Le défi de la navigation verticale

par Anthony MacKay, directeur, Opérations aériennes, NAV CANADA

Lorsque j’ai commencé à effectuer des vols en 1986, la définition applicable aux approches de précision et aux approches de non-précision était très simple. La précision était l’ILS et tout le reste s’appliquait à la non-précision où l’approche « à paliers » était la façon de gérer la verticale. Aujourd’hui, avec l’avènement de la RNAV, la ligne entre précision et non-précision est devenue floue. Prenez par exemple les approches suivantes :

Approches conventionnelles

• ILS
• LOC
• NDB
• VOR

Approches RNAV

• LPV
• RNP
• L/V
• LNAV/VNAV
• LP
• LNAV

Maintenant, énumérons-les selon leur capacité à fournir le guidage vertical électronique et le guidage vertical exécuté par le pilote par l’intermédiaire de la vitesse verticale ou de l’angle de la trajectoire de vol :

Approches avec guidage vertical

• ILS
• LPV
• RNP
• L/V
• LNAV/VNAV

Approches sans guidage vertical

• LOC
• NDB
• VOR
• LP
• LNAV*

*BARO-VNAV à service consultatif possiblement disponible

Les approches avec guidage vertical peuvent ensuite être réparties en approches qui fournissent le guidage vertical géométrique et celles qui fournissent le guidage vertical barométrique :

Guidage vertical géométrique

• ILS
• LPV
• L/V

Guidage vertical barométrique

• RNP
• LNAV/VNAV
• LNAV*

*Si la BARO-VNAV à service consultatif est utilisée

Le guidage vertical géométrique maintient un angle constant par rapport à la piste, peu importe les erreurs altimétriques causées par des températures non-ISA, des turbulences orographiques ou des erreurs de calage altimétrique. À titre d’exemple, durant l’hiver à -35 °C, lors d’une approche de type ILS ou LPV vers la piste 12 à Edmonton, l’aéronef, lorsqu’il se trouve sur l’alignement de descente, traverse le FAF à la bonne altitude vraie, mais l’altitude indiquée est supérieure à l’altitude normale. Durant l’été à 35 °C, pour un même vol, l’aéronef, lorsqu’il se trouve sur l’alignement de descente, traverse le FAF à la bonne altitude vraie, mais l’altitude indiquée est inférieure à l’altitude normale. Si les corrections de température ont été exécutées, cette situation sera anticipée.

ILS 12

RNAV 12 (LPV)

Altitude du FAF ISA et angle d’approche	Altitude indiquée à -35 °C et angle d’approche	Altitude indiquée à 35 °C et angle d’approche
ILS 3 650’ et 3°	3 893’ et 3°	3 548’ et 3°
LPV 3 600’ et 3°	3 833’ et 3°	3 502’ et 3°
L/VNote de bas de page 1 3 600’ et 3°	3 833’ et 3°	3 502’ et 3°

Le guidage vertical barométrique peut diminuer (par temps froid) ou accentuer (par temps chaud) l’angle d’approche relatif à la piste en raison d’erreurs altimétriques comme des températures non-ISA, des turbulences orographiques ou des erreurs de calage altimétrique. À titre d’exemple, durant l’hiver à -35 °C, lors d’une approche de type LNAV/VNAV ou LNAV (*avec BARO-VNAV à service consultatif) vers la piste 12 à Edmonton, l’aéronef, lorsqu’il se trouve sur la trajectoire verticale barométrique, traverse le FAF à la bonne altitude indiquée, mais l’altitude vraie est inférieure à l’altitude désignée. Durant l’été, à 35 °C, lors d’une approche de type LNAV/VNAV ou LNAV (*avec BARO-VNAV à service consultatif) vers la piste 12 à Edmonton, l’aéronef, lorsqu’il se trouve sur la trajectoire verticale barométrique, traverse le FAF à la bonne altitude indiquée, mais l’altitude vraie est supérieure à l’altitude désignée. Les procédures RNP utilisent les trajectoires verticales barométriques et sont assujetties aux mêmes erreurs. Les exemples ci-dessous illustrent l’effet sans l’application de compensation de température.

RNAV 12 (LNAV/VNAV ou LNAV (*avec BARO-VNAV à service consultatif))

Altitude indiquée du FAF ISA et angle d’approche	Altitude vraie à -35 °C et angle d’approche	Altitude vraie à 35 °C et angle d’approche
LNAV/VNAV 3 600’ et 3°	3 367’ et 2,5°	3 698’ et 3,2°
LNAVNote de bas de page * 3 600’ et 3°	3 367’ et 2,5°	3 698’ et 3,2°

La bonne nouvelle, c’est que si le système de gestion de vol comporte une fonction de compensation de température et qu’elle est utilisée, le FMS corrige la trajectoire verticale de l’aéronef pour des températures non standards et revient à l’altitude vraie et à l’angle d’approche appropriés. Actuellement les procédures d’aéronef sont élaborées pour la compensation de température et les températures froides, mais il existe très peu de guidage concernant les températures plus élevées qu’ISA lors d’approches. Pour les exploitants d’aéronefs qui utilisent un FMS non doté de compensation de température, les limites de températures froides se trouvent sur la carte d’approche, limitant ainsi l’utilisation de l’approche à des températures plus chaudes que celles de la limite publiée.

Une autre bonne nouvelle est que Transports Canada exige que tous les nouveaux aéronefs dotés de BARO-VNAV du FMS soient dotés de la fonction de compensation de température. « Les conceptions nouvelles ou mises à jour du FMS doivent permettre à un aéronef de suivre l’angle de trajectoire verticale vraie pour le segment d’approche finale, défini dans la base de données de navigation résidente, dans des conditions de température sous l’ISA. » La circulaire d’information (CI) 500-020 de Transports Canada donne des renseignements supplémentaires.

La carte du CAP ne donne aucune information de navigation verticale.

La carte Jeppesen montre une trajectoire de 3,49° qui correspond au codage du FMS.

Mais pour éliminer les obstacles dans le segment visuel de l’approche à la piste 20 à Dease Lake, il faut évoluer selon le PAPI à 4,0° dans le segment visuel de l’approche.

Si une procédure LNAV est complantée avec une procédure ILS, LPV, RNP ou LNAV/VNAV, le segment visuel de l’approche est protégé sur la trajectoire BARO-VNAV. Si la procédure LNAV est une procédure autonome, comme dans l’exemple de Dease Lake, le PAPI fournit la protection d’obstacles du segment visuel.

Finalement, si une technique SCDA est utilisée (VS ou FPA) dans les procédures LP, LNAV, LOC, NDB ou VOR, il faut respecter les exigences de la circulaire d’information 700-028 de Transports Canada.