Gradiente ATC:
Novo desafio para os
operadores no Brasil?

IATA
Safety & Flight Operations
22 de Janeiro 2014
Sobre a IATA
A IATA – International Air Transport Association é a associação da indústria
do comércio global.
Fundada em 1...
Roteiro
O Problema
Cálculo do gradiente
Estudo de caso
Soluções possíveis
Sumário
O Problema
A IATA tem recebido reportes de operadores
internacionais referentes à impossibilidade de
cumprir gradientes AT...
O Problema
Em especial:
SBGR ; BGC 2A => 7.0%
SBGL ; EVRAD 1A => 8.3% (!)
Em sua maioria aeronaves wide-body:
B767,B777,B7...
Cálculo do Gradiente - ATC
Lembremos que o Gradiente ATC:
É calculado considerando recomendações
ICAO para SIDs e STARs, n...
Cálculo do Gradiente – All engines Climbout
Climb Speed
O Gradiente “médio” das aeronaves deve ser determinado
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Cálculo do Gradiente - A aeronave cumpre o mínimo ?
Resposta não é trivial pois devem-se considerar diversos parâmetros co...
Estudo de Caso – BGC2A (SBGR)
Operador frota Boeng 777-200/200ER/300/300ER em
SBGR.
Estudo preliminar de referência efetua...
Estudo de Caso – BGC2A (SBGR)
Apenas o 777-300ER cumpre o
perfil acima do gradiente ATC
(7%) no MTOW.
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Estudo de Caso – EVRAD1A (SBGL)
Mesmo operador (Boeng 777-200/200ER) em SBGL.

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ISA+10, calm wind.
1NM co...
Estudo de Caso – EVRAD1A (SBGL)
Nenhuma aeronave da frota
cumpre 8.3% !!!!
Pilotos devem informar ATC
quanto à impossibili...
Soluções Possíveis
A informação cálculo de gradiente disponível aos pilotos no
cockpit é na maioria das vezes vezes limita...
Sumário
A determinação do gradiente médio com todos os motores operantes não é
tarefa tão trivial quanto parece. O gradien...
“Represent, lead
and serve the
industry.”
José Alexandre.T.G. Fregnani
Assistant Director – Safety & Flight Operations
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  1. 1. Gradiente ATC: Novo desafio para os operadores no Brasil? IATA Safety & Flight Operations 22 de Janeiro 2014
  2. 2. Sobre a IATA A IATA – International Air Transport Association é a associação da indústria do comércio global. Fundada em 1945 possui 240 membros e compreende 84% do tráfego regular internacional. Nossa missão é representar, liderar e servir a indústria. A IATA entrega Padrões e Soluções para garantir um transporte aéreo seguro e bem-sucedido.
  3. 3. Roteiro O Problema Cálculo do gradiente Estudo de caso Soluções possíveis Sumário
  4. 4. O Problema A IATA tem recebido reportes de operadores internacionais referentes à impossibilidade de cumprir gradientes ATC nas SIDs. Após a introdução do PBN RJ&SP (13DEC2013). “… São Paulo recently changed their STARS and SIDs, and there seems to be marginal climb performance on the BGC2A SID. Previously, taking off on runway 09L, the Surf departure allowed for another 5 or 6 miles to climb past BCO up to 6000' prior to turning north toward the 7000' MSA. Now, the combination of a turn north at BCO and an airspeed restriction of 210 kts. at FL090 about 10 miles north of BCO, makes not only these restrictions tough to comply with under even relatively light weights and moderate temps., but also hard to make the subsequent restriction at BGC of FL160 roughly 18 miles later.” “ ….Captain xxxx flies GRU often and he mentioned these issues before our trip. Even at our -300 weight of only 637,000 lbs. and a moderate temperature of 22C, continuous thrust, and max angle of climb, it was difficult to achieve the restrictions”. Estaria isto relacionado a alguns RAs reportados ?
