Clasificación y Tipos de Navegación

Como vimos la clase pasada, en la introducción a la materia Navegación Aérea, desarrollamos conceptos básicos que nos servirán para ir de apoco, comprendiendo todos los temas de la asignatura.

A continuación, desarrollaremos cada una de las navegaciones que como futuros pilotos debemos conocer y comprender.

Navegación a la estima

Cuando una aeronave se desplaza dentro de una masa de aire, el viento (es decir, esa misma masa de aire que se desplaza a su vez en relación a la superficie terrestre), constituye un factor preponderante en la definición de la navegación aérea.

A diferencia de los vehículos terrestres que se desplazan sobre una ruta “referenciada a la tierra” y en el mismo sentido de su eje longitudinal, las aeronaves deben corregir el vector viento que intenta “desplazarlo lateral y longitudinalmente” de su ruta programada, solo en excepcionales situaciones (con viento absolutamente calmo) la dirección de la ruta sobre la superficie (curso/track), coincide con el rumbo impuesto por el piloto (dirección del avión dentro de la masa de aire).

La trayectoria descripta por la aeronave sobre la superficie terrestre (curso, track o derrota) es determinada por dos componentes: el movimiento del avión relativo a la masa de aire y el movimiento de esa misma masa de aire en relación a la superficie terrestre.

El movimiento del avión relativo a la masa de aire es siempre en la dirección al rumbo verdadero (TH) y proporcional a la potencia desarrollada por su o sus motores; a menor potencia, mayor exposición al vector viento y, por ende, mayor desplazamiento a la deriva.

Deriva: Es el efecto de desplazamiento lateral (angular) que sufre una aeronave por efecto del viento. Excepto que el viento sople en la misma dirección (con sentido igual o contrario) siempre deberá corregir deriva; en otras palabras, es el ángulo medido desde el rumbo del avión hasta el curso o track por el lado mas corto; por lo que, para un mismo viento, la deriva cambiara de acuerdo al rumbo de la aeronave.

El viento, es la masa de aire que puede desplazarse desde cualquier dirección y a cualquier velocidad (intensidad) respecto a la superficie terrestre. Su expresión se ha estandarizado internacionalmente de la siguiente manera, por ejemplo:

270/15 siendo 270°——— Dirección promedio del viento

                       15 Kts.—— Intensidad o velocidad

El régimen de movimiento del avión sobre la superficie terrestre se denomina velocidad suelo o Ground Speed.

Corrección de deriva: acción ejercida por el piloto para evitar el desplazamiento o deriva, esta corrección es siempre ejercida en contra del viento y en la misma necesidad.

La magnitud de la corrección de deriva debe ser exactamente igual que la deriva, de lo contrario corregirá en mas o en menos y no logrará mantener la ruta deseada. Si la deriva es hacia la derecha, debe corregir por izquierda y viceversa; con esta corrección se logra que el track o derrota de la aeronave coincida con el curso de la ruta.

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Triángulo de Velocidades

Según la teoría de trigonometría de descomposición de vectores, estos están compuestos por magnitud y dirección; en navegación aérea hay tres vectores de suma importancia:

  • Vector Aire: Rumbo verdadero (R°), su magnitud es la velocidad verdadera (TAS).
  • Vector Suelo: Track o Curso (C°), su magnitud es la velocidad suelo (GS).
  • Vector Viento: Dirección (D) e intensidad(I) del viento.

El triangulo de velocidades es la composición vectorial que representa el efecto del viento en el vuelo de una aeronave.

El vector aire(R°-TAS), representa el movimiento del avión dentro de la masa de aire, mientras que el vector suelo (C°-GS) se plotea utilizando la misma escala. EL vector resultante es el vector viento (D-I).

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Para hallar un vector viento ploteado en la carta visual y poder cerrar un triangulo de velocidades, se requiere conocer la TAS (la que puede hallarse mediante un indicador de TAS o calcularla mediante el computador Jeppesen).

La GS puede obtenerse: por medio de un GPS o calculándola por toma de tiempo y distancia recorrida con relación a referencias en el terreno. El curso de la ruta deseada se obtiene del RMI o HSI (aguja o barra partida), mientras que el rumbo de la aeronave se obtiene del heading indicado en los instrumentos de navegación.

