Modulo 4 Navegacion Aerea

CURSO ESPECIALISTA ATS / ARO (BASICO) (133/195/ATSARO)

MODULO 4 NAVEGACION AEREA

ASCA / REPUBLICA DOMINICANA

CONTENIDO 4.1 FUNDAMENTOS DE LA NAVEGACION AEREA. ............................................. 5 4.2. TIPOS DE NAVEGACIÓN. ...................................................................................... 5 4.2.1. Navegación visual. .............................................................................................. 5 4.2.2. Navegación a estima. .......................................................................................... 5 4.2.3. Navegación autónoma. ........................................................................................ 6 4.2.4. Navegación basada en ayudas. ............................................................................ 6 4.2.4.1. Ayudas de radio (Radioayuda). .................................................................... 7 4.2.4.2. Ayudas visuales. ........................................................................................... 7 4.2.5. Navegación por satélite. ...................................................................................... 7 4.3 DEFINICIONES BÁSICAS SOBRE NAVEGACIÓN AÉREA. .............................. 8 4.3.1. Trayectoria, ruta, tramo y Waypoints. ................................................................. 8 4.3.2 El Norte ............................................................................................................... 9 4.3.3. Curso, derrota, rumbo y marcación. .................................................................. 12 4.3.4 Triángulo de Velocidades .................................................................................. 13 4.3.5 Deriva. ................................................................................................................ 14 4.3.6 Velocidad sobre el Suelo. ................................................................................... 14 4.3.7 Autonomía y Radio de Acción. ......................................................................... 15 4.4 NAVEGACIÓN OBSERVADA Y A ESTIMA. ..................................................... 15 4.4.1. Navegación Observada ...................................................................................... 15 4.4.2. Navegación a Estima ......................................................................................... 16 4.4 EL PLANETA TIERRA........................................................................................... 16 4.4.1 La Rotación ........................................................................................................ 17 4.4.2 La Traslación. ..................................................................................................... 18 4.5 PARALELOS Y MERIDIANOS. ........................................................................... 20 133/195/ ATSARO.

Módulo 4- Navegación Aérea

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.5.1 Paralelos. ........................................................................................................... 21 4.5.2 Meridianos ......................................................................................................... 21 4.5.3 El Ecuador. ......................................................................................................... 22 4.6 COORDENADAS GEOGRÁFICAS ...................................................................... 24 4.7 UNIDADES DE LONGITUD Y DE VELOCIDAD MÁS USADAS EN LA NAVEGACIÓN AÉREA Y PROBLEMAS DE DISTANCIA. ..................................... 28 4.7.1 Unidades de distancia ......................................................................................... 28 4.7.2 Unidades de velocidad. ....................................................................................... 29 4.7.3 Problemas especiales de distancia. ..................................................................... 29 4.8 LA ROSA DE LOS VIENTOS Y EL VIENTO EN LA NAVEGACION AEREA. 30 4.8.1 El viento............................................................................................................. 31 4.8.1.1 Medición del viento en la actualidad: .......................................................... 31 4.9 LA HORA EN LA NAVEGACION AEREA. .......................................................... 33 4.9.1 Hora solar. .......................................................................................................... 33 4.9.2 Relación entre las unidades de arco y las unidades de tiempo ........................... 34 4.10 LOS HUSOS HORARIOS. ..................................................................................... 34 4.11 USO DE INSTRUMENTOS NO RADIOELECTRONICOS. ............................... 36 4.11.1 Reloj, Brújula y Termómetro............................................................................ 36 4.11.1 El reloj .......................................................................................................... 36 4.11.2 La Brújula ......................................................................................................... 37 4.11.2.1 Propiedades de los imanes. ........................................................................ 37 4.11.2.2 Campo magnético y líneas de inducción del campo magnético. ............... 39 4.11.2.3 Aplicaciones del magnetismo. ................................................................... 40 4.11.2.4 Errores en la lectura de la brújula. ............................................................. 43 4.11.2.5 El desvío magnético. ................................................................................. 47

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.11.2.6 Aplicación del desvío de brújula.- ............................................................. 50 4.12 AYUDAS A LA NAVEGACION.......................................................................... 51 4.12.1 Radiofaro No direccional (NDB) ..................................................................... 51 4.12.1.1 Cobertura de los NDB. .............................................................................. 52 4.12.1.2 Emisión de los NDB .................................................................................. 52 4.12.2 Radiofaro Omnidireccional VHF (VOR.) ........................................................ 52 4.12.2.1 Funcionamiento del VOR. ......................................................................... 53 4.12.3 Equipo radiotelemétrico UHF (DME) .............................................................. 56 4.12.3.1 Actuación ................................................................................................... 59 4.12.3.2 Radiofrecuencias ....................................................................................... 59 4.12.3.3 Detalles Técnicos del Respondedor........................................................... 60 4.12.3.4 Características del Interrogador ................................................................. 61 4.12.4 Sistema de Aterrizaje por Instrumentos (ILS) .................................................. 61 4.12.4.1 Localizador VHF ....................................................................................... 63 4.12.4.2 Radiobalizas VHF ..................................................................................... 67 4.12.5 Sistema de posicionamiento global. ................................................................. 69 4.12.5.1 Como funciona el GPS .............................................................................. 70 4.12.5.2 Calidad de las señales emitidas ................................................................. 72 4.12.5.3 Tipos de receptores GPS ........................................................................... 72 4.12.5.4 Frecuencias militar y civil. ........................................................................ 72 4.12.5.9 Disponibilidad selectiva. ........................................................................... 73 4.12.5.10 Limitaciones del GPS. ............................................................................. 73 4.12.5.11 Funciones de un receptor SPS. ................................................................ 74

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4.1 FUNDAMENTOS DE LA NAVEGACION AEREA. La navegación puede definirse como el conjunto de técnicas utilizadas para desplazarse entre un par de puntos conocidos, llamados origen y destino, siguiendo una trayectoria también conocida. Para los fines de navegación es necesario conocer la posición en cada momento, y ello implica poseer (de alguna manera) la información necesaria y aplicar los procedimientos adecuados para obtener dicha posición. La manera como se obtenga la información requerida determinará el tipo de navegación que está siendo utilizada. El gran congestionamiento del espacio aéreo en muchas partes del mundo hace necesario agregar otra variable más: El tiempo. El tener disponible un sistema de navegación que permita mantener sincronizadas las operaciones de las aeronaves facilita el introducir más aeronaves en el mismo espacio aéreo sin comprometer la seguridad. 4.2. TIPOS DE NAVEGACIÓN. 4.2.1. Navegación visual. En este tipo de navegación, el piloto debe identificar visualmente varios puntos de referencia a lo largo de su ruta. De esa manera podrá determinar su posición correcta y hacer las correcciones necesarias en caso de existir desviaciones. 4.2.2. Navegación a estima. Llamada en ingles dead reckoning, representa el proceso mediante el cual, a partir de una posición previa conocida (llamada fix), y sabiendo el vector velocidad de la aeronave y el tiempo transcurrido, se obtiene (por integración en función del tiempo) la posición actual de la aeronave.

Figura 4.1 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Este tipo de navegación tiene el inconveniente que los errores son acumulativos, es decir: Una pequeña desviación en las estimaciones iniciales de la posición se va convirtiendo con el paso del tiempo en un y como indica la siguiente figura.

Figura 4.2 La navegación a estima debe combinarse con otros tipos de navegación (por ejemplo La Navegación visual). Para poder tener una corrección de la posición. Para obtener la altura se utilizan las indicaciones que proporcionan instrumentos como el altímetro barométrico. 4.2.3. Navegación autónoma. Se habla de navegación autónoma cuando esta se realiza sin necesidad de utilizar puntos de referencia en la tierra ni otras ayudas. Al principio requiere partir de una posición conocida y en la realidad es necesario cotejar los resultados cada cierto tiempo usando otro tipo de navegación. La más común de estas es la Navegación inercial, donde se utiliza un Sistema de Navegación Inercial, (INS por sus siglas en ingles) que consiste en una plataforma estabilizada con giróscopos que sirve como marco de referencia. Dentro de dicha plataforma, unos acelerómetros permiten medir los cambios de velocidad y, mediante integración sucesiva de los datos, obtener la posición de la aeronave y su actitud. Debido a que la plataforma giro estabilizada no es perfecta, en los cálculos se van introduciendo errores acumulativos que deben ser corregidos mediante fuentes externas al cabo de un cierto tiempo de vuelo (variable según la calidad del INS utilizado). 4.2.4. Navegación basada en ayudas. En este tipo de navegación, contamos con la asistencia de dispositivos instalados en tierra que nos asisten como puntos de referencia en nuestra navegación. Pueden funcionar por radio o ser de naturaleza visual.

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4.2.4.1. Ayudas de radio (Radioayuda). Las radioayudas se pueden clasificar según el tipo de información que proporcionan: • Dirección a un punto fijo: Este tipo de ayudas simplemente indica, mediante una aguja, la dirección en la que tendría que volar el piloto para llegar a un punto de referencia dado. A este tipo pertenece el sistema ADF/NDB. • Azimutales: El azimut es el ángulo horizontal formado entre un eje de referencia (por ejemplo el vector radioayuda-norte magnético), y el vector radioayuda-aeronave. En esta clasificación entran, entre otros, el VOR y el ILS/LLZ. • Cenitales: En este caso se proporciona el ángulo vertical entre el eje de referencia radioayuda-horizonte y el vector radioayuda-aeronave. El ILS/GS es el ejemplo típico. • De distancia: Este tipo de ayudas proporcionan la distancia (o "telemetría") entre radioayuda y aeronave. En este tipo tenemos el DME. 4.2.4.2. Ayudas visuales. Utilizadas casi desde los inicios mismos de la aviación, por lo general están asociadas a la operación de aterrizaje: • De punto fijo: Permiten identificar fácilmente desde lo lejos un punto de referencia importante. El faro aeronáutico es el ejemplo típico. • De dirección: Proporcionan al piloto información valiosa sobre la dirección del aterrizaje, por ejemplo, el viento (manga de viento) o el eje de la pista (luces de eje de pista). • De elevación: En este caso se indica al piloto el ángulo vertical con el que se aproxima a la pista. Entran en esta categoría los sistemas de luces PAPI, VASIS, etc. 4.2.5. Navegación por satélite. Los últimos avances en la tecnología espacial están generando una revolución en la manera como se realiza la navegación. De hecho, se estima que antes del 2020 los sistemas basados en navegación por satélite sustituyan a casi todos los demás sistemas utilizados actualmente. Estos sistemas reciben el nombre genérico de GNSS (Global Navigation Satélite Systems) porque su cobertura es mundial. Los representantes más importantes son: • GPS: Sistema estadounidense de origen militar, es actualmente el más conocido y desarrollado. Empezó a operar a principios de la década de 1980 y se están ejecutando planes para su modernización. 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA • GLONASS: La respuesta soviética al GPS, con las dificultades económicas de la ex-URSS cayó a niveles de inoperatividad. Sin embargo, hay planes de reactivarlo gracias a la ayuda de la Unión Europea. • GALILEO: Es el futuro sistema GNSS, totalmente civil, actualmente en desarrollo por parte de la Unión Europea. Poseer características que lo hablan mucho más avanzado que el GPS. Es muy importante acotar que en la actualidad ninguno de los sistemas GNSS operativos pueden utilizarse, por sí solo, como método único de navegación aérea. Hay dos causas principales para esto: En primer lugar, el sistema GPS es de naturaleza militar y no hay garantía de que opere continuamente para los usuarios civiles. En segundo lugar, ninguno de los sistemas GNSS proporciona actualmente integridad, es decir, la garantía a de que el piloto recibir rápidamente y de manera automática la advertencia de que el sistema tiene una falla y deja de funcionar adecuadamente. Es por esta razón que se han desarrollado sistemas adicionales a los GNSS que los complementan. Estos son los llamados Sistemas de Aumento y existen básicamente tres categorías: • SBAS: Sistemas de aumento basados en satélites. Proporcionan satélites auxiliares con funciones específicas que complementan a los GNSS y los hacen aptos para navegación en ruta y aproximaciones a la pista. Los ejemplos son WAAS (estadounidense), EGNOS (europeo) y MSAS (japonés). • GBAS: Sistemas de aumento basados en instalaciones en tierra. El ejemplo típico es el LAAS (aun en desarrollo) y son de corto alcance y enfocados a la asistencia en el aterrizaje. • ABAS: Sistemas de aumento basados en instrumentos a bordo de la aeronave. Combinan información de varios instrumentos aeronáuticos y en función de esto monitorizan el estado de los satélites GNSS. RAIM es uno de ellos. 4.3 DEFINICIONES BÁSICAS SOBRE NAVEGACIÓN AÉREA. A continuación encontrarán una serie de definiciones que es necesario tener en cuenta para abordar temas más complejos relacionados con la navegación aérea.

4.3.1. Trayectoria, ruta, tramo y Waypoints.

Trayectoria: Se define como el conjunto de puntos del espacio por los cuales pasa la aeronave durante su vuelo. Ruta: Es la curva resultante de proyectar la trayectoria sobre la superficie de la Tierra.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Waypoints: Son puntos conocidos a lo largo de la ruta, y a menudo resaltan por alguna razón particular (Lugares de reporte obligatorio, puntos de intersección aerovías, etc.). Tramo: Llamado en ingles "leg" (pierna), se define como un segmento de ruta comprendido entre dos Waypoints. La siguiente figura ilustra la relación entre los conceptos anteriores:

Figura 4.3 Trayectoria, ruta, tramo y Waypoints.

4.3.2 El Norte El aparentemente simple concepto de "Norte" engloba una serie de definiciones que es necesario conocer y diferenciar adecuadamente: Norte geográfico: Es el que viene dado por la intersección del eje de rotación de la Tierra con la superficie de la misma. Es llamado también "Norte verdadero", y en el confluyen todos los meridianos. Norte magnifico: Es el punto donde la mayor parte de las líneas de fuerza del campo magnifico terrestre entran en la superficie. Se puede detectar utilizando instrumentos tales como la brújula. Es importante hacer notar que el norte geográfico y el magnético NO coinciden, y que además el norte magnético cambia su posición el tiempo. Declinación magnética: Es el ángulo de desviación entre las posiciones del norte magnético y geográfico, vistas desde un punto en particular. Se denota como D y se considera positiva cuando el ángulo medido esta hacia el Este del norte verdadero, y negativo en caso contrario. 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA En términos prácticos, lo anterior significa que si sobre un punto de la superficie terrestre la brújula marca un rumbo de 115, y sabemos que la declinación magnética en ese punto es 4 grados este, el rumbo verdadero será 119. En la figura a continuación se representa la declinación magnética para dos puntos diferentes de la superficie terrestre. Note que en uno de ellos la geometría es tal que la declinación es cero.

