Thursday, June 21, 2018

Navegación por Instrumentos PARTE 1: VOR - Ubicación e interceptar radiales.

Interceptar radiales VOR. 
Capitán Mauricio Ureña Durán.  2018. 

Generalidades

El sistema VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range) funciona con una estación en tierra, un receptor en la aeronave, sus respectivas antenas, y un instrumento indicador en el panel principal de la aeronave.  Todos estos componentes pueden tener aspectos diferentes dependiendo del fabricante.  Para efectos de esta breve lectura se usaran presentaciones generales del HSI y VOR. 

Cuál es el primer paso y el más importante de la navegación con VOR?  

Sintonizar e IDENTIFICAR la estación deseada

Si no sabemos con certeza cuál estación estamos siguiendo, es imposible saber con certeza donde estamos.  Un error frecuente es que el piloto no sintonice correctamente la estación, por lo que hay que chequear y doble chequear que la frecuencia esté sintonizada adecuadamente y además ACTIVA en el radio de navegación.  Luego hay que IDENTIFICAR la estación, buscando escuchar el código morse respectivo.  Si se escucha el código morse, pero no coincide con  el código de la estación, debemos revisar la frecuencia sintonizada.  Si no se escucha el código morse, quiere decir que la estación está inoperativa,  y aunque puede recibirse una señal de dicha estación, esta no debe usarse para la navegación.  Por último hay que revisar que no estén desplegadas las banderas del instrumento.  

Conciencia situacional: Ubicación

La conciencia situacional y saber la posición exacta en todo momento es fundamental para el vuelo por instrumentos.  La más mínima desorientación puede tener serias consecuencias.  El siguiente paso inmediatamente después de identificar la estación, es establecer la posición exacta de la aeronave con respecto a la misma.  Para esto sencillamente giramos el OBS hasta centrar el CDI con una indicación FROM.  Esto ubica la aeronave exactamente en una radial desde la estación VOR, y la misma se lee en la cabeza de la aguja.  Luego podemos ayudarnos con la lectura de distancia DME para establecer a qué distancia del VOR se encuentra la aeronave.  Si no existe DME, se puede usar otra estación VOR para obtener una segunda radial, y así podemos triangular con exactitud la intersección de dos radiales y sabremos donde estamos.  

Imagen 1: Aeronave ubicada en la Radial 330.  Notar la marcación FROM en el indicador, la radial se lee en la cabeza de la aguja.

Finalmente se observa la carta aeronáutica adecuada para la posición de la aeronave, y se analizan las  altitudes mínimas seguras, espacios aéreos, aeropuertos cercanos, frecuencias, etc.  

**** NOTA:  Qué sucede si giramos el OBS para centrar el CDI en marcación TO?  Igual indica que la aeronave se encuentra en la radial 330, la cual se lee en la cola de la aguja.  En inglés se usa el dicho  "FROM Top TO Bottom", o sea que si es una marcación FROM la radial se lee en la parte superior del instrumento en la cabeza de la aguja, y si es una marcación TO la radial se lee en la parte inferior del instrumento en la cola de la aguja. *****

Cómo interceptar radiales?

Recordemos que del VOR se emiten 360  radiales orientadas desde el Norte Magnético, en otras palabras, la radial 0 / 360 está orientada al Norte, y aumentan 1 radial por cada 1 grado en sentido de las manecillas del reloj.  Estas se extienden DESDE el VOR hacia afuera. La idea de la navegación es poder interceptar alguna radial en específico y poder seguirla, ya sea hacia afuera del VOR en alejamiento, o hacia el VOR y acercarnos a la estación. 

Ejemplo 1:   Volando rumbo Norte, se desea Interceptar la radial 330 y seguirla. 

