FASES DE UNA APROXIMACIÓN POR INSTRUMENTOS

FASES DE UNA APROXIMACIÓN POR INSTRUMENTOS

En este artículo nos vamos a referir a aquellos puntos y segmentos en los que se divide una aproximación por instrumentos, que es tal vez la parte más delicada de un vuelo.

¿Por qué me atrevo a decir que es la parte más delicada de un vuelo?, bueno, pues no hay que olvidar que la mayoría de los accidentes ocurridos y debidos  a  factores humanos (léase “error del piloto”) ocurren en esta fase del vuelo, es aquí cuando todos los sentidos y la mayor concentración debe de ser aplicada, nos estamos acercando al terreno, lo cual quiere decir que no podemos dudar de cual es nuestra posición exacta con respecto a él, conocer y leer los procedimientos publicados, ajustar los radios adecuadamente, tanto de navegación como de comunicación, ajustar las velocidades adecuadas para cada segmento, configurar la aeronave, comunicar al CTA los puntos correctamente, cerciorarse que la cabina de pasajeros esté en orden, conocer los cambios de las condiciones meteorológicas, leer las listas de comprobación y como si todo esto fuera poco, ¡Hacerlo bien!.

Para esto debemos de conocer cuales son las fases en las que se divide una aproximación y sobretodo para qué fueron hechas, el conocer las razones por las cuales una aproximación ha sido seccionada es talvez el punto neurálgico para que estas, “salgan bien”.

Una aproximación normalmente esta dividida en cuatro Puntos o Fijos:

FIJO DE APROXIMACIÓN INICIAL (IAF) Initial Approach Fix

FIJO DE APROXIMACIÓN INTERMEDIA (IF) Intermediate Fix

FIJO DE APROXIMACIÓN FINAL (FAF) Final Approach Fix

PUNTO DE APROXIMACIÓN FRUSTRADA (MAP) Missed Approach Point

FIJO DE APROXIMACIÓN INICIAL.

Este Fijo da inicio al primer Segmento de la aproximación, mismo que termina en el Fijo Intermedio y ha sido designado para canalizar el tráfico proveniente de las diferentes aerovías, este segmento puede ser diseñado de diferentes maneras, como pueden ser, Arco DME, Radial de un VOR, QDM de un NDB, Virajes de Procedimiento, Patrón de Espera, Vectores Radar, GPS o una combinación de estos. Todo dependerá principalmente de las condiciones orográficas de cada aeropuerto y de la cantidad de aerovías que alimentan a este.

Normalmente encontraremos este Fijo en las cartas de aproximación con las letras (IAF), y aunque no hay especificada una distancia máxima para este segmento, normalmente nunca exceden de 50 MN, es importante tener en cuenta que garantizan un libramiento de obstáculos de por lo menos 1,000 pies AGL dentro de una cobertura de 4 MN a cada lado del centro de este, por lo que es muy importante ser muy precisos en mantenerse en el centro.

El viraje final de este segmento hacia el Fijo Intermedio no puede ser mayor a 120°, pero, cuando es mayor de 90° se debe de marcar una “radial guía”, la cual debe de estar situada a no menos de 2 MN del IF y marcará el momento en que se debe de iniciar el viraje hacia el Fijo Intermedio. Cuando este segmento es un Arco DME, este no deberá de ser menor de 7 DME de radio y aplica la “radial guía” en caso de que el último viraje exceda de 90°.

Cuando se utiliza un viraje de procedimiento, ya sea de gota o de 45° o bien un patrón de espera, éste formará parte del segmento inicial y terminará en el FAF; sin embargo, en el momento en el que se intercepta la radial de entrada antes del FAF, ya se esta volando en el Segmento Intermedio. Es importante aclarar que cuando se vuela este tipo de procedimientos en los que el VOR o en su caso el NDB están localizados en el aeropuerto, el Segmento Inicial técnicamente no existe; sin embargo, en la práctica podríamos en un momento dado considerarlo así, ya que como veremos mas adelante en el Segmento Intermedio el libramiento de obstáculos se reduce a solo 500 pies, por lo que el así hacerlo nos dará una mayor seguridad.

Cuando el IAF no forma parte de la aerovía, se designa un punto llamado Ruta Alimentadora, (Feeder route) y se refiere a una derrota de transición entre la aerovía y el IAF, esto es llamado por algunos como el quinto segmento de una aproximación.

Como era de esperarse, una de las condiciones que determinan este segmento (el Inicial) es la velocidad, como se trata de canalizar a las aeronaves provenientes de las diferentes aerovías, es muy importante que estas mantengan ya una velocidad reducida e igual, para así poder mantenerlas a una distancia adecuada, es por eso que en esta parte de la aproximación se comience a disminuir la velocidad a la mínima de aproximación. Esto por supuesto dependerá de la distancia del segmento y del descenso requerido.

FIJO INTERMEDIO

Este punto marca el fin del Segmento Inicial y el comienzo del Segmento Intermedio y terminará en el Fijo de Aproximación Final (FAF), como en el FAF ya se debe de tener el avión en configuración de aterrizaje, el Segmento Intermedio se utilizará  precisamente para preparar a la aeronave para esta configuración; esto quiere decir, que aquí es en donde se ajusta la velocidad de referencia (Vref), los flaps, el tren de aterrizaje, las listas de comprobación adecuadas, etc.

Como podemos ver es un segmento especialmente importante, aunque si bien es cierto y tal como lo mencionamos, existen aproximaciones que no marcan el IF; sin embargo, y en términos generales, este Segmento normalmente debe de estar alineado con el curso final de la aproximación; no obstante, en ocasiones y debido a las condiciones ortográficas o de obstáculos hechos por el hombre de algún aeropuerto en especifico, esto no siempre es posible, por lo que si el rumbo de entrada al Segmento Intermedio no es igual al del Segmento Final, este no podrá tener una diferencia mayor a 30°. Por otro lado es de suma importancia que este Segmento tenga un gradiente de descenso lo menos pronunciado posible, por lo que normalmente se diseñan con descensos de 150 pies por Milla Náutica, y nunca con mas de 318 Ft/MN, a menos de que este segmento este ya unido a un ILS, por lo que en este caso se ajustará al ángulo de 3° del Glide Slope.

La distancia en esta parte de la aproximación varía entre 15 y 5 MN, la distancia óptima es de 10, y el ancho de protección en la zona primaria comienza con las 4 Millas Náuticas del Segmento anterior y se va reduciendo al ancho de protección que corresponda al tipo de aproximación de que se trate en el FAF. Es importante mencionar que la protección del libramiento de obstáculos se reduce a 500 pies, por lo que ahora se requerirá de una mayor exactitud en las altitudes mínimas marcadas.

FIJO DE APROXIMACIÓN FINAL

Este punto marca el final del IF y el comienzo del Segmento Final, él cual termina en el Punto de Aproximación Frustrada (MAP) y es marcado en las cartas con la “cruz maltesa”, () normalmente en una aproximación ILS corresponde al Marcador Exterior (OM), esto significa que el FAF normalmente estará situado entre 4 y 7 MN del umbral de la pista. Como podemos ver la distancia de este sector es muy pequeña y además en forma de embudo, por lo que entre más nos acercamos al MAP, más precisos debemos de ser. Recuerdo que un Instructor me decía: “Es aquí en donde desquitas el sueldo de todo el vuelo”, y sí, en algunas ocasiones ¡así es!

Durante este segmento la aeronave debe de estar ya en configuración de aterrizaje, esto es, con el tren abajo, la velocidad ajustada a Vref, los flaps con los grados que marque el manual de operación del avión, las listas de comprobación terminadas, sin cambios en la velocidad indicada, sin cambios de rumbo, con un gradiente de descenso adecuado y sin cambios bruscos, en fin, en pocas palabras, es un segmento que se debe de hacer prácticamente sin cambios.