Figura 4.4 Declinación magnética en dos puntos diferentes de la Tierra Líneas isógonas: Se llaman así las líneas que, sobre las cartas de navegación o los mapas, unen puntos que tienen la misma declinación magnética. Son también denominadas Líneas Isogónicas. Adicionalmente, si una línea corresponde a puntos con declinación Cero, se habla de Líneas Agónica. Seguidamente se presenta un mapa mundial con los valores de la declinación magnética para el año 2000.

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Figura.4.5 Declinación Magnética – Año 2000 Norte de la Brújula: Es el norte magnético tal y como lo indica a bordo el instrumento adecuado (Brújula). No indica realmente el norte magnético pues el instrumento comete errores por diversas razones (presencia de masas metálicas cercanas, líneas de campo magnético que no son horizontales, etc.). Desviación magnética: Es el error angular cometido por la brújula. El fabricante de la aeronave puede corregirla hasta cierto punto. El esquema a continuación representa la relación entre los nortes geográfico, magnético y de la brújula con sus correspondientes diferencias angulares.

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Figura 4.6 Los diferentes nortes y sus diferencias angulares Norte de la Cuadricula: Cuando se navega a grandes latitudes (muy al norte o muy al sur del planeta), no tiene sentido guiarse por el norte magnético debido, entre otras cosas, a las grandes declinaciones implicadas. Es por ello que se define arbitrariamente el Norte de la Cuadricula como el norte indicado por los meridianos de la carta de navegación que se está usando para navegar. 4.3.3. Curso, derrota, rumbo y marcación. Curso deseado: Es el ángulo entre el norte (cualquiera que se esta usando: Magnético, geográfico, etc.) y la línea recta que une dos Waypoints sucesivos en la ruta. En ingles se denomina "Desired Track", y se abrevia DTK. Derrota: Es el ángulo entre el norte y la línea tangente a la ruta (dicha tangente corresponde, por cierto, al vector velocidad de la aeronave). En ingles se le llama "Track" o TK. Error transversal: El error transversal o "Cross-Track Error" (XTE) es la distancia perpendicular entre la posición de la aeronave y la línea que representa al curso deseado. Es conveniente tener en cuenta que la diferencia entre el curso deseado (DTK) y la ruta realmente seguida (TK) por lo general es producida por factores externos tales como el viento cruzado (en el caso de las aeronaves) o las corrientes marinas (si se habla de barcos). Rumbo: El rumbo o "Heading" (HDG) es el ángulo entre el norte y el eje longitudinal de la aeronave (hacia donde apunta su nariz). No coincide necesariamente con el vector velocidad (Track) dado que es posible, por ejemplo, que el piloto modifique el rumbo para contrarrestar un viento cruzado. 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Marcación: Se define como el ángulo entre el norte y la línea recta que une a un punto de referencia dado con la aeronave. A menudo, el punto de referencia coincide con alguna instalación importante en tierra tal como una radioayuda. En ingles se le llama "Bearing". Note que el "Bearing" dependerá siempre del punto que se está tomando como referencia. La siguiente ilustración presenta la relación entre los conceptos anteriores.

Figura 4.7 Curso, derrota, rumbo y marcación.

4.3.4 Triángulo de Velocidades Supongamos que un avión sale de Madrid M, hacia Barcelona B, con un rumbo y una velocidad propia; si tuviese viento de la izquierda, es decir, más o menos del Norte y no variase el rumbo, por efecto del viento se desplazaría hacia su derecha, hacia el Sur, siguiendo una ruta que no le llevaría a Barcelona, con una cierta velocidad sobre el suelo Si tardase de Madrid a Barcelona una hora, por ejemplo, al cabo de esa hora no se encontraría en B, sino en otro punto C. Uniendo los tres puntos, tendremos el triángulo de velocidades, llamado así, porque el lado MB, es la velocidad propia, el lado MC, es la velocidad sobre el suelo y el lado BC, es la velocidad del viento. Este triángulo es el usado en la navegación a la estima.

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Figura 4.8

4.3.5 Deriva. Si un avión vuela de M a B con un rumbo de 90° y no hay viento, o el que hay es en cara o en cola, el avión no se desplaza lateralmente, por lo que la ruta y el rumbo coinciden, ambos son de 90°. Si un avión vuela de M a B con un rumbo de 90° y hay viento lateral, en este caso viene casi del Norte, aproximadamente de 10°, el avión se desplazará hacia la derecha, aunque siga manteniendo el rumbo; seguirá llevando rumbo 90°, pero la ruta seguida sobre el suelo será de unos 120°; el avión no alcanzará el punto B, sino el C. El ángulo formado por el rumbo y la ruta, se llama ángulo de deriva; en el ejemplo anterior, 120° menos 90°, da 30°, luego el avión lleva un ángulo de deriva de 30°. La forma de que el piloto hubiese conseguido llegar a B, habría sido calculando el ángulo de deriva al salir de M y virando hacia el lado del viento los mismos grados que tenga el ángulo de deriva. En este caso, si le hubiese quitado al rumbo 90° los 30° de la deriva (poniendo un nuevo rumbo de 60°), la ruta hubiese sido 90° y habría llegado a B; a eso se le llama corregir la deriva. 4.3.6 Velocidad sobre el Suelo. Se llama velocidad sobre el suelo a la velocidad del avión con relación al terreno sobre el que está volando. El avión vuela en una masa de aire y no se cae porque el aire está pasando por encima y por debajo del ala, produciendo sustentación. Supongamos que el avión va a una velocidad de 500 Km/h (dentro de la masa de aire, naturalmente); si la masa de aire no está quieta, sino que se desplaza sobre el suelo en la misma dirección que el avión a 50

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Km/h (en el terreno los habitantes de la zona notarán un viento de 50 Km/h), se sumarán ambas velocidades (masa de aire y avión) y éste pasará sobre ese terreno a 550 Km/h. 4.3.7 Autonomía y Radio de Acción. Autonomía. Es el tiempo que puede volar un avión hasta que se le acaba el combustible. Se consigue la máxima autonomía usando la potencia mínima. Se suele especificar en horas de vuelo y se considera que se consume todo el combustible que hay en los depósitos. En los vuelos con pasajeros esto no ocurre, porque hay que llegar al destino con las cantidades de reserva de combustible requeridas. Radio de Acción. Es la distancia máxima a la que puede llegar un avión, para desde esa acción punto tener combustible para darse la vuelta y volver al punto de salida, sin consumir las reservas. El concepto de radio de acción no se suele usar en aviación comercial, pero sí es muy importante para la aviación militar. Punto equitiempo (o Punto crítico). Es el punto a partir del cual se tarda el mismo tiempo en ir al punto de destino que en regresar al punto de salida. Hay que tener muy en cuenta que estamos diciendo que tardamos lo mismo en seguir hasta el destino, que en damos la vuelta y volver al aeropuerto de salida. Punto de no retorno. Es el punto en el que se alcanza el radio de acción; por lo tanto, a partir de ese punto, no sería posible volver al aeropuerto de salida. No confundir el radio de acción con este punto; el radio de acción es una distancia y el Punto de no retorno es un punto. 4.4 NAVEGACIÓN OBSERVADA Y A ESTIMA. 4.4.1. Navegación Observada La navegación observada es la que se realiza basándose en referencias del terreno que hay que ver, es una navegación visual. Se trata de que el piloto localice las referencias del terreno, para lo cual es fundamental el uso de buenos mapas en los que vengan reflejados con claridad los accidentes geográficos, los pueblos y ciudades, las carreteras y las vías del ferrocarril, etc. Primero de todo hay que preparar el vuelo, pintando con toda precisión la ruta que se va a seguir sobre el propio mapa; hay que doblar éste de forma que sea manejable en la cabina, de forma que las zonas entre dobleces sean grandes para no tener que ir constantemente desdoblando el mapa, pero no tan grandes que hagan difícil su uso en un espacio reducido como es una cabina de vuelo.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Si se encontrase perdido, basarse en la última posición que se reconoció y calcular la posición probable por el tiempo transcurrido; en esa posición probable tratar de reconocer alguna referencia significativa. Establecer contacto por radio con la Torre o Centro de control más apropiado y tratar de obtener marcaciones de radiogoniometría pulsando el botón del micrófono de la radio, lo cual permitiría al controlador dar una marcación QDM (rumbo a la estación), para llegar a algún aeropuerto. 4.4.2. Navegación a Estima La Navegación a estima, está basada en el uso de tres parámetros: La velocidad, el tiempo, y el rumbo. Ha sido un método de navegación clásico, partiendo de una situación conocida y empleando a partir de ese punto el reloj, la brújula y la velocidad. Como el empleo de esos medios da una estimación del punto siguiente, la posición en la que estamos no está determinada, sino simplemente estimada El reloj, la brújula y la velocidad a bordo dan datos bastante exactos, pero para conocer la situación con respecto al terreno, hay que conocer el viento lo cual no siempre es fácil, por lo que este tipo de navegación está sometida a grandes errores. La preparación de un vuelo de este tipo requiere conocer bien la meteorología de la ruta, especialmente los vientos en las diferentes zonas y a las diferentes alturas. Después hay que calcular la dirección para seguir la ruta y la distancia existente, junto con la velocidad que vamos a llevar, lo que nos dará el tiempo estimado en llegar a la posición deseada. En una navegación a estima a final de la planificación de una ruta propuesta esta podía ser muy diferente a la planificada debido a tres causas predominantes: - Errores instrumentales - Errores de pilotaje - Errores por efecto del viento 4.4 EL PLANETA TIERRA. La Tierra es el tercer planeta del sistema solar en orden creciente de distancias al sol y es quinto en tamaño dentro de este sistema. La acción de las fuerzas gravitacionales lo ha moldeado dándole una forma muy semejante a la de una esfera achatada por los polos y abombada en el ecuador, esfera cuyas dimensiones son aproximadamente: • El diámetro ecuatorial mide 12.756 Km. y el polar 12.715 Km. • La longitud de la circunferencia ecuatorial es de 40.075 Km. y la de un meridiano 40.008 Km.

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Figura 4.9 De los datos anteriores se deduce que el achatamiento de la Tierra es muy pequeño por lo que a efectos prácticos se la suele considerar y representar como una esfera. Como los demás planetas del sistema solar, la Tierra está sometida a la dinámica celeste mostrando dos movimientos principales; uno de traslación alrededor del y uno de rotación sobre su eje. Estos movimientos ejercen influencia directa en la vida diaria de todos nosotros (y en realidad de “todos” los seres vivos de la Tierra). 4.4.1 La Rotación La Tierra rota sobre un eje imaginario, que pasa por el centro de la Tierra y cuyos extremos son los polos Norte y Sur, en sentido de Oeste a Este respecto al Sol (por eso le vemos aparecer por el Este y desaparecer por el Oeste) de forma que una misma zona queda, expuesta al sol y luego se aleja de él dando lugar a los días y las noches. Este movimiento tiene una duración de 23h 56m y 4 s.

Figura 4.10

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA El sentido de giro de este movimiento es de Oeste a Este y se le llama “directo”. Eso significa que si miramos a la Tierra rotando por encima de su polo norte, el giro es antihorario (contrario al movimiento de las agujas del reloj). Si lo miramos por encima de su polo sur, ese mismo sentido es horario (igual al movimiento de las agujas del reloj).

Figura 4.11 La velocidad de rotación de nuestro planeta varía según donde estés ubicado, es decir según la latitud. La velocidad de rotación es máxima en el Ecuador, donde es de 1.667 Km. /hora y disminuye hacia los polos, donde es nula. En Buenos Aires es de cerca de 1.400 Km. /hora. El Ecuador es el paralelo más grande de la Tierra, el que la divide en hemisferios norte y sur. Los polos son los puntos de intersección entre el eje de rotación y la superficie de la Tierra. La rotación produce diferentes consecuencias. Algunas son: - sucesión de los días y las noches, - movimiento aparente de los astros en el cielo en sentido retrógrado, es decir, de este a oeste, - achatamiento polar, - efecto Coriolis o desvío en la trayectoria de los cuerpos que se mueven sobre la superficie terrestre. 4.4.2 La Traslación. Es el movimiento de giro de la Tierra alrededor del Sol, recorriendo una órbita elíptica en sentido directo, en la que el Sol no está exactamente en el centro, sino algo corrido de él, en un punto llamado foco. A la Tierra le toma 365 días, 5 horas, 48 minutos y 46 segundos completar cada órbita alrededor del Sol, es decir, un año.

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Figura 4.12 En la figura anterior se representa al Sol en un foco de la órbita terrestre y a la Tierra en las fechas de equinoccios y solsticios, es decir, cuando comienzan las estaciones. Algo muy importante para tener en cuenta es que a lo largo de la órbita el eje siempre mantiene la misma inclinación con respecto al plano orbital: 66° 33´, es decir, se mantiene paralelo a sí mismo. Eso se ve en el gráfico anterior y en el siguiente:

Figura 4.13 Distando del Sol unos 147 millones de Km. en su punto más cercano de la órbita (Enero) y unos 152 millones de Km. en su punto más alejado (Julio). Esta diferencia no es lo suficientemente grande para que afecte al clima del planeta (la diferencia entre ambas distancias es de solo un 3,5%). De la segunda ley de Kepler "los vectores radio que unen 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA al Sol con el planeta barren áreas ¡guales en igualdad de tiempo", se deduce que la velocidad de traslación del planeta en su órbita no es uniforme, siendo máxima en el perihelio (mínima distancia al Sol) y mínima en el afelio (máxima distancia al Sol). Aunque el eje polar se suele representar vertical por comodidad, en realidad este eje está orientado a la Estrella Polar, lo cual representa una inclinación de 23°30' respecto al plano de traslación. Si dividimos la Tierra en dos hemisferios, Norte y Sur, a partir del ecuador, la inclinación de eje terrestre produce que en unos tramos de la órbita, los rayos del Sol incidan más directamente sobre un hemisferio que sobre el otro. Este hecho determina las estaciones, Induración del día en distintas latitudes, la diferencia de climas, la dirección de los vientos predominantes, la cantidad de radiación solar y el movimiento aparente de los astros. La diferencia entre las distancias máxima y mínima al Sol (4,8 Mili. Km.) No es lo suficientemente grande como para afectar al clima del planeta; de hecho, la Tierra está más cerca del Sol en Enero que en Julio. 4.5 PARALELOS Y MERIDIANOS. Para una mejor comprensión de los conceptos desarrollados seguidamente conviene conocer algunas características geométricas de una esfera: • Circulo máximo. Es aquel formado por un plano que pasa por el centro de la esfera y la divide en dos partes iguales. • Círculo menor. Está formado por la intersección de la esfera con un plano que no pasa por el centro de la misma. • En una esfera pueden trazarse infinitos círculos máximos y menores que pasen por un punto, pero solamente uno si la condición es que pase dos puntos. • La distancia más corta entre dos puntos de una esfera es un arco de círculo máximo.

