoque controlado en tierra basado en PAR cuando se enfrentan a una emergencia a bordo para aligerar su carga de trabajo. En los Estados Unidos, las aproximaciones por instrumentos deben ser monitoreadas por un PAR (si existe uno con un rumbo de aproximación final coincidente) durante ciertas condiciones, como tiempos de oscuridad o mal tiempo, dependiendo de la agencia de control (USAF, US Army, USN o FAA). o por solicitud del piloto.

Los enfoques controlados desde tierra se han representado en varias películas, incluyendo Strategic Air Command , The Big Lift , Airport , Julie y Skyjacked .

La novela Glide Path de Arthur C. Clarke ficticia el desarrollo original de GCA.

Clarke contribuyó a la aplicación temprana de GCA. GCA se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial para permitir que los pilotos regresaran a la base para aterrizar de manera segura cuando la visibilidad era escasa. Fue esencial para mantener el flujo de suministros durante el puente aéreo de Berlín en 1948-1949.

Ver también

Referencias

enlaces externos