PUNTO DE APROXIMACIÓN FRUSTRADA

Este Punto, marca el final del Segmento de Aproximación Final y por lo tanto el inicio de la Aproximación Frustrada, la cual es la continuación del procedimiento de aproximación. Es aquí en donde se toma la decisión de continuar con el procedimiento o bien, si todo esta en orden, continuar con el aterrizaje. Esto no quiere decir que no podamos realizar una fallida antes del MAP o aún después de este, todo dependerá de las circunstancias.

Pero en términos de Segmentos, este último comienza en el MAP, identificado en las cartas con la letra “M” para las aproximaciones de No-precisión y en la DA (DH) para las de precisión y terminará en el Patrón de espera designado para este procedimiento.

Es de suma importancia que antes de dar inicio a una aproximación se entiendan claramente las instrucciones a seguir y que la tripulación por medio de una lectura previa  (briefing), detalle todos los puntos de ésta, así no tendremos dudas al momento de ejecutarla, hay que recordar que la carga de trabajo en estos momentos es cuando mas se eleva y que todo lo que podamos adelantar ¡Siempre será mejor!

EL VIENTO EN LA NAVEGACIÓN AÉREA

El viento en la navegación aérea

Uno de los factores que más han influido en la aviación desde sus inicios ha sido el viento, este fenómeno meteorológico es y seguirá siendo uno de los principales datos que debemos de verificar antes de iniciar un vuelo y considerarlo durante todo el desarrollo del mismo.

Veamos primero ¿Qué es el viento?

Como definición, el viento es “el movimiento horizontal del aire” pero ¿Porque se genera este movimiento? Pues bien, como todos sabemos el aire esta compuesto por una serie de partículas de diferentes gases, -21% de Oxígeno, 78% de Nitrógeno y 1% de gases raros- las moléculas que componen estos gases sufren cambios de temperatura debido al calentamiento y/o enfriamiento de la superficie de la tierra debido a la radiación de los rayos del sol en las diferentes zonas que componen nuestro planeta. Esto quiere decir que el calentamiento no es uniforme, sino que éste dependerá de la capacidad  que tenga la superficie en cuestión de calentarse más o menos que otras.

El agua del mar; por ejemplo, no tiene la misma capacidad de radiación térmica que la arena de la playa, o los bosques y los grandes desiertos, el césped y el pavimento de una pista de aterrizaje, etc., esto provoca que al calentarse las moléculas de aire se expandan y por lo tanto aumenten su presión, como todo fluido, las partículas que tienen mayor presión siempre trataran de moverse hacia aquella zona de menor presión, provocando un movimiento horizontal, que en el caso que nos ocupa le llamamos viento.

Si bien es cierto, no es el único movimiento que estas partículas experimentan, ya que también presenta un movimiento vertical o convectivo y otro que es inestable al cual llamamos turbulento. Ni tampoco la única razón por la que existe este fenómeno, también hay que considerar  la inercia y fuerza centrífuga producidas por la rotación del planeta -fuerza de Coriolis-, y/o la influencia de los rayos del sol en las diferentes latitudes de la Tierra.

Por lo pronto vamos a centrarnos en el movimiento horizontal.

La medición del viento se lleva a cabo por un aparato llamado anemómetro, el cual tiene la capacidad de medir la intensidad con las que las partículas del aire se desplazan, a mayor diferencia de presiones mayor será la intensidad del viento y viceversa, en la aviación ésta se reporta en Nudos –millas náuticas por hora- y la dirección en barlovento –de donde viene el viento- de acuerdo a la famosa rosa de los vientos.

Esto quiere decir que un viento reportado de los 360 grados con 10 nudos -360/10-, corre de Norte a Sur y su intensidad es de 10 Nudos.

Todos los objetos que flotan en la atmósfera – y con esto incluyo a las aeronaves-, son afectados de la misma forma, imaginemos momentáneamente que soltamos un globo con helio, que al ascender tendrá un movimiento vertical y otro horizontal que dependerá de las condiciones del viento. Si este sopla del norte con una velocidad de 10 Nudos, el globo se moverá y en una hora estaría a 10 millas náuticas al sur del lugar en que fue soltado, considerando que el viento sople constante durante el ascenso del globo.

De la misma manera es afectado el vuelo de un avión, con la diferencia de que este tiene una fuerza de movimiento propia, que siempre será afectada por la componente de viento sin importar el tamaño o peso de la aeronave, la diferencia será la velocidad con la que esta se desplace y por lo tanto del tiempo que el viento afecte su movimiento.

Para una mejor comprensión de los efectos del viento en el vuelo, vamos a repasar algunos conceptos importantes:

• RUMBO (H)
• TRAYECTORIA (T)
• DERROTA (C)
• VELOCIDAD INDICADA (IAS)
• VELOCIDAD VERDADERA (TAS) Y
• VELOCIDAD SOBRE EL TERRENO (GS)

Estos conceptos están íntimamente ligados a los cálculos que deberemos hacer para contrarrestar los efectos del viento y para lograr lo que queremos; que es, llegar a nuestro destino.

Ahora bien, vamos a considerar momentáneamente 4 componentes de viento principales:

Viento de frente

Viento de cola

Viento cruzado de derecha

Viento cruzado de izquierda

Las dos primeras afectarán a la velocidad de la aeronave y no así a la dirección en la que el avión se desplaza y las dos últimas a la dirección y no a la velocidad. A cada una de estas supuestas componentes les daremos 10° a cada lado para considerarlas francas, esto significa que un viento de frente de 10 Nudos, disminuirá la velocidad verdadera en el 100% de la velocidad del viento; o sea, 10 Nudos.

Veamos un ejemplo: Supongamos que una aeronave se desplaza a una velocidad verdadera de 120 Nudos (KTAS 120), con un viento de frente de 10 Nudos, por lo que su Velocidad sobre el terreno (GS) será de 110 nudos.

Lo mismo sucede con un viento de cola, con la diferencia de que ahora el viento aumentará la velocidad sobre el terreno en lugar de disminuirla.

Este cálculo debemos de realizarlo constantemente, ya que esto determinará los tiempos estimados en los diferentes puntos de la ruta y el cálculo del combustible que por obvias razones no es menos importante.

Las dos ultimas corresponden a la dirección de vuelo, para esto veamos lo que cada uno de los conceptos de Dirección significan.

El Rumbo es el ángulo formado entre el eje longitudinal del avión y el norte ya sea verdadero o magnético (si tienes dudas de lo que es esto lo podemos ver en otra entrada).

La Derrota es el ángulo formado entre la línea que une al origen con el destino y el norte (magnético o verdadero).

La Trayectoria es la línea que describe el movimiento real del avión; dicho en otras palabras, lo que realmente hacemos en vuelo con relación a la derrota.

Lo que siempre se pretende es que la derrota y la trayectoria sean iguales, lo cual debe de ocurrir si en vuelo no hay desvíos ya sean voluntarios o involuntarios, un mal cálculo de la deriva que el viento puede causar sería un ejemplo de un desvío involuntario lo cual ocasionará que no lleguemos a nuestro destino o en su caso la perdida de la conciencia situacional.

Para poder contrarrestar los efectos del viento cruzado debemos de variar el rumbo, así lograremos que la derrota y la trayectoria sean iguales aunque el rumbo no lo sea, a esto se le llama corrección de deriva (crab angle), el reto es saber cuantos grados debo de corregir para lograr el objetivo.

Para esto existen muchos métodos, incluso computadores electrónicos o manuales como el Jeppesssen CR-5 que nos pueden dar el resultado muy rápidamente, o bien algunos cálculos mentales que nos pueden ser de mucha ayuda en momentos de alta carga de trabajo.

Lo importante ahora es entender el concepto y para esto veamos este ejemplo:

Supongamos que realizaremos una ruta que va del punto A al punto B y que la derrota será 090°, el viento reportado en esta zona es de los 360/10 o sea del norte con 10 Kts. (podría ser desde los 350° a los 010° ya que le daremos 10 grados a cada lado).