Figura 4.14

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.5.1 Paralelos. Circunferencias menores paralelas al Ecuador. Los paralelos de especial atención son: - Trópico de Cáncer: Paralelo separado del Ecuador 23º 27´ hacia el Norte. - Trópico de Capricornio: Paralelo separado del Ecuador 23º 27´ hacia el Sur - Círculo Polar Ártico: Paralelo separado 23º 27´ del Polo Norte. - Círculo Polar Antártico: Paralelo separado 23º 27´ del Polo Sur. Máxima declinación solar = 23º 27´.

Figura 4.15 4.5.2 Meridianos Circunferencias máximas que pasan por los polos. - Meridiano del lugar. - Meridiano que pasa por el punto donde nos hallamos. El eje terrestre divide al meridiano del lugar en dos semicircunferencias: - Meridiano superior (PM). - Meridiano inferior o antimeridiano (AM). - Primer meridiano, Meridiano 0 o Meridiano de Greenwich. El meridiano que se considera origen de las longitudes pasa por Greenwich (Inglaterra). Este divide a la esfera en dos hemisferios: - Hemisferio Oriental. - Hemisferio Occidental.

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Figura 4.16 Cada meridiano está compuesto por dos semicírculos, uno que contiene al meridiano considerado y otro al meridiano opuesto (antimeridiano). Cada meridiano y su antimeridiano dividen la tierra en dos hemisferios, occidental y oriental. El oriental será el situado al este del meridiano considerado y el occidental el considerado al oeste. Un meridiano "especial" es el de Greenwich, el cual divide la tierra en dos hemisferios: Este u oriental situado al este de dicho meridiano y hemisferio Oeste u occidentales al oeste del mismo. Los meridianos se denominan, de manera similar a los paralelos, por su distancia angular (longitud) respecto al meridiano de Greenwich y para evitar imprecisiones se denominan meridianos Este u Oeste según estén al este o al oeste de aquel meridiano. Los meridianos sirven para medir la distancia angular de cualquier punto de la superficie de la Tierra en dirección Este u Oeste respecto al meridiano 0° (Greenwich). 4.5.3 El Ecuador. Es un círculo máximo imaginario perpendicular al eje de rotación de la Tierra, que como se ve en la Fig. 4.13 es único, no hay otro con esas características. Este círculo, equidistante de los polos, divide la Tierra en dos hemisferios: hemisferio Norte, semiesfera que abarca desde el ecuador hasta el polo Norte, y hemisferio Sur, la otra semiesfera que comprende desde el ecuador hasta el polo Sur. Al norte y al sur del ecuador y paralelos al mismo, se pueden trazar una sucesión de círculos menores imaginarios que se hacen pequeños a medida que se paralelos, acercan a los polos. Estos círculos menores (también el ecuador) reciben el nombre de paralelos. Por cualquier punto de la superficie terrestre se puede trazar paralelo. Los paralelos se denominan por su distancia angular (latitud) respecto al ecuador, pero como esto por si solo es impreciso pues no se sabe si esa distancia está al norte o al sur 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA del ecuador (paralelo cero grado), se identifican además como paralelos Norte o paralelos Sur según se encuentren al norte o al sur del ecuador respectivamente. En el siguiente párrafo se puede ver entre paréntesis la denominación de cuatro paralelos particulares. En muchos globos y mapas los paralelos se muestran usualmente en múltiplos de 5 grados. También suelen indicarse por su especial significado cuatro paralelos concretos: • El Trópico de Cáncer (23°27'N) y el Trópico de Capricornio (23°27'S), los cuales marcan los puntos más al norte y al sur del ecuador donde los rayos del sol caen verticalmente, es decir, son las latitudes máximas que alcanza el sol en su movimiento anual aparente. En el solsticio de junio (21-22 de junio) el sol parece hallarse directamente sobre el Trópico de Cáncer mientras que en el solsticio de diciembre (22-23 de diciembre) el sol parece estar directamente sobre el Trópico de Capricornio. • El Círculo Polar Ártico (66°33'N) y el Círculo Polar Antártico (66°33'S) que marcan los puntos más al norte y al sur del ecuador donde el sol no se pone en el horizonte o no llega a salir hacia unas fechas determinadas (solsticios). Desde esos círculos hacia los polos respectivos el número de días sin sol se incrementan y luego disminuyen hasta el punto que en los polos se suceden seis meses de oscuridad con otros seis meses de luz diurna. Los círculos polares están a la misma distancia de los polos que los trópicos del ecuador: 90° - 23°27' = 66°33 Los paralelos sirven para medir la distancia angular de cualquier punto de la superficie de la Tierra en dirección Norte o Sur respecto a la línea imaginaria del ecuador.

Figura 4.17

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.6 COORDENADAS GEOGRÁFICAS Las líneas que forman los paralelos y meridianos definen las coordenadas geográficas que permiten ubicar con precisión la ubicación de un punto cualquiera de la superficie terrestre. Estas coordenadas se miden como la distancia desde el punto en cuestión hasta las líneas de base del sistema Latitud: su línea de base es el ecuador. Longitud: su línea de base es el Meridiano de Greenwich. Las coordenadas se expresan en grados sexagesimales: - Para los paralelos, sabiendo que la circunferencia que corresponde al Ecuador mide 40.076 Km, 10 equivale113, 3km. - Para los meridianos, sabiendo que junto con sus correspondientes antimeridianos se forman circunferencias de 40.007 Km. de longitud, 1º equivale a 111,11 Km. La latitud, es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto. Se expresa en grados sexagesimales. Todos los puntos ubicados sobre el mismo paralelo tienen la misma latitud, aquellos que se encuentran al norte del Ecuador reciben la denominación Norte (N), aquellos que se encuentran al sur del Ecuador reciben la denominación Sur (S) y se miden de 0º a 90º. Al Ecuador le corresponde la latitud de 0º. Los polos Norte y Sur tienen latitud 90º N y 90º S respectivamente.

Figura 4.18 La longitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto. Se expresa en grados sexagesimales.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Todos los puntos ubicados sobre el mismo meridiano tienen la misma longitud. Aquellos que se encuentran al oriente del meridiano de Greenwich reciben la denominación Este (E). Aquellos que se encuentran al occidente del meridiano de Greenwich reciben la denominación Oeste (W). Se mide de 0º a 180º. Al meridiano de Greenwich le corresponde la longitud de 0º. El antimeridiano correspondiente está ubicado a 180º. Los polos Norte y Sur no tienen longitud.

Figura 4.19 De la misma manera que para determinar la posición de un punto cualquiera sobre un plano se utiliza un sistema de coordenadas (i) cartesianas, para localizar con exactitud cualquier punto de la superficie terrestre nos servimos de un sistema de coordenadas geométricas expresadas mediante una pareja de números denominados latitud y longitud que expresan mediciones angulares sobre la superficie de una esfera. La Tierra tiene forma de esfera y como tal, lo mismo que los ángulos o los círculos, se puede medir también en grados; así, representada sobre globos o mapas, la Tierra está dividida en 360°. La ventaja que tiene emplear expresiones angulares, es que el ángulo formado por dos rectas es independiente de la longitud de estas. Por ejemplo, en navegación astronómica no importa la distancia a que se encuentren los astros de referencia, importa el ángulo que forman respecto al lugar de observación. Cualquier lugar de la tierra puede ser situado exactamente por la intersección de un meridiano y un paralelo, es decir por dos números (coordenadas) que representan la latitud y la longitud de ese lugar, indicando cada número la cantidad de grados Norte o Sur desde el ecuador (latitud) y Este u Oeste desde el meridiano 0° (longitud). Así pues, latitud y longitud son expresiones angulares, indicadas en grados, minutos y segundos; cada grado (indicado por el símbolo °) se divide en 60 minutos (indicados por el símbolo ' comilla simple) y cada minuto en 60 segundos (simbolizados por " comilla doble). 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA La regla seguida para especificar estas coordenadas, es indicar primero la latitud y luego la longitud; es por comodidad pues no puede haber confusión debido a que las latitudes solo pueden ser Norte o Sur (N o S) y las longitudes Este u Oeste (E u O)

Figura 4.20 Observe los siguientes dibujos y las coordenadas geográficas de los puntos marcados en ellos: A = 13° 30' S / 116° 30' S B = 22° 00' S / 119° 15' E C = 21° 45' S / 115° 00' E D = 17° 30' S / 119° 30' S Z = 41° 30' N / 015° 00' W F = 42° 15' N / 010° 45' W G = 44° 30' N / 012° 45’W H- = 39° 45' N / 012° 45' W

Figura 4.21

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Analice lo estudiado y determine el porqué de estas coordenadas geográficas. Recuerde que la latitud y la longitud se miden en grados, minutos y segundos de arco, y que un grado de arco equivale a 60 minutos de arco y un minuto de arco equivale a 60 segundos de arco. Observe también la forma en que aumentan o decrecen los paralelos y meridianos para poder determinar el hemisferio o hemisferios del dibujo.

Figura 4.22 Conociendo la latitud o la longitud de dos puntos sobre la superficie terrestre, podemos conocer su diferencia de latitud o longitud. Veamos los conceptos de cada uno: DIFERENCIA DE LATITUD.- Es el arco de meridiano, comprendido entre dos puntos (comprendido entre sus respectivos paralelos). DIFERENCIA DE LONGITUD.- es el arco de ECUADOR, comprendido entre dos puntos (comprendido entre sus respectivos meridianos) DIFERENCIA DE LONGITUD.- es el arco de ECUADOR, comprendido entre dos puntos (comprendido entre sus respectivos meridianos)



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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Forma de hallar la diferencia de longitud o latitud entre los puntos 1). Si los puntos están en el mismo hemisferio, RESTAMOS. - 'E' y 'E' o 'W' Y 'W' para la longitud. - 'N' y 'N' o 'S' y 'S' para la latitud. 2). Si los puntos están en diferentes hemisferios, SUMAMOS. - 'E’ y 'W' o 'W' y 'E' para la longitud. - 'S' y 'S' o 'S' y 'N' para la latitud. 3). Para el caso único ce la diferencia de L0NGITUD, si La suma da más de 180°, se restará el resultado ce 360° ( O 359° 60' cuando tengamos minutos) para hallar la real diferencia de longitud. 4). La diferencia de longitud y latitud, no tiene exponente de dirección (N, S, E o W) ya que el resultado es un arco y no un punto definido en la superficie terrestre. 4.7 UNIDADES DE LONGITUD Y DE VELOCIDAD MÁS USADAS EN LA NAVEGACIÓN AÉREA Y PROBLEMAS DE DISTANCIA. 4.7.1 Unidades de distancia Entre las unidades de longitud y de velocidad más usadas en Navegación Aérea, están las siguientes: MILLA NÁUTICA (o marina).- En Inglés NAUTICAL MILE, es la unidad racional de longitud que equivale a un minuto ce arco de círculo máximo terrestre medido al nivel medio del mar. Equivale por convención a 1.852 metros (6.076 pies). Es la sexagésima parte de un grado, o sea un minuto de arco medico sobre un círculo máximo terrestre. MILLA TERRESTRE.- En Inglés STATUTE MILE, es una unidad arbitraria de longitud usada en los países de habla inglesa. Equivale a 1.609 metros (5.280 pies). Su uso en Navegación Aérea es cada día menor. METRO.- En Inglés METER, es la unidad de longitud base del sistema métrico decimal, establecida en Francia y equivale a 100 centímetros o 3.28 pies. Su utilización más concreta es la medición de la visibilidad. PIE.- En Inglés FOOT, es una unidad de longitud usada en muchos países. Su equivalencia es 0.3 metros. Su utilización más frecuente en nuestro medio es para la notificación de la posición vertical de una aeronave (alturas o altitudes) o para determinar las elevaciones de los aeródromos o de los obstáculos predominantes de una región.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.7.2 Unidades de velocidad. NUDO.- En Inglés KNOT, es una unidad de velocidad que equivale a una milla náutica por hora. El término nudo proviene de los días de los barcos de vela, cuando se hacían nudos en las correderas de los veleros para calcular la velocidad. NUMERO MACH. Es la razón existente entre la velocidad verdadera de la aeronave y la velocidad del sonido a la misma altitud en que vuela la aeronave. La velocidad del sonido varía con la altitud y la temperatura. Se considera 670 KTS al nivel del mar y de 580 KTS al nivel en que vuelan los reactores. Ejemplo: Cuál será la velocidad, expresada en número mach, para un reactor que tiene una velocidad verdadera de 480 KTS? Efectuamos una sencilla regla de tres, para establecer la equivalencia: 1 mach x

583 Kts 480 Kts

480 X 1 = 0,828 583

La velocidad de esta aeronave expresada en número mach será: 0.8 Ejemplo: Si una aeronave nos expresa su velocidad cero 0.34 mach Cuál será su velocidad verdadera en Kts. Planteamos una regla de tres: 1 mach 583 Kts 0,34 X

583 x 0,34 1

= 198,22

La velocidad de la aeronave expresada en Kts será: 198 Kts. 4.7.3 Problemas especiales de distancia. Recordemos la definición de MILLA NÁUTICA: Unidad racional de longitud que equivale a un minuto de arco de círculo máximo terrestre medido al nivel medio del mar. Por lo tanto un grado do latitud (que se mide sobre un meridiano) o un grado de longitud (medido sobre el Ecuador) equivale a 60 millas náuticas. Por estos, si conocemos la longitud de dos puntos que están sobre el Ecuador (que es un círculo máximo) podemos determinar fácilmente, su distancia. Igualmente, si conocemos la latitud de dos puntos que están sobre el mismo meridiano (igual longitud) podemos determinar fácilmente su distancia. Observando los dibujos de la página siguiente, podemos resumir nuevamente: Para hallar la distancia entre dos puntos: a). Si los puntos tienen DIFERENTE LONGITUD, deberán estar localizados sobre el Ecuador (circulo máximo).

