Development of a ETOPS/EDTO flight dispatching tool for Dynamo3

Abstract

Extended Range Twin-engine Operations (ETOPS), currently referred to by International Civil Aviation Organization (ICAO) as Extended Diversion Time Operations (EDTO), impose strict operational, performance, and fuel-planning requirements on commercial flights operating at significant distances from suitable aerodromes. The correct assessment of diversion strategies, critical fuel reserves, and regulatory compliance is therefore a key responsibility in flight dispatch planning. This thesis presents the development and validation of an EDTO flight dispatching tool integrated into Dynamo3, an aircraft trajectory generation and optimization software. The objective of the work is to automate the identification of EDTO applicability, the determination of EDTO route segments and planning points, the selection of the Critical Point (CP), and the computation of diversion fuel requirements in accordance with ICAO Doc 10085 and Annex 6. The implemented tool models multiple diversion scenarios, including one-engine-inoperative (OEI) depressurization, and engine-failure-only cases, and evaluates each scenario at all relevant Equal Time Points (ETPs) to identify the most fuel-critical condition. Based on these simulations, the software computes the EDTO critical fuel reserve, performs fuel sufficiency checks, and determines whether additional fuel is required beyond standard dispatch fuel. Weather validity windows for EDTO alternates are also calculated to support dispatch minima verification. The tool is validated using real operational flight plans corresponding to long-haul EDTO flights. The results show that the developed methodology consistently identifies EDTO relevant route segments and produces diversion and fuel-planning outputs that are coherent with operational documentation, while highlighting expected differences arising from performance assumptions and optimization strategies. The work demonstrates the feasibility of integrating regulatory-compliant EDTO dispatch logic into trajectory-based planning tools and provides a foundation for future extensions toward operational deployment.

Les operacions ETOPS (Extended Range Twin-engine Operations) i actualment denominades EDTO segons la terminologia de l'ICAO, imposen requisits estrictes de planificació operativa, rendiment de l'aeronau i gestió del combustible en vols que operen lluny d'aeròdroms adequats. En aquest context, la correcta definició de les estratègies de desviament, el càlcul del combustible crític i la verificació del compliment normatiu són elements clau del procés de planificació de vol. Aquest Treball de Fi de Grau presenta el desenvolupament i la validació d'una eina de planificació EDTO integrada a Dynamo3, un programari de simulació de trajectòries i rendiment de vol. L'objectiu principal és automatitzar la identificació de l'aplicabilitat EDTO, la definició dels segments EDTO de la ruta, el càlcul dels punts de planificació (EEP, EXP i ETP), la selecció del Punt Crític (CP) i el càlcul dels requisits de combustible segons el Doc 10085 de l'ICAO i l'Annex 6. L'eina implementada simula diferents escenaris de desviament, incloent despressurització amb un motor inoperatiu i fallada de motor sense despressurització. Aquests escenaris s'avaluen a tots els ETP rellevants per identificar el cas més restrictiu des del punt de vista del consum de combustible. A partir d'aquests resultats, el sistema calcula la reserva crítica EDTO, verifica la suficiència de combustible i determina si és necessari carregar combustible addicional respecte a l'estàndard. També es calculen les finestres de validesa horària per a l'avaluació meteorològica dels aeròdroms alternatius EDTO. La validació es realitza mitjançant vols reals de llarg radi amb planificació EDTO. Els resultats mostren una coherència general amb la documentació operativa, tot identificant diferències justificables derivades de les hipòtesis de rendiment i de les estratègies d'optimització del programari. Aquest treball demostra la viabilitat d'integrar lògica EDTO conforme a normativa dins d'eines de planificació basades en trajectòries i estableix una base sòlida per a futures extensions cap a un ús operatiu.