Si mantenemos el rumbo 090 a lo largo de toda la ruta, el efecto del viento hará que en una hora nos encontremos 10 millas náuticas al sur de la derrota por lo que el movimiento real del avión (Trayectoria) no corresponde a lo que deseamos. Para que esto no suceda debemos de variar el rumbo hacia el lado de donde viene el viento, que en este caso corresponde al norte. La pregunta sigue siendo ¿Cuántos grados?; pues bien, vamos a hacer un pequeño cálculo mental utilizando la siguiente formula:

ANGULO DE CORRECCION DE DERIVA = 60 X INTENCIDAD DEL VIENTO

                                                                                  TAS

KTAS= 120

W/S = 10 Kts.

60 X 10 = 600 / 120 = 5°

(Es importante que tanto la velocidad verdadera como la velocidad del viento estén en el mismo sistema).

Esto quiere decir que para que en el ejemplo la derrota y la trayectoria sean iguales, el rumbo a volar será el 085.

Como pueden observar la Velocidad Verdadera es un factor determinante en el ángulo de corrección de deriva, ya que como vimos, la afectación del viento será mayor en la medida que permanezcamos más tiempo dentro de él.

Por supuesto que lo ideal sería que el viento siempre soplara en estas cuatro direcciones, pero sabemos que esto no es así, por lo que tendremos que determinar cual es realmente el ángulo con el que este “pegará” al avión. Al ángulo formado entre el eje longitudinal y la dirección del viento, se le llama ángulo de viento, y es fundamental conocerlo para poder determinar como éste afectará a nuestro vuelo.

Cuando el viento no es 100% de frente o cruzado (+/- 10°), su intensidad se divide en 2 componentes y dependerán del ángulo de viento. Supongamos que ahora (seguimos con el mismo ejemplo anterior) el viento no es de los 360° sino de los 045° o sea del Noreste. Esto trae como consecuencia que ahora nos afecta tanto de frente como cruzado; y su valor se divide al 50% por ser a 45° (+/- 10°).

Por lo que ahora la componente de viento cruzado es de 5 Nudos y la de viento de frente será también de 5 Nudos, teniendo como resultado una Velocidad sobre el terreno de 115 nudos y un ángulo de corrección de deriva de 2.5°.

Veamos un ejemplo practico: Supongamos que vamos a aterrizar en un aeropuerto cuya pista en uso es la 05, esto significa que está orientada al rumbo magnético 050°, la torre de control reporta un viento de superficie de los 080° con 25 nudos de intensidad. Nuestra aeronave tiene una limitación de viento cruzado de 15 nudos y necesitamos saber si podemos utilizar la pista por limitaciones de viento y con cuantos grados tendremos que corregir la deriva para poder alinearnos con la pista.

Lo primero que tenemos que determinar es el ángulo de viento, que en este caso son 30°, esto significa que el 75% del viento es de frente y solo un 25% es cruzado, por lo que la componente de viento cruzado será de solo 6 nudos, lo cual está muy por debajo de nuestra limitación y el ángulo de corrección de deriva será de 3°  (60 x 6 /120 = 3), lo que quiere decir que para alinearnos a la pista volaremos con un rumbo 053.

Como les comenté existen muchos métodos para obtener estos datos; incluso, las aeronaves equipadas con sistemas EFIS, calculan en automático esta información y nos la proporcionan en todo momento; sin embargo, yo les recomiendo que siempre tengan una forma alterna de obtenerla y la practiquen constantemente para que sus habilidades se mantengan siempre al día.

Créditos fotográficos wikimedia commons  http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turkisch_B737-800_cross_wind_take_off_%286487331697%29.jpg

EL VOR PARTE I

RADIO NAVEGACION

EL VOR PARTE I

La necesidad de fortalecer la red de aerovías basadas en NDBs, y debido a las múltiples fallas que este sistema tenía, se buscó un sistema que partiera de una banda de frecuencias mas estables, con menos interferencia y por lo tanto mas fiable, por esto a principios de los años 50´s nació el muy conocido sistema VOR  siglas que vienen del inglés “Very high frecuency Omnidirectional Range”, y cuya traducción al español es “Radiofaro Omnidireccional de Muy alta frecuencia”. Esto significa que es un sistema que trabaja en la banda de frecuencias que va de 30 Mhz a 300 Mhz. Siendo particularmente asignadas a este servicio el espacio comprendido entre 108.0  y 117.95 Mhz subdividiéndose en dos partes:

108.0 a 112.0 Mhz con décima non para VOR (L) y décima par para ILS y

112.0 a 117.95 Mhz para VOR (H) –mas adelante explicaré lo que (L) y (H) significan-.

Debido a la particular forma de transmitir las señales radioelectricas con estas características de banda, es posible hacerlo por medio de señales dirigidas, esto se podría comparar con la luz que se logra con una “lámpara sorda”, cuya proyección se puede dirigir en un sentido especifico, así, si se envían de manera radial 360 señales alrededor de una antena podemos ubicar en cual de ellas estamos.

Así es como trabaja este sistema. Una antena emite 360 señales direccionadas, lo cual da el nombre de omnidireccional, cada una de estas señales se transmite en un tiempo determinado-señal variable-, mientras que existe otra señal fija que es la que determina el tiempo con la que se lanzan cada una de ellas -señal de referencia-. A cada una de estas señales azimutales les vamos a llamar “Radiales”, siendo la radial 360 o 0 la que está ubicada en el Norte Magnético y a partir de ahí y en el sentido de las manecillas del reloj  a todas las demás, tal cual están en la rosa de los vientos.

Estas señales son captadas por un radio receptor a bordo de la aeronave y son codificadas y enviadas a un instrumento que nos muestra visualmente la ubicación del avión con respecto al VOR sintonizado.

Existen en términos generales tres tipos de instrumentos, y es importante que conozcamos a la perfección cada uno de ellos, ya que cualquiera puede estar a bordo del avión que vayamos a volar o inclusive una combinación de ellos.

El primero que apareció en el mercado es ahora conocido como “VOR convencional”, este indicador es talvez el mas complicado de utilizar, ya que no es tan amigable como los mas recientes, veamos las partes que lo componen.

A.- ROTATING COURSE CARD

B.- OMNIBEARING SELECTOR (OBS)

C.- COURSE DEVIATION INDICATOR (CDI)

D.- TO/FROM INDICATOR

Y la bandera que indica que el sistema esta fuera de servicio.

Otro indicador y tal vez el mas utilizado es el HSI (Horizontal Situation Indicator), el cual es visualmente mas amigable con el piloto ya que se puede ubicar la radial con mucho mayor facilidad que con el convencional. De hecho, es el formato utilizado por los sistemas EFIS para mostrar este instrumento de manera digital.

Las partes que lo componen son:

El tercero es el RMI (Radio Magnetic Indicador), que es el mismo indicador del NDB con la cualidad de que se puede seleccionar ya sea NDB o VOR.

En la parte II de ésta serie, veremos la operación propia de estos indicadores.

Por lo pronto veamos un poco de las limitaciones y forma de transmitir estas señales de tal manera que siempre sepamos que esperar de este sistema.

Como ya lo platicamos, las señales emitidas por la antena terrestre son de muy alta frecuencia, esto significa que se comportan por decirlo de alguna manera, como lo hace la luz emitida por una lámpara sorda o bien las luces de un automóvil, tanto en sentido horizontal como en el vertical, su luz está restringida a un ángulo determinado, por lo que habrá puntos que no sean iluminados por ella. Eso mismo pasa con las señales de un VOR, como se puede ver en la figura, su haz está limitado en la vertical, dejando “zonas sin señal” que van aumentando en altura conforme se aleja la señal de la antena, es por esta razón que la señal de un VOR se puede perder si volamos debajo de la cobertura del haz. Para hacer un calculo aproximado podemos utilizar la formula:

  

en donde:

d = distancia al VOR

a = altura con respecto al VOR

De esta manera podemos conocer a que distancia recibiremos la señal del VOR con una altura determinada.

