Capitulo 11 y 12 - mom PDF

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Capítulo 11 Equipo de medición de distancia Los dos capítulos anteriores se han ocupado de obtener información direccional para fines de navegación aérea. En este capítulo veremos un sistema que proporciona a la tripulación la distancia a una ayuda de navegación. El equipo de medición de distancia (DME, por sus siglas en inglés) es un sistema de navegación de rango medio / corto, a menudo utilizado junto con el sistema VOR para proporcionar soluciones precisas de navegación. El sistema se basa en principios de radar secundario y funciona en la banda L del radar. Antes de ver lo que hace el sistema y cómo funciona en detalle, debemos analizar algunos principios básicos del radar. 11.1 Principios del radar La palabra radar se deriva de radio detección y alcance; El uso inicial del radar era localizar aeronaves y mostrar su alcance y orientación en un monitor (ya sea en tierra o en otra aeronave). Este tipo de radar se denomina radar primario: la energía se irradia a través de un radar giratorioAntena para iluminar un 'objetivo'; Este objetivo podría ser un avión, el suelo o una nube. Parte de esta energía se refleja desde el objetivo y se recoge en la misma antena, ver Figura 1 1 .1. La fuerza de la energía devuelta se mide y se usa para determinar el alcance del objetivo. Una antena giratoria proporciona el direccional Información tal que el objetivo se pueda mostrar en una pantalla. El radar primario tiene sus desventajas; Una de ellas es que la cantidad de energía que se transmite es muy grande en comparación con la cantidad de energía reflejada por el objetivo. Un método alternativo es el radar secundario que transmite una señal específica de baja energía (la interrogación) a un objetivo conocido. Esta señal se analiza y una nueva señal de respuesta (o secundaria), es decir, no una señal reflejada, se envía de vuelta al origen, ver Figura 1 1 .2 (a). Radar secundario fue

Figura 11.2 Descripción general de DME desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial para diferenciar entre aviones amigos y barcos: Identificación Amigo o Enemigo (IFF). Los principios de radar secundario ahora tienen una serie de aplicaciones que incluyen medición de distancia equipo (DME).

11.2 Descripción general de DME La ayuda de navegación DME contiene un transponedor (receptor y transmisor) contenidos dentro de un ayuda a la navegación individual, Figura l l .2 (b). El avión el equipo irradia pulsos de energía al DME ayuda a la navegación; las señales secundarias son entonces transmitido de vuelta a la aeronave. Un a bordo el interrogador mide el tiempo que tarda el señales para ser transmitidas y recibidas en el aeronave. Como sabemos la velocidad de la onda de radio propagación, el interrogador puede calcular el distancia a la ayuda de navegación DME. DME las ayudas a la navegación pueden ser independientes estaciones terrestres, o ubicadas con un VOR ayuda a la navegación, Figura 1 1 .2 (c). Como el sistema es 'línea de visión', la altitud de la aeronave tendrá una relación directa con el rango en que se puede usar el sistema, vea la Figura 1 1 .3 (a). El uso de ayudas de navegación DME impone un límite en el rango de trabajo que se puede obtener. La distancia máxima de la línea de visión (LOS) entre un avión y la estación terrestre es dado por la relación: 𝑑 = 1.1√ℎ Donde d es la distancia en millas náuticas, y h es La altitud en pies sobre el nivel del suelo (se supone ser terreno plano). El rango teórico de LOS para las altitudes de hasta 20,000 pies se dan en la Tabla 1 1 .1.

Refiriéndose a la Figura l l .3 (b) se puede ver que el la distancia real que mide el interrogador es el rango 'inclinado', es decir, no la distancia real (rango horizontal) sobre el suelo. Los efectos del alcance inclinado en relación con el alcance horizontal son mayores a grandes altitudes y / o cuando el avión está cerca de la ayuda a la navegación. Llevando esto al límite, cuando el avión está volando sobre una ayuda de navegación DME, ¡en realidad estaría midiendo la altitud del avión!

