sábado, 21 de febrero de 2015

Ondas de Radio en Aviación. Parte V. V.O.R



V.O.R.  (VHF Omnidirectional Range)

Los V.O.R.´s son estaciones de radio las cuales trabajan en frecuencias que van desde los 108Mhz hasta los 118Mhz, con espacios de 50Khz entre cada canal para un total de 200 canales. Este rango de frecuencias pertenecen al VHF (30Mhz a los 300Mhz).

Como referencia miremos el dial del F.M. de las radiodifusoras comerciales, la cual va desde los 88Mhz hasta los 108Mhz. Si pudiéramos ampliar más hacia la derecha el recorrido del dial de un radio, escucharíamos las identificaciones de los V.O.R. ya que es la banda que sigue.

Los V.O.R. se caracterizan porque su señal es limpia y muy direccional y poco se deja perturbar por los campos electromagnéticos producidas por las tormentas eléctricas.


La única desventaja (si se quiere llamar así) es que su propagación se hace en línea recta y para que se cierre el circuito entre el emisor y el receptor ambos deberán estar en línea de visión directa, lo cual no resulta difícil como quiera que las aeronaves vuelan alto.
Emisor y Receptor en "Línea de Visión Directa"
Tanto las estaciones V.O.R. como los N.D.B.´s (estos últimos cada vez en deshuso) son utilizados para el trazado de las rutas. Ubicando estratégicamente estas antenas entre dos puntos se pueden trazar rutas (cortas o largas), en este último caso se necesitarán varias estaciones. Se debe anotar aquí, que en vuelos transoceánicos el uso del V.O.R. resulta inadecuado debiéndose recurrir a otro tipo de navegación.

IDENTIFICACIÓN DE LAS ESTACIONES V.O.R.

Una vez sintoniza la frecuencia de una estación V.O.R., se escuchan tres letras en clave morse que identifican esta estación. Actualmente la identificación morse tiende a desaparecer y en su lugar se graba una voz con la identificación, facilitándose así la labor de los pilotos.

FUNCIONAMIENTO DE LOS V.O.R.´s

La explicación que sigue es sumamente superficial y no pretende adentrase en los vericuetos de la electrónica (existen libros enteros que abordan estos temas).

Solo digamos que, a diferencia de los N.D.B.´s los sistemas V.O.R. permiten visualizar de manera precisa y estable un “radial”  determinado por el cual entrar o salir de la estación.

El V.O.R. permite seleccionar un radial
Si bien es cierto que con un NDB esto es posible, con el V.O.R. es muchísimo más sencillo. Debido a una señal desfasada que sale de la antena, es posible con instrumentos de abordo, seleccionar uno de los 360 radiales provenientes de la antena que salen de ella a manera de radios de una rueda de bicicleta. Una vez seleccionado y visualizado el radial en la carátula del instrumento de abordo, se procede a su interceptación y seguimiento.

CLASIFICACIÓN DE LOS V.O.R.
  
Los V.O.R. se clasifican en primer lugar de acuerdo con su potencia y esta, a su vez, depende de la función que tenga ese V.O.R. en particular.

T-V.O.R. (terminal V.O.R.): se ubica cerca a los aeródromos y tienen un alcance aprox. De 25NM y pueden ser sintonizados entre los 1000´AGL y los 12.000´AGL.
L-V.O.R. (low V.O.R.): se ubica en rutas de corto alcance. Pueden ser sintonizados hasta las 40NM aprox. y entre los 1000´AGL y los 18.000´AGL.

H-V.O.R. (High V.O.R.): pueden ser sintonizados desde los 1000´AGL hasta los 60.000´AGL con un alcance de 130NM.

ANTENAS TERRESTRES
V.O.R. MZL 112.1Mhz (Manizales)
V.O.R. MZL 112.1Mhz (Manizalez)
La forma de estas antenas son casi iguales. Su diseño es complejo y deben ser ubicadas en lugares altos, libres de obstáculos. La gráfica corresponde al recientemente instalado V.O.R. de Manizales (MZL) con frecuencia 112.1Mhz.

ANTENAS EN EL AVIÓN

En los aviones, por su parte se instalan en la mejor posición posible estas antenas. La antena tipo “bigote” es una de las más baratas y se instala en el tope del estabilizador vertical. Otras antenas van montadas en el fuselaje y tienen formas más aerodinámicas.
Antena receptora V.O.R. tipo "bigote"
VISUALIZADOR V.O.R.