Por ejemplo: altura sobre el VOR 1,500 pies

1,500*1.15 = 2,250

raíz cuadrada de 2,250 = 47.4 millas náuticas

Como las señales de los VOR se unen para formar la red de aerovías, siempre habrá puntos en los que no habrá señal, por eso para garantizar que en toda la ruta tendremos una cobertura adecuada, se limita la altitud de vuelo a una altitud mínima en ruta, conocida como MEA (Minimum Enroute Altitude), que además de garantizar lo ya expuesto, también garantiza un libramiento de obstáculos de 2,000 pies en áreas montañosas y de 1,000 en áreas No montañosas.

Por otro lado las señales también estarán restringidas a la potencia con las que estas son lanzadas, por lo que existen diferentes tipos de VOR, dependiendo del uso que se le va a dar.

Todos los VOR que se encuentran en la banda de frecuencias de 108.0 a 112.0 Mhz.-décima non- Se utilizarán para estaciones terminales o aerovías de baja altitud, o sea aquellas por debajo de 18,000 pies, a las que se les codifica con la letra “V” o aerovías Víctor (por el alfabeto fonético), o bien para estaciones de área terminal, que son aquellas que no alimentan a una aerovía, sino que son utilizadas para los procedimientos de llegada (STAR) y/o procedimientos de salida de un aeropuerto (SID). Estos son VOR (L) o Low (Baja). De la misma manera los que se encuentran en la banda de 112.0 a 117.95 Mhz. son por lo general estaciones que alimentan aerovías “V” o también aerovías superiores codificadas con la letra “J” o “UJ”, (Jet o Uper Jet), que son aquellas que se vuelan por arriba de 18,000 pies. A estos se les conoce como VOR (H) o High (alta).

El alcance o volumen de servicio (SSV) de un VOR según el Manual de Información Aeronáutica de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (Aeronautical Information Manual AIM), dependerá del tipo de VOR que sintonicemos. Por ejemplo:

Un VOR (T) Terminal. Tendrá un alcance de 25 millas náuticas, debido a que solo se utilizará para salidas y aproximaciones, y este alcance lo tendrá entre 1,000 y 12,000 pies de altura.

Un VOR (L), tiene un alcance de 40 millas náuticas entre 1,000 y 18,000 pies, por lo que tendrá que enlazarse con otro a una distancia tal que nunca se pierda la señal al volar en dicha aerovía.

Por su parte el VOR (H) tiene un volumen de servicio un poco mas enredado. Veamos:

40 MN entre 1,000 y 14,500 pies

100 MN entre 14,500 y 18,000 pies

130 MN entre 18,000 y 45,000 pies y

100 MN entre 45,000 y 60,000 pies.

Esto no necesariamente quiere decir que no lograremos captar la señal de un VOR a una distancia mayor; sin embargo, la radioayuda no debe ser considerada utilizable a altitudes por debajo de lo que podría ser volado al operar en condiciones IFR.

Es común encontrarnos con estaciones VOR, que además de dar información azimutal, también nos proporcionen la distancia a la cual estamos de esa antena, esto es debido a que se incorpora un sistema medidor de distancia o DME (Distance Measuring Equipment), este sistema fue heredado a la aviación civil, por un sistema de navegación militar llamado TACAN (Tactical Air Navigation), a los primeros VOR a los que se les integró este sistema se les llamó VORTAC, mejor conocidos hoy en día como VOR/DME.

El DME, es un sistema de pregunta y respuesta, esto quiere decir que la aeronave emite una señal de interrogación a la estación en tierra y ésta a su vez responde los pulsos en una frecuencia diferente, el tiempo que tarda el viaje redondo será codificado por el equipo abordo, dando como resultado una distancia en millas náuticas con una gran precisión; como todos, este sistema tiene también algunas cuestiones que debemos tomar en cuenta.

1°.- Al ser un sistema personalizado para cada aeronave, tiene una capacidad limite de respuestas, aunque sus posibilidades de responder son bastante grandes (a rededor de 150 aeronaves a la vez), es posible que en ocasiones se sature y no se reciba la información.

2°.- La información de distancia recibida no es distancia horizontal, es distancia oblicua, o dicho de otro modo, es la hipotenusa del triangulo formado entre la distancia y la altitud de la aeronave con respecto a la radioayuda. Por lo que no es exacta, y a mayor altura más inexacta será (aproximadamente 1 milla náutica por cada 6,000 pies de altura).

Aunque el DME trabaja en la banda de UHF, se incorpora en la misma frecuencia del VOR, por lo que no hay que sintonizar una estación aparte.

En la misma señal portadora del VOR, también se emite una señal audible, ésta corresponde a la clave Morse del identificador de la estación VOR, el cual contiene tres letras. A diferencia del NDB, el VOR sí cuenta con una bandera indicadora de falla del sistema, por lo que no es necesario tener la identificación audible durante todo el tiempo; sin embargo, es obligatorio escuchar la identificación siempre que se sintonice una frecuencia, si ésta no se escucha, el VOR se debe de considerar inoperativo.

Estamos prácticamente a 60 años de la invención de este fabuloso aparato y hoy en día sigue siendo la base de la navegación aérea en todo el mundo; si bien es cierto, poco a poco será sustituido por sistemas satelitales, pero estoy seguro de que todavía le quedan algunos años por delante.

Créditos fotográficos wikimedia commons

EL NDB PARTE II

RADIO NAVEGACION

EL NDB PARTE II

En realidad la operación de un NDB es sencilla, el problema viene en el momento que queremos compararla con la forma de trabajar un VOR, que es el sistema más utilizado y esto nos trae algunos conflictos.

Aunque en esencia son sistemas similares, la realidad es que se operan de manera diferente, tenemos que partir de la base que el NDB no trabaja con radiales, sino con diferencias angulares, esto significa que debemos de ubicarnos basándonos siempre en la suma de la MR (Marcación Relativa) con el RM (Rumbo Magnético) y que la posición de la aeronave y por decirlo de alguna manera, es dada con el reciproco de las radiales.

El reciproco de un rumbo no es otra cosa mas que el rumbo inverso, como ejemplo tenemos que para el Norte el reciproco es el Sur, para el Este el Oeste etc.;  esto es, que al tratarse de grados y por lo tanto de un sistema sexagesimal, para encontrar el reciproco de un rumbo debemos de sumar 180° a los rumbos menores de 180 o restar 180° a los mayores de 180. Una forma fácil de hacer esta operación mentalmente es sumar 200 y restar 20 a los rumbos menores de 180 o bien restar 200 y sumar 20 a los mayores de 180°.

Ejemplo: reciproco del rumbo 325

325-200=125+20=145

Reciproco del rumbo 127

127+200=327-20=107

Te recomiendo que hagas ejercicios mentales con esta operación para desarrollar esta habilidad.

Por lo general todos estamos acostumbrados a recordar la rosa de los vientos o rumbos cardinales con el Norte en la parte de arriba y el Sur abajo, el Oeste a la izquierda y el Este a la derecha ¿no es cierto?, pues bien, para ubicar los QDMs lo que debemos de hacer es imaginarlos al revés, o sea el Norte que corresponde al 360, lo ubicaremos en la parte de abajo, en el lugar de su reciproco, o sea del Sur (180) y así sucesivamente con los 360 grados del compás. Lo que nos quedará de la siguiente manera:

Vamos a ver un ejemplo. Supongamos que estamos volando hacia un aeropuerto que tiene un NDB. Nuestra posición relativa a ese aeropuerto es el Norte, y para dirigirnos a él deberemos por lógica de volar al rumbo Sur. Pues Bien, como nos estamos refiriendo a un NDB, nuestra posición relativa a él, debe ser reportada en QDMs, por lo que en este caso nos reportaríamos en el QDM 180 que es el rumbo que deberemos volar hacia la antena, ya que como vimos en la primera parte de este artículo, el QDM se define como el rumbo magnético hacia la estación.