Planificación del Perfil de Vuelo

A la hora de planificar la navegación y optar por el nivel de vuelo mas optimo para el rendimiento de la aeronave, un método rápido y simple es:

  • Calcular el punto de Nivelación de Vuelo (PNV) de acuerdo a la performance del avión.
  • Calcular el Punto Inicial de Descenso (PID) de acuerdo a las performances preestablecidas de su descenso (variometro prefijado); considere resta la altitud del aeródromo de destino para nivelar NM afuera, alcanzando Nivel de Transición publicado (si correspondiera).
  • Calcular la distancia de vuelo restante (vuelo crucero).

El objetivo de la planificación del perfil de vuelo deber ser volar la mayor cantidad de tiempo posible en condiciones de vuelo crucero, ya que en crucero es donde la aeronave puede desarrollar mayores velocidades y mejores performances (relación tiempo/combustible). Se debe efectuar el calculo de modo tal que la mitad del tiempo vuelo (50%) sea crucero, mientras que el restante 50% se “reparta” en forma proporcional entre las etapas de Ascenso (25%) y descenso (25%).

Consumos de combustible para planificar una Navegación

El avión no solo consumirá el combustible que demanda un tramo recto en navegación, también deberá tener en cuenta (además de los distintos consumos para ascensos, vuelo crucero y descenso) los siguientes consumos generales:

  • Puesta en marcha, rodaje, prueba de motores, GTC/APU y despegue: puede expresarse en Galones, Litros o Libras (según la aeronave o país donde se opere). Para demoras imprevistas durante el rodaje o tiempo adicional en tierra que exceda de 20 minutos, agregar consumo de combustible de acuerdo a cantidad y tipo de motores.
  • Combustible en ruta: Combustible para volar desde el punto de partida hasta la vertical del destino con altitud de crucero o altitud de penetración inicial, incluyendo el tiempo para el circuito de espera planificado, escolta, búsqueda, recuperación, ascenso, reconocimiento meteorológico, etc.
  • Reserva en ruta: 10% del combustible para volar sobre una ruta/segmento que no exceda de 01:00 de consumo a crucero normal.
  • Aproximación Frustrada: combustible requerido si el plafond de nubes del destino se encuentra bajo mínimos, pero la visibilidad se encuentra por encima de los mínimos.
  • Alternativas (ALTN): Combustible para volar desde la vertical del destino o desde el fijo de penetración inicial, desde la alternativa o hasta la alternativa mas lejana cuando sean necesarias dos alternativas, con velocidad y altitud apropiada.
  • Esperas: Combustible computado 01:15; en caso que la ALTN no esta disponible o la latitud de la misma sea mayor de 59°N/S, utilizar 01:45. Computar el combustible de la espera en ALTN o en el destino, cuando una ALTN no es necesaria/no está disponible.
  • Consumo: Combustible utilizado por una aeronave sobre unidad de tiempo. Normalmente se diferencia la etapa del vuelo a la cual se refiere: Ascenso, Crucero o Descenso; cada aeronave posee un manual de performance donde figuran las tablas para efectuar los cálculos para los distintos pesos del mismo.
  • Autonomía: Tiempo que puede volar una aeronave con el combustible disponible. Puede expresarse de dos formas:
  • Total: Consumiendo todo el combustible cargado (consumir hasta tanque vacío).
  • De Reserva: Considerando un 20% de no consumo (este criterio se debe utilizar para planificar el vuelo de forma segura).
  • Alcance: Es la distancia máxima que puede lograr una aeronave sin reabastecerse. Puede obtenerse de las tablas del avión (estas consideran atmosfera estándar sin viento). El alcance se basa en la velocidad de la aeronave y en su autonomía.
  • Punto Crítico: Es el punto de la navegación desde donde se insume el mismo tiempo en regresar al aeródromo de salida o seguir al aeródromo de destino. También llamado punto de igual tiempo. En una atmosfera sin viento, este seria un punto situado muy próximo a la mitad de la navegación; dependerá de la planificación en tierra tomar la decisión en vuelo de continuar o regresar, en caso de condiciones desfavorables (técnicas o meteorológicas). Este punto se expresa en unidad de Distancia.
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PC= (D* VNR) / (VNR+VNI)
PC= Punto Critico
D= Distancia entre el punto de partida y el punto de destino
VNR= Velocidad de navegación de regreso
VNI= Velocidad de navegación de ida
  • Punto de No Retorno: Punto de la navegación en el cual el piloto debe decidir su regreso al punto de partida. Pasado este punto ya no es factible regresar por autonomía, debiendo proseguir el vuelo hacia el punto de destino. Se expresa en unidad de Tiempo.
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PNR(t)= (A*VNR) / (VNR+VNI)
PNR= Punto de No Retorno
A= Autonomía
VNR= Velocidad de navegación de regreso
VNI= Velocidad de navegación de ida
  • Radio de acción: Es la máxima distancia que puede volar una aeronave desde su punto de partida y regresar al mismo o a otro, sin reabastecerse; es el punto de No Retorno expresado en distancia.
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Ra(t)= [(A*VNR) / (VNR+VNI)] * VNI

