Baliza no direccional - Non-directional beacon
A (radio) de baliza no direccional ( NDB ) es un transmisor de radio en una ubicación conocida, que se utiliza como una aviación o marina navegación ayuda. Como su nombre lo indica, la señal transmitida no incluye información direccional inherente , a diferencia de otras ayudas a la navegación como el rango de radio de baja frecuencia , rango omnidireccional VHF (VOR) y TACAN . Las señales NDB siguen la curvatura de la Tierra , por lo que pueden recibirse a distancias mucho mayores a altitudes más bajas, una gran ventaja sobre VOR. Sin embargo, las señales NDB también se ven más afectadas por las condiciones atmosféricas, el terreno montañoso, la refracción costera y las tormentas eléctricas, especialmente a larga distancia.
Tipos de NDB
Los NDB utilizados para la aviación están normalizados por el Anexo 10 de la OACI, que especifica que los NDB funcionan en una frecuencia entre 190 kHz y 1750 kHz, aunque normalmente todos los NDB en América del Norte funcionan entre 190 kHz y 535 kHz. Cada NDB se identifica mediante un indicativo de código Morse de una, dos o tres letras . En Canadá, los identificadores NDB de propiedad privada constan de una letra y un número.
Las balizas no direccionales en América del Norte se clasifican por potencia de salida: la potencia nominal "baja" es inferior a 50 vatios ; "medio" de 50 W a 2000 W; y "alto" a más de 2000 W.
Hay cuatro tipos de balizas no direccionales en el servicio de navegación aeronáutica:
- NDB en ruta, utilizados para marcar las vías respiratorias
- Aproximación a los NDB
- Balizas de localizador
- Balizas de localización
Los dos últimos tipos se utilizan junto con un sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS).
Equipo de radiogoniómetro automático
La navegación NDB consta de dos partes: el equipo de radiogoniómetro automático (ADF) en la aeronave que detecta la señal de un NDB y el transmisor NDB. El ADF también puede ubicar transmisores en la banda de transmisión de onda media AM estándar (530 kHz a 1700 kHz en incrementos de 10 kHz en las Américas, 531 kHz a 1602 kHz en incrementos de 9 kHz en el resto del mundo).
El equipo ADF determina la dirección o el rumbo de la estación NDB en relación con la aeronave mediante el uso de una combinación de antenas direccionales y no direccionales para detectar la dirección en la que la señal combinada es más fuerte. Este rumbo se puede mostrar en un indicador de rumbo relativo (RBI). Esta pantalla parece una tarjeta de brújula con una aguja superpuesta, excepto que la tarjeta está fija con la posición de 0 grados correspondiente a la línea central de la aeronave. Para seguir hacia un NDB (sin viento), la aeronave vuela de modo que la aguja apunte a la posición de 0 grados. Luego, la aeronave volará directamente al NDB. De manera similar, la aeronave se alejará directamente del NDB si la aguja se mantiene en la marca de 180 grados. Con viento cruzado, la aguja debe mantenerse a la izquierda o derecha de la posición 0 o 180 en una cantidad correspondiente a la deriva debido al viento cruzado. (Rumbo de la aeronave +/- grados de la aguja del ADF fuera de la nariz o la cola = Rumbo hacia o desde la estación NDB).
La fórmula para determinar el rumbo de la brújula a una estación NDB (en una situación sin viento) es tomar el rumbo relativo entre la aeronave y la estación, y agregar el rumbo magnético de la aeronave; si el total es superior a 360 grados, entonces se deben restar 360. Esto da el rumbo magnético que debe volar: (RB + MH) mod 360 = MB.
Al realizar un seguimiento hacia o desde un NDB, también es habitual que la aeronave siga un rumbo específico. Para hacer esto, es necesario correlacionar la lectura de RBI con el rumbo de la brújula. Una vez determinada la deriva, la aeronave debe volar de manera que el rumbo de la brújula sea el rumbo requerido ajustado para la deriva al mismo tiempo que la lectura de RBI sea 0 o 180 ajustada para la deriva. También se puede utilizar un NDB para localizar una posición a lo largo de la trayectoria actual de la aeronave (como una trayectoria radial desde un segundo NDB o un VOR). Cuando la aguja alcanza una lectura RBI correspondiente al rumbo requerido, entonces la aeronave está en la posición. Sin embargo, el uso de una carrera impulsada y una brújula separados requiere un cálculo mental considerable para determinar el rumbo relativo apropiado.