Ahora bien, supongamos que en ese mismo aeropuerto existe una pista 15-33, esto significa que esta tiene una orientación de 150° magnéticos, por lo que para alinearnos a ella con el NDB, deberemos interceptar el QDM 150, que se ubica al Noroeste del aeropuerto.

Si te fijas estos dos QDMs forman dos líneas y nosotros al volar hacia él, formaremos la tercera, lo que hace que se forme un triangulo. Este triangulo será la base fundamental para las intercepciones de QDMs.

La diferencia angular entre el QDM 180 y el 150 es de 30°, lo que quiere decir que si cerramos el triangulo con los mismos 30° lograremos un triangulo isósceles, o sea que tiene dos ángulos iguales y por lo tanto dos lados iguales cuyo vértice es el centro del cateto opuesto.

Esto que suena un tanto complicado realmente no lo es, ya que no es otra cosa mas que si cerramos el triangulo con dos ángulos iguales estaremos interceptando el QDM a la mitad de la distancia entre el NDB y el avión. Por lo que si tomamos el tiempo que nos lleva interceptar el QDM sabremos cuanto nos falta para llegar a dicho NDB.

Esto último se verá afectado por el viento y/o por cambios de velocidad, sin embargo siempre nos ayudará a ubicarnos con mayor precisión.

Esto es a lo que yo llamo “volar con conciencia”, ya que de otra manera si bien es cierto que finalmente llegaremos a interceptar, no sabremos realmente en que parte lo estamos haciendo. Ya que el NDB generalmente no está asociado con un DME.

Ahora bien si nuestro deseo es interceptar antes de la mitad del camino, bastará con abrir el ángulo de intercepción o bien si queremos interceptarlo mas cerca la solución será cerrar el ángulo. Todo está en saber que queremos y como lograrlo y no perder nunca el control de lo que esta pasando.

Las aproximaciones basadas en un NDB(A), son de no precisión y por lo tanto sus mínimos de techo y visibilidad son mayores (F) que las de un ILS, éstas aproximaciones siempre están diseñadas con virajes de procedimiento de 045°(2), en este ejemplo podemos observar que el QDM en el que está basado el procedimiento es el 085 y cuyo Rumbo Magnético de salida es el 265 (1), después de dos minutos se hace un viraje de 045° al rumbo 310° por un minuto y posteriormente al reciproco que es el RM130° (D), este rumbo nos llevará a interceptar el QDM 085 pero ahora de entrada, mismo que nos guiará hacia la antena, que como no está físicamente en la pista, nos aproxima a ella, pero no en todos los casos al centro de la misma (4), es por eso que tenemos que ver la pista mas lejos y por lo tanto mas alto, de esta forma tendremos tiempo para alinearnos correctamente, o en su caso la aproximación fallida (E)

 (ESTAS CARTAS NO DEBEN SER USADA PARA FINES DE NAVEGACION)

Como con cualquier sistema de radio-navegación, es muy importante identificar que la frecuencia que hemos seleccionado es la correcta, para eso todos las transmisiones de señales radioeléctricas de navegación tienen una señal audible, o de identificación en clave Morse (B), es importante que cuando se utilice un NDB la señal audible esté todo el tiempo sonando, ya que el ADF no cuenta con una bandera que nos indique que el sistema está fuera de servicio, como en el caso de un VOR o un ILS.

Cuando esto sucede, la aguja indicadora se pondrá en posición horizontal y la señal audible se dejará de escuchar.

Existen Marcadores Exteriores (OM) para los sistemas de aterrizaje conocidos como ILS, que tienen integrado un NDB, a estos Marcadores se les conoce como Locator Outer Marker o LOM, y tienen la finalidad de dirigirnos al Marcador por medio de QDMs, para distinguirlos, estos LOM se identifican con solo dos siglas en lugar de tres y por lo general corresponden a las dos ultimas siglas de identificación del ILS.

Como estos sistemas trabajan en bandas de frecuencia medias y bajas, tienen una serie de inconvenientes, estos pueden ser los siguientes:

Efecto nocturno.- Se manifiesta por la rápida o lenta oscilación de la aguja, provocado por los cambios de temperatura que afectan a la ionosfera sobretodo a la salida y puesta del sol.

Efecto de montaña.- oscilaciones de la aguja por el efecto de reflexión de las ondas de radio en las montañas.

Interferencia de estaciones.-  Debido a la congestión de estaciones que hay en esta banda de frecuencias, es común que la aguja señale por momentos otra estación diferente a la sintonizada.

Tormentas eléctricas.- Éstas ocasionan que la aguja tenga oscilaciones cada vez que se produce una descarga eléctrica, haciendo que la aguja indique hacia el lugar de la tormenta.

Refracción costera.- Provocada por que las ondas de radio son afectadas en su velocidad debido a la diferencia de densidad entre el mar y la tierra, por lo que al cruzar por la costa la aguja sufre desviaciones.

Por estas y otras razones, los encargados de buscar mejores tecnologías, desarrollaron un sistema que trabajara en una banda de frecuencias mas estable y con menos probabilidades de errores, esto lo encontraron el la banda de Muy Alta Frecuencia (Very High Frequency VHF), dando así el nacimiento del VOR o Radiofaro omnidireccional de Muy Alta Frecuencia(Very High Frequency Omnidirectional Range), del cual hablaremos en otro articulo.

RADIO NAVEGACION

RADIONAVEGACION

EL NDB PARTE I

En mis años como instructor de vuelo por instrumentos, me he dado cuenta que uno de los instrumentos de radio navegación que mas dolores de cabeza causan es el NDB, éste, si bien es cierto, es el sistema de navegación mas antiguo con el que actualmente se navega; sin embargo, todavía está en operación y por lo tanto es nuestra obligación saberlo usar.

Como cada vez hay menos NDB activos, es común que olvidemos su operación y cuando tenemos que hacer uso de uno de ellos podemos estar en problemas, o bien, si estas en la escuela de aviación, éste articulo te puede ayudar a reforzar tus conocimientos.

Es por eso que hoy, quiero dar un pequeño repaso de qué es y de sus principales usos.

El NDB (Non Direccional Radio Beacon), es un transmisor terrestre de señales radio-eléctricas que por sus características propias genera una señal en todas direcciones, trabaja en la banda de frecuencias medias y bajas en el rango de 190  a 535 Khz. Lo que le da la posibilidad de generar una señal circular alrededor de la antena transmisora; esto es, que no tiene una dirección especifica.

Esta señal es captada por un receptor ubicado a bordo del avión llamado ADF (Automatic Direccional Finder) o Buscador Automático de Dirección, éste equipo receptor consiste de dos antenas, un radio receptor y un instrumento indicador.

Una de las antenas “sense” o antena de sentido, recibe señales no direccionales o dicho de otra forma, señales en todas direcciones, mientras que la segunda antena “loop” recibe señales bidireccionales, es decir solo de dos direcciones. Al captar las dos señales el radio receptor las procesa dando como resultado la eliminación de la ambigüedad  y por lo tanto genera una sola dirección que es la ubicación de la antena transmisora.

Esta señal es recibida por el instrumento indicador que puede ser de 3 tipos:

• FIJO
• MOVIL DE PERILLA o
• RADIO-MAGNETICO

Invariablemente la aguja, flecha o manecilla indicadora apuntará en la dirección de la ubicación física de la antena transmisora. Esto quiere decir que mientras ésta indique al frente, (o dicho técnicamente en la dirección del eje longitudinal de la aeronave) nos estaremos dirigiendo a aquella antena que previamente seleccionamos por medio de su frecuencia.

