Sistemas de Navegación Aérea Cap-2

Los principales mecanismos y sistemas electrónicos de Navegación Aérea

RADIOFARO DIRECCIONAL

Los radiofaros direccionales y los DF fueron la principal ayuda de la radionavegación antes de la II guerra mundial. Operan en bajas frecuencias (200 a 415 kilohercios). Por lo que están sujetos a desviaciones, por efecto de la noche, y otras anomalías.

RADIO ALTÍMETRO

Diseñado originalmente en 1937, el GEE no se desarrollo hasta 1940, durante la II guerra mundial, cuando las estaciones construidas en Gran Bretaña proporcionaban ayuda segura a la navegación para el funcionamiento de los aviones en Europa occidental.

ILS

(insrumental landing system) fue diseñado durante la II guerra mundial y fue aceptado por la OACI (organización internacional de aviación civil) en 1949. Actualmente es el sistema que se está empleando para realizar las maniobras de aproximación y aterrizaje.

Al principio de los 80 se definió un periodo de transición de 15 años para pasar de ILS a MLS. Este plan no se ha cumplido y se cree que ILS seguirá operativo durante más tiempo. En 1994 había más de 1500 pistas con ILS instalado, unas 40 de ellas en España. Se calcula que habría entonces unas 200000 o más receptores ILS instalados en aviones. Actualmente se sigue empleando para las maniobras de aproximación y aterrizaje.

MLS

(microwave lading sistem) se creo para superar las limitaciones del sistema ILS. En 1967, la RTCA de EE.UU. (Radio Comisión Técnica Aeronáutica) creó un comité para definir las especificaciones operativas de un nuevo sistema universal de aproximación y aterrizaje.

En 1972 surgió el concepto de MLS. La frecuencia de trabajo quedo fijada en 5 ghz (bandac). La OACI convoco un concurso internacional solicitando posibles sistemas para implementar el MLS. En1978 es cuando finalmente se adopta el sistema TRSB (time reference scaning beam) , diseñado por un equipo australiano. Futuro del sistema MLS.

Ya comentamos en el capítulo de ILS que los planes en cuanto a la introducción del MLS no se han cumplido en absoluto. Se puede decir que aun se encuentra en fase experimental.

Aunque los americanos y australianos están muy interesados en una introducción rápida del MLS (ellos concibieron el sistema), los europeos, por el contrario, prefieren retrasar su implantación para poder amortizar las inversiones que ya hicieron al introducir ILS así que, previsiblemente, ILS continuara funcionando durante algunos años mas. Ya que MLS está demostrado que permitirá alcanzar precisiones muy elevadas gracias a la gran cantidad de información que se puede transmitir desde tierra al avión.

RADIOGONIÓMETRO (D/F)

El radiogoniómetro es la primera ayuda a la navegación usada de forma general.

Si las direcciones de dos transmisores con localizaciones conocidas se pueden medir, es posible determinar la posición del receptor.

En su forma más simple, un moderno radiogoniómetro consta de un receptor de radio convencional con una antena en la forma de una bobina de alambre llamada espira.

Esta antena de espira tiene marcadas propiedades direccionales, si se monta hasta que los ejes de la espira apuntan directamente a una estación de radio, no recibirá señal alguna de la estación, si se monta hasta que el plano de la espira pase a través de la estación de radio, recibe una señal fuerte. En otras posiciones la señal es intermedia. En la práctica, una estación conocida es sintonizada, y entonces la espira se gira hasta que ninguna señal sea oída, esta posición se denomina auricular nulo. Los ejes de la espira deben entonces apuntar directamente hacia (y lejos de) la estación, esta dirección se traza por el navegante como una línea de posición.

RADIOFARO DIRECCIONAL

Un radiofaro direccional consta de dos pares de antenas de transmisión en código morse, una transmisión de la letra A (punto raya), y la otra transmisión de la letra N (raya punto). El tiempo de las dos letras es tal que el espacio entre ellas solo iguala al tiempo de un punto. Las formas se entrelazan así hasta que si ambas son oídas a la vez, el sonido es continuo.