Pon a prueba tu comprensión 11.1 ¿Cuál es la diferencia entre primaria y radar secundario? Pon a prueba tu comprensión 11.2 Distinguir entre rango inclinado y horizontal distancia? 11.3 Operación DME Las señales transmitidas por el interrogador son un par de pulsos, cada uno con una duración de 3,5 ms y una separación de I2 ms modulada en la frecuencia de ayuda de navegación DME. El interrogador genera una tasa de repetición de pares de pulsos entre 5 y 50 pares de pulsos por segundo. En la ayuda de navegación DME, el transponder recibe estos pulsos y, después de un retraso de 50 ms, transmite un nuevo par de pulsos a una frecuencia de 63 MHz por encima o por debajo de la frecuencia del interrogador. El interrogador del avión recibe los pulsos y coincide con el intervalo de tiempo entre el par transmitido de pulsos. Esto garantiza que otras aeronaves que interroguen la misma ayuda de navegación DME al mismo tiempo solo procesen sus propios pulsos. Al medir el tiempo transcurrido entre la transmisión y la recepción (y teniendo en cuenta el retraso de tiempo de 50 ms), el interrogador calcula la distancia a la ayuda a la navegación. DME es un sistema de línea de visión con un rango máximo de aproximadamente 200 nm; esto equivale a aproximadamente 2400 ms de tiempo transcurrido para que un par de pulsos se transmitan y reciban, teniendo en cuenta el retraso de tiempo de 50 ms en la estación terrestre. La precisión del sistema es típicamente ± 0.5 urn, o 3% de la distancia calculada, la que sea mayor. Pon a prueba tu comprensión 11.3 ¿Cuál es la precisión típica y el rango máximo de un sistema DME? Punto clave El intervalo variable entre pares de pulsos asegura que el interrogador DME reconoce sus propias señales y rechaza otras señales. Punto clave DME se basa en un radar secundario; opera en la banda L entre 962 MHz y 1215 MHz (UHF) con separación de canales a 1 MHz. 11.4 resumen del equipo Las aeronaves de transporte comercial suelen estar equipadas con dos sistemas DME independientes, que comprenden antenas e interrogadores. Las antenas DME son láminas de banda L, ubicadas en la parte inferior del fuselaje de la aeronave, vea Figura I I .4 (a); tenga en cuenta que la antena es dual

propósito en que se usa tanto para transmitir como para recepción. Los interrogadores están ubicados en el equipo. bahías (Figura I l .4 (b)) y proporcionan tres principales funciones: transmisión, recepción y cálculo de distancia a la ayuda de navegación seleccionada. La transmisión está en el rango I 025 a I I 50 MHz; la recepción está en el rango de 962 a I215 MHz; el espacio entre canales es de 1 MHz. El interrogador opera en varios modos: • Colocarse • Buscar • Track • Escanear • memoria • Culpa • Autotest. Cuando el sistema se enciende por primera vez, ingresa al modo de espera; las transmisiones están inhibidas, la el receptor y el audio están operativos; el DME la pantalla tiene cuatro guiones para indicar que no se ha calculadodatos (ENT). El receptor monitorea pares de pulsos recibido de cualquier estación terrestre local. Si se cuentan suficientes pares de pulsos, el interrogador ingresa al modo de búsqueda. El transmisor ahora transmite pares de pulsos y monitorea cualquier retorno; los pares de pulsos síncronos se convierten a partir del tiempo en distancia y el sistema entra en la pista modo. La distancia a la ayuda de navegación ahora será mostrado en el indicador DME (ver Figura Yo I .5). El modo de escaneo tiene dos modos secundarios: dirigido escaneo para múltiples ajustes de ayuda a la navegación; hasta se pueden escanear cinco estaciones de acuerdo con un autoajuste de navegación de área predeterminada programa (descrito con más detalle en el Capítulo Yo 6). Alternativamente, se realiza un escaneo gratuito para cualquier Las ayudas de navegación DME dentro del alcance. Si pares de pulsos de cualquier ayuda a la navegación no se reciben después de un corto período de tiempo (dos segundos típicos), el interrogador entra en modo memoria mediante el cual la distancia se calcula a partir de la más reciente.