Para simplificar esta tarea, se agrega una tarjeta de brújula impulsada por la brújula magnética de la aeronave al RBI para formar un " Indicador Radiomagnético " (RMI). La aguja del ADF se referencia inmediatamente al rumbo magnético de la aeronave, lo que reduce la necesidad de cálculos mentales. Muchos RMI utilizados para la aviación también permiten que el dispositivo muestre información de una segunda radio sintonizada en una estación VOR ; la aeronave puede entonces volar directamente entre estaciones VOR (las llamadas rutas "Victor") mientras usa los NDB para triangular su posición a lo largo del radial, sin la necesidad de que la estación VOR tenga un DME coubicado . Esta pantalla, junto con el " Omni Bearing Indicator " para información VOR / ILS, fue uno de los principales instrumentos de radionavegación antes de la introducción del Indicador de situación horizontal (HSI) y las pantallas digitales posteriores utilizadas en cabinas de vidrio .
Los principios de los ADF no se limitan al uso de NDB; Estos sistemas también se utilizan para detectar la ubicación de las señales de transmisión para muchos otros propósitos, como encontrar balizas de emergencia.
Usos
Vías respiratorias
Un rumbo es una línea que pasa a través de la estación y que apunta en una dirección específica, como 270 grados (hacia el oeste). Los rumbos NDB proporcionan un método consistente y cartografiado para definir las rutas que pueden volar las aeronaves. De esta manera, los NDB pueden, como los VOR, definir " vías respiratorias " en el cielo. Las aeronaves siguen estas rutas predefinidas para completar un plan de vuelo . Las vías respiratorias están numeradas y estandarizadas en gráficos. Las vías respiratorias de colores se utilizan para estaciones de frecuencia baja a media como el NDB y están representadas en marrón en los gráficos seccionales. Las vías respiratorias verdes y rojas se trazan al este y al oeste, mientras que las vías respiratorias ámbar y azul se trazan al norte y al sur. Solo queda una vía aérea de color en los Estados Unidos continentales , ubicada frente a la costa de Carolina del Norte y se llama G13 o Green 13. Alaska es el único otro estado de los Estados Unidos que utiliza los sistemas de vías respiratorias de color. Los pilotos siguen estas rutas rastreando radiales en varias estaciones de navegación y girando en algunas. Si bien la mayoría de las vías respiratorias en los Estados Unidos se basan en VOR, las vías respiratorias NDB son comunes en otros lugares, especialmente en el mundo en desarrollo y en áreas poco pobladas de países desarrollados, como el Ártico canadiense , ya que pueden tener un largo alcance y son mucho menos costosas para operan que los VOR.
Todas las vías respiratorias estándar se trazan en cartas aeronáuticas , como las cartas seccionales de EE. UU., Emitidas por la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA).
Arreglos
Los navegantes de aeronaves , y anteriormente marineros , han utilizado los NDB durante mucho tiempo para ayudar a obtener una determinación de su ubicación geográfica en la superficie de la Tierra. Las correcciones se calculan extendiendo líneas a través de puntos de referencia de navegación conocidos hasta que se cruzan. Para los puntos de referencia visual, los ángulos de estas líneas se pueden determinar con una brújula ; los rumbos de las señales de radio NDB se encuentran utilizando un equipo de radiogoniómetro (RDF).
Trazar arreglos de esta manera permite a las tripulaciones determinar su posición. Este uso es importante en situaciones en las que han fallado otros equipos de navegación, como los VOR con equipos de medición de distancia (DME). En la navegación marítima, los NDB pueden resultar útiles en caso de que falle la recepción del GPS .
Determinación de la distancia desde una estación NDB
Para determinar la distancia en relación a una estación NDB en millas náuticas, el piloto utiliza este sencillo método:
- Gira la aeronave para que la estación esté directamente en una de las puntas de las alas.
- Vuela ese rumbo, cronometrando cuánto tiempo se tarda en cruzar un número específico de rumbos NDB.