Imagen 2: OBS indicando la selección de la radial 330.
Procedimiento:  

  1. Girar el OBS hasta que la cabeza de la aguja apunte a la radial 330 como en la imagen 2.  
  2. Interpretar el instrumento:  el CDI está desviado a la izquierda, lo que significa que todos los rumbos en el hemisferio de la izquierda, desde el 330 hasta el 150,  llevan a la aeronave a interceptar la radial 330.  ¿Cuál rumbo escoger?
  3. La instrucción indica interceptar la radial 330 y seguirla, en otras palabras en alejamiento del VOR.  En este punto nos guiamos con el triángulo indicador TO/FROM.  Los rumbos en el cuadrante a los que apunta el triángulo (desde 240 a 150) llevan a la estación, y los rumbos en el cuadrante de la base del triángulo (desde 240 a 330) se alejan de la estación, y por lo tanto es en este cuadrante donde tenemos que identificar el rumbo a seguir.  De este cuadrante, solo nos faltaría escoger el ángulo con el que se desea interceptar la radial.
  4. Si escogemos el rumbo 240, interceptaríamos la radial 330 con un ángulo de 90 grados.  Esto sería la forma más rápida de interceptarla, pero también implica virajes más bruscos  para completar el procedimiento.   Si escogemos un rumbo de 285 grados, se intercepta la radial con 45 grados, y si se escoge un rumbo de 300 interceptamos con 30 grados la radial.  

Visualización del ejemplo 1: Suponiendo que se desea interceptar con un ángulo de 30 grados, se necesita virar al rumbo 300 grados.  Ahora hay que detenerse y analizar la situación, se puede girar al rumbo de 300 ya sea por izquierda o por derecha, cuál maniobra se escoge?  Aquí entra la conciencia situacional, conociendo donde se encuentra la aeronave, se deben evitar todas las incursiones a espacios aéreos no permitidos o peligrosos, se debe evitar terreno elevado y obstrucciones, etc.   Si no hay ningún elemento que afecte la decisión, como regla general se realiza el viraje hacia el lado que implique menor recorrido y tiempo, y por eso en este ejemplo se inicia un viraje POR IZQUIERDA hacia el rumbo 300 (Imagen 3).  

Se completa el viraje por izquierda al rumbo de 300 grados para interceptar con 30 grados, cuando el CDI está pronto a centrarse, se vira por derecha a rumbo 330 grados para interceptar (Imagen 4).  Se continúa con correcciones pequeñas dependiendo de condiciones de viento y turbulencia para mantener el CDI centrado en la radial y con la indicación FROM.  En la imagen del mapa se aprecia el trazo sobre el terreno de la aeronave para realizar este procedimiento (Imagen 5).

Imagen 3.

Imagen 4.

Imagen 5

Ejemplo 2:   Volando rumbo Norte, se desea Interceptar la radial 330 HACIA el VOR. 

1. Girar el OBS hasta que la cabeza de la aguja apunte a la radial 330 como en la imagen 2. 


2. Interpretar CDI:  desviación a la izquierda, rumbos desde 330 a 150 grados.  


3. Selección del rumbo: notar la punta del indicador TO/FROM, rumbos 150 a 240 grados llevan a la aeronave hacia la estación. 

4.  Virar a rumbo 180 grados para interceptar con 30 grados. 


5.  Centrar el CDI y volar HACIA LA ESTACIÓN, o sea volar en rumbo 150 grados.  En este punto, algunos pueden argumentar que la marcación inversa "reverse sensing" del instrumento puede interferir en el vuelo, pero recordemos que estamos utilizando el VOR como un instrumento para volar rumbos de intercepción, no para seguir la aguja a la izquierda o derecha.  Si recordamos la simple regla de siempre virar el CDI hacia el curso que vamos a volar, evitamos la marcación inversa y sus problemas. 