A ésta indicación le llamamos Marcación Relativa MR ( o Relative Bearing RB), y la vamos a definir como el ángulo formado entre el eje longitudinal y la indicación de la aguja.

Si la flecha indica al frente, la MR es igual a cero, si ésta indica 045° la MR será igual a 045. etc., esto quiere decir que si tengo una MR = 045, para dirigirme a esa estación transmisora tendré que hacer un viraje de 45° por la derecha, de manera que la aguja quede al frente.

Ahora bien, como con cualquier sistema de navegación es muy importante que nunca perdamos de vista las 3 “Us” de la navegación aérea que son: Ubicación, Ubicación y Ubicación. En donde estoy, adonde voy y que debo hacer para lograrlo será siempre nuestro reto, y estos sistemas nos ayudan a vencerlo.

Para esto, con el ADF, debemos de hacer una estrecha relación entre la Marcación Relativa y el Rumbo Magnético (RM) o Magnetic Heading (MH). Que se define como el ángulo formado entre el eje longitudinal del avión y el Norte Magnético.

Si unimos las dos definiciones dadas (MR y RM), podemos deducir que tenemos dos ángulos, uno del eje longitudinal a la antena transmisora y otro ángulo del eje longitudinal al Norte Magnético. Si sumamos estos dos ángulos el resultado será lo que llamamos QDM o en inglés Magnetic Bearing (MB).

El QDM, no es otra cosa mas que nuestra posición relativa a la estación seleccionada y cuyo valor nos llevará hacia ella; dicho en otras palabras, el QDM es igual al rumbo magnético hacia la estación sin viento (el porque sin viento lo veremos mas adelante).

Matemáticamente lo podeos visualizar de la siguiente forma MR+RM= QDM

 

Veamos un ejemplo. Supongamos que volamos una aeronave al Este (RM = 090) y seleccionamos una estación de NDB cuya Marcación Relativa es de 270° en un instrumento de carátula fija (éste indicador siempre tiene el Norte en la parte superior). Si sumamos los dos valores sería:

MR = 270

RM = 090

270+090 = 360

Por lo tanto QDM = 360, lo que quiere decir que en ese momento nos encontramos al Sur de esa estación o lo que es lo mismo en el QDM 360 y  para ir a esa antena debo de hacer un viraje al rumbo Norte, esto es tan sencillo como pensar que si estoy al sur de un aeropuerto y quiero ir a él, tendré que volar al rumbo Norte.

Vamos ahora a suponer que en el mismo ejemplo, no hagamos el viraje hacia la estación sino que seguimos volando al rumbo 090, al avanzar la aeronave, la MR irá cambiando gradualmente por lo que nuestra ubicación relativa a esa antena irá cambiando también en la medida que avancemos, esto quiere decir que en algunos minutos talvez nuestra MR sería 240, por lo que nos encontraríamos ubicados en el QDM 330 (240+090=330), por lo que ahora si queremos volar directo hacia esa estación tendremos que virar al rumbo 330.

Como pilotos es importante desarrollar la habilidad de hacer algunas operaciones matemáticas mentalmente, en realidad nada del otro mundo, sin embargo hay momentos en el vuelo que se dificulta un poco hacerlas, sobretodo, en el caso de los QDMs, aquellas sumas que exceden de 360°, es por eso que se desarrolló el ADF de carátula móvil, el cual por medio de una perilla se pone en la parte de arriba del instrumento el rumbo magnético al cual estamos volando y automáticamente la aguja indicadora señalará el QDM, lo que nos evita hacer la suma. El único inconveniente es que cada vez que se cambie el RM se debe de mover la perilla, razón por la cual nació el RMI (Radio Magnetic Indicator), el cual integra un ADF y/o un VOR con un giro direccional, eliminando con esto el tener que estar girando la carátula manualmente.

Es de suma importancia con este tipo de navegación, que hagamos un mapa mental de nuestra posición con respecto a la estación, a eso es a lo que me refiero con las 3 “Us” y esto según mi experiencia solo se logra con la práctica, es importante que hagamos ejercicios mentales para lograr tener esta habilidad, sobre todo cuando se trata de interceptar QDMs o hacer una aproximación NDB o bien patrones de espera con estas radio-ayudas.

En otras entradas veremos estas maniobras de una manera sencilla y practica. Si tienes alguna pregunta por favor no dudes en escribirnos.

Créditos fotográficos wikimedia commons

VELOCIDAD AEREA VERDADERA

La Velocidad Aérea Verdadera

En un artículo anterior tratamos el tema de la Velocidad Indicada, ahora vamos a ver ¿Qué es? y ¿Para que sirve? la Velocidad Aérea Verdadera. 

Para comprender éste punto, vamos a recordar un poco lo que es la atmósfera estándar, ya que éste factor es determinante para poder calcular ésta velocidad.

Decía mi abuela, que las comparaciones son odiosas y sí, en realidad tenía razón; pero en la aviación todo lo tenemos que comparar, ya que todo lo tenemos que medir; de hecho, casi todo en la vida lo medimos, la edad, el peso, la ropa, el calor, el frio, etc. y la atmósfera no tenía por que ser la excepción. Medir viene del latín metíri, que significa comparar una cantidad desconocida, con otra previamente conocida, que se toma como base y se considera la unidad.

Esto viene debido a que para poder medir los datos que necesitamos saber de la atmósfera, debemos de poderlos comparar con unos previamente establecidos y estandarizados; por ejemplo, sabemos que la temperatura desciende con la altura, que la presión atmosférica y por lo tanto la densidad hacen lo mismo, pero necesitamos saber cuanto, y saber cuanto, es medir, y para eso tenemos que comparar.

Para poderlo hacer,  la Organización de Aviación Civil Internacional, estableció la International Standard Atmospher (ISA), en español, la Atmósfera Estándar Internacional o Atmósfera Tipo, con el fin de partir de un parámetro que sirviera de base para poder calcular las diferentes actuaciones que la atmósfera presenta.

Para poder iniciar y debido que el comportamiento de la atmósfera varia con la latitud, estos valores debían de ser tomados a la mitad del camino entre el Ecuador y el Polo, por lo que fueron tomados en la latitud 45º Norte, la cual corresponde a éste punto. Para poder partir de la unidad, se determino que estos valores se tomaran al Nivel Medio del Mar (Mean Sea Level MSL), que corresponde a un valor cero. De los valores obtenidos en las diferentes épocas del año se tomaron los valores promedio, en base a tres modelos, Temperatura, Presión y Densidad.

Estos valores se establecieron de la siguiente manera:

· Temperatura 15º Centígrados, o 59º Fahrenheit

· Presión atmosférica 760 mm de hg, 1013.25 hPa o 29.92 “ hg

· Densidad 1.325 kg/m^3.  

Para que el modelo matemático se pudiera establecer, se debía de considerar el aire como un gas ideal; es decir, sin humedad, lo cual no es la condición natural de la atmósfera, lo que hace que ésta sea una atmósfera hipotética, por lo que difícilmente encontraremos estos valores, sin embargo, no es realmente lo importante, lo que le da valor a esto, es que a partir de ella podemos comparar, o sea medir. 

En valores ISA, dentro de la troposfera, se considera que la temperatura desciende  1.98º C.  por cada mil pies de altitud y la presión atmosférica 1” de hg por los mismos 1,000 pies, hasta 36,000´, que es en donde se considera que termina ésta capa, a partir de aquí comienza la tropopausa, en la que estos gradientes se mantienen constantes.

Esto nos lleva a concluir que los valores de temperatura, presión y densidad están íntimamente ligados. La variación de cualquiera de estos factores hará que cambien los demás, como la presión atmosférica es equivalente al peso de la columna de aire en un punto determinado (Experimento de Torricelli), al ascender en un avión disminuirá el tamaño de la columna, por lo que disminuye su peso y por lo tanto la presión, lo que ocasionará que la temperatura y la densidad también disminuyan.