- Utiliza la fórmula: Tiempo hasta la estación = 60 x número de minutos volados / grados de cambio de rumbo
- Utiliza la computadora de vuelo para calcular la distancia entre la aeronave y la estación; tiempo * velocidad = distancia
Enfoques de NDB
Una pista equipada con NDB o VOR (o ambos) como única ayuda a la navegación se denomina pista de aproximación que no es de precisión; si está equipado con ILS, se denomina pista de aproximación de precisión.
Sistemas de aterrizaje por instrumentos
Los NDB se utilizan más comúnmente como marcadores o "localizadores" para una aproximación de sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS) o aproximación estándar. Los NDB pueden designar el área de inicio para una aproximación ILS o una ruta a seguir para un procedimiento estándar de llegada a terminal , o STAR. En los Estados Unidos, un NDB a menudo se combina con la baliza marcadora exterior en la aproximación ILS (llamada marcador exterior localizador o LOM); en Canadá, los NDB de baja potencia han reemplazado por completo a las balizas de señalización. Las balizas de balizamiento en los enfoques ILS ahora se están eliminando en todo el mundo con rangos DME o señales de GPS que se utilizan, en cambio, para delinear los diferentes segmentos del enfoque.
Los submarinos de la Armada alemana durante la Segunda Guerra Mundial estaban equipados con una baliza de localización Telefunken Spez 2113S. Este transmisor podía operar de 100 kHz a 1500 kHz con una potencia de 150 W. Se utilizaba para enviar la ubicación del submarino a otros submarinos o aeronaves, que estaban equipados con receptores de radiogoniometría y antenas de bucle.
Características de la antena y la señal
Los NDB normalmente operan en el rango de frecuencia de 190 kHz a 535 kHz (aunque se les asignan frecuencias de 190 a 1750 kHz) y transmiten una portadora modulada por 400 o 1020 Hz. Los NDB también se pueden colocar con un DME en una instalación similar para el ILS como el marcador externo, solo que en este caso, funcionan como el marcador interno. Los propietarios de NDB son en su mayoría agencias gubernamentales y autoridades aeroportuarias.
Los radiadores NDB están polarizados verticalmente. Las antenas NDB suelen ser demasiado cortas para la resonancia a la frecuencia en la que operan, por lo general, una longitud de 20 m en comparación con una longitud de onda de alrededor de 1000 m. Por lo tanto, requieren una red de adaptación adecuada que puede consistir en un inductor y un condensador para "sintonizar" la antena. Las antenas verticales NDB también pueden tener un ' sombrero de copa' , que es una estructura similar a un paraguas diseñada para agregar carga al final y mejorar su eficiencia de radiación. Por lo general , se conecta un plano de tierra o un contrapeso debajo de la antena.
Otra información transmitida por un NDB
Además de la identidad del código Morse de 400 Hz o 1020 Hz, el NDB puede transmitir:
- Servicio automático de información de terminales o ATIS
- El Servicio Automático de Información Meteorológica, o AWIS , o, en una emergencia, es decir, una falla en la comunicación aire-tierra-aire, un controlador de tráfico aéreo que utilice la función Pulsar para hablar (PTT), puede modular el operador con voz. El piloto usa su receptor ADF para escuchar las instrucciones de la Torre.
- Sistema automatizado de observación meteorológica o AWOS
- Sistema automatizado de observación de superficie o ASOS
- Transmisión de información meteorológica o VOLMET
- Transmisión meteorológica transcrita o TWEB
- Monitoreo PIP . Si un NDB tiene un problema, por ejemplo, una potencia de salida inferior a la normal, una falla en la alimentación principal o el transmisor de reserva está en funcionamiento, el NDB puede programarse para transmitir un 'PIP' adicional (un punto Morse), para alertar a los pilotos y a otras personas que el la baliza puede no ser confiable para la navegación.
Efectos adversos frecuentes
La navegación mediante un ADF para rastrear NDB está sujeta a varios efectos comunes:
- Efecto noche
- Las ondas de radio reflejadas por la ionosfera pueden causar fluctuaciones en la intensidad de la señal de 30 a 60 millas náuticas (54 a 108 km) desde el transmisor, especialmente justo antes del amanecer y justo después del atardecer. Esto es más común en frecuencias superiores a 350 kHz. Debido a que las ondas del cielo que regresan viajan por un camino diferente, tienen una fase diferente a la de la onda terrestre. Esto tiene el efecto de suprimir la señal aérea de una manera bastante aleatoria. La aguja del indicador comenzará a moverse. La indicación será más errática durante el crepúsculo al anochecer y al amanecer.