Navegación Observada

Navegación observada consiste en determinar la posición de la aeronave, identificando y estableciendo correspondencia entre detalles característicos de la superficie terrestre y su representación en la carta, para ello es fundamental la interpretación de la carta por parte del piloto, su habilidad para estimar distancias y la capacidad de identificar detalles característicos del terreno (naturales o artificiales), para ello se deben conocer las diferencias entre:

  • Mapas: Son la representación esquemática sobre una superficie plana, de una parte, de la superficie de la tierra.
  • Cartas: Son la representación de una parte de la superficie terrestre con expresiones de líneas y símbolos, en colores y formas diferentes, especialmente preparados para la navegación (aérea o marítima). La información acerca de la simbología de las cartas aeronáuticas se encuentra detallada en la leyenda de cada carta.
  • Escala: Es la proporción entre una longitud trazada en la carta y la distancia real que esta representa en la superficie de la tierra. Cuando mayor sea la cantidad de superficie que abarca la carta, se tendrán menos referencias, es decir: a mayor escala menor detalle, algunos ejemplos de cartas en distintas escalas son:
  • 1:5.000.000 GNC (GLOBAL NAVIGATION CHART)
  • 1:2.600.000 AIP ENR (CARTA DE NAVEGACIÓN EN RUTA OACI)
  • 1:2.500.000 CNA (CARTA DE NAVEGACIÓN ARGENTINA)
  • 1:2.000.000 JNC (JETS NAVIGATION CHART)
  • 1:1.000.000 CAA (CARTA AERONÁUTICA ARGENTINA)
  • 1:1.000.000 ONC (OPERATION NAVIGATION CHART)
  • 1:500.000 CAAT (CARTA AERONÁUTICA ARGENTINA TÁCTICA)

Puntos de Comprobación

Los puntos de comprobación o puntos de chequeo son detalles de la superficie terrestre que se utilizan para determinar si el vuelo se desarrolla según lo planificado o no. Un punto de chequeo es un fijo anticipado, y la posición real del avión comparada con el proporciona información de track, velocidad suelo, viento, etc.

Se deben seleccionar detalles característicos en la carta y luego localizarlos en el terreno, es decir “de la carta al terreno”, hacer lo contrario no es recomendable ya que las cartas no reflejan todas las características de la superficie de la tierra. Los puntos de comprobación deber ser detalles sobresalientes de la superficie, que se destaquen del aspecto general de la geografía y de fácil identificación.

En aéreas rurales, un pueblo o un cruce de carreteras puede ser un buen punto de comprobación, sin embargo, en zonas urbanas puede resultar difícil de distinguirse.

Procedimientos de Navegación Observada

En vuelo, la carta debe orientarse de forma que el rumbo de ella apunte en la misma dirección que el rumbo de la aeronave, de esta manera los detalles del terreno aparecerán en la misma posición relativa que su representación en la carta. Plotee sobre la carta la posición estimada de la aeronave y seleccione cerca de dicha posición detalles característicos de la superficie terrestre; una vez identificado el o los detalles del suelo, se determina la posición de la aeronave.

Cuando existen dudas en la posición, cada posible detalle debe comprobarse antes de asumir positivamente un punto de chequeo. Las posiciones relativas de carreteras, líneas férreas, aeródromos, puentes, etc. pueden constituir excelentes referencias para determinar la posición. También lo son las intersecciones de carreteras o de estas con líneas férreas, como así también pantanos y ríos. Cuando no se dispone de ningún rasgo sobresaliente del terreno para determinar un punto de viraje, deben utilizarse como referencia la hora prevista de llegada (ETA) y determinar la posición en el próximo tramo, combinando navegación observada con estima.

Combinación Observada-Estima

Generalmente en navegaciones visuales se emplea una combinación de ambas técnicas: ploteando en forma exhaustiva los cursos, distancias, tiempos empleados y combustible consumido en cada tramo de la navegación (navegación a la estima); lo que se complementa observando detalles característicos del terreno, puentes, cruces de caminos, cordones montañosos, espejos de agua, etc. (navegación observada). Una forma prolija y metódica de trazar una navegación visual es respetando signos que son previamente especificados para buen entendimiento del piloto.