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA b). Si los puntos tienen DIFERENTE LATITUD, deberán estar localizados sobro el mismo meridiano (es decir tener la misma longitud). d). Hallamos la diferencia de longitud" o latitud, según el caso. e). Los grados hallados en el caso anterior los convertimos a minutos de arco, multiplicando por 60 y si existieran minutos, los sumamos y Luego hacemos valer la equivalencia. UNA MILLA NAUTICA = 1' DE ARCO

Figura 4.24 4.8 LA ROSA DE LOS VIENTOS Y EL VIENTO EN LA NAVEGACION AEREA. Rosa de los vientos, también llamada rosa náutica es el círculo que tiene marcados los 32 puntos en que se divide la vuelta al horizonte. Estas 32 partes son: 4 puntos cardinales, 4 cuadrantales, 8 octantales y 16 cuartas. Estas últimas no se utilizan en Navegación Aérea. El horizonte se considera dividido en cuadrante: por las líneas N-S y E-W que unen los cuatro puntos cardinales. Se denomina primer cuadrante al comprendido entre el N y el E: Segundo, al comprendido entre el É y el S: tercero, al comprendido entre el S y el W y cuarto cuadrante el comprendido entre el W y el N. Cada cuadrante se divide a su vez en dos partes iguales: a los puntos obtenidos se le llaman Cuadrantales: se designan con palabras compuestas derivadas de los dos cardinales más próximos, teniendo siempre como, línea base la N-S: los nombres de los cuadrantales son: NE, SE, SW y NW.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA El arco de 45° comprendido entre cada punto cardinal y el cuadrantal contiguo se divide en dos partes iguales y así se obtienen ocho puntos que se llaman colaterales u Octantales: se designan uniendo el nombre del cardinal y el cuadrantal que lo comprende. Los nombres de los octantales son: NNE, ENE, ESE, SSE, SSW, WSW, WNW y NNW.

Figura 4.25 4.8.1 El viento Es el movimiento del aire en la atmósfera con relación a la superficie terrestre, originado por la diferente densidad de masas de aire que se encuentran a distinta temperatura. En meteorología se denomina como tal la componente del movimiento del aire paralela a la superficie terrestre. Los movimientos de las masas de aire en otras direcciones se denominan corrientes de aire. Por medio del viento se transporta la humedad y el calor de unas zonas a otras, parámetros fundamentales que configuran el tiempo en un lugar. Al ser una magnitud vectorial se define por su dirección, sentido y por su velocidad. 4.8.1.1 Medición del viento en la actualidad: La dirección se mide mediante la veleta según los 360 grados geográficos en intervalos de 10 grados. En la mar se emplean los 16 rumbos de la rosa de los vientos. Los anemómetros miden la velocidad, expresada comúnmente en metros/segundo y el nudo (milla náutica/hora). En la mar la velocidad se expresa en unidades de la escala de Beaufort. En la actualidad se emplea el radar de viento para determinar la velocidad y dirección en una zona determinada. Para la medición del tiempo en altura se emplean las radiosondas y los globos pilotos. En ambos se parte de una velocidad ascensional constante, determinándose desde la estación de seguimiento la posición del globo a intervalos fijos de tiempo; de esta forma- se obtienen sus distintas posiciones en los últimos niveles de 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA ascensión, con lo que se determina, según la magnitud y dirección de desplazamiento entre mediciones, la velocidad y dirección del viento a distintas alturas. La diferencia entre el sondeo con radiosonda y el sondeo con globo piloto se realiza visualmente por medio de un teodolito, por lo que es imprescindible la ausencia de nubes para una observación completa, mientras que con la radiosonda el seguimiento se realiza automáticamente desde el suelo al estar dotado el globo de sondeo de un emisor de radio. En los sondeos con radiosonda, aparte del viento, también se determinan las temperaturas y humedades a distintas alturas. En zonas en las que escasean las estaciones (grandes océanos, regiones polares), los aviones comerciales que las sobrevuelan los facilitan por medio de unos mensajes radiados llamados AIREP, en los que figuran, para las distintas posiciones de la aeronave (latitud, longitud y altura), datos de velocidad y dirección y temperatura del viento. Los vientos pueden clasificarse en cuatro clases principales: dominantes, estaciónales, locales y, por último, ciclónicos y anticiclónicos. Los marinos y los meteorólogos utilizan la escala de Beaufort para indicar la velocidad del viento. Fue diseñada en 1805 por el hidrógrafo irlandés Francis Beaufort. Sus denominaciones originales fueron modificadas más tarde. Los avisos de estados peligrosos para las pequeñas embarcaciones se suelen emitir para vientos de fuerza 6 en esta escala. Para los fines de la navegación aérea se forman en consideración dos tipos de vientos, viento en altura y viento en superficie, los en altura son los que actúan a una altura de 20 pies en adelante y de superficie los que actúan por debajo de 20 pies. También existe otro factor asociado al movimiento desordenado el viento que es la corriente de manera próxima a la navegación aérea. Anemómetro Es el instrumento que sirve para medir la velocidad, dirección y fuerza del viento. Puede ser de rueda de paletas, que consiste en un rodete con alabes oblicuos, o bien el denominado de Robinson, que consta de cuatro cazoletas de forma de hemisferio fijados a cuatro brazos radiales.



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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Al soplar el viento hace girar la rueda de paletas o el eje de la rueda de paletas con velocidad proporcional a la del viento. Este movimiento se transmite a algún mecanismo capaz de indicar esta velocidad sobre una escala graduada. La velocidad del viento se puede medir también por la presión del aire sobre un tubo con forma de L, con un extremo abierto hacia la corriente de aire y el otro conectado a un dispositivo medidor de presión. Este modelo fue inventado por el físico francés Pitot (1695-1771) en 1732. Comparando la presión ejercida por el aire, que impacta en una de las bocas, con la presión atmosférica normal, se obtiene la velocidad del viento. Otros anemómetros emplean dos filamentos calentados mediante una corriente eléctrica, realizados con un material cuya resistencia varía bastante con la temperatura. Uno de los filamentos está expuesto a la corriente, mientras que otro está protegido del aire. La diferencia de temperatura, y por lo tanto la de resistencia entre los dos filamentos, da una indicación de la velocidad del aire. 4.9 LA HORA EN LA NAVEGACION AEREA. La finalidad es ver en forma práctica el porqué de la diferencia de hora en distintos puntos de la superficie terrestre, y dominar a su vez la relación entre las unidades de tiempo y las unidades de arco. La diferencia de HORA SOLAR (y la hora local que se considerara en otra unidad) entre dos puntos se debe prioritariamente a dos factores: el movimiento de rotación de la tierra y la DIFERENCIA DE LONGITUD entre los puntos. 4.9.1 Hora solar. Es hora del meridiano de lugar; en otras palabras es la hora que rige al meridiano que pasa por el punto. Podemos deducir fácilmente: que el elemento básico es la longitud. a) Puntos de igual LATITUD, pero diferente LONGITUD, tienen diferente hora solar. b) Puntos de diferentes LATITUD, pero misma LONGITUD, tienen la misma hora solar. Si observamos y tenemos en cuenta el movimiento de rotación, podemos deducir fácilmente: a) Un punto situado al Este de otro punto, tendrá una hora solar mas tarde (sin tener en cuenta el hemisferio en el que estén localizados los puntos). b) Un punto situado al Oeste de otro punto, tendrá una hora solar más temprana (sin tener en cuenta el hemisferio en el que estén localizados los puntos). En otras palabras:

SI SE ESTA AL Este, SERA MAS TARDE. SI SE ESTA AL Oeste, SERA MAS TEMPRANO.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.9.2 Relación entre las unidades de arco y las unidades de tiempo La tierra efectúa una revolución completa sobre su eje 24 horas (movimiento de rotación), lo que nos determina en forma general el día y la noche y por ende la existencia de diferentes horas en los puntos de la superficie terrestre. Como la superficie terrestre se considera un circulo, tendrá por lo tanto 360 de arco. Ahora podemos determinar una igualdad, que serás la base para conocer las equivalencias entre las unidades de arco y tiempo: 360 = 24 horas De esta sencilla igualdad y siguiendo una simple sucesión de reglas de tres, podemos determinar la relación entre las dos unidades. Veamos: TIEMPO A ARCO 1 HORA = 1 MINUTO = 1 SEGUNDO =

15 15’ 15”

1 1’ 1”

ARCO A TIEMPO = 4 MINUTOS = 4 SEGUNDOS = 1/15 SEGUNDOS

Dos puntos de la superficie terrestre que tengan una pequeña diferencia de longitud, tendrán diferente hora solar, vemos que esta no es una situación muy práctica para la vida cotidiana y mucho menos para la Navegación Aérea que requiere de una racionalización y exactitud en lo referente a la medida del tiempo. Este problema se solucionó con la división de la superficie terrestre en HUSOS HORARIOS. 4.10 LOS HUSOS HORARIOS. Un HUSO HORARIO, es una franja de la superficie terrestre que tiene 150 de longitud (una hoja tiempo). La tierra se divide en 24 husos horarios, siendo el eje de este sistema el meridiano cero (Greenwich). El movimiento de rotación de la Tierra, en el que el planeta gira sobre sí mismo 360° en aproximadamente 24 horas, nos permite medir el tiempo. Una hora es el tiempo que tarda la Tierra en girar 15°. La superficie terrestre se ha dividido de forma convencional en 24 husos horarios, cada uno de los cuales mide 15° de longitud. El huso horario de referencia es el que está dividido por el meridiano de Greenwich en dos partes iguales Un HUSO HORARIO, es una franja de la superficie terrestre que tiene 150 de longitud (una hoja tiempo). La tierra se divide en 24 husos horarios, siendo el eje de este sistema el meridiano cero (Greenwich).

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Cómo calcular la hora solar: Para averiguar la hora solar de un punto situado al ESTE del meridiano de referencia deberá sumar tantas horas como husos hayas recorrido. Para averiguar la hora solar de un punto situado al OESTE del meridiano de referencia deberás restar tantas horas como husos hayas recorrido.

Figura 4.27 Como vemos en la Figura 4.33, el huso horario cero (0) tiene como meridiano central el meridiano cero como meridianos limites el 07 30’ E y 07 30’ W, para un total de 15 de longitud. A partir de estos dos meridianos, todos los husos horarios tiene 15 de longitud y sus límites no interesan mucho Como vemos en el dibujo de la página siguiente, el huso horario cero (0) tiene como meridiano central el meridiano cero como meridianos limites el 07 30’ E y 07 30’ W, para un total de 15 de longitud. A partir de estos dos meridianos, todos los husos horarios tiene 15 de longitud y sus límites no interesan mucho conocerlos a menos que problemas muy específicos lo requieran. Países en gran desarrollo en longitud (EE.UU. y México por ejemplo) que ocupan más de de 2 husos horarios, adoptan dos o tres horas oficiales, que rigen y controlan en forma fácil las diferentes horas. Las husos horarios también se identifican por letras, como se observarse en el dibujo anterior. Los principios básicos estudiados por la hora solar, son validos para la hora oficial. Es decir: a) Puntos en el mismo hemisferio, se RESTAN. b) Puntos en diferentes hemisferios, se SUMAN. c) Si el punto esta al E, será más tarde. d) Si el punto esta al W, será más temprano.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA El símbolo de los husos horarios esta directamente ligado con la hora internacional o zulú, que se estudiara en las siguiente parte. A pesar de que la hora oficial soluciono muchos problemas de índoles local, el incremento en la velocidad de las aeronaves que permiten la realización de vuelos de larga distancia en un tiempo relativamente corto y por ende el cruce rápido de los husos horarios, creo un nuevo problema para las tripulaciones, ya que estas tenían que ajustar sus relojes a la hora oficial de cada país que sobrevolaban, causando traumas y peligrosos cambios en los estimados de las tripulaciones, afectando la seguridades el control de tráfico aéreo. Para solucionar este problema, se creó y se puso en uso la hora mundial u hora internacional, llamada G.M.T (Greenwich Mean Time) en forma general y hora zulu en el ambiente aéreo náutico mundial. La hora Zulú es igual para todos los puntos de la tierra y es a su vez la hora oficial el horario cero (0). Para hallar la hora Zulú de cualquier lugar de la tierra, debe aplicarse a la hora oficial el huso horario del punto, con su signo. Es decir, si es positivo (+) se suma y si es negativo (-) se resta. Otro análisis que se puede hacer para la hora Zulú es: si en el huso horario cero (0) es “X” hora, esta será la hora Zulú de todos los puntos de la tierra. Parea hallar la hora local de un punto partiendo de la hora Zulú, debe aplicarse a la hora Zulú horario del punto, con signo contrario. Es decir si es positivo (+) se resta y si es negativo (-) se suma. Otro análisis que se puede hacer para este problema es: la hora Zulú es la hora local del huso horario cero (0); determinar si el huso horario por el que se pregunta este al “E” o al “W” del huso cero, para saber si es más tarde o más temprano y luego sumar o restar el numero del huso horario, que será la cantidad de diferencia. 4.11 USO DE INSTRUMENTOS NO RADIOELECTRONICOS. 4.11.1 Reloj, Brújula y Termómetro. 4.11.1 El reloj El Reloj es el dispositivo con el que se mide el tiempo. Tiene una esfera como un reloj convencional, para leer las horas y los minutos. Los que llevan instalados los aviones hoy día, se suelen ajustar a la hora UTC (Universal Time Coordinated), antiguamente llamada hora Z o también hora GMT (hora del meridiano de Greenwich).Pueden llevar botones selectores de diferentes funciones, como la de cronómetro (para medir tiempos pequeños en ciertas maniobras) o la de tiempo transcurrido (elapsed time) entre dos posiciones distantes. Normalmente, estas funciones vienen integradas en el mismo instrumento. Aparte de indicar la hora, en los aviones de tecnología moderna el reloj envía señales a diferentes sistemas del avión.

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Figura 4.28 4.11.2 La Brújula El término magnetismo tiene su origen en el nombre que en la época de los filósofos griegos recibía una región del Asia Menor, entonces denominada Magnesia; en ella abundaba una piedra negra o piedra imán capaz de atraer objetos de hierro y de comunicarles por contacto un poder similar. Las fuerzas características de los imanes se denominan fuerzas magnéticas. El desarrollo de la física amplió el tipo de objetos que sufren y ejercen fuerzas magnéticas. Las corrientes eléctricas y, en general, las cargas en movimiento se comportan como imanes, es decir, producen campos magnéticos. Siendo las cargas móviles las últimas en llegar al panorama del magnetismo han permitido, sin embargo, explicar el comportamiento de los imanes, esos primeros objetos magnéticos conocidos desde la antigüedad. El término magnetismo se usa para designar el conjunto de propiedades y efectos de los imanes, en virtud del nombre de la ciudad donde fueron descubiertos. 4.11.2.1 Propiedades de los imanes. Todo imán posee dos polos magnéticos: un polo norte o polo positivo y un polo sur o polo negativo.