  5. 5. O Problema Em especial: SBGR ; BGC 2A => 7.0% SBGL ; EVRAD 1A => 8.3% (!) Em sua maioria aeronaves wide-body: B767,B777,B747,A330,A340. Diversas configurações aronave-motor. Pesos próximos ao MTOW. Gradiente com todos os motores operantes varia entre 5% a 10%, dependendo das condições operacionais. Minha aeronave cumpre ?
  6. 6. Cálculo do Gradiente - ATC Lembremos que o Gradiente ATC: É calculado considerando recomendações ICAO para SIDs e STARs, nas janelas de cruzamento. Conceitos – CCO, CDOs e four corners. Perfil vertical calculado em linha reta não considerando a variações do desempenho das aeronaves. Os FMS não dispõem de modelos acurados de desempenho em segmentos de aceleração e mudanças de configuração. Previsão de perfil vertical no solo para segmentos de Climbout pode conter imprecisões (tipicamente + / - 200ft). O FMS DEVE SER USADO COM CAUTELA !
  7. 7. Cálculo do Gradiente – All engines Climbout Climb Speed O Gradiente “médio” das aeronaves deve ser determinado considerando TODOS SEGMENTOS DE TRANSIÇÃO. (Max 250KIAS) (Acceleration towards CLBSPD) Flaps Retracted MSA Flaps Retraction on speed schedule. VFTO (Acceleration towards Vx) Flaps Retraction Altitude Flaps Up Manever Speed (Vx) / Green Dot ( CLB thrust) 100-600 ft/min V2+ (10 to 25) = 130 to 190KIAS TO Thrust tan (γ ) = Gradiente de Subida = h/d γ Liftoff (35’) End of TORA γ d h
  8. 8. Cálculo do Gradiente - A aeronave cumpre o mínimo ? Resposta não é trivial pois devem-se considerar diversos parâmetros com impacto no desempenho das aeronaves (Temperatura, peso, elevação, configuração, etc...) O gradiente “médio” requer a integração de diversos segmentos de subida, em diversas configurações. Estudos preliminares devem ser efetuados antes de se partir para soluções sofisticadas. Razao de Subida Requerida gradiente (% / ft per NM) 2.0% 122 3.3% 201 4.0% 243 5.0% 304 6.0% 365 7.0% 426 8.0% 487 9.0% 548 10.0% 609 11.0% 671 12.0% 732 13.0% 794 14.0% 856 15.0% 918 210 425 702 851 1064 1277 1491 1705 1919 2133 2348 2564 2780 2996 3213 GROUND SPEED (kt) 220 230 240 446 466 486 735 769 802 891 932 972 1115 1165 1216 1338 1399 1460 1562 1633 1704 1786 1867 1948 2010 2101 2193 2235 2336 2438 2460 2572 2684 2686 2808 2930 2912 3044 3177 3139 3281 3424 3366 3519 3672 Cenário provável (aeronaves a jato com a tecnologia atual) 250 506 836 1013 1267 1520 1775 2029 2284 2540 2795 3052 3309 3567 3825 Zona 1 - Desempenho com 1 motor inoperante Emergencia Zona 2 - Aeronaves limitadas Voos internacionais de longo por MTOW curso (mais de 5h de duração). Zona 3 - Aeronaves limitadas Voos com razoável ocupação por desempenho, MLW ou e/ou estapas curtas/medias. BiMZFW (abaixo do MTOW) reatores narrow body. Zona 4 - Aeronaves não limitadas. Voos de baixa ocupação, translado ou ferry TAREFA PARA A ENGENHARIA DE OPERAÇÕES !
  9. 9. Estudo de Caso – BGC2A (SBGR) Operador frota Boeng 777-200/200ER/300/300ER em SBGR. Estudo preliminar de referência efetuado utilzando-se de ferramenta de análise Climb Out provida pelo fabricante (BCOP) - Segmentos de aceleração considerados! Rwy 09L departure. ISA+10, calm wind. 1NM corridor Full rated takeoff thrust. Max climb thrust Takeoff power to 1500’ AFL (3959’ MSL) Speed constrained to 210kts until BCO After BCO use percent excess climb to 250kts. Above 10,000 accelerate to 290kts 250KIAS speed restriction below 10000ft.