Sintonizador V.O.R.
En el avión se instala tanto el sintonizador del V.O.R. como una carátula visualizadora de los radiales que es con la que se navega propiamente. Existen diversos tipos de visualizadores V.O.R., pero en resumidas cuentas solo son de dos tipos: de carátula fija y de carátula móvil automática H.S.I. (Horizontal Situation Indicator).



la instalación de las antenas terrestres resulta, a veces, muy dispendiosa debido a la topografía (al menos en nuestro país, Colombia). En otras ocasiones estas antenas deben ser instaladas sobre edificios, sobre islas artificiales, sobre montículos, lotes baldíos, e.t.c. De cualquier modo, las frecuencias de los V.O.R. deben ser distintas dentro de cierto rango de alcance con el fin de evitar interferencias, lo cual haría imposible una navegación fiable con este sistema.
 


Los V.O.R. deben tener frecuencias distintas para evitar interferencias
 Al V.O.R puede ir asociado un sistema de medición de distancia D.M.E o un TACAN. La gráfica de abajo muestra la simbología parta cada caso.



V.O.R - V.O.R./D.M.E. - V.O.R./TAC








jueves, 19 de febrero de 2015

Ondas de Radio en Aviación, Parte IV. Radiofaros NDB.



Ondas de Radio en Aviación

Estaciones de Radio utilizadas en Radio Navegación

Recordemos de nuevo el cuadro de clasificación de las ondas de radio divulgado en el post # 2. En radionavegación se utilizan actualmente ondas de radio del LF,MF,VHF y UHF, siendo las radio ayudas más conocidas las siguientes;

NDB (Non Directional Beacon) o radiofaros No Direccionales
V.O.R. (VHF Omnidirectional Range) o Radio omnidireccional de alta frecuencia.
D.M.E. (Distance Measuring Equipment) o Equipo medidor de distancias
Marker Beacon o Balizas Marcadoras
I.L.S. o Instrument Landing System (GS y LOC)
Radioaltímetros
Radares meteorológicos

Radio Navegación


 
La radionavegación es la técnica o el conjunto de ellas que nos permiten volar de un lugar a otro mediante la utilización de estaciones de radio y es utilizada principalmente en vuelo por Instrumentos (IFR) , en donde las condiciones de visibilidad son escasas o nulas. (aunque el vuelo IFR también se exige dentro de ciertos espacios aéreos con el fin de tener un mejor control de las aeronaves aunque existan condiciones VMC).

Eestaciones de radio ubicadas estratégicamente sobre la superficie terrestre a lo largo de las trayectorias entre un lugar y otro proporcionan un medio para el trazado de rutas y/o aerovías
El presente post está dedicado a los NDB´s

NDB (Non Directional Beacon) Radiofaros no direccionales

Los NDB´s o radiofaros no direccionales, son estaciones de radio que trabajan en una frecuencia de entre 190Khz y 1750Khz y es uno de los sistemas más antiguos y económicos de uso en la radio navegación. De acuerdo con la gráfica del espectro de las radiofrecuencias, están incluidas en este rango las emisoras de radiodifusión comercial en el A.M. que, como ya se explicó en un post anterior, van desde 550 hasta los 1600Khz.  Dicho de otro modo, las emisoras comerciales en el A.M. puede hacer las veces de un NDB (sin que sean NDB´s)) si se conoce el lugar en donde está ubicada la antena del trasmisor (se debe recordar que los trasmisores de estas están, casi siempre, en lugares distintos y distantes de los estudios desde donde se originan los programas de radio).
En un radio ADF de una aeronave usted puede sintonizar estas emisoras comerciales.

De todas maneras la OACI ha asignado un rango especial para aquellos lugares en donde no hay emisoras comerciales, rango que va desde los 190Khz hasta los 535Khz, con un espaciamiento de más o menos 10Khz entre un canal y otro. Este es el rango de frecuencias asignado universalmente por la O.A.C.I. para la operación de los NDB´s (Anexo 10 Normas de I.C.A.O.)