- Efecto terreno
- Los terrenos altos como montañas y acantilados pueden reflejar ondas de radio, dando lecturas erróneas. Los depósitos magnéticos también pueden causar lecturas erróneas.
- Efecto de tormenta
- Las gotas de agua y los cristales de hielo que circulan dentro de una nube de tormenta generan ruido de banda ancha. Este ruido de alta potencia puede afectar la precisión del rodamiento del ADF. Un rayo, debido a la alta potencia de salida, hará que la aguja del RMI / RBI apunte por un momento al rumbo del rayo.
- Efecto litoral
- Las ondas de radio se aceleran sobre el agua, lo que hace que el frente de onda se desvíe de su trayectoria normal y lo empuje hacia la costa. La refracción es insignificante perpendicular (90 °) a la costa, pero aumenta a medida que disminuye el ángulo de incidencia. El efecto se puede minimizar volando más alto o utilizando NDB situados más cerca de la costa.
- Interferencia de la estación
- Debido a la congestión de las estaciones en las bandas de ondas kilométricas y hectométricas, existe la posibilidad de que se produzcan interferencias de estaciones en la misma frecuencia o cerca de ella. Esto provocará errores en los cojinetes. Durante el día, el uso de un NDB dentro del DOC normalmente brindará protección contra interferencias. Sin embargo, por la noche se puede esperar interferencia incluso dentro del DOC debido a la contaminación de ondas celestes de estaciones fuera del alcance durante el día. Por lo tanto, siempre se debe realizar una identificación positiva del NDB por la noche.
- Ángulo de inclinación (inclinación)
- Durante los giros de inclinación en un avión, la parte horizontal de la antena circular ya no será horizontal y detectará una señal. Esto provoca el desplazamiento del nulo de forma similar al efecto nocturno dando una lectura errónea en el indicador, lo que significa que el piloto no debe obtener un rumbo a menos que la aeronave esté a nivel de las alas.
Si bien los pilotos estudian estos efectos durante el entrenamiento inicial, tratar de compensarlos en vuelo es muy difícil; en cambio, los pilotos generalmente simplemente eligen un rumbo que parece promediar cualquier fluctuación.
Las radioayudas para la navegación deben mantener un cierto grado de precisión, dado por las normas internacionales, FAA, ICAO, etc .; Para asegurar que este sea el caso, las organizaciones de inspección de vuelo verifican periódicamente los parámetros críticos con aeronaves debidamente equipadas para calibrar y certificar la precisión del NDB. La precisión mínima de la OACI para los NDB es de ± 5 °
Monitoreo de NDB
Además de su uso en la navegación de aviones, los NDB también son populares entre los entusiastas de la radio de larga distancia ("DXers"). Debido a que los NDB generalmente son de baja potencia (generalmente 25 vatios, algunos pueden ser de hasta 5 kW), normalmente no se pueden escuchar a largas distancias, pero las condiciones favorables en la ionosfera pueden permitir que las señales NDB viajen mucho más lejos de lo normal. Debido a esto, los DXers de radio interesados en captar señales distantes disfrutan escuchando NDB lejanos. Además, dado que la banda asignada a los NDB está libre de estaciones de transmisión y su interferencia asociada, y debido a que la mayoría de los NDB hacen poco más que transmitir su indicativo de código Morse, son muy fáciles de identificar, lo que hace que el monitoreo de NDB sea un nicho activo dentro del pasatiempo DXing .
En América del Norte, la banda NDB es de 190 a 435 kHz y de 510 a 530 kHz. En Europa, hay una banda de radiodifusión de onda larga de 150 a 280 kHz, por lo que la banda NDB europea es de 280 kHz a 530 kHz con una brecha entre 495 y 505 kHz porque 500 kHz era la frecuencia internacional de socorro marítimo (emergencia) .
