PBN (Navigation basée sur la performance)
PBN (Navigation basée sur la performance, Performance Based Navigation)
1 Notions fondamentales sur la PBN
La Navigation basée sur la performance (PBN) est un nouveau concept d’exploitation proposé par l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI), sur la base de l’intégration des pratiques et normes techniques de la Navigation de zone (RNAV) et des performances de navigation requises (RNP) de différents pays. Elle combine les équipements de bord avancés des avions avec la navigation par satellites et d’autres technologies avancées, couvrant toutes les phases de vol, des routes aux zones terminales, jusqu’à l’approche et à l’atterrissage, offrant des méthodes de vol plus précises et sûres ainsi qu’un mode de gestion du trafic aérien plus efficace. Lors de sa 36e session en septembre 2007, l’Assemblée de l’OACI a officiellement demandé à tous les États contractants de passer, d’ici 2016, de manière mondiale cohérente et coordonnée, des modes de vol de navigation traditionnels basés au sol à la PBN.
En navigation traditionnelle, la réception des signaux provenant des stations de navigation au sol permet de guider les aéronefs par des vols vers ou loin de la station (radial). Les routes et les procédures de vol sont limitées par la disposition des stations de navigation au sol et les types d’équipements, avec une précision limitée ; les concepts d’exploitation et moyens techniques actuels ne peuvent pas résoudre les problèmes susmentionnés. Avec l’amélioration des capacités des équipements de bord et le développement continu de la navigation par satellites et d’autres technologies avancées, l’OACI a proposé le concept de « Navigation basée sur la performance (PBN = Performance Based Navigation) ». L’introduction de la PBN marque le passage d’une méthode de navigation basée sur les capteurs à une navigation basée sur la performance.
La PBN présente les avantages suivants par rapport aux procédures traditionnelles : • Guider l’aéronef avec précision, améliorant ainsi la sécurité de l’exploitation ; • Fournir un guidage vertical, permettant des procédures de descente continues et stables, réduisant le risque de collision contrôlée avec le sol ; • Améliorer les opérations toutes conditions météorologiques, garantissant la sécurité des opérations dans les aéroports à terrain complexe ; • Permettre des trajectoires de vol flexibles et optimisées, augmentant la charge marchande de l’avion, réduisant le temps de vol et économisant du carburant.
Le prototype de la PBN trouve son origine dans les concepts de RNAV (Navigation de zone) et de RNP (Performances de navigation requises). Ce concept a été proposé au début des années 1990 lorsque l’OACI a étudié et développé le nouveau système de navigation aérienne (FANS), initialement appliqué à la gestion de l’espace aérien et à l’espacement du trafic aérien pour les vols transocéaniques. Avec l’innovation constante des technologies de navigation de bord, la définition et la connotation de la PBN n’ont cessé d’évoluer. En s’appuyant sur l’intégration des résultats de recherche existants, l’OACI a formellement proposé le concept de navigation basée sur la performance en 2008, précisant que la RNAV et la RNP sont deux formes différentes de PBN, et leur champ d’application s’est étendu à toutes les phases de vol.
2 Spécifications de navigation Les spécifications de navigation PBN sont un ensemble d’exigences pour les aéronefs et les équipages nécessaires pour soutenir les opérations PBN dans un espace aérien désigné. Il existe deux types de spécifications de navigation :
- Spécifications RNP : Spécifications de navigation basées sur la navigation de zone, exigeant une surveillance et une alerte de performance, indiquées par le préfixe RNP, telles que RNP 4, RNP APCH.
- Spécifications RNAV : Spécifications de navigation basées sur la navigation de zone, n’exigeant pas de surveillance ni d’alerte de performance, indiquées par le préfixe RNAV, telles que RNAV 5, RNAV 1.
<img src=http://www.ani.aero/forum/download/file.php?id=12>
3 Navigation de zone RNAV La navigation de zone (RNAV) est une méthode de navigation qui existe depuis longtemps, permettant aux aéronefs de voler le long de n’importe quelle trajectoire de vol souhaitée dans la plage de couverture des équipements de navigation au sol ou spatiaux, ou dans la plage de fonctionnement des équipements de navigation autonomes de bord, ou dans les deux cas simultanément. Note : La navigation de zone comprend la navigation basée sur la performance, ainsi que d’autres opérations de navigation de zone n’atteignant pas les exigences de la navigation basée sur la performance.
4 Statut de la PBN en Chine continentale Fin 2013, il y avait 116 aéroports en Chine dotés de procédures PBN, représentant 60 % du nombre total d’aéroports de l’aviation civile chinoise. Depuis le 27 juin 2013, les opérations RNAV 2/5 et RNP 4 ont été mises en œuvre respectivement sur les routes telles que A461. Janvier 2010 Aéroport international de Guangzhou Baiyun Le premier à mettre en œuvre les opérations de navigation de zone (RNAV) Août 2011 Aéroport de Sanya Phoenix Le premier à mettre en œuvre les opérations RNP APCH Juin 2009 Aéroport de Lhasa Gonggar Le premier à mettre en œuvre les opérations RNP AR Avril 2012 Aéroport de Jiuzhai Huanglong Le premier à mettre en œuvre les opérations RNP AR publiques Les procédures de vol RNP AR de l’aéroport de Jiuzhai Huanglong ont réduit la portée et les exigences de traitement des obstacles, économisant environ 30 millions de yuans d’investissement. L’exploitation RNP AR de cet aéroport a résolu de manière efficace le problème des décollages et atterrissages à sens unique, permettant aux compagnies aériennes d’économiser près de 50 millions de yuans de coûts d’exploitation chaque année. La région du Sud-Ouest n’approuve plus les compagnies aériennes dépourvues de capacité RNP pour opérer dans les six aéroports de Lhasa, Jiuzhai, Bangda, Nyingchi, Ngari et Shigatse. Huit compagnies aériennes, dont Air China, China Eastern, China Southern, Sichuan Airlines, Chongqing Airlines, Hainan Airlines, West Air et Chengdu Airlines, mettent en œuvre des opérations RNP AR à l’aéroport de Jiuzhai. La région de Chine centrale promeut activement les opérations RNP APCH dans 8 aéroports, dont Sanya. La région du Nord-Ouest fait progresser solidement la mise en œuvre des opérations RNP APCH dans 5 aéroports, dont Yulin.