La estandarización de los signos es a los fines de que cualquier otro piloto pueda sumir la navegación en cualquier parte de la ruta y comprenda la simbología ploteada en la carta.

Puede marcar con una referencia donde debe realizar alguna comunicación, descenso, cambio de reglaje altimétrico, cambio de tanques de combustible para mantener un consumo simétrico, remarcar los aeródromos de ALTN y los aeródromos de EGA, la ESA a la que debe ascender ante una contingencia (Emergency Safe Altitude = 1000 ft por encima de la MSA del cuadrante mas elevado por donde pase la navegación), alguna frecuencia VHF significativa, marcaciones laterales, etc.

Navegación Observada Nocturna

Durante las horas de oscuridad los rasgos predominantes de la superficie terrestre pueden resultar difíciles o imposibles de ver. La determinación de la posición debe efectuarse por referencias a objetos del terreno cercanos a la vertical de la aeronave, efectuando barridos visuales y mirando de forma indirecta; esto elimina el efecto visual de “mancha ciega” que se representa en la visión nocturna, por lo que se deberá utilizar luz roja dentro de la cabina.

En las noches en que la luna es visible pueden verse objetos no iluminados. La línea de costa, lagos y ríos suelen distinguirse sin dificultad. El reflejo de la luz de la luna en un rio o un lago hace que se destaquen con mucho brillo durante un momento, pero este efecto suele durar muy poco tiempo. Observando atentamente y después de un tiempo de acostumbramiento de la vista a la oscuridad, pueden distinguirse carreteras y líneas férreas. Las grandes ciudades pueden ser identificadas por las formas de sus contornos. Las ciudades pequeñas y pueblos, con frecuencia no están iluminados durante la noche, por lo tanto, no son visibles.

Cambios de Estaciones

El aspecto de algunos detalles del terreno puede variar considerablemente de una estación del año a otra, llegando incluso al punto tal que objetos visibles en algunas épocas del año permanecen ocultos en otras. Los lagos pequeños y algunos ríos pueden secarse en verano, mientas que en temporadas de lluvia sus contornos pueden variar considerablemente.

En latitudes elevadas, la navegación observada es bastante más difícil de llevar a cabo que en otras latitudes; la naturaleza del terreno es drásticamente diferente, la topografía de ciertas superficies cambia completamente con cada estación del año. Los detalles naturales sobresalientes del terreno son escasos y los artificiales prácticamente inexistentes; de estos, los pocos que existen se encuentran agrupados; en este caso se debe considerar que a lo largo del tramo de una ruta apenas se dispone de unos cuantos detalles que puedan ser de utilidad. Durante el invierno, lo que parece ser tierra puede ser hielo flotante, cuya forma es susceptible a cambios de un día para el otro, los puntos de comprobación son escasos y se encuentran muy separados entre sí.

Curvas de Nivel

La utilización de curvas de nivel es la forma mas practica de representar las características del terreno en la carta. Las curvas de nivel son líneas que, a intervalos regulares, unen puntos de igual elevación.

Cuando la pendiente de la superficie es muy elevada las curvas de nivel están muy próximas entre sí, mientras que, si la pendiente es suave, las curvas de nivel aparecen muy separadas.

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Dentro de la información contenida por los intervalos entre curvas de nivel, pueden determinarse la elevación de un punto del terreno situado entre dos de ellas, así como el valor medio de la pendiente.

A veces las curvas de nivel mostradas en las cartas aparecen en diferentes colores con números que expresan su elevación. Resultan mas evidentes cuando se utiliza un sistema gradual de escala de colores.

  • HIPSOMETRÍA: Uso de la escala de colores para representar la superficie terrestre, de SML (nivel medio del mar) hacia arriba.
  • BATIMETRÍA: Uso de la escala de colores para superficies de SML hacia abajo.
  • PLANIMETRÍA: Representación de aquellos datos de la superficie terrestre que por su dimensión o forma son de interés y sirven para la determinación de una zona en particular.
  • ALTIMETRÍA: Representación del terreno, utilizando los contornos o curvas de nivel.

Los colores más claros representan las zonas menos elevadas, mientras que los más oscuros y densos muestran el aumento de elevación; la única excepción es el color blanco, empleado con frecuencia en las cimas de las montañas para representar nieve continua.

En las cartas de regiones poco conocidas, las áreas montañosas a veces aparecen indicadas por zonas rayadas, donde las elevaciones de los picos mas importantes se dan solo de forma aproximada por no ser suficientemente conocidas. Por lo general estas zonas rayadas y sombreadas representan colinas o montes aislados más bien pequeños.

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