La forma de transmisión desde cada par de antenas es direccional, y se proyecta dentro de dos cuadrantes opuestos, cada uno de los cuales cubre 90 grados. Un avión en uno de los cuadrantes oirá solo una letra única, o A o N, sin embargo, si esta en la línea de separación entre los dos cuadrantes, el navegante oirá el tono continuo, que se llamara señal en curso. Esta línea de separación se llama haz, y suele estar sobre los 3° de ancho.

Directamente sobre el alcance hay un área donde no se oye ninguna señal. Esta área se denomina cono de silencio y es pequeña en altitudes bajas, pero su tamaño se incrementa en altitudes más elevadas.

RADIO BALIZAS

Una baliza es una estación de radio equipada con una antena no direccional, se usa principalmente para dar dirección por radio.

Las balizas de poca potencia se denominan localizadores y se utilizan en conjunción con las brújulas de radio.

RADIOFARO OMNIDIRECCIONAL (MOR o VOR).

El radiofaro omnidireccionales, de hecho, un radiofaro direccional con un número infinito de ondas (o en la práctica, 360).

Las estaciones de radiofaro omnidireccional operan en VHF y LF, el radiofaro omnidireccional en VHF se denomina VOR, la designación del radiofaro omnidireccional de baja frecuencia, originalmente LOR, se cambió a MOR para evitar la confusión con loran. VOR se utiliza en distancias superiores a los 160 kilómetros.

La estación de radiofaro omnidireccional tiene cuatro antenas más una antena central. La antena central transmite una señal de referencia continua, las otras emiten una señal variable que gira por un radiogoniómetro a 1.800 rpm. Cuando la señal rotatoria apunta hacia el norte, está en fase con la señal de referencia, todas las otras veces queda fuera de fase con la señal de referencia por una cantidad en la que depende su dirección.

El receptor, al medir esta diferencia de fase, puede determinar su rumbo desde la estación. En la práctica, el receptor radiofaro omnidireccional tiene tres diales, uno de los cuales se coloca manualmente para cualquier curso deseado, el segundo dice si el avión está a la izquierda o a la derecha del curso, mientras que el tercero resuelve la ambigüedad de 180° al indicar desde o hacia.

El radiofaro omnidireccional se utiliza para realizar aproximaciones por radio al determinar una línea de posición.

ACERCAMIENTO CONTROLADO DESDE TIERRA (CGA)

Sistema de aproximación instrumental que consta de un equipo de radar por microondas de muy alta precisión que da la posición de un avión en distancia, azimut y elevación.

El funcionamiento especializado de este sistema en el avión y sobre el suelo permite aterrizajes de emergencia en condiciones de visibilidad casi nulas.

El GCA utiliza dos clases de campos de acción radar. Uno localiza los planos a una distancia considerable, desde 15 a 25 kilómetros.

El controlador que usa esta clase de campo de acción mantiene las comunicaciones con los aviones que esperan aterrizar, los ordena (es decir, asigna cada uno a una altitud separada en la cual puedan dar vueltas sin peligro de colisión), y los acerca mediante una forma de aproximación general hasta que están en el trayecto final de la aproximación. En esta fase el controlador de aproximación final, que usa campos de acción de precisión, toma el control.

Este controlador también emite instrucciones verbales relativas sobre todo a la altitud y la desviación lateral desde la ruta de planeo deseada, que guía l piloto hasta el final del trayecto.

NDB

(Non –Directional beacons) o “Faro no Direccional”, es el sistema de navegación más antiguo en la aviación, pero aún hoy en día es uno de los más necesarios.

Opera en uno rango de frecuencia de 190 – 400 Hhz. Y su señal es transmitida en todas las direcciones. El equipo receptor a bordo se llama ADF ( automatic Direction Finder ) o “ Localizador automático de dirección”. Así como la brújula nos señala siempre el norte magnético, la aguja del ADF nos señalara siempre la dirección de la estación NDB que hayamos sintonizado. En este caso debemos girar nuestro avión hasta ubicar esta aguja hacia delante.

CORRECCIONES CON NAVEGACIÓN ADF/NDB.

Estos instrumentos, al ser NO direccionales, estarán marcando siempre hacia donde se encuentra la estación NDB pero no indica si hay un desplazamiento con respecto al curso que se lleva a consecuencia, por ejemplo de los vientos.