Punto clave Los sistemas VOR y DME funcionan en diferentes frecuencias. Cuando están ubicados, la frecuencia DME se selecciona automáticamente cuando el piloto sintoniza la frecuencia VOR. pares de pulsos recibidos. El modo de memoria expira después de un corto período de tiempo, generalmente diez segundos, o hasta que los pares de pulsos se reciban nuevamente. Si el sistema detecta cualquier condición de falla, la pantalla de distancia está en blanco. La autocomprobación hace que el sistema se ejecute a través de una secuencia predeterminada que causa la indicadores para leer: en blanco, guiones (NCD) y 0.0 Nuevo Méjico. Las salidas DME se pueden mostrar en una variedad de maneras, ver Figura 11.5. Estas pantallas incluyen lecturas dedicadas, instrumento de vuelo electrónico sistemas (EFIS), paneles / transceptores combinados (para aviación general) y radio distancia magnética indicadores (RDMI). Al seleccionar un eo-ubicación Ayuda de navegación VOR-DME, la tripulación solo necesita para sintonizar la frecuencia VOR; el DME La frecuencia se selecciona automáticamente. Punto clave Cuando no hay datos calculados (NCO) disponibles, esta condición se muestra como cuatro guiones. Pon a prueba tu comprensión 11.4 Enumere y describa cuatro modos en los que puede operar un interrogador DME.

11.5 Navegación en ruta utilizando radio ayudas para la navegación La guía básica de navegación en ruta para aeronaves comerciales se puede lograr fácilmente utilizando los sistemas VOR y DME ubicados en el lugar, proporcionando así soluciones de rho-theta a partir de una sola ayuda de navegación. La frecuencia DME está emparejada con la frecuencia VOR; Esto significa que solo la frecuencia VOR necesita ser sintonizada, la frecuencia DME se sintoniza automáticamente como resultado. Alternativamente, se pueden establecer arreglos rho-rho a partir de un par de ayudas de navegación DME. Tenga en cuenta que esto produce una solución ambigua a menos que se utilice otro DME, consulte la Figura 1 1 .6. Un ejemplo de ubicaciones de transpondedores DME y VOR- Las ayudas de navegación DME en Suiza se proporcionan en la Tabla 1 1 .2.

En los Estados Unidos, se introdujo un sistema combinado de ro-theta para aviones militares conocido como TACAN (navegación aérea táctica). Este sistema es un Cojinete de corto alcance y ayuda a la navegación a distancia que operan en la banda 962-1 215 MHz. Las ayudas de navegación TACAN (ver Figura 1 1 .7) a menudo se ubican en ubicaciones remotas con ayudas de navegación VOR; Estos se identifican en las cartas de navegación como 'VORTAC'. La ayuda de navegación T ACAN es esencialmente un transpondedor DME (que utiliza el mismo par de pulsos y principios de frecuencia como el DME estándar) al que se ha agregado información direccional; ambos operan en la misma banda UHF. Una característica importante de T ACAN es que tanto la distancia como la demora se transmiten en la misma frecuencia; Esto ofrece el potencial para economías de equipo. Además, debido a que el sistema funciona a una frecuencia más alta que VOR, las antenas y el hardware asociado pueden hacerse más pequeños. Esto tiene la ventaja para el uso militar, ya que el equipo TACAN se puede transportar y operar fácilmente desde barcos u otras plataformas móviles.

Cuando se ubican con una ayuda de navegación VOR, los aviones militares y comerciales pueden compartir las instalaciones de VORTAC. Con referencia a la Figura 1 1 .8, las aeronaves militares obtienen su distancia e información de la parte TACAN del VORT AC; las aeronaves comerciales obtienen su información de distancia del TACAN, y la

información del rodamiento de la parte VOR del TACAN. Puntos de reporte (mostrados como triángulos) basado en ayudas de navegación DME, p. La ayuda de navegación VORT AC ubicada en Cambrai (CMB), en el norte de Francia, se ilustra en la Figura 1 1 .9. Los radiales de intersección de las ayudas de navegación se utilizan para definir puntos de informe para la navegación en ruta. Estos puntos de informe son códigos de identificación de cinco letras asociados con su ubicación geográfica. Por ejemplo, el punto de notificación 'HELEN' (en la parte superior del gráfico) se define por una distancia y demora desde la ayuda de navegación VOR / DME de Bruselas. Las frecuencias TACAN se especifican como canales asignados a frecuencias específicas, p. RaleighDurham VORTAC en Carolina del Norte