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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Todos los imanes tienden a orientarse en la dirección norte – sur. POLO NORTE

POLO SUR Figura 4.30 Polos magnéticos del mismo nombre se repelen, y polos magnéticos de nombres contrarios se atraen.

POLOS IGUALES SE REPELEN

POLOS DIFERENTES SE ATRAEN

Figura 4.31

La tierra es un enorme imán.

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Figura 4.32 4.11.2.2 Campo magnético y líneas de inducción del campo magnético. Se denomina campo magnético a la región del espacio en la que se manifiesta la acción de un imán.

Figura 4.33 Líneas de inducción de un campo magnético dentro y fuera de un imán.

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Figura 4.34 Para visualizar el campo magnético creado por un imán, suelen utilizarse líneas, denominadas “líneas de inducción” las cuales son líneas cerradas que salen del polo norte y entran al polo sur se cierran pasando por el interior del imán. Las líneas de inducción se encuentran más cerca unas de otras en las regiones cercanas a los polos, indicando así que el campo magnético es más intenso en dichas regiones. 4.11.2.3 Aplicaciones del magnetismo. Una de las aplicaciones más comunes de las propiedades magnéticas o propiedades de los imanes es el invento y uso de la “BRÚJULA” como dispositivo para orientarse Existen dos tipos fundamentales de brújula: la brújula “magnética”, que en versiones primitivas se utilizaban ya en el siglo XIII, y el “girocompás” o brújula giroscópica, un dispositivo desarrollado a comienzos del siglo XX.

Figura 4.35

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA La brújula, también llamada compás magnético, es un instrumento que al orientarse con las líneas de fuerza del campo magnético de la tierra, proporciona al piloto una indicación permanente del rumbo del avión respecto al Norte magnético terrestre. Este instrumento es la referencia básica para mantener la dirección de vuelo.

Figura 4.36 Puesto que la brújula opera en base a principios magnéticos, primero unos principios básicos sobre esta fuerza. El magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que se produce en algunas sustancias, especialmente aquellas que contienen hierro y otros metales como níquel y cobalto, fuerza que es debida al movimiento de cargas eléctricas. Cualquier objeto, por ejemplo una aguja de hierro, que exhibe propiedades magnéticas recibe el nombre de magneto o imán. Un imán tiene dos centros de magnetismo donde la fuerza se manifiesta con mayor intensidad, llamados polo Norte y polo Sur, dándose la circunstancia que polos del mismo signo se repelen mientras que polos de distinto signo se atraen. Unas líneas de fuerza magnética fluyen desde un polo hacia el otro, curvándose y rodeando al imán, denominándose campo magnético al área cubierta por estas líneas de fuerza. Si un imán se rompe, cada una de las piezas tendrá sus propios polo Norte y Polo Sur. Es imposible aislar un único polo con independencia de lo pequeños que sean los fragmentos. La posibilidad de la existencia de un único polo o monopolo está sin resolver y los experimentos en este sentido no han dado resultado. Magnetismo terrestre El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur) se debe a esta similitud. Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna solo detectable con instrumentos especiales.

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Figura 4.37 El funcionamiento de la brújula se basa en la propiedad que tiene una aguja imantada de orientarse en la dirección norte-sur magnética de la tierra. Declinación Magnética. Como se ha dicho anteriormente, el Norte geográfico y el Norte magnético no coinciden, hay una ligera diferencia. Puesto que las cartas de navegación indican el rumbo geográfico, se hace indispensable conocer y corregir esta diferencia. Se denomina declinación a la diferencia angular entre el norte magnético y el norte geográfico. La declinación es Este cuando el norte magnético está al este del norte geográfico, y es Oeste cuando el norte magnético está al oeste del norte geográfico. En España la declinación es Oeste.

Figura 4.38 Una vez obtenido el rumbo geográfico, se calcula el rumbo magnético: si la declinación de la zona es Este debe restarse el valor de la declinación; si la declinación es Oeste debe sumarse. Por ejemplo, si la declinación es de 5º Oeste, para volar a un lugar en el rumbo geográfico 210º hay que mantener un rumbo magnético de 210º+5º=215º. Si la declinación es Este: Rumbo magnético = Rumbo geográfico – declinación. Si la declinación es Oeste: Rumbo magnético = Rumbo geográfico + declinación.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.11.2.4 Errores en la lectura de la brújula. La brújula está sujeta a errores provocados por la aceleración, la desaceleración y la curvatura del campo magnético terrestre en especial en altas latitudes. También suele oscilar, converger o retrasarse en los virajes y su lectura es especialmente difícil durante turbulencias o maniobras. Los errores de tipo físico se deben principalmente a la fricción del liquido sobre la rosa de rumbos, a la falta de amortiguación de este líquido, o porque el propio líquido forma remolinos debido a turbulencias o maniobras bruscas. Estas circunstancias provocan balanceos y oscilaciones en la brújula que dificultan su lectura. Con independencia de los errores físicos, lo que más complica la navegación con la brújula son los errores de tipo magnético. Estos se conocen como errores debidos a la inclinación (viraje) y a la aceleración o desaceleración. Error de inclinación o viraje: Las líneas de fuerza del campo magnético terrestre tienen un componente vertical que es 0 en el Ecuador pero que constituyen el 100% de la fuerza total en los Polos. Esta tendencia de la brújula a inclinarse hacia abajo por efecto de la atracción magnética, produce en los virajes el siguiente comportamiento: Volando en un rumbo Norte, si se realiza un giro hacia el Este o el Oeste, la indicación inicial de la brújula se retrasará o indicará un giro hacia el lado contrario. Este desfase se va aminorando de manera que al llegar al rumbo Este u Oeste no existe error. Si se hace un giro hacia el Sur desde cualquier dirección, a medida que nos vamos aproximando al Sur la brújula se adelanta e indica un rumbo más al Sur que el real. Para sacar al avión en el rumbo deseado, el giro debe ser terminado con una indicación de la brújula pasado dicho rumbo.

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Figura 4.39 Volando en un rumbo Sur, al realizar un giro al Este o el Oeste, la brújula se adelanta e indica un rumbo más allá al realmente seguido. Este adelanto también se va aminorando de forma que al llegar al rumbo Este u Oeste tampoco existe error. Si se hace un giro hacia el Norte desde cualquier dirección, cuando nos vamos aproximando al Norte la indicación de la brújula es de un rumbo más atrás del real. Para sacar al avión en el rumbo deseado, el giro debe ser terminado con una indicación de la brújula anterior a dicho rumbo. Los errores de viraje se producen en rumbos Norte y Sur siendo prácticamente nulos en rumbos Este y Oeste. La cantidad de grados de retraso o adelanto es máxima en rumbos Norte (0º) y Sur (180º), y esta cantidad depende del ángulo de alabeo usado y de la latitud de la posición del aeroplano. Como colofón a las explicaciones anteriores, podríamos concluir que el error de viraje produce que en el semicírculo Norte de la rosa de rumbos la brújula gire más despacio que el avión e indique rumbos retrasados; igual en rumbos Este y Oeste indicando rumbos correctos, y más deprisa en el semicírculo Sur indicando rumbos adelantados. 133/195/ ATSARO.


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Figura 4.40 Errores de Viraje Error de aceleración/deceleración: Debido a su montaje pendular, cuando se cambia de velocidad acelerando o decelerando, la brújula se inclina sobre su pivote y esta inclinación provoca que las agujas imantadas no coincidan correctamente con las líneas magnéticas terrestres. Este error es más aparente en los rumbos Este y Oeste, siendo prácticamente nulo en rumbos Norte y Sur. Cuando un avión manteniendo un rumbo Este u Oeste acelera o asciende, la brújula indicará en principio como si se estuviera virando al Norte. Cuando decelera o desciende, la brújula indica un viraje al Sur. Recordando lo visto en unidades anteriores, la planificación básica de un vuelo comienza con el trazado de una ruta propuesta. Esta ruta al ser trazada sobre un mapa o carta geográfica, será lógicamente una dirección geográfica. Es evidente que como la aeronave no dispone de ningún instrumento abordo para el seguimiento "geográfico" de una ruta, este seguimiento debe ser hecho con uno que tenga siempre una orientación de referencia, que en Navegación es el NORTE MAGNETICO, y por esto, la Brújula Magnética es básicamente el indicado para el seguimiento de un determinado rumbo. Pero si el trazado de una ruta sobre un mapa es GEOGRÁFICO, y el seguimiento en vuelo con la brújula es magnético, y además no coincide la posición del polo norte geográfico y el polo norte magnético, no habrá marcadas diferencias que deberán ser tenidas en cuenta para lograr una planificación acertada del vuelo? La respuesta y solución a esta pregunta esta en el conocimiento, efectos y aplicación de un término muy importante llamado DECLINACION O VARIACION MAGNETICA VARIACIÓN O DECLINACIÓN MAGNETICA es el ángulo formado entre el meridiano geográfico y el meridiano magnético. También puede definirse en forma general, como la diferencia entre lo GEOGRAFICO y lo MAGNÉTICO, llámese rumbo, curso, norte, etc. Como vemos en el dibujo, básicamente la declinación magnética puede manifestaciones: 133/195/ ATSARO.


tener tres

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Figura 4.41

Veamos los siguientes ejemplos sobre declinación o variación magnética.

Figura 4.42 El piloto de la izquierda a planificado un vuelo con rumbo geográfico de 090° (medido sobre la carta), entre A-B, observa la línea Isogónica que pasa por el lugar (10° E) y sabe que si no hace la debida y correcta corrección, no llegará a su destino (B). 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Gráficamente deducimos que su rumbo magnético (que puede seguir con la brújula) es de 080°. El piloto de la derecha a planificado un vuelo con rumbo geográfico de 090° (medido sobre la carta); observa la línea Isogónica que pasa por el lugar (10° W) y sabe, que si no hace la debida y correcta corrección, no llegará a su destino (B). Gráficamente deducimos que su rumbo magnético es de 100°. Aparentemente la situación inicial de los dos pilotos era la misma; rumbo, geográfico planificado 090°. Pero la situación final es bastante diferente (compare los rumbos magnéticos obtenidos en los dos casos). Esto es debido a la diferente declinación magnética, que "afecta" los dos lugares donde se va a efectuar el vuelo, y nos corrobora la importancia de conocer la correcta aplicación de la declinación. De lo anterior podemos deducir dos sencillas normas, para la aplicación de la declinación magnética. 1). Para obtener un rumbo magnético, partiendo de un geográfico, si la declinación es al ESTE (E) se resta. 2). Para obtener un rumbó magnético, partiéndole un geográfico, si la declinación es al OESTE (W) se suma. Si la situación del problema es contraria (obtener un rumbo geográfico, partiendo de un magnético), las formulas serán también al contrario. Veamos la fórmula en forma visual, para tener una idea más clara.

Figura 4.43 4.11.2.5 El desvío magnético. Si lejos de masa magnética una aguja en libertad se orienta en la dirección del meridiano magnético, no ocurre lo mismo si se instala a bordo de una aeronave en cuya construcción entran metales magnéticos. El ángulo que forma el meridiano magnético y la dirección perturbada de la aguja se llama DESVIO. El desvió de la brújula puede ser al Este, o al Oeste según el norte de brújula, queda al Este o al Oeste del norte magnético.

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Figura 4.44 Observe que este nuevo e imaginario norte de brújula tiene como referencia de posición el NORTE MAGNETICO. En otras palabras el desvió es la diferencia entre el norte magnético y el norte de brújula. El desvió será diferente para distintas brújulas, aun estén instaladas en la misma aeronave. En la misma forma que la declinación, el desvió de la brújula puede tener tres manifestaciones a) DESVIO DE BRUJULA AL ESTE: Cuando el norte de la brújula esta al este del norte magnético. b). DESVIO DE DRUJULA AL OESTE: Cuando el norte do brújula está al Oeste del norte magnético. c).DESVIO DE BRÚJULA CERO: Cuando no existe desviación o perturbación a la posición normal Norte/Sur de la brújula. Rumbo de Brújula Rumbo de brújula o rumbo del compás, es el ángulo formado entre el norte de brújula y la dirección de vuelo de la aeronave, en el sentido de las manecillas del reloj.

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Figura 4.45 Compensación. Se entiende por compensación de una brújula la operación por medio de la cual se anula sus desvió o se atenúa para conseguir entre ellos pequeños valores. Calibración. Se entiende por calibración de una brújula a la operación que consiste en determinar y registrar los valores de los desvíos existentes para los diferentes rumbos de la aeronave. El proceso de compensación de una brújula es bastante técnico razón por la cual no vamos a detallarlo en nuestro estudio. Por el contrario veremos la forma de interpretación y utilización de la TABLA DE CALIBRACION DE LA BRÚJULA. Esta tabla es el resultado final del trabajo de compensación y en ella se registran los valores definitivos de desvió en los diferentes rumbos. .Estos desvíos pueden ser registrados en dos formas: a). Como un valor absoluto (+ 2, - 1, etc. ) y la TABLA DE CALIBRACIÓN podrá ser muy aproximadamente de esta forma.

Figura 4.46 Esto nos indica por ejemplo, que para un rumbo magnético planificado de 030° (o rumbos cercanos a este) debemos sumarle 1°, para obtener un rumbo de compás de 031°, o que para un rumbo magnético planificado de 210° (o rumbos cercanos a este) debemos restar 3°, para obtener un rumbo de compás de 207°. b) Con interpretación directa; es decir aparecerá directamente el valor del rumbo del compás que deberá gobernarse para determinado rumbo magnético.

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Figura 4.47 Esto nos indica por ejemplo que para un rumbo magnetice planificado de 030°, debemos gobernar un rumbo del compás de 028°. Para rumbos magnéticos cercanos a 030°, deberemos restar 2°. Es decir, si el rumbo magnético planificado es 024° (cercano a 030°) le restamos 2o para obtener un rumbo del compás de 022°. 4.11.2.6 Aplicación del desvío de brújula.La aplicación del desvió de brújula es similar a la aplicación de la declinación magnética. Es decir: 1) Para obtener, un rumbo de brújula, partiendo de un magnético, si el "desvió es al Este (E) se resta. 2). Para obtener un rumbo de brújula, partiendo de un magnético, si el desvió es al Oeste (W) se suma. Si la situación del problema es contraria (obtener un rumbo magnético, partiendo de un rumbo de brújula) las formulas serán también al contrario. Veamos la formula completa en forma visual, para tener ya una idea concreta.