El VOR al ser direccional vuela sobre un radial determinado, además el VOR funciona con el piloto automático, cuando el ADF normalmente no lo hace.

Para solucionar este problema cuando se vuela en ADF/NDB existen varias soluciones. En los casos donde se vuelo con vientos es necesario hacer algunas correcciones. En muchos aeropuertos donde no se dispone de un sistema de aterrizaje por instrumentos se pueden encontrar estaciones NDB en las cabeceras de la pista a los fines de poder ubicar correctamente las mismas. Uno de los instrumentos más precisos y completos para la navegación IFR es el VOR (Vhf Omnidirectinal Range). El mismo funciona por un sistema de 360 radiales que se emiten desde una estación VOR. Dichas estaciones funcionan en un rango que va desde los 108.00 hasta los 117.90 Mhz. Para seleccionar una estación VOR en el panel de instrumentos, se debe hacerlo la casilla NAV (navegación). El principio de funcionamiento de este sistema se basa en la determinación de un radial de situación respecto a un sistema de referencia ligado a la estación terrena con que el avión mantiene contacto.

TACAN

El TACAN fue básicamente desarrollado para satisfacer necesidades de la militar, único usuario que en la actualidad emplea las dos funciones del sistema. La aviación civil hace uso únicamente de la función distancia del tacan, con el nombre de equipo radiotelemétrico de UHF (DME), o equipo medidor de distancia en la terminología habitual, haciéndose referencia al mismo en el nexo 10 de la OACI únicamente en este concepto de DME, si bien sus especificaciones son exactamente las de la función distancia del tacan.

Las siglas TACAN significan “Tactical Air Navigation”, y este es un tipo de ayuda la navegación de uso militar.

La información que proporciona al piloto es la de azimut y la distancia con respecto a la instalación de tierra, dando pues, en cada instante, la posición del avión.

El equipo de tierra esta constituido por un receptor- transmisor y una antena giratoria para la transmisión de información de marcaciones magnéticas y la distancia. La distancia la recibe el piloto a trabes de su equipo radio telemétrico (DME).

El TACAN trabaja en UHF y puede ser sintonizado en uno de los 126 canales que le han sido asignados a este tipo de radioayuda. Los canales van espaciados 0.5 Mhz.

La identificación de las estaciones TACAN es auditiva, en código MORSE, y esta compuesta por tres letras que se repiten una vez cada 30 segundos.

La cobertura del equipo es similar a la del VOR y su exactitud puede calibrarse en +- 1°-

El cono de silencio en los TACAN es muy grande, del orden de 13 o 15 NM a 40.000. por ello, y para evitar errores, únicamente se considera pasada la estación, cuando el equipo DME indique un incremento de distancia.

Los indicadores de abordo que usa el equipo TACAN, son los mismos que los utilizados para el VOR.

VOR

Las iniciales VOR hacen referencia a VHF omnidirectional range (radiofaro omnidireccional de muy alta frecuencia) que es un sistema de posicionamiento que se empezó a utilizar en EE.UU. en 1936, aunque no fue estandarizado hasta 1949.

Como el propio nombre lo indica, este sistema utiliza señales de radiofrecuencia para obtener el ángulo radial respecto del norte magnético en que se encuentra el avión, siempre haciendo referencia a la posición de la estación terrestre con la que el avión permanece en contacto.

Para poder obtener el radial de situación de buscado, los sistemas del avión deben comparar las fases de dos señales enviadas por la estación terrestre: una señal de referencia y otra desfasada en una cantidad igual al radial buscado respecto a la señal de referencia.

Es un sistema de navegación de corto y medio alcance en VHF y libre de estáticos.

Actualmente, es el sistema más empleado en todo el mundo para la navegación, basándose en un importante y cada vez más extensa red de aerovías. Constituye, por otra parte, una ayuda para las aproximaciones instrumentales, aunque sean de no precisión.

Los sistemas VOR constan de una instalación en tierra, emisor y antena y una instalación a bordo de la aeronave, compuesta por una antena, un receptor, un servoamplificador y un indicador.

Paula Emilce