Planificación de Trayectorias de Curvas Bézier Cuadráticas con Espaciado Variable de Aeronaves para la Mitigación de Retrasos en Cascada
Autores: Variny, Michael R.; Moleski, Travis W.; Wilhelm, Jay P.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Planificación de Trayectorias de Curvas Bézier Cuadráticas con Espaciado Variable de Aeronaves para la Mitigación de Retrasos en Cascada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Espacio aéreo congestionado
Resolución de conflictos
Operaciones terminales
Gestión del tráfico aéreo
Retrasos en cascada
Autorización de emergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La resolución de conflictos en el espacio aéreo congestionado durante las operaciones terminales es un problema común en la gestión del tráfico aéreo que puede producir retrasos en cascada. Los vehículos que necesitan autorización de emergencia para aterrizar, ya sea en aeropuertos tradicionales o en vertiports, requerirían que otros en aproximación se aparten del camino y, en algunos casos, causarían que una ola de retraso se propagara a través de todos los vehículos en aproximación. Específicamente, los sistemas aéreos no tripulados que utilizan tasas de llegada casi máximas se verían muy afectados cuando se les pida que se desvíen de su trayectoria de aproximación y pueden interferir con otros. Los vertiports complican aún más las aproximaciones concurridas porque los vehículos pueden llegar desde muchos ángulos diferentes al mismo tiempo para maximizar el uso del área de aterrizaje. Se estudiaron técnicas tradicionales de gestión del tráfico aéreo para aplicaciones de vertiport específicas para operaciones de alta capacidad. Este trabajo investigó métodos para redirigir uniformemente a los vehículos en aproximación a un vertiport que se verían afectados por un vehículo de emergencia para minimizar o evitar retrasos en cascada. Se generó y voló una ruta de curvas Bézier óptimas en tiempo, así como caminos de Dubins optimizados para el rumbo de intercepción, como una maniobra alternativa cuando un vehículo de emergencia no contabilizado iniciaba un desvío de una flota de tráfico aéreo. Una comparación con el vuelo en un patrón de espera mostró que la ruta de Bézier y Dubins mejoró los tiempos de retraso y mitigó el efecto de retraso en cascada.
Descripción
La resolución de conflictos en el espacio aéreo congestionado durante las operaciones terminales es un problema común en la gestión del tráfico aéreo que puede producir retrasos en cascada. Los vehículos que necesitan autorización de emergencia para aterrizar, ya sea en aeropuertos tradicionales o en vertiports, requerirían que otros en aproximación se aparten del camino y, en algunos casos, causarían que una ola de retraso se propagara a través de todos los vehículos en aproximación. Específicamente, los sistemas aéreos no tripulados que utilizan tasas de llegada casi máximas se verían muy afectados cuando se les pida que se desvíen de su trayectoria de aproximación y pueden interferir con otros. Los vertiports complican aún más las aproximaciones concurridas porque los vehículos pueden llegar desde muchos ángulos diferentes al mismo tiempo para maximizar el uso del área de aterrizaje. Se estudiaron técnicas tradicionales de gestión del tráfico aéreo para aplicaciones de vertiport específicas para operaciones de alta capacidad. Este trabajo investigó métodos para redirigir uniformemente a los vehículos en aproximación a un vertiport que se verían afectados por un vehículo de emergencia para minimizar o evitar retrasos en cascada. Se generó y voló una ruta de curvas Bézier óptimas en tiempo, así como caminos de Dubins optimizados para el rumbo de intercepción, como una maniobra alternativa cuando un vehículo de emergencia no contabilizado iniciaba un desvío de una flota de tráfico aéreo. Una comparación con el vuelo en un patrón de espera mostró que la ruta de Bézier y Dubins mejoró los tiempos de retraso y mitigó el efecto de retraso en cascada.