  10. 10. Estudo de Caso – BGC2A (SBGR) Apenas o 777-300ER cumpre o perfil acima do gradiente ATC (7%) no MTOW. 772,772ER e 773 não cumprem gradiente mínimo: Pilotos devem informar ATC quanto à impossibilidade de cumprir o gradiente ATC. Mediante o estudo... Operador trabalhando em ferramenta de análise tática para uso no cockpit (EFB application)
  11. 11. Estudo de Caso – EVRAD1A (SBGL) Mesmo operador (Boeng 777-200/200ER) em SBGL. Rwy 10 departure. ISA+10, calm wind. 1NM corridor Full rated takeoff thrust. Max climb thrust Takeoff power to 1500’ AFL Above 10,000 accelerate to 290kts 250kts below 10000ft.
  12. 12. Estudo de Caso – EVRAD1A (SBGL) Nenhuma aeronave da frota cumpre 8.3% !!!! Pilotos devem informar ATC quanto à impossibilidade de cumprir o gradiente ATC. (AIC 23-13) Operador trabalhando em ferramenta de análise tática para uso no cockpit.
  13. 13. Soluções Possíveis A informação cálculo de gradiente disponível aos pilotos no cockpit é na maioria das vezes vezes limitada. FMS (Predição de altitudes ?) FCOM&QRH – Tabelas de gradiente pontual (função do peso, altitude, ISA ISADEV), não integradas. AVERAGE ALL ENGINES CLIMB GRADIENT Boeing 777-200/ Trent 892 Engines TAKEOFF ELEVATION : MSL GW (ton) 200 220 240 260 280 300 3000 8.5% 8.2% 7.9% 7.6% 7.3% 7.0% FINAL CLIMBOUT ALTITUDE (ft) 5000 7000 9000 11000 8.3% 8.1% 7.9% 7.7% 8.0% 7.8% 7.6% 7.4% 7.7% 7.5% 7.3% 7.1% 7.4% 7.2% 7.0% 6.8% 7.1% 6.9% 6.7% 6.5% 6.8% 6.6% 6.4% 6.2% Considerations 1. Final Climb out Speed : VREF30+80 or 250KIAS 2. Flaps retraction Altitude: 1000 Ft AGL 3.THRUST RATING SCHEDULE: MAX TAKEOFF and CLB1 Necessário estudo perliminar considerando-se ferramentas de trajetória Climbout providas pelo fabricante (i.e. Boeing BCOP e Airbus WINPEP/OFP)]. Soluções possíveis para o cockpit. Aplicativo EFB. Tabelas “integradas” de gradiente médio. - Em função do peso e altitude final, aplicáveis para cada elevação. - Correção para ISA DEV. 13000 7.5% 7.2% 6.9% 6.6% 6.3% 6.0% ADD/SUB +/- 0.4% for each 10 deg below/above ISA
  14. 14. Sumário A determinação do gradiente médio com todos os motores operantes não é tarefa tão trivial quanto parece. O gradiente varia pontualmente ao longo da trajetória, dependendo de segmentos de aceleração e degradação de desempenho. IATA sugere operadores a determinar aeronaves e cenários críticos antes de partir para soluções complexas. Recomenda-se estudo perliminar considerando-se ferramentas de trajetória Climbout providas pelo fabricante. Pilotos devem ter informação disponível no cockpit. Tabelas integradas e soluções em EFB são as soluções mais comuns entre os operadores internacionais. Recomenda-se fortemente informar os cenários críticos ao DECEA a fim de que: Se considere o eventual redesenho do procedimento. Controladores estejam familizarizados e estejam alertas para tratar as aeronaves devidamente.
  15. 15. “Represent, lead and serve the industry.” José Alexandre.T.G. Fregnani Assistant Director – Safety & Flight Operations IATA Brazil fregnanij@iata.org Tel: +55 11 2187 4236

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