El recorrido sobre el terreno del ejemplo 2 se observa a continuación:





Referencias:

1. Joel Campbell.  The VOR.  1995.

2. Andrew Sarangan.  VOR as a Course Instrument.  2003.





Monday, June 11, 2018

Unidades de medida útiles en aviación y algunos ejemplos de cálculos rápidos

Para un piloto aviador, es muy importante conocer de diferentes unidades de medida, así como de conversiones entre unidades.  Es normal hablar de pulgadas de mercurio y milibares, grados Centígrados y grados Fahrenheit, galones y litros, libras y kilogramos, millas estatutas y millas náuticas, nudos y millas por hora, pies y millas, etc. 

A continuación se presenta una breve exposición de la relación entre algunas de las unidades de medida usadas comúnmente, y cálculos sencillos que pueden facilitar muchísimo el trabajo y desempeño del piloto. 

Unidades de Distancia y Velocidad

Kilómetro (Km): 1000 metros.

Milla estatuta (SM): Milla terrestre, equivalente a:
  • 1609 metros, 1.6 kilómetros
  • 5280 pies
  • 0.869 millas náuticas (NM)

Milla náutica (NM):  Unidad de distancia utilizada en navegación aérea y marítima, equivalente a:

  • 1852 metros, 1.8 Km
  • 6067 pies
  • 1.151 SM
Millas por hora:  Millas estatutas por hora.


Indicador de velocidad en unidades de MPH (millas por hora)

Ejemplo 1:  Si un avión vuela a una velocidad sobre el terreno de 60 millas por hora, cada minuto está recorriendo una milla terrestre, y por lo tanto en una hora recorrerá un total de 60 millas.  Cuanto recorre a 90 millas por hora?  Es un cálculo de lógica sencillo:

60 = 60 por hora  (lo que es igual a 1 milla por minuto)
30 =  30 por hora (la mitad de 60 o lo que es igual a 0.5 millas por minuto)
90 = 90 por hora (lo que es igual a la suma de 60 y 30, o sea 1.5 millas por minuto)


Ejemplo 2:  Durante la porción en ruta de un vuelo, el control de tráfico aéreo le solicita un estimado para la hora de llegada a un aeropuerto.  Suponiendo que vuela a 100 millas por hora, y su destino se encuentra a 25 millas de distancia, cuál es el estimado de tiempo?  El cálculo de lógica es el siguiente:

100 millas en 1 hora
50 millas en 30 minutos
25 millas en...... 15 minutos (la mitad de 30)

Ejemplo 3: Durante la porción en ruta de un vuelo, el control de tráfico aéreo le solicita un estimado para la hora de llegada a un aeropuerto.  Suponiendo que vuela a 100 millas por hora, y su destino se encuentra a 35 millas de distancia, cuál es el estimado de tiempo?  Usando cálculos lógicos se puede llegar a un número aproximado de alrededor de 20 minutos, o usando regla de 3 a un número más exacto.  Usemos regla de 3:

100 millas en 60 minutos
35 millas en cuántos minutos? 
R:  35 X 60 / 100 = 21 minutos


Nudo (KT):  Milla náutica por hora.


                                  Indicador de velocidad en unidades de MPH (millas por hora)

Igual que el ejemplo 1, un avión volando a una velocidad sobre el terreno de 90 nudos, recorre 1.5 millas náuticas por minuto.  De igual manera se hace en el resto de los cálculos de los otros ejemplos, cuál es la diferencia?  la unidad de medida:  tenemos que estar conscientes de hacer las mediciones en la escala correcta del plotter para no tener errores importantes en los cálculos de distancia y tiempo.  

Un error común es tomar medidas en la carta aeronáutica en millas estatutas, y luego considerar la velocidad sobre el terreno en nudos.  Al ser unidades diferentes, los resultados a los cálculos de distancia y tiempo serán erróneos.  

Unidades de volumen:

1 Litro (L):  1000 mililitros



1 Galón (Gal): 3.78 litros   (redondeado a 3.8 es aún más fácil)



1 Cuarto (QT):  1/4 de galón = 0.94 litros (redondeado a 0.9)



Unidades de presión atmosférica:

La presión atmosférica se puede medir en milibares (mb) o en pulgadas de mercurio (inHg).