Figura 4.48 Tenga en cuenta las siguientes notas: Entre lo geográfico y lo magnético esta la “DECLINACION” Entre lo magnético y lo de brújula (o compás) está el DESVIO. No se puede llegar al rumbo del compás, partiendo del rumbo geográfico, sin "pasar" por el rumbo magnético o viceversa. El rumbo magnético será igual al rumbo geográfico, cuando la declinación magnética sea cero. El rumbo magnético será igual al rumbo del compás, cuando el desvió de la brújula sea cero. El rumbo geográfico, el magnético y el de brújula serán iguales, cuando la declinación magnética y el desvió de brújula sean cero.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.12 AYUDAS A LA NAVEGACION. Hoy en día las radioayudas conforman la columna vertebral del sistema de navegación área mundial. Introducidas en el primer tercio del siglo XX, su desarrollo ha ido aparejado al de la electrónica, lo que explica algunas de las características que algunas de ellas presentan. La asistencia que ofrecen a las tripulaciones de las aeronaves es invaluable, y son en buena medida responsables del extraordinario nivel de seguridad en el transporte aéreo moderno. Por otro lado, en el momento actual la infraestructura de las radioayudas se encuentra en una fase de transición. La aparición y desarrollo de los Global Navigation Satellite Systems (GNSS) esto a cambiando completamente el panorama de las ayudas a la navegación. Por ello, se prevé que próximamente muchas de las radioayudas utilizadas actualmente sean reemplazadas por sistemas basados en satélites. Sin embargo, a pesar de lo anterior es importante entender los fundamentos del funcionamiento de las radioayudas pues el intervalo de transición podrá extenderse hasta un par de décadas. Mientras tanto, es necesario seguir utilizando la infraestructura instalada y sacarle el máximo provecho posible. Esta sección tiene como objetivo explicar someramente las bases del funcionamiento de las radioayudas mus utilizadas actualmente. 4.12.1 Radiofaro No direccional (NDB) Un radiofaro no direccional» conocido con la abreviatura NDB (No Directional Beacon) es sencillamente una estación emisora LF/MF instalada en tierra, en una posición seleccionada para que en conjunción con el equipo de la aeronave (ADF: Automatic Direction Finder) constituye una radioayuda.



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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.12.1.1 Cobertura de los NDB. A. Cobertura Nominal Es el área que rodea a un NDB dentro de la cual la intensidad de la onda terrestre excede el valor mínimo especificado para el área geográfica en que está situado el radiofaro. La cobertura nominal tiene por objeto servir un método de clasificación de los NDB en cuanto a cobertura, teniendo en cuenta que no haya transmisión ionosférica; no haya propagación anímala; no haya interferencia de otra estaciones LF/MF; se tenca en cuenta el ruido> atmosférico existente en la zona geográfica en cuestión» B. Cobertura efectiva Es la zona que rodea al NDB dentro de la cual se pueden obtener marcaciones con precisión suficiente para la operación a realizar. Según el radio de la zona de servicios cubierta por el NDB, se clasifica éste en: A. Radiofaro de Localización 1. De 10 a 25 millas cuando se emplea como ayuda para la aproximación final del ILS; Los NDB, toman este nombre, cuando se instalan en conjunción con el ILS en las posiciones OM y MM: Sus abreviaturas respectivas son LOM y LMM. B. En Estados Unidos, todavía se conserva una clasificación por potencias 1. HH - 2000 Watts o más recepción generalizada desde 75 millas y más 2. H - 50 a 1999 Watts - recepción 50 millas; y 3. MH - 50 y radio de 25 millas. 4.12.1.2 Emisión de los NDB Operan en la frecuencia de 200 KHz a 1750 KHz con una potencia que no deberá exceder de la necesaria para lograr la zona de servicio clasificada según empleo y lugar. Identificación Los NDB se identifican por dos o tres letras del Código Morse Internacionales transmitidas a una velocidad de 7 palabras por minuto y un tono de modulación de 1020 Hz o de 400 Hz. La señal de identificación se transmitirás, por lo menos, cada 30 segundos. Para los NDB de un radio medio de cobertura nominal igual o menor de 50 millas! que se usen como ayudas para la aproximación y la espera "en las proximidades de un aeródromos la identificación se transmitirá por lo menos tres veces cada 30 segundos, a intervalos iguales en ese período de tiempo. 4.12.2 Radiofaro Omnidireccional VHF (VOR.) La abreviatura VOR con que generalmente se conoce a esta radio ayuda, procede de las iniciales de las palabras inglesas: V - Very High Frequency O - Omnidireccional (todas) R - Range (direcciones)

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Figura 4.50 El VOR (Very High Frecuency Omnidirectional Range) es un sistema de ayuda a la navegación aérea, de uso muy extendido. Opera en la banda de muy alta frecuencia VHF, desde 108.00 MHz, hasta 117.95 MHz. Tiene las siguientes Ventajas sobre el ADF: - Menos interferencias debidas a las tormentas eléctricas. - Mayor exactitud. - Se puede compensar automáticamente la deriva producida por el viento, Llevando la aguja centrada. Para recibir las señales de una estación VOR no puede haber ningún obstáculo intermedio tales como montañas, edificios, o la misma curvatura de la tierra, pues la propagación es en línea recta. 4.12.2.1 Funcionamiento del VOR. El VOR consta de una caja de control, en la que se selecciona la frecuencia, y un mando de volumen que permite escuchar la identificación de la radioayuda de tierra. El indicador VOR tiene tres componentes: -Dial selector de rumbos. -Aguja vertical (CDI) con movimiento a la derecha y a la izquierda. -Indicador TO/FROM, HACIADESDE. El piloto sólo puede actuar físicamente sobre el selector de rumbos. La aguja y el TOFROM funcionan automáticamente dependiendo de la posición del avión respecto a la estación de tierra. El funcionamiento de estos tres componentes es el siguiente: - El selector de rumbos permite la selección de cualquier rumbo. -

La aguja vertical indica en qué dirección se encuentra el rumbo seleccionado. Si la aguja está a la derecha, el rumbo seleccionado está a la derecha del avión, y lo mismo a la izquierda.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Pero esto es sólo verdad cuando trabajemos con lo que vamos a llamar sentido directo. Estaremos trabajando con sentido directo cuando el rumbo del avión y el seleccionado en el selector de rumbos coincidan o estén separados menos de 90º. Estaremos trabajando con el sentido inverso cuando el rumbo del avión y el seleccionado en el selector de rumbos sean opuestos o se diferencien más de 90º. Con sentido inverso, si la aguja está a la derecha, el rumbo seleccionado estará a nuestra izquierda, y si la aguja está a la izquierda, el rumbo Seleccionado se encontrará a nuestra derecha. La indicación TO quiere decir que interceptado y volado el rumbo seleccionado en el selector de rumbos, el avión se dirige a la estación. La indicación FROM quiere decir que interceptado y volado el rumbo seleccionado, el avión se aleja de la estación. El VOR lo podemos utilizar para una de las cuatro cosas siguientes: - Para volar directamente hacia una estación. - Para volar desde una estación. - Para determinar la demora desde una estación y, por lo tanto, nuestra situación, sintonizando dos estaciones y viendo dónde se cortan las demoras. - Para realizar la aproximación a un aeropuerto.

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Figura 4.51 Volar directamente HACIA una estación. Girar el selector de rumbos hasta que la aguja esté centrada y obtengamos la indicación de TO, a continuación poner el rumbo que hayamos obtenido en la izquierda, caer a la izquierda unos grados hasta que la aguja se centre, lo mismo si se desplaza a la derecha. Volar a la estación manteniendo la aguja lo más centrada posible. Estaremos trabajando así con sentido DIRECTO. Al pasar la estación, la indicación TO pasará a FROM, y si seguimos al rumbo que veníamos, seguiremos trabajando con sentido DIRECTO. 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Hay que tener en cuenta que en las proximidades de la estación, la aguja se desplazará una cantidad apreciable a poco que nos separemos del radial. En ese caso no intentar seguir los desplazamientos de la aguja, sino mantener el rumbo hasta pasar sobre la estación. Al pasar la vertical de la estación, la indicación TOFROM pasará por OFF, pero también se obtiene indicación OFF cuando la señal es mala, o cuando se corta el radial perpendicular al radial seleccionado. Volar directamente DESDE una estación. Girar el selector de rumbos hasta que la aguja esté centrada y aparezca la indicación FROM. Caer al rumbo que hayamos obtenido en el selector de rumbos y mantener la aguja centrada. Si se desplaza a la izquierda, caer unos grados de rumbo a la izquierda hasta que se vuelva a centrar. En caso de que se desvié a la derecha, caer a la derecha. En este caso estaremos trabajando también con sentido DIRECTO. Determinar la situación por dos estaciones VOR. Girar el selector de rumbos hasta que la aguja está centrada y aparezca la indicación FROM. El número obtenido en el selector de rumbos es el radial en el que nos encontramos respecto a la estación VOR. Hacer la misma operación con otra estación VOR y el corte de los dos radiales será nuestra situación. 4.12.3 Equipo radiotelemétrico UHF (DME) La abreviatura DME con que generalmente se conoce esta radioayuda, procede de las iniciales de: D - Distance (Distancia) M - Measuring (Medida) E - Equipment (Equipo)

Figura 4.52

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA El DME proporciona al piloto información de la distancia oblicua desde la aeronave al equipo en tierra.

Figura 4.53 Distancia Oblicua Componentes del DME: a). Una estación terrestre. (RESPONDEDOR) b). Equipo complementario a bordo de la aeronave, (INTERROGADOR) El sistema DME convierte para el piloto, el tiempo empleado por una señal (impulso del INTERROGADOR) para viajar al DME y recibir a bordo la correspondiente respuesta desde el RESPONDEDOR. Tal tiempo es consecuencia de la distancia ida y vuelta a la velocidad de 300,000 Km. /segundo. Cuando la aeronave sobrevuela la estación DME, medirá una distancia equivalente a su altura por encima del DME, Solo se leerá distancia cero, cuando la aeronave aterriza, siempre que el cero DME haya, sido desplazado al umbral de la pista de aterrizaje. El piloto observa la distancia en millas en un dial o indicador ubicado en el panel de la cabina de mando de la aeronave. El controlador se vale de esta radioayuda para asignar separación en (1) "EN MILLAS" entre aeronaves que dispongan de tal ayuda y para establecer circuitos de espera a lo largo de un radial del VOR (caso VOR-DME) en lugares en donde no es posible ninguna otra instalación» (Ejemplos sobre el mar, selva, etc.) La ventaja de la separación en millas se evidencia por el siguiente ejemplo; Vuelan dos DC8, a un mismo nivel, misma rutas: a. Separación 10 minutos = 80 NM entre ellas; b. Separación DME = 10 NM entre ellas El sistema DME proporcionará una indicación continua y precisa en la cabina de mando de la distancia oblicua que existe entre la aeronave equipada al efecto y un punto de referencia en tierra provisto de equipo. El sistema comprenderá dos partes básicas, una instalada en la aeronave y la otra en tierra. La parte instalada en la aeronave se llamáis1 interrogador y la de tierra respondedor.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Los interrogadores, al funcionar, interrogarán a los respondedores, los cuales a su vez transmitirán a la aeronave respuestas sincronizadas con las interrogaciones, obteniéndose así la medición exacta de la distancia. Podrá proporcionarse al piloto mediante indicadores, información sobre la distancia, grado de variación de la distancia y rumbo. Cuando se combinen las funciones de un DME y un VOR a fin de que constituyan una sola instalación? - Funcionarán en frecuencias normalizadas; - Tengan emplazamiento común dentro de los límites. Para fines de aproximación u otros procedimientos de máxima precisión la separación de antenas VOR y DME no excede de 30 metros, si bien en instalaciones VOR Doppler en que se proporciona servicio DME mediante una instalación separada, las antenas pueden estar a mis de 30m, pero sin que exceda de 80m. El proceso de medir la distancia se comienza en el INTERROGADOR de la aeronave (la que obviamente debe disponer del equipo DME) es como sigue: A. Su transmisor envía en uno de los 250 canales (125 X 125 Y) de la banda UHF 960 MHz a 1215 MHz; B. Los impulsos INTERROGADOR llegan al receptor DME en tierra, los que después de un retardo disparen los impulsos del RESPONDEDOR en respuesta a los del interrogador. C. Los circuitos internos del receptor de las aeronaves: 1. Miden el intervalo entre interrogación y respuesta; 2. Restan el retardo de los sistemas. 3. Convierten el tiempo resultante (ida + vuelta - retardo) en millas de distancia lineal oblicua; y 4. La muestran al piloto en el dial DME en la cabina de la aeronave. Tiempo de retardo: A la llegada de los impulsos del INTERROGADOR, los circuitos del DME toman cierto tiempo de retardo para el proceso de descifrado y comienzo para los impulsos de respuesta» Esta proceso varía de unos equipos a otros razón por la cual se añade un retardo arbitrario pero igual que cubre los ajustes de retardo y envío de los impulsos de respuesta. Esto es para compensar los tiempos de diferentes proceses y facilitar otras aplicaciones especiales del DME. Ejemplo? cuando se utiliza el DME para reemplazar la ausencia de las balizas OM y MM del ILS. La indicación O del DME suele desplazarse al umbral de la pista ILS restando un retardo de 12.6 ms por cada milla que se requiera. (Nota: aproximadamente 12,6ms es el tiempo que se tarda en recorrer 1 milla de ida y vuelta).

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.12.3.1 Actuación A. Alcance El sistema proporcionará un medio para medir la distancia oblicua desde una aeronave hasta un respondedor elegido, hasta el límite de la cobertura prescripta.