Como ya vimos, el velocímetro es un manómetro que como tal, mide presiones, provocadas por el movimiento del avión a través del aire, mostradas en el instrumento con valores de velocidad, pero finalmente, son presiones; ahora bien, imaginemos que viajamos en una lancha a una velocidad de 15 nudos, e introducimos una mano en el agua, la presión que ejerce el agua en nuestra mano hace que para mantener el brazo en una posición “recta“, tenemos que ejercer una determinada fuerza, si sacamos la mano del agua y queremos seguir ejerciendo la misma fuerza (presión), el bote se tendría que desplazar a una velocidad mucho mayor que 15 nudos, porque la densidad del aire es considerablemente menor que la del agua, dicho de otra manera, para mantener la misma velocidad indicada a una altitud mayor, el avión tiene que desplazarse más rápido, porque la densidad va disminuyendo con la altitud.

Esto quiere decir, que siempre nos desplazamos a una velocidad mayor que la que nos indica el velocímetro (IAS), a ésta velocidad le llamamos, Velocidad Aérea Verdadera (True Air Speed TAS). El único momento en el que la IAS y la TAS son iguales, es en la carrera de despegue, en un aeropuerto a nivel del mar y en condiciones de ISA.

Y ¿Cómo sabemos entonces a que velocidad realmente vamos?, bueno, para eso tenemos que hacer unos cálculos. Se considera que en ISA, el gradiente de cambio de la temperatura y la presión equivalen a un 2% de incremento de velocidad por cada mil pies de ascenso, esto quiere decir, que si la velocidad indicada es de 100 nudos, a 1,000 pies, la velocidad verdadera será de 102 nudos, siempre y cuando las condiciones atmosféricas correspondan a los valores de la atmósfera tipo. 

Esto parece imperceptible, pero veamos otro ejemplo. Consideremos ahora, una aeronave que vuela en condiciones ISA a 35,000 pies de altitud y a una velocidad indicada de 280 nudos.     

Como el incremento de velocidad es de 2% por cada 1,000 pies, a 35,000 pies el incremento es del 70%, por lo que la aeronave tiene una TAS de 476 nudos.

280 x 70%= 196 + 280 = 476 

Velocidad considerablemente mayor.

Como ya lo platicamos, ISA, es una condición de la atmósfera que difícilmente nos vamos a encontrar, esto hace que éste cálculo no sea exacto, por lo que existen algunos dispositivos que nos ayudan a obtener éste valor, uno de ellos es un computador especialmente diseñado para la aviación, que no es mas que una regla de calculo de forma circular, el mas famoso es fabricado por la marca JEPPESEN, y con el nombre CR-3 o CR-5, que lo que los diferencia, es únicamente el tamaño. Éste computador, no solo sirve para obtener la TAS, sino que tiene múltiples funciones. Existen algunos velocímetros que tienen una escala móvil en la que interpolamos la temperatura
actual con la altitud de vuelo y automáticamente podemos leer

la TAS, en la banda blanca. También existen calculadoras electrónicas aeronáuticas que introduciendo los datos de temperatura y altitud nos proporciona la velocidad verdadera o aeronaves de ultima generación que cuentan con equipos EFIS (Electronic Flight Information System), que calculan en todo momento ésta Velocidad.

Haciendo un resumen, IAS +/- correcciones por errores de posición y/o instrumentales = CAS + correcciones por temperatura y altitud = TAS. 

Mas adelante veremos como a la Velocidad Aérea Verdadera le tendremos que hacer otras correcciones, pero ahora por el factor del viento, a ésta nueva velocidad le llamaremos, Velocidad sobre el terreno (Ground Speed GS), pero esa… es otra historia.

Créditos fotográficos: wikimedia commons http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Estructura_atmosfera.png?uselang=es  http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/90/Primary_flight_display_of_an_A320_during_cruise.jpg

figura jeppesen cr http://www.unikpilotshop.com/pilot-supplies/flight-computers/jeppesen-cr-3-circular-computer.html

VELOCIDAD INDICADA

La velocidad Indicada

Interpretación del código de colores y el código “V”

En artículos anteriores nos hemos referido a la velocidad indicada, vamos a repasar un poco acerca de ¿Qué es?, ¿Para que sirve? y como interpretar el instrumento.

Partiendo de la base que los aviones vuelan gracias a la sustentación provocada por las alas, bajo el famoso Teorema de Bernoulli, que se refiere a qué un fluido en movimiento aumentará la presión al disminuir la velocidad y viceversa y lejos de querer poner en este articulo fórmulas físicas y matemáticas que dicho sea de paso, a la mayoría de los pilotos ¡No nos gustan!, y no porque no las entendamos o no tengamos la capacidad para reflexionar en ellas, sino que simplemente, ¡No nos gustan!, sin embargo hay ocasiones que es mas fácil de explicar con una fórmula que sin ella. Por eso aunque no sean de nuestro total agrado en ocasiones tendré que recurrir a ellas por un momento.

Daniel Bernoulli, fue un científico Holandés que en el siglo XVIII publicó un libro llamado Hidrodinámica, en él estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento y parte de sus conclusiones fueron que: “la energía que posee un fluido en movimiento a lo largo de un conducto cerrado permanecerá constante a lo largo de su recorrido”. Esto explica como al aumentar uno de los factores que intervienen en el movimiento del fluido otro deberá de disminuir para que se pueda mantener constante. 

Es decir si: 2*2 = 4 al querer mantener constante el producto (4) si disminuyo uno tendré que aumentar el otro 1*4=4, una de las aplicaciones que ésta ley tiene, es el ala del avión. Éste obtendrá la fuerza de levantamiento suficiente para volar gracias al flujo laminar del aire a través del intrados y el extrados de las alas, a mayor velocidad en la parte superior menor presión y a menor velocidad en la parte inferior mayor presión. Aunque éste es un tema que se puede profundizar más en otro artículo, nos  sirve para entender que al final de cuentas la presión es el factor que hace que el avión tenga sustentación, 

Pero, ¿Tenemos un instrumento abordo que nos indique si el ala ha producido el intercambio de presiones suficiente para podernos elevar? ¿Qué velocidad tienen las partículas de aire, para provocar éste intercambio de presiones? Pues sí lo tenemos y le llamamos, velocímetro (en algunos países Anemómetro) y nos Indica la Velocidad del Aire; en inglés “Indicated Air Speed” (IAS).

Éste instrumento en realidad es un manómetro, esto es, lo que lo hace funcionar es la diferencia de presiones que ejerce el aire dentro de su caja, tomada en el exterior del avión por dos sensores, uno que detecta la presión del aire en movimiento (dinámica) y otro la presión atmosférica (estática) y por medio de un mecanismo interno es mostrada al piloto con marcaciones de velocidad.

La presión dinámica es obtenida por medio de un tubo llamado “Pitot”, inventado por Henri Pitot también en el siglo XVIII, éste sensor trabaja bajo el mismo principio de Bernoulli, y por lo tanto bajo el mismo principio que las alas del avión. 

El tubo de Pitot, debe ser colocado en la parte del avión en el que los fabricantes consideren que hay un flujo laminar limpio, sin truculencia, para que las mediciones sean lo mas precisas posibles, por lo que normalmente lo podemos encontrar debajo del borde de ataque de una semiala, en la punta del avión, o en un costado del fuselaje cerca de la nariz. Como el orificio de entrada es muy pequeño, éste tubo se puede tapar con mucha facilidad, ya sea en tierra o en vuelo, en tierra podemos evitar que se obstruya protegiéndolos con unas cubiertas, normalmente son de color rojo o un color llamativo para que sea fácilmente identificable y que no se olvide quitarlas antes de salir.