Es útil conocer de memoria por lo menos los valores para la atmósfera estándar en cada unidad de medida.  

29.92 inHg
1013.25 mb

Ejemplo de baja presión:

29.54 inHg
1000 mb

Ejemplo de alta presión:

30.42 inHg
1030 mb


Unidades de masa:

1 Kilogramo (Kg):  1000 miligramos.

1 Kg = 2.2 libras

1 Libra (lb):  0.45 Kg

Unidades de temperatura:  

La unidad internacional de medida de temperatura es el Celsius, sin embargo en aviación también se utilizan los grados fahrenheit.  Hay una fórmula para hacer la conversión entre unos y otros:



También podemos hacer uso de tablas para ubicar conversiones aproximadas:


Wednesday, June 6, 2018

Pista de aterrizaje de lastre y un Campeonato de Aterrizajes

Hace unos pocos días, un estudiante me comentó que nunca había aterrizado en una pista que no fuera de asfalto o concreto, y que de hecho nunca había visto una pista de superficie irregular.  

Haciendo un poco de memoria recordé que justo tenía un video de un campeonato de aterrizajes que se hizo en la pista de Aranjuez por ahí del año 2014.    En aquella oportunidad tuve conmigo mi siempre confiable GoPro, y pude capturar unas imágenes en la pista recién habilitada con superficie de "lastre o grava".

Aquí les comparto el video de esa ocasión, para que puedan apreciar las operaciones en superficies irregulares.   El objetivo de la competencia es aterrizar lo más cercano al punto designado, la configuración para el aterrizaje de la aeronave no importa, siempre y cuando a 500 ft sobre el terreno el motor esté al mínimo.   No se puede agregar potencia por debajo de los 500 ft debido a que eso es causa de descalificación.  




Tuesday, June 5, 2018

Meteorología - Tipos de nubes y Cobertura del cielo

Las nubes no se forman al azar, y todas tienen características especiales que las diferencian unas de otras.  Además, las nubes son buenos predictores de las variaciones generales de la atmósfera, y las podemos usar para comprender una idea general del clima en un momento dado.  Si le preguntáramos a un agricultor, no solo sabría casi con exactitud las épocas del año para sembrar y cultivar, sino que también podría describir con bastante acierto cómo se va a comportar el clima, todo esto porque ha observado toda su vida el cielo para tomar decisiones de las cuales depende el éxito o el fracaso de su siembra.

Conocer los tipos de nubes es importante para los pilotos, permiten identificar factores que pueden afectar el vuelo, ya sea para vuelos bajo reglas visuales (VFR), ó para vuelos bajo reglas de vuelo por instrumentos (IFR).


El sistema que utilizamos actualmente para nombrar las nubes fue inventado en el año 1802 por un inglés llamado Luke Howard.   Se basa en categorizar las nubes dependiendo de su altitud y su forma, ya sean planas (estratos) o de tipo algodonoso y de crecimiento vertical (cumulus).


Estratos:  Se forman cuando grandes parcelas de aire se enfrían a más o menos la misma velocidad.  Están a baja altitud, cubren una gran extensión del cielo y son generalmente planas. Estas nubes están asociadas con poca turbulencia pero muy baja visibilidad. La lluvia generada por estas nubes es de relativa baja intensidad, tipo llovizna, pero de larga duración.

Altoestratos: Son nubes tipo estrato, pero a altitudes de entre 6000 y 20000 pies. Usualmente son de color gris azulado y cubren la totalidad del cielo. El sol y la luna se aprecian a través de estas nubes, formando ilusiones ópticas interesantes.