B. Cobertura Debiera ser continua en todas las direcciones, alrededor del respondedor hasta una altitud de por lo menos 75,000 píes (22,900 metros) No se trata de determinar hasta que distancia puede usarse el sistema en las operaciones ni la cobertura; el espaciamiento entre las instalaciones de que actualmente se dispone puede limitar el alcance de ciertas áreas. C. Precisión Distancias de 0 a 200 millas marinas del respondedor, el error total excluidos los errores de lectura, no debiera ser mayor de +/- 0,5 NH o +/- 3% de la distancia medida, aceptándose el valor que sea mayor. 4.12.3.2 Radiofrecuencias A. El sistema trabajará en la banda de frecuencias de 960 a 1215 MHz. Las frecuencias de interrogación y de respuesta se asignarán con 1 MHz de espaciado entre canales„ B. Canales Los canales para la operación del DME se formarán por pares de frecuencias de interrogación y respuesta. Frecuencia de repetición de Impulsos 1. El promedio de la frecuencia de repetición de los impulsos del interrogador no exceder de 30 pares de impulsos por segundo, basándose en la suposición de que el 95% del tiempo por lo menos se ocupa en el seguimiento. 2. Si se desea disminuir el tiempo de búsqueda, puede aumentarse la frecuencia de repetición de los impulsos durante la búsqueda pero la frecuencia máxima de. repetición no exceder de 150 pares de impulsos por segundo. Capacidad del Sistema A. La capacidad de los respondedores en un área será la adecuada para el máximo de esa área o de 100 aeronaves, escogiendo el valor más bajo de estos dos. Identificación del respondedor A, Transmitirá una señal de identificación en una de las formas siguientes: 1. Una identificación independiente que conste de impulsos de identificación cifrados (Código Morse Internacional) que pueda usarse con todos los respondedores; 2. Una señal asociada para los respondedores combinados directamente con una2, Una señal asociada para los respondedores combinados directamente con una instalación VHP que transmita una señal de identificación. B. En ambos sistemas de identificación se emplearán señales marcadoras que consistirán en la transmisión de una serie de pares de impulsos repetidos a razón de 1.350 pares por 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA segundo y que, temporalmente, sustituirán a todos los impulsos de respuesta que normalmente se producirían en ese momento. C. La clave de identificación independiente se empleará siempre que un respondedor no está combinado con una instalación VHF de navegación. 4.12.3.3 Detalles Técnicos del Respondedor Transmisor A, El respondedor transmitir! en la frecuencia de respuesta adecuada al Canal DME asignado. B. Forma del impulso Receptor (del equipo en tierra) A. Frecuencia de operación. La frecuencia de interrogación apropiada del canal DME asignado. B. Descifrado, El respondedor incluirá un circuito descifrador, de forma que el respondedor solo se pueda activar cuando reciba pares de impulsos que tengan duración y espaciados apropiados a las señales del interrogador. El circuito descifrador será del tipo pasivo, es decir, no alterarán su funcionamiento las señales que lleguen antes, entre, o después de los impulsos constituyentes de un par que tenga espaciado correcto. C. Retardo de tiempo. El respondedor introducirá un retardo de tiempo de 50 microsegundos cuando se desee que los interrogadores de las aeronaves indiquen la distancia desde el emplazamiento del respondedor. El tiempo de retardo del respondedor debiera poderse ajustar a un valor apropiado entre 35 y 50 microsegundos para que los interrogadores de las aeronaves puedan indicar la distancia cero en un punto específico que este distante del emplazamiento del respondedor. D. El respondedor no contribuirá con un error mayor de 1 microsegundo, en más o en menos, aproximadamente 150 metros (500 pies) a la inexactitud total del sistema. E. Tiempo de supresión del receptor Quedará inactivo durante un período que normalmente no exceda de 60 microsegundos, después de la transmisión de cada impulso constituyente de respuesta. Antena El sistema de antena del respondedor radiara o recibirá, según corresponda ondas electromagnéticas' polarizadas verticalmente, en las bandas de frecuencias DME especificadas. Equipo Monitor A. Se proporcionarán medios en cada emplazamiento del respondedor para controlar automáticamente el respondedor en uso. 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA B. Las fallas de cualquier parte del propio equipo monitor producirán automáticamente los mismos resultados que el funcionamiento defectuoso del elemento que se está vigilando. 4.12.3.4 Características del Interrogador Transmisor A. Frecuencia de operación El interrogador transmitirá en la frecuencia de interrogación apropiada al canal DME asignado B. Espaciado de los impulsos 1. Canales Modo X 12 +/- 0,5 M.S 2. Canales Modo Y 35 +/- 0,5 M.S Indicador DME de la aeronave.

Figura 4.54 Se halla ubicado en el tablero de instrumentos de la aeronave a la vista y alcance del piloto. La lectura significa la distancia oblicua desde la aeronave al respondedor. Cuando la aeronave sobrevuela la estación DME, seguirá indicando una distancia igual a la altura de la aeronave sobre el DME. En instalaciones DME, cuyo cero ha sido desplazado al umbral de la pista para reemplazar la ausencia de las Radiobalizas VHF 75, OM y/o MM, la distancia disminuirá a 0 cuando el piloto, realizando una aproximación ILS/DME, pase por la referencia ILS. 4.12.4 Sistema de Aterrizaje por Instrumentos (ILS) Es la ayuda reglamentaria no visual para la aproximación final y el aterrizaje, (sistema de aterrizaje por instrumentos ILS) que se ajuste a las normas siguientes: A. Consta de los siguientes elementos: 1. Equipo localizador VHF, con su sistema monitor correspondiente y el equipó de mando a distancia y el indicador; 2. Equipo UHF de trayectoria de planeo con el sistema monitor correspondiente y el equipo de mando a distancia y el indicador; 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 3. Radiobalizas VHF con los sistemas monitores correspondientes y el equipo de mando a distancia y ex indicador. B. El ILS se construirá y ajustar de tal modo que a una distancia especificada del umbral, indicaciones idénticas de los instrumentos que llevan las aeronaves representen desplazamientos similares al eje de rumbo o trayectoria de planeo ILS, según sea el caso y cualquiera que sea la instalación terrestre que se use. Cuando no sea factible instalar radiobalizas VHF, un DME convenientemente situado, junto con el sistema monitor correspondiente y el equipo de mando y señalización a distanciar constituirá otra solución aceptable para reemplazar la totalidad o par te del elemento radiobaliza del ILS. El Anexo 10 “Telecomunicaciones aeronáuticas”, establece las siguientes categorías de actuación ILS. A. Categoría I. B. Categoría II C. Categoría III El significado de estas tres Categorías de actuación ILS se observará con ciertas especificaciones vistas más adelante. El sistema, proporciona una información de rumbo a la aeronave que va a aterrizar» además de la Información de elevación y de la distancia a que se va encontrando al paso por determinadas posiciones en que se hallan instaladas las radiobalizas VHF de emisión vertical e información del localizador y de la senda de planeo (azimut y elevación) pueden acoplarse al piloto automático de la aeronave para facilitar la aproximación en forma automática.

Figura 4.55

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.12.4.1 Localizador VHF La radiación del sistema de antenas del localizador producirá un diagrama de campo compuesto, modulado en amplitud por un tono de 90 Hz y otro de 150 Hz. Tal diagrama de campo de radiación producirá un sector de rumbo con un tono predominando en un rumbo y el otro tono predominando en el lado opuesto. Cuando un observador mire hacia el localizador desde el umbral de la pista, predominara a su derecha la profundidad de modulación debida al tono de 150 Hz y, a su izquierda, la debida al tono de 90 Hz.

Figura 4.56 El localizador trabajará en la banda de 108 a 111.875 MHz. Su emisión se polarizará horizontalmente. El sector de cobertura del localizador se extenderá desde el centro del sistema de antena del localizador basta una distancia de: A. 25 millas marinas dentro de +/- 10° respecto al eje del rumbo frontal; B. 17 millas marinas entre 10 y 35° respecto al eje del rumbo frontal; C. 10 millas marinas fuera de los +/- 35° si se proporciona cobertura Las señales del localizador se recibirán a las distancias especificadas y a una altura igual o superior a 2.000 pies (600 metros) por encima de la elevación del umbral, o de 1.000 pies (300 metros) por encima de la elevación del punto más alto dentro de las áreas de aproximación intermedia y final, de ellos el valor que resulta mis elevado. Tales señales podrán recibirse hasta las distancias especificadas hasta una superficie que se extienda hacia afuera desde la antena del localizador y tenga una inclinación de 7° por encima del plano horizontal. Precisión de la alineación del rumbo del localizador El eje medio del rumbo se ajustará y mantendrá dentro de los límites equivalentes a los siguientes desplazamientos desde el eje de la pista, en la referencia del ILS (1): A. Localizadores Categoría I .................+/- 10.5 metros B. Localizadores Categoría II ................+/- 7,5 metros C. Localizadores Categoría III................+/- 3,0 metros 133/195/ ATSARO.


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Figura 4.57 Referencia ILS Punto situado verticalmente a una altura especificada sobre la intersección del eje de la pista con el umbral, por el cual pasa la prolongación rectilínea hacia abajo de la trayectoria de planeo ILS. Sensibilidad de desplazamiento El Angulo de sector de rumbo máximo no pasará de 6 grados en la referencia ILS.

Emplazamiento del localizador (antena) A. El sistema de antena del localizador se situará en la prolongación del eje de la pista, en el extremo de parada y se ajustara el equipo de forma que los ejes de rumbo se queden en un plano vertical que contenga el eje de la pista servida. B. El sistema antena tendrá una altura mínima necesaria para satisfacer los requisitos de cobertura y la distancia desde el extremo de parada de la pista que será compatible con los métodos para proporcionar márgenes de seguridad sobre los obstáculos.

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Figura 4.58 Identificación A. El localizador podrá transmitir simultáneamente una señal de identificación propia de la pista y de la dirección de aproximación, en la misma portadora (o portadoras) que se utilicen para la función localizadora. La transmisión de la señal de identificaci6n no interferirá en modo alguno con la función esencial del localizador. B. Para la señal de identificación se empleará el c6digo Morse internacional y constará de dos o tres letras. Podrá ir precedida de la letra "l" seguida de una pausa cuando sea necesario distinguir la instalación ILS de otras instalaciones de navegación vecinas. C. La señal de identificación se transmitirá a 7 palabras por minuto y se repetirá a intervalos aproximadamente iguales de por lo menos seis veces por minuto durante todo el tiempo que el localizador está disponible para uso operacional, Cuando las transmisiones del localizado; no estén disponibles para uso operacional, como por ejemplo, después de retirar los componentes de navegación, o durante el mantenimiento o transmisiones de prueba se suprimir! la señal de identificación. Equipo Monitor A. El sistema automático de supervisión, producirá una advertencia para los puntos de control designados y realizará una de las acciones siguientes: 1. Suspenderá la radiación. 2. Suprimirá de la portadora las componentes de navegación e identificación; 3. Pasar una categoría inferior, tratándose de localizadores para las categorías II y III cuando sea necesario dicho cambio. 1. Para localizadores categoría (a) un desplazamiento del eje medio de rumbo respecto al eje de la pista equivalente a más de (b) en la referencia ILS. Categoría I .................... 10.5 mts, Categoría II.................... 7,5 metros Categoría III.................... 6,0 metros 2. Una reducción de la potencia de salida a menos del 50% de la normal; 3. Una reducción de la potencia da, salida a mas o menos del 80%. 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA Equipo de Trayectoria de Planeo UHF La radiación del sistema de antenas de trayectoria de planeo UHF producirá un diagrama de campo de radiación modulado en amplitud por un tono de 90 Hz y otro de 150 Hz. El diagrama está dispuesto de modo que suministra una, trayectoria de descenso recta en el plano vertical que contenga al eje de la pista9 con el tono de 150 Hz predominando por debajo de la trayectoria, por lo menos, hasta un ángulo igual a 1,75. El equipo de trayectoria de planeo debiera poder ajustarse para suministrar una trayectoria de planeo de 2 a h grados respecto a la horizontal. A. El ángulo preferido en las operaciones es de 2,5 grados. (Solo debieran usarse ángulos de trayectoria de planeo de mas de 3 grados cuando no sea posible satisfacer por otros medios los requisitos de despeje de obstáculos.) B. La trayectoria de planeo se deberá ajustar y mantener dentro de: 1. Categorías I y II................. entre 0,075 2. Categoría III..................... entre 0,04 La prolongación rectilínea hacia abajo de la trayectoria de planeo pasara por la referencia ILS a una altura que garantice guía sin peligro sobre los obstáculos, así como la utilización segura y eficiente de la pista de servicio. A. La altura de referencia ILS debiera aproximarse lo más posible a la altura óptima de 15 metros (50 pies) y debiera ser? 1. Categoría I ...................... 15 m (50') +/- 3 m (10') 2. Categoría II y III .......... 15 m (50' +/- 3 m (10’) pero excepcionalmente puede considerarse, nunca menos de 14 m = (47'). B. Categorías de actuación y objetivos de operación:

Figura 4.59 Los valores de pies no son equivalentes exactos de los dados en metros y han sido elegidos basándose en su significación operacional, respecto a los valores de alcance visual en la pista. Nota: Para obtener los valores anteriores da la aleara, de la referencia ILS para Categorías II y III se supuse una distancia vertical máxima de 5,8 metros (19 pies) entre 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA la trayectoria seguida por la antena de trayectoria de planeo de la aeronave y la trayectoria de la parte inferior de las ruedas en el umbral. En caso de aeronaves que excedan este criterios, tal vez podría ser necesario tomar las medidas apropiadas„ bien sea para mantener el margen vertical adecuado sabré el umbral o para ajustar las mínimas de operaciones permitidas. El equipó de trayectoria de planeo funcionara en la banda UHF de 328,6 a 335,4 MHz. La emisión del equipo de trayectoria de planeo se polarizara horizontalmente. Los pares de frecuencia del transmisor del localizador de pista y de la trayectoria de planeo de un sistema de aterrizaje par instrumentos, se tomarán de la siguiente lista: Localizador 108,1 MHz 108,15 108 s 3 ……… 111,95 Trayectoria de Planeo 334,7 MHz 334,55 334„I 330,95 4.12.4.2 Radiobalizas VHF Habrá dos radiobalizas en cada instalación ILS, siempre que cuando no sea factible, se instale un DME. Las radiobalizas son estaciones que irradian verticalmente según diagramas establecidos para señalar la posición de la aeronave cuando esta se desplaza en la trayectoria servida. Podrá añadirse una tercera radiobaliza siempre que la autoridad estime que se necesita en determinado lugar debido a los procedimientos de operaciones. Las radiobalizas producirán diagramas de irradiación, vertical para indicar las distancias, determinadas de antemano al umbrala a lo largo de la trayectoria de planeo ILS. Si la instalación comprende solo dos radiobalizas se cumplirán los requisitos aplicables a la INTERMEDIA y a la EXTERIOR.