EE. UU., Opera en el canal 1 1 9X. Esto corresponde a un: • Frecuencia VOR de 1 1 7.2 MHz • Frecuencia de interrogación DME de 1 143 MHz • Frecuencia de respuesta DME de 1 206 MHz • Código de pulso de 12 ms. Tenga en cuenta que dado que las ayudas de navegación DME, VOR y VORT AC deben ubicarse en tierra, la red de las vías aéreas no proporciona una gran cantidad de cobertura más allá de las regiones costeras. En referencia a la Figura 1 1 .1 0, una combinación de estaciones VOR, DME y VORT AC (consulte la Figura 1 1 .11) ubicado en varios países europeos proporciona una cierta cantidad de guía de navegación en el Atlántico Norte, el Mar de Noruega y el Mar del Norte. Este diagrama muestra un rango de línea de visión de aproximadamente 200 nm. Las brechas en esta red de radio navegación pueden superarse mediante el uso de sistemas de navegación alternativos que incluyen: navegación inercial (INS), Doppler, navegación por satélite y Loran-C, todos se describen en otra parte de este libro.

Pon a prueba tu comprensión 11.5 Explica qué se entiende por emparejamiento de frecuencias. Pon a prueba tu comprensión 11.6 Describa dos formas en que se muestra la información de distancia DME. Pon a prueba tu comprensión 11.7 Las estaciones terrestres de DME podrían estar respondiendo a numerosos aviones; ¿Cómo reconoce el sistema DME en el aire sus propias señales y lo rechaza? señales destinadas a otras aeronaves? Pon a prueba tu comprensión 11.8 ¿Qué información proporciona un RDMI a la tripulación? Pon a prueba tu comprensión 11.9 ¿Qué tipo de información proporciona un VORT AC? 11.6 Preguntas de opción múltiple 1. ¿DME se basa en qué tipo de radar? (un primario (b) Secundario (c) VHF. 2. DME proporciona la siguiente información a la tripulación: (a) rumbo a una ayuda de navegación (b) desviación de un curso seleccionado (c) distancia a una ayuda de navegación. 3. Cuando se sintonizan en un VORTAC, las aeronaves comerciales obtienen su distancia y la información de rumbo de: (a) TACAN y VOR (b) DME y VOR (c) DME y TACAN. 4. Las señales DME se transmiten: (a) por línea de visión (b) como ondas de tierra (c) como las olas del cielo. 5. Un RDMI proporciona la siguiente información: (a) distancia y rumbo a una ayuda a la navegación (b) desviación de un curso seleccionado (c) la frecuencia de la ayuda a la navegación seleccionada. 6. Los errores de alcance inclinado son mayores cuando la aeronave vuela a: (a) grandes altitudes y cerca de la ayuda a la navegación (b) grandes altitudes y lejos de la ayuda a la navegación (c) bajas altitudes y lejos de la ayuda a la navegación. 7. Para seleccionar una ayuda de navegación VOR-DME ubicada en el eo, la tripulación sintoniza: (a) frecuencia DME (b) frecuencia VOR (c) frecuencia NDB. 8. El interrogador DME es parte de: (a) equipo aerotransportado (b) Ayuda de navegación DME (c) VORTAC.

9. El intervalo variable entre pares de pulsos asegura que el interrogador: (a) reconoce sus propios pares de pulsos y rechaza otras señales (b) reconoce otros pares de pulsos y rechaza su propia señal (c) sintoniza una estación VOR y ayuda de navegación DME. 10. Cuando un indicador DME no recibe datos calculados, mostrará: (a) guiones (b) ceros (c) ochos. 1 1. El uso de una ayuda de navegación VOR-DME colocada produce qué tipo de corrección de posición. (a) Rho-rho (b) Rho-theta (c) Theta-theta. 1 2. Las señales de distancia y rumbo de la ayuda a la navegación ACAN se transmiten en: (a) HF (b) UHF (c) VHF. 1 3. El uso de dos ayudas de navegación DME proporciona cuántas posiciones calculadas? (un dos (b) uno (c) tres. 14. ¿DME opera en qué banda de frecuencia? (a) UHF (b) VHF (c) LF / MF. 1 5. El instrumento que se muestra en la Figura 1 1 .12 es Llamó al: (a) RMI (b) RDMI (c) CDT. 1 6. En referencia a la Figura 1 1.13, la pantalla proporciona: (a) distancia máxima (b) distancia mínima (c) sin datos calculados. 1 7. Refiriéndose a la Figura 1 1. 1 4, la instalación a la derecha es un DME: (a) transpondedor (b) transmisor (c) receptor.