Estratocumulo: Nubes bajas y de aspecto algodonoso, que forman una gran capa en el cielo. Usualmente se ven organizadas en líneas, y pueden descargar lluvia ligera. El viento puede separar este tipo de nubes en conglomerados pequeños, en cuyo momento pasan a ser cúmulos o altocumulos dependiendo de la altitud.
Cumulus:  Se forman cuando hay procesos convectivos donde hay parcelas de aire caliente que suben y están adyacentes a parcelas de aire frías que bajan. Estas nubes tienen desarrollo vertical, las bases de estas nubes son planas, pero la parte superior es muy irregular y cambia rápidamente. Algunas personas las describen con aspecto algodonoso. Los cúmulos se asocian a fenómenos de turbulencia importantes junto a buena visibilidad fuera de la nube, además de lluvia y aguaceros intensos pero de corta duración.



Fotos tomadas por Mauricio Ureña en Panamá,  Abril a Mayo del 2018.  Agradable a la vista los tres cúmulos en torre cercanos al Aeropuerto Internacional Marcos A. Gelabert. 

Altocumulus: Son nubes que se encuentran a nivel medio, de color gris o blanco y se encuentran aglomeradas en grupos. Si se observan al inicio de la mañana y el clima es cálido y húmedo, es posible que para la tarde se experimenten tormentas y aguaceros.



Fotos tomadas por Mauricio Ureña en Panamá,  Abril a Mayo del 2018.  Se observa una capa de nubes altocumulos.

Cirrus:  Nubes que encontramos a más de 20000 pies de altura.  Están constituidas en gran parte por cristales de hielo.  Su forma se puede describir como aspecto de plumas o largos trazos finos en el cielo, algunas personas consideran que se asemejan a la cola de un caballo cuando es agitada. Se asocian a buen clima. Las que se observan como láminas sólidas y continuas son cirroestratos, y las que son parecidas a motas de algodón se llaman cirrocúmulos. Estas nubes también están asociadas a corrientes de aire a alta velocidad, lo que podría indicar turbulencia de aire claro.



Cirrocumulus: Son nubes de alta altitud, pequeñas y de forma redondeada. Algunas veces se observan en filas en el cielo, de color blanco o gris claro. Estas nubes indican buen clima, algunas veces con temperatura fría.



Fotos tomadas por Mauricio Ureña en Panamá,  Abril a Mayo del 2018.   En primer plano algunas nubes de tipo altocumulo, en segundo plano nubes de tipo cirrocumulo. 

Cirroestrato: Nubes altas y de aspecto fino y delgado. Cuando la luz del sol o la luna atraviesa este tipo de nubes, genera un efecto óptico de halo. Se asocian a buen clima por las próximas 12 a 24 horas.



Nimbo:  esta palabra significa lluvia.  Asociada por ejemplo a la palabra estrato, obtenemos un nimboestrato, o una nube plana cargada de lluvia. En la siguiente foto podemos ver una de estas nubes descargando.



Foto tomada por Mauricio Ureña en Panamá, Mayo del 2018.  Aeronave Piper PA34200T sobre el canal de Panamá en ruta hacia el Caribe.  




Cobertura de las nubes

Aparte de conocer el tipo de nube, es importante comprender los diferentes términos utilizados para describir la cobertura de nubes con respecto al cielo.


Few (pocas):  1/8 a 2/8 del cielo
Scattered (dispersas): 3/8  a 4/8 del cielo
Broken (quebrado): 5/8 a 7/8 del cielo

Overcast (cubierto): Las nubes cubren todo el cielo.



Imagen arriba a la izquierda: Pocas nubes.
Imagen arriba a la derecha: Nubes dispersas.
Imagen abajo a la izquierda: Nubes quebradas.
Imagen abajo a la derecha: Cielo completamente cubierto de nubes




Referencias:

  1. Flight Training Magazine. Correlating cloud types.  Vol. 28. Number 08. 2016.
2. Cloud Types. Center for Science Education. University Corporation for Atmospheric Research.