En vuelo lo mas común es que se tapen por formación de hielo, para prevenir esto, los tubos están equipados con un sistema de calentamiento llamado “pitot heat”. Antes de cada vuelo además de verificar que el tubo no esté tapado, es importante revisar que el sistema de calentamiento funcione, la mejor forma para esto, es activar el interruptor y ver la caída de amperes en el indicador correspondiente, seguramente el manual de la aeronave tendrá información a éste respecto. Si se prevén condiciones que favorezcan la formación de hielo, es importante encender éste sistema antes de que el hielo se forme,  esto no quiere decir que el sistema sea incapaz de derretir el hielo formado, sino que siempre es mejor prevenir, a tratar de remediar.

Si se llegara a tapar el tubo de pitot, el velocímetro nos dará indicaciones erróneas, que dependerán de cómo se ha tapado, esto es, si la obstrucción es parcial o total, me refiero a parcial porque el tubo pitot tiene en la parte trasera un orificio de drenaje, que sirve para desalojar el agua que en un momento dado pudiera entrar por el orificio de entrada, si solamente se tapó en la entrada, el orificio de drenaje queda abierto permitiendo entrar la presión atmosférica, igual a la presión que está detectando el sensor estático por lo que el velocímetro marcará cero, lo cual por supuesto no es deseable, pero fácil de detectar. Ahora bien, si el bloqueo ha sido total, es decir, tanto la entrada del tubo como el drenaje se tapan, la presión quedara atrapada con el ultimo valor detectado, o sea una velocidad fija, pero como la toma estática sigue detectando presión atmosférica, la información del velocímetro cambiará si el avión asciende o desciende, por lo que operará de la misma forma que un altímetro, al ascender la indicación de velocidad aumentará y al descender disminuirá, lo cual puede confundir al piloto de manera muy peligrosa.(Ver operación en climas fríos)

La presión estática la obtenemos por medio de un sensor llamado toma estática o puerto estático, que es un orifico ubicado en alguna parte del fuselaje del avión, normalmente señalado con alguna marca especial para su fácil ubicación, ésta toma, está conectada además del velocímetro, al altímetro y al indicador de velocidad vertical (VSI), por lo que si se llegara a obstruir lo detectaremos primero en estos instrumentos que en el velocímetro, ya que tanto el altímetro como el VSI se quedarán estáticos, en la ultima posición detectada y el velocímetro tendrá marcaciones erróneas. En los aviones no presurizados (no en todos), existe una toma estática auxiliar ubicada dentro de la cabina, que nos dará la solución a éste problema. 

De todo esto podemos concluir que la IAS, es una indicación que nos da un referente de la  velocidad de operación de la aeronave y no necesariamente de la velocidad verdadera (TAS), con la que ésta se desplaza con respecto a la masa de aire en la cual se está volando.

A éstas velocidades de operación se les conoce en la aviación con el código “V” de “Velocity”.  Existen un número importante de velocidades “V”, que iremos viendo poco a poco, sin embargo veamos ahora algunas de ellas.

Es obligatorio que las aeronaves que pesen menos de 12,500 libras tengan un velocímetro con unos arcos de colores que le muestren al piloto con facilidad las velocidades de operación de esa aeronave en particular, además de que en los manuales se deben de marcar con claridad, todas aquellas que para ese avión sea importante conocer, normalmente las velocidades “V” mas comunes para equipos monomotores son las siguientes.

Vso.- Principio del arco blanco. Como pueden observar ésta velocidad es la mas baja de todas, esto es debido a que se refiere a la velocidad de desplome (“s” stall) en configuración de aterrizaje con las aletas y el tren de aterrizaje abajo.

Vs1.-Principio del arco verde. Esta es la velocidad de desplome, con el avión limpio, aletas y tren arriba (en caso de que el avión sea de tren retráctil).

Vfe.- Final del arco blanco. Ésta es la máxima velocidad a la cual se pueden operar las aletas (“fe” flaps extended) por lo que no se deben de bajar o tener abajo a una velocidad superior a éste punto.

Vno.- Final del arco verde. Se refiere a la máxima velocidad estructural  de operación normal (“no” normal operation) aun en condiciones de turbulencia. A partir de ésta velocidad que es en donde comienza el arco amarillo no se debe de volar a menos de que no haya turbulencia y no se hagan maniobras bruscas.

Vne.- Final del arco amarillo. Velocidad de nunca exceder, (“ne” never exceed), volar a ésta velocidad o en el arco rojo puede provocar un daño estructural severo y desprendimiento de superficies aerodinámicas. 

Existen otras dos velocidades “V”, que considero que en ésta ocasión podemos ver también, éstas son Vx y Vy.

Vx.- Se refiere a aquella velocidad en la que se obtiene un ángulo de ascenso óptimo, es decir, un mayor ascenso en una distancia corta, se utiliza cuando nuestra prioridad es librar obstáculos.

Vy.- velocidad que permite el mejor régimen de ascenso, es decir, obtener la mayor velocidad posible en el ascenso, utilizada cuando no hay obstáculos y preferimos volar más rápido.

Existen tres diferentes formas de medir la velocidad en la aviación, los Nudos (Knots “K”) las Millas Por Hora (Miles Per Hour “MPH”), y en su caso el Número Mach (Mach Number MN), la diferencia entre las dos primeras es de aproximadamente 15%, esto se debe a que los Nudos son Millas Náuticas por hora, hay que recordar que una milla náutica equivale a 1,852 metros, mientras que las MPH son millas estatutas o terrestres, que equivalen a 1,609 metros, por lo que una referencia en Nudos siempre será menor que la misma en MPH. 

Seguramente en los manuales de un avión (POH) han visto la abreviatura KIAS, ésta significa “Velocidad Indicada en Nudos”,  es muy importante que el velocímetro de la aeronave que volemos coincida en sus indicaciones con las velocidades que el POH nos indica, ya que podemos confundirnos y operar el avión con velocidades que difieren en un 15%, que en un momento dado pueden ser muy significativas.

Existen indicadores, como el que aquí presento, que tienen las dos escalas, en éste caso solo hay que fijarnos bien cual es cual. 

Seguramente también han visto la abreviatura CAS, esto se refiere a “Calibrated Air Speed, que significa Velocidad Calibrada, que es un ajuste que el fabricante hace de acuerdo a la perdida de presión a lo largo de las conexiones del tubo pitot al instrumento, así como pequeños errores de posición y/o instrumentales, éstas correcciones se indican en el POH y es importante conocerlas, normalmente son valores muy pequeños, por lo que en ocasiones pueden ser imperceptibles. El factor de corrección se deberá sumar o restar a la Velocidad Indicada para obtener CAS.

Cuando escuchan que un Controlador de tráfico aéreo, le indica a una aeronave que cambie o que mantenga cierta velocidad, siempre se refieren a KIAS, a menos que por su altitud sea necesario referirse a Numero Mach, las velocidades en MPH, no se utilizan en reportes de velocidad al CTA, por lo que siempre es mejor utilizar para el vuelo los Nudos, las millas terrestres o estatutas se utilizan más para ciertas distancias en tierra y no en vuelo. 

Aprovechando que toqué el tema, creo importante referirme a un error muy común que tenemos al comunicarnos, si ustedes se fijan, en algunas ocasiones, al hacer un reporte de posición los pilotos y/o controladores dicen millas al referirse a millas náuticas, hay que recordar que estrictamente hablando cuando nos referimos a millas nos estamos refiriendo a millas terrestres, para aclarar que son náuticas es necesario decirlo, por ejemplo, 15 millas náuticas al norte, ya que 15 millas al norte son poco menos de 13 náuticas. Tal vez esto suena un poco exagerado de mi parte pero… las cosas como son.

En otros artículos trataremos los demás tipos de velocidades tanto del código “V” como las  referentes a la navegación.    

Como siempre los invito a hacer sus comentarios y/o preguntas.

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