Capitulo 12 Sistema de aterrizaje por instrumentos Ayudas de navegación como buscador automático de dirección (ADF), rango omnidireccional de VHF (VOR) y Los equipos de medición de distancia (DME) se utilizan para defme las vías aéreas para la navegación en ruta. Son También instalado en los aeródromos para ayudar con las aproximaciones a esos aeródromos. Estas ayudas de navegación no pueden, sin embargo, se utilizará para enfoques de precisión aterrizajes. La aproximación y aterrizaje estándar sistema instalado en aeródromos de todo el mundo es El sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS). El ILS utiliza una combinación de ondas de radio VHF y UHF y ha estado en funcionamiento desde 1 946. En este capítulo veremos los principios ILS y hardware en detalle, concluyendo con cómo el ILS se combina con el sistema de control de vuelo automático (AFCS) para proporcionar un enfoque totalmente automático y aterrizaje. 12.1 Descripción general de ILS El sistema de aterrizaje por instrumentos se utiliza para la aproximación final y se basa en haces direccionales propagados desde dos transmisores en el aeródromo, ver Figura 12.1. Un transmisor (la pendiente de planeo) Proporciona orientación en el plano vertical y tiene un rango de aproximadamente 10 nm. El segundo transmisor (el localizador) guía la aeronave en el plano horizontal. Además de la direccional Las vigas, dos o tres balizas marcadoras están ubicadas en puntos clave en la línea central extendida de la pista definida por el localizador, ver Figura 1 2.4. 12.2 Equipos de tierra ILS 12.2 1 transmisor localizador El localizador transmite en el rango de frecuencia VHF, 1 08-1 12 MHz en incrementos de 0.5 MHz. Tenga en cuenta que este es el mismo rango de frecuencia utilizado por el sistema VOR (consulte el Capítulo 1 0). Aunque los dos sistemas son completamente independientes y funcionan con principios totalmente diferentes, a menudo comparten el mismo receptor. Los dos sistemas se diferencian por sus asignaciones de frecuencia dentro de este rango. Las frecuencias ILS se asignan a las décimas impares de cada incremento de 0,5 MHz, p. 1 09. 10 MHz, 1 09.15 MHz, 1 09.30 MHz, etc. Las frecuencias VOR se asignan incluso décimas de cada incremento de 0,5 MHz, p. 1 09.20 MHz, 1 09.40 MHz, 1 09 60 MHz, etc. La Tabla 12.1 proporciona una ilustración de cómo se asignan estas frecuencias dentro del rango de 1 09 MHz. Este patrón se aplica de 1 08 a 111.95 MHz.

La antena del localizador está ubicada en el extremo más alejado de la pista y transmite dos lóbulos a la izquierda y a la derecha de la línea central de la pista modulada a 90 Hz y 1 50 Hz, respectivamente. En el extendido línea central de la pista, ver Figura 12.2, la profundidad combinada de modulación es igual. Cualquier lado de la línea

central producirá una diferencia en la profundidad de modulación (DDM); Esta diferencia es directamente proporcional a la desviación a ambos lados de la línea central extendida de la pista. El localizador también transmite un identificador de código Morse de dos o tres letras que la tripulación puede escuchar en sus paneles de audio. Punto clave El sistema de aterrizaje por instrumentos se basa en haces direccionales propagados desde dos transmisores en el aeródromo: localizador y deslizamiento Pendiente.

1 2.2.3 Balizas marcadoras Dos o tres balizas están ubicadas en la línea central extendida de la pista a distancias precisas; estos se especifican en los cuadros de aproximación para pistas específicas. Estas balizas funcionan a 75 MHz e irradian aproximadamente 3-4 W de potencia. Las balizas proporcionan señales visuales y audibles a la tripulación para confirmar su progreso en el ILS, ver Figura 1 2.4. El marcador exter...