En cuanto a la potencia utilizada en estos trasmisores se han clasificado tres grupos:

Baja potencia: Hasta 50 Watts
Mediana potencia: entre 50w hasta los 2000w
Alta potencia: por encima de los 2000w

Características de las frecuencias asignadas para los NDB´s

Las ondas LF y MF de los NDB´s, se caracterizan porque se propagan a través de la superficie terrestre siguiendo sus inflexiones y curvaturas. Es esta la razón por la que muchas emisoras comerciales pueden ser escuchadas en áreas rurales con topografía montañosa, muy alejadas de las ciudades.
Pero, también posee algunas características negativas que han de ser tenidas en cuenta a la hora de volar con este tipo de radio ayudas. Veamos las siguientes:

Efectos de las tormentas: hace que las agujas del ADF se muevan hacia la fuente de la tormenta.
Efecto Nocturno: este efecto es más pronunciado en el anochecer y en el amanecer y es debido a la refracción de estas ondas sobre la ionósfera que hacen que vuelvan hacia la tierra interfiriendo con las ondas que viajan por la superficie, provocando la pérdida de señal  y el movimiento errático de la aguja del ADF.
Interferencias: producidas por otros NDB´s que trabajan en frecuencias similares y se hace pronunciado por las noches.
Efecto de montaña: producido por el rebote de las ondas de radio contra las montañas.

Utilización de los NDB´s
Los NDB´s  se utilizan principalmente de dos formas: como puntos de referencia para el trazado de rutas y/o como localizadores en la trayectoria de aterrizaje cuando se usa un un I.L.S. (no confundir con el LOC del ILS).
En el primer caso, se ubican varios de estos NDB´s a lo largo de un trayecto con el fin de unir dos lugares específicos (dos aeropuertos, por ejemplo). Dependiendo de la distancia entre estos dos puntos, se harán necesarios pocos o muchos NDB´s.

En el segundo caso, se ubican al menos un NDB de baja potencia en la trayectoria de aterrizaje de un aeropuerto que opere con sistema de aterrizaje instrumental I.L.S. La función de estos NDB´s es marcar distancias específicas hacia la pista de aterrizaje y se ubican en el mismo lugar donde se ubican los marcadores (Markers) en un lugar que denominaremos “exterior” y otro que denominaremos “intermedio” (algunas veces también existes lo internos o LIM). 

Estos NDB´s se identifican en las de aproximación como LOM, LMM y LIM. Se sitúan a distancias específicas del umbral de la pista (no confundir esta radioayuda con los Markers Beacon que suelen estar juntos, y de los cuales hablaremos después)
 
ILS Rionegro SKRG (Colombia) con dos NDB´s LOM y LIM

Estos NDB´s proveen información audible que identifican a cada estación con dos letras en código morse, letras tomadas de la identificación del LOC. Por ejemplo en La carta ILS-Z de Rionegro (SKRG), tenemos dos NDB´s, uno Externo, es dedcir un LOM cuya frecuencia es 244 Khz, identificado como MD (las dos letras intermedias de la ID del LOC) y otro que, por su cercanía al umbral de la pista, podría considerarse como Interno y que sirve para marcar el MAPt. Su frecuencia es 264 y se identifica como DE, es decir, con las dos últimas letras de la identificación del LOC, la cual es IMDE. Nótese que estos dos NDB´s localizadores están instalados junto con dos balizas o Markers
Pero estas estaciones de radio no sirven en sí mismas si no existiera en los aviones un sistema de recepción e identificación de los NDB´s. En realidad se trata de un sistema de radiogoniómetro (A.D.F.) que permite guiar a la aeronave hacia el lugar donde se encuentra ubicada la estación NDB. En otra ocasión hablaremos sobre la navegación con este sistema.


 Por ahora digamos que cada vez los NDB´s se usan menos, al menos en los aeropuertos importantes (por las razones e inconvenientes anotados antes).
En tierra se ubican antenas de variada potencia y estratégicamente ubicadas con plantas de poder autónomas que permiten su funcionamiento en caso de fallo delo suministro de la energía eléctrica local.
Antena NDB (Existen otras formas)

Antena receptora del NDB montada en el avión
existen diversos tipos de antenas montadas en el fuselaje del avión para recibir la señal de los NDB´s, todas ellas con diseños aerodinámicos que minimizan la resistencia al avance de la aeronave.

Stack de radios. ADF en la parte más baja









En el stak de radios se puede apreciar (en la parte más baja) un sintonizador ADF que abarca las frecuencias ya descritas desde los 190Khz hasta los 1600Khz (recordemos que desde 550Khz hasta 1600Khz es la banda de radiodifusión comercial en A.M.) 

La mayoría de los receptores ADF permiten ecuchar las emisoras comerciales en el A.M.