Las balizas que transmiten entre 510 kHz y 530 kHz a veces se pueden escuchar en radios AM que pueden sintonizar por debajo del comienzo de la banda de transmisión de onda media (MW). Sin embargo, la recepción de NDB generalmente requiere un receptor de radio que pueda recibir frecuencias por debajo de 530 kHz. A menudo, las radios de onda corta de "cobertura general" reciben todas las frecuencias desde 150 kHz hasta 30 MHz, por lo que pueden sintonizar las frecuencias de los NDB. Se requieren técnicas especializadas (preselectores de receptor, limitadores de ruido y filtros) para la recepción de señales muy débiles de balizas remotas.
El mejor momento para escuchar los NDB que están muy lejos son las últimas tres horas antes del amanecer. La recepción de NDB también suele ser mejor durante el otoño y el invierno porque durante la primavera y el verano, hay más ruido atmosférico en las bandas de LF y MF .
Cierres de balizas
A medida que avanzaba la adopción de sistemas de navegación por satélite como el GPS, varios países comenzaron a desmantelar instalaciones de balizas como NDB y VOR. La política ha causado controversia en la industria de la aviación.
Airservices Australia comenzó a cerrar una serie de ayudas a la navegación terrestres en mayo de 2016, incluidos NDB, VOR y DME.
En los Estados Unidos en 2017, había más de 1300 NDB, de los cuales menos de 300 eran propiedad del Gobierno Federal. La Administración Federal de Aviación había comenzado a desmantelar los NDB independientes. En abril de 2018, la FAA había desactivado 23 ayudas a la navegación terrestres, incluidos los NDB, y planea cerrar más de 300 para 2025. La FAA no tiene un sistema de mantenimiento o adquisición para los NDB y planea eliminar gradualmente los NDB actuales mediante el desgaste, citando disminución de la dependencia del piloto en los NDB a medida que más pilotos utilizan el rango omnidireccional VHF (VOR) y la navegación GPS .
Ver también
- Cardioide
- Radiogoniometría
- Sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS)
- Equipo de medición de distancia (DME)
- Baliza electrica
- Sistema de posicionamiento global (GPS)
- Reglas de vuelo por instrumentos (IFR)
- Navegación satelital
- Sistema de aterrizaje con transpondedor (TLS)
Referencias
Otras lecturas
- Organización de Aviación Civil Internacional (2000). Anexo 10 - Telecomunicaciones aeronáuticas , vol. I (Radio ayudas a la navegación) (5ª ed.).
- Administración Federal de Aviación de EE. UU. (2004). Manual de información aeronáutica , § 1-1-2. [1]
- Remington, S., KH6SR (1987-1989). "Sobre el arte de NDB DXing" . El Longwave Club of America. Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2002 . Consultado el 6 de enero de 2008 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- Appleyard, SF; Linford, RS; Yarwood, PJ (1988). Navegación electrónica marina (2ª ed.). Routledge y Kegan Paul. págs. 68–69. ISBN 0-7102-1271-2.
- Godfrey Manning (diciembre de 2007). "Sky High: ADF y NDB". Usuario de radio . PW Publishing Ltd. 2 (12): 25. ISSN 1748-8117 .
- Godfrey Manning (enero de 2008). "Cielo alto: NDB / ADF". Usuario de radio . PW Publishing Ltd. 3 (1): 24-25. ISSN 1748-8117 .
- Richard Gosnell (abril de 2008). "Una introducción a las balizas no direccionales". Usuario de radio . PW Publishing Ltd. 3 (4): 28-29. ISSN 1748-8117 .
- Robert Connolly (agosto de 2009). "NDB DXing - Comprensión de los conceptos básicos". Usuario de radio . PW Publishing Ltd. 4 (8): 40–42. ISSN 1748-8117 .
- Manual de procedimientos de instrumentos FAA-H-8261-1A . FAA. 2007. págs. 5–60.
enlaces externos
- Lista de ayudas a la navegación de América del Norte de airnav.com
- Una lista de ayudas a la navegación con entradas que faltan en las anteriores.
- Galería de ayudas a la navegación del Reino Unido con descripciones técnicas detalladas de su funcionamiento
- Simulador de instrumentos ADF basado en flash
- Amplia selección de recursos relacionados con balizas en el sitio web de la lista NDB
- Galería de fotos de la radiobaliza de la lista NDB
- Sobre el arte de NDB DXing [archivado]
- Base de datos con NDB