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Figura 4.60 Las radiobalizas trabajarán en 75 MHz, y una cobertura que cumpla las siguientes distancias, medidas en la trayectoria de planeo y en la línea de rumbo del localizador del ILS. A, Interna (si se instala): a150 metros; (mas/meros 50 m) B, Intermedias 300 metros (más/menos 100 metros) C, Exterior 600 metros (más/menos 200 metros) Modulación A, Radiobaliza interna (si se instala) 3.000 Hz B, Radiobaliza intermedias 1,300 Hz C, Radiobaliza exterior 400 Hz Identificación , No se interrumpirá la energía portadora. La modulación de audiofrecuencia se manipulará como sigue: A, Interna (si se instala) 6 puntos por segunde, continuamente; B. Intermedia: Una serie continua de puntos y rayas alternadas manipulándose las rayas a la velocidad de 2 rayas por segundo y los puntos a la velocidad de 6 puntos por segundo. C. Exterior: 2 rayas por segundo continuamente. Emplazamiento A. Internas (cuando se instala, estará emplazada de modo que, en condiciones de mala visibilidad indique la inminente proximidad del umbral de pista. A una distancia comprendida entre 75 metros y 450 metros con respecto al umbral y a no más de 30 metros de la prolongación del eje de la pista. B, La radiobaliza intermedia se ubicará de forma que indique la inminencia de la orientación de aproximación visual, en condiciones de poca visibilidad. A 1.050 metros (3500 pies) del umbral de aterrizaje y a no mas de 75 metros de la prolongación del eje de la pista,

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA C, La radiobaliza exterior: de modo que proporcione verificaciones de funcionamiento del equipo, altura y distancia a la aeronave durante la aproximación intermedia y final. - Debiera emplazarse a 3,9 millas, excepto que por motivos topográficos o por razones de operaciones esto no sea posible, entre 3,5 y 6 millas marinas del umbral. Equipo de las aeronaves Los valores de pies no son equivalentes exactos de los dados en metros y han sido elegidos basándose en su significación operacional, respecto a los valores de alcance visual en la pista. Nota: Para obtener los valores anteriores da la aleara, de la referencia ILS para Categorías II y III se supuse una distancia vertical máxima de 5,8 metros (19 pies) entre la trayectoria seguida por la antena de trayectoiím de planeo de la aeronave y la trayectoria de la parte inferior de las ruedas en el umbralo En caso de aeronaves que excedan este criterios, tal -res podría ser necesario tomar las medidas apropiadas„ bien sea para mantener el margen vertical adecuado sabré el umbral o para ajustar las mínimas de operaciones permitidas. El equipó de trayectoria de planeo funcionara en la banda UHF de 328,6 a 335,4 MHz. La emisión del equipo de trayectoria de planeo se polarizara horizontalmente. Los pares de frecuencia del transmisor del localizador de pista y de la trayectoria de planeo de un sistema de aterrizaje par instrumentos, se tomarán de la siguiente lista: Localizador 108,1 MHz 108,15 108 s 3 ……… 111,95 Trayectoria de Planeo 334,7 MHz 334,55 334,I 330,95

4.12.5 Sistema de posicionamiento global. El GPS o sistema de posicionamiento Global (Global Positioning System) es un sofisticado sistema de orientación y navegación cuyo funcionamiento está basado en la recepción y procesamiento de las informaciones emitidas por una constelación de 24 satélites conocida como NAVSTAR, orbitando en diferentes alturas a unos 20.000 km. por encima de la superficie terrestre. Cada satélite da dos vueltas diarias al planeta, una cada doce horas. Las trayectorias y la velocidad orbital han sido calculadas para que formen una especie de red alrededor de la tierra (debe haber todo momento cinco satélites a la vista en cualquier zona), de manera que un receptor GPS a cualquier hora del día o de la noche, en cualquier lugar, con 133/195/ ATSARO.


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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA independencia de las condiciones metereológicas, pueda facilitar la posición que ocupa al captar y procesar las señales emitidas por un mínimo de tres satélites. En la década del 80 la armada de USA puso en funcionamiento un sistema de navegación basado en las emisiones de un reducido grupo de satélites. Este sistema llamado SATNAV fue el antecedente del actual GPS. El GPS fue desarrollado por el departamento de defensa de USA al final del período de la "Guerra Fría" con fines militares. Superada esta fase, se extendió su uso a aplicaciones civiles comenzando a utilizarse en náutica y aviación. En sus comienzos la cobertura no era total pues faltaba situar en órbita varios satélites, además su elevado precio los ponía fuera de alcance de la mayoría de los usuarios potenciales. Actualmente la red es totalmente operativa, incluyendo satélites de reserva y hay disponibles en el mercado receptores GPS a precio asequible. La evolución es incesante y cada día son más pequeños y ligeros ofreciendo al mismo tiempo prestaciones superiores y una mayor autonomía de funcionamiento W operativo cuando son alimentados con pilas. 4.12.5.1 Como funciona el GPS Cada satélite de la constelación GPS emite continuamente dos códigos de datos diferentes en formato digital. Estos datos son transmitidos por medio de señales de radio. Uno de los códigos está reservado para uso exclusivamente militar y no puede ser captado por los receptores GPS civiles. El otro código, (de uso civil) transmite dos series de datos conocidas como ALMANAQUE y EFEMÉRIDES. Los datos ofrecidos por el almanaque y las efemérides informan sobre el estado operativo de funcionamiento del satélite, su situación orbital, la fecha y la hora.

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Figura 4.61 Obviamente cada satélite emite sus propias efemérides y almanaque que incluyen un código de identificación específico para cada satélite. Los satélites están equipados con relojes atómicos que garantizan una precisión casi total, ofreciendo un error estimado en un segundo cada 70.000 años. Un receptor GPS debe disponer en su memoria del almanaque y las efemérides actualizadas (si no lo están se actualizaran automáticamente en poco tiempo, cuando el receptor sintonice las señales emitidas por un mínimo de tres satélites), de esta manera sabrá dónde buscar los satélites en el firmamento. Los satélites transmiten continuamente su situación orbital y la hora exacta. El tiempo transcurrido entre la emisión de los satélites y la recepción de la señal 'por parte del receptor GPS, se convierte en distancia mediante una simple fórmula aritmética (el tiempo es medido en nanosegundos). Al captar las señales de un mínimo de tres satélites, por triangulación el receptor GPS determina la posición que ocupa sobre la superficie de la tierra mediante el valor de las coordenadas de longitud y latitud (dos dimensiones). Dichas coordenadas pueden venir expresadas en grados, minutos y/o segundos o en las unidades de medición utilizadas en otros sistemas geodésicos. La captación de cuatro o más satélites facilita, además, la altura del receptor con respecto al nivel del mar (tres dimensiones). Las coordenadas de posición y otras informaciones que puede facilitar el receptor, se actualizan cada segundo o cada dos segundos.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA 4.12.5.2 Calidad de las señales emitidas La calidad de las señales emitidas por los satélites, llamada SQ, está en función de la posición que ocupen en el firmamento, en relación con la situación de la antena del receptor, o del estado operativo del satélite. La calidad de las señales afecta a la precisión de las informaciones ofrecidas por los receptores. Algunos modelos tienen escalas gráficas que indican la calidad de las señales recibidas. 4.12.5.3 Tipos de receptores GPS Existen dos tipos de receptores GPS, los fijos y los portátiles. Los fijos son de mayor tamaño, funcionan alimentados por baterías de automóviles, aviones o barcos y tienen antenas exteriores independientes. Habitualmente van interconectados a otros instrumentos electrónicos como radares, sondas, plotters, pilotos automáticos, etc. Los receptores portátiles son mucho más pequeños y además de poder alimentarse con la energía de cualquier vehículo (con adaptadores) pueden funcionar por medio de pilas. Las antenas suelen ir instaladas en el interior del receptor (la mayoría tiene disponible antenas exteriores que se adquieren como opcionales), aunque también las hay desmontables para poder ser instaladas en el exterior. Algunos modelos portátiles también pueden interconectarse con otros instrumentos electrónicos.

Figura 4.62 4.12.5.4 Frecuencias militar y civil. Como se dijo en boletines anteriores, cada satélite transmite series de datos en dos códigos diferentes. Uno de los códigos, el código P, está reservado para su utilización militar, el otro código, llamado SPS, está destinado para uso civil. Cada código tiene una frecuencia de emisión diferente. CÓDIGO P: El código exacto, protegido conocido por las siglas PPS y también llamado código P, está reservado para un uso estrictamente militar y como su propio nombre indica ofrece la máxima exactitud y precisión. Se emite en la frecuencia de 1.227,6 MHz. 133/195/ ATSARO.


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CÓDIGO SPS: El código de adquisición ordinaria, también llamado SPS o C/A, es el código destinado a uso civil. Todos los receptores GPS "civiles" están sintonizados con este código. Se emite en la frecuencia de 1.575,42 MHz. 4.12.5.9 Disponibilidad selectiva. La estación central del sistema GPS, situada en Estados Unidos, degrada la precisión de las señales civiles (por medio de una pequeña diferencia en el tiempo de emisión/recepción) de forma que ofrezca un pequeño error, error estimado entre los 25 y 100 metros. Esta degradación de la señal es conocida como disponibilidad selectiva (SA). Esta diferencia en las coordenadas de posición nada importante para la utilización del GPS para usos corrientes civiles, es debida a motivos de seguridad, no hay que olvidar que algunos sistemas de dirección de misiles utilizan el sistema GPS como guía. GPS DIFERENCIAL Se llama GPS diferencial (DGPS) al sistema modificado, desarrollado por los fabricantes de receptores civiles, que pretende conseguir o aproximarse a la precisión ofrecida por el código militar. Para conseguir este aumento de la precisión es necesario acoplar al receptor GPS, mediante una conexión interface especial, otro tipo de receptor. Este receptor complementario (debe ser compatible) capta las señales emitidas por una red de radiobalizas situadas en estaciones costeras. Un aparato que disponga de la función DGPS, interconectado con un receptor adecuado, puede "burlar" la disponibilidad selectiva impuesta por el Departamento de Defensa de USA, al disponer de otra serie de datos compleméntanos, ofreciendo de esta manera, una precisión en las coordenadas de posición que oscila entre los cinco y los diez metros. Cada marca de GPS facilita los parámetros de compatibilidad entre los receptores con función DGPS y los receptores que captan las señales de las radiobalizas. La utilización del sistema DGPS solo es aplicable en la navegación marina, siendo especialmente útil en las maniobras de ataque con poca visibilidad. 4.12.5.10 Limitaciones del GPS. El GPS es, sin duda, el más sencillo y preciso sistema de navegación disponible en la actualidad, sin embargo no debe ser el único instrumento de navegación de un vehículo, ya que además puede estropearse, el departamento de defensa de USA puede y ya lo ha hecho en alguna ocasión interrumpir, modificar o degradar las señales cuando lo considere oportuno. Las señales emitidas por los satélites se comportan, en cierto modo como la luz, ya que pueden traspasar el cristal y el plástico, sin embargo no pasan a través de montañas, túneles, edificios, superficies metálicas o estructuras similares. La antena de los receptores debe estar orientada de forma que tenga "acceso visual" a los satélites. En el modo navegación, un receptor GPS indica la distancia que falta para alcanzar un punto de destino en línea recta. Hay que tener en cuenta que en la tierra es prácticamente

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA imposible, incluso en el desierto, seguir una trayectoria recta por largos periodos ya que los accidentes orográficos obligan a variar la dirección con frecuencia. 4.12.5.11 Funciones de un receptor SPS. La función principal de un SPS es informar sobre la posición que ocupa, por medio de las coordenadas de longitud y latitud, de manera que dicha posición pueda situarse con facilidad en un mapa o plano. Pero hay otras funciones para facilitar la navegación: POSICIÓN: Indicar la posición del GPS. Facilita la localización casi exacta del receptor. Para ello el GPS tiene que haber captado las señales emitidas al menos por tres satélites. ALTURA: al captar 4 o más satélites el GPS indica la altura sobre el nivel del mar. (Sensible a Disponibilidad Selectiva). TIEMPO: el GPS una vez inicializado, aunque no reciba señales satelitales indica la hora y fecha, si recibe señales indica la hora exacta. PUNTO DE PASO O PUNTO DE REFERENCIA (WAYPOINT): El waypoint es la posición de un único lugar sobre la superficie de la tierra expresada por sus coordenadas. Un waypoint puede ser un punto de inicio, de destino o un punto de paso intermedio en una ruta. Todos los GPS pueden almacenar en memoria varios Waypoints, los cuales se pueden borrar, editar, e identificar mediante caracteres alfa numéricos. Algunos GPS permiten agrupar una sucesión de waypoints representando un recorrido, a esto se le llama ruta. , DISTANCIA: introduciendo las coordenadas de dos puntos, la función distancia del GPS informa la separación de ambos y el rumbo en grados que hay que seguir desde el marcado como inicio al de destino. Lo mismo puede realizarse con dos waypoints. NAVEGACIÓN: Introduciendo un waypoint como destino y otro como origen, esta función facilitar actualizando continuamente los siguientes datos: -Rumbo de contacto (Bearing), rumbo expresado en grados que debemos seguir desde la posición actual para llegar al destino. -Rumbo actual (Heading track) Rumbo en grados que llevamos en ese momento. Un GPS es una brújula exacta no afectada por campos magnéticos o metales de los vehículos. -Distancia: el GPS nos informa la distancia que falta en línea recta para llegar a nuestro punto de destino. -Error transversal: (CDI, XTE) El GPS nos informa del alejamiento transversal de la trayectoria ideal en línea recta desde el inicio al destino. -Velocidad: (Speed) Velocidad a la que se está desplazando el GPS.

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ASCA / REPUBLICA DOMINICANA -Tiempo estimado de llegada: (ETATTG) Indica el tiempo estimado de llegada al destino en línea recta manteniendo constante la velocidad (por razones obvias solo aplicable a navegación aérea o marítima.) -Tiempo estimado de viaje: (ETE) Tiempo estimado de viaje a la velocidad indicada por el GPS. SET UP: La función set up se utiliza para programar el GPS y controlar la forma que ofrece la información, por ej. Si los datos queremos que aparezcan en millas o km, en pies o metros, etc. al igual que el sistema de coordenadas que pueden utilizar los sistema Lat/Lon, UTM, y los diferentes GRID. -Datum (map datum) representa un sistema geométrico de la tierra. La subfunción DATUM permite seleccionar entre los dif. sistemas en que están basados los mapas y cartas marinas. -Norte de Referencia: (North Reference) Permite elegir el modelo de norte (magnético, indicado por las brújulas) o verdadero (true) que el GPS tomar para indicar las informaciones sobre rumbo actual y de contacto. -Unidades de distancia: (Dist. units) Esta subfunción permite seleccionar las unidades de longitud de la información (km, millas y millas marinas) -Unidades de elevación: (Elev. units) Esta permite elegir entre metro y pies. -Hora: (Time) Selecciona el formato de la hora, se puede elegir entre UTC (Universal time) y GMT. Algunos modelos también traen la hora loca

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Modulo 4 Navegacion Aerea

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