5 RNP AR La procédure RNP AR est une procédure nécessitant une autorisation spéciale : AR = Authority Required (Autorisation requise)
Avantages des procédures RNP AR
- Une zone protégée plus petite et une trajectoire de vol plus précise que pour le RNP APCH, améliorant ainsi la sécurité ;
- Éviter de manière flexible les terrains élevés, améliorant l’efficacité opérationnelle ;
- Exploiter le potentiel de performance de l’avion en poussant ses capacités à la limite, résolvant ainsi les problèmes de limitation réels ;
- Autres
Bases de conception des procédures traditionnelles et RNP APCH : DOC 8168, 9613 de l’OACI, etc. Pour tous les avions, il existe une série d’exigences claires « uniformes » concernant les virages, la montée, la franchissement d’obstacles, la navigation, etc. Base de conception du RNP AR : Performance de l’avion. Y compris les capacités de navigation, le système de gestion de vol, la certification de navigabilité, etc., jusqu’aux moindres détails, plus « personnalisé ».
Les procédures RNP AR incluent un type d’avion spécifique et un aéroport désigné Par conséquent, les procédures RNP AR sont souvent confiées directement par les compagnies aériennes pour être conçues, pour un certain type d’avion qu’elles exploitent dans un aéroport donné, relevant de la « sur mesure ».
6 Spécifications d’approche Le « Manuel sur la navigation basée sur la performance » fournit deux spécifications de navigation pour les opérations d’approche : l’approche RNP (RNP APCH) et l’approche RNP avec autorisation requise (RNP AR APCH). La spécification de navigation RNP APCH vise à répondre aux exigences opérationnelles globales de la RNP et permet aux aéronefs ayant des capacités RNP de base d’utiliser cette spécification de navigation sans autorisation opérationnelle. L’autre spécification de navigation, à savoir le RNP AR APCH, permet un niveau de performance de navigation plus élevé, mieux à même de gérer les problèmes rencontrés lors de l’arrivée aux aéroports dans des environnements encombrés d’obstacles, et peut améliorer la gestion du trafic aérien (ATM). Cette spécification de navigation exige que l’exploitant satisfasse à d’autres exigences en matière d’aéronefs et d’équipages et obtienne une autorisation opérationnelle de l’autorité nationale de régulation.
Le segment à rayon fixe jusqu’à un point (RF) : lors de la conception de la trajectoire de la procédure, l’utilisation de segments RF offre une plus grande flexibilité. Les segments RF peuvent apparaître à différentes phases de la procédure, y compris le segment final, et le cas échéant, les capacités requises pour le segment RF seront indiquées sur la carte d’approche. Comme la conception de la procédure peut choisir d’utiliser ou non des segments RF, il doit être spécifiquement mentionné dans l’autorisation de l’exploitant que ce dernier a la capacité d’effectuer des procédures comprenant des segments RF.
Le RNP APCH peut être défini comme une procédure d’approche RNP exigeant une erreur totale du système horizontal de +/- 1 mille marin pendant les segments initial, intermédiaire et de remise des gaz (MAS), et une erreur totale du système horizontal de +/- 0,3 mille marin pour le segment d’approche finale.
Le RNP AR APCH peut être défini comme une procédure d’approche RNP exigeant une erreur totale du système horizontal aussi faible que +/- 0,1 mille marin sur n’importe quel segment de la procédure d’approche. Les procédures RNP AR APCH exigent également le maintien d’une précision verticale spécifique, comme décrit au chapitre 6, volume II du « Manuel sur la navigation basée sur la performance ». La référence verticale pour les procédures RNP AR est le point de seuil de piste (LTP). Les normes RNP AR APCH s’appliquent uniquement aux aéronefs et exploitants qui respectent les autres exigences de certification, d’approbation et de formation prescrites. Les procédures RNP AR APCH ne sont publiées que si la sécurité opérationnelle peut être maintenue ou améliorée et que des avantages opérationnels importants peuvent être obtenus. Pour plus d’informations sur les exigences de certification et d’approbation du RNP AR, consultez le « Manuel sur la navigation basée sur la performance ». Lors de l’utilisation des normes contenues dans ce manuel, la valeur RNP indique le degré de protection des obstacles associé à cette valeur RNP. La valeur RNP est utilisée pour déterminer la valeur de demi-largeur (exprimée en milles marins) de la zone protégée associée à un segment couvert par une procédure aux instruments.
http://www.caac.gov.cn/dev/fbs/xjsyy/201110/P020111010539500077595.pdf
http://www.google.com/patents/CN102867073A?cl=zh
http://www.jasma.jp/reports.html
http://polar-rte.way-nifty.com/blog/2013/02/ifr-ebeb.html
http://www.icao.int/Meetings/PBN-Symposium/Documents/9905_cons_zh.pdf