Historia de Las Radioayudas

Historia de las ayudas a la navegación Mucho ha llovido desde las primeras décadas del siglo XX, en que arrancaban los servicios de correo y transporte de pasajeros en avión en Estados Unidos. En un principio, estos servicios se realizaban siempre que el tiempo y la luz del día acompañara, por lo que pronto se hizo necesario el ayudar de alguna manera a los sufridos pilotos que hasta entonces se servían de los mapas que ellos mismos trazaban o de su conocimiento del entorno, siempre que pudieran verlo. Las primeras ayudas a la navegación consistieron en una serie de faros de luces rotativas de alta intensidad que daban la impresión de parpadear y que indicaban, a modo de camino de puntos, por dónde transcurrían las aerovías más transitadas, de ésta manera se posibilitó el vuelo nocturno, cosa que impulsó notablemente la frecuencia y seguridad de los vuelos de la época. El sistema de iluminación se fue perfeccionando y, usando distintos colores y tamaños de haces de luz, consiguieron que un piloto pudiera saber en qué punto de la aerovía se encontraba. Las aerovías se fueron nombrando con las iniciales de las ciudades por las que pasaban y se creó un nuevo servicio de mantenimiento de las balizas, para cambiar las bombillas fundidas, limpiar las lentes y proporcionar comida y transporte a algún piloto que tuviera que aterrizar de emergencia, lo cual no era muy raro. En Norteamérica se trazó una aerovía de costa a costa para el servicio de correos que consiguió reducir a un tercio el tiempo del trayecto que hasta entonces se realizaba por tren. Pero este sistema de ayudas tenía un inconveniente, sólo servía cuando las condiciones meteorológicas eran buenas, además se veían interferidas por las luces de las ciudades, entonces hizo su aparición la electrónica en la aviación, y se estrenó con la navegación LF (Low Frequency), se trataba de unos potentes radiofaros (1500W) que emitían ya no luz, sino señales electromagnéticas entre 190 y 535 KHz que estaban espaciadas 200 millas formando una aerovía electrónica. El piloto volaba 100 millas guiado por un radiofaro, sintonizando el siguiente otras cien millas. El radiofaro emitía un haz de 3º de ancho, lo que les permitía seguir el curso. Los radiofaros emitían dos señales en código Morse, la letra “A” ( . _ ) y su opuesta la letra “N” ( _ . ), estas señales tienen una duración de punto y raya, y espaciado entre ambos tal que al mezclarse se convierte en un tono continuo. Cuando el avión se hallaba centrado en el curso, las dos señales se mezclaban formando un monótono e hipnotizante tono. Esta emisión se interrumpía dos veces por minuto, supongo que para evitar que el piloto se durmiera. Colocando estos radiofaros de forma que se alinee su curso con el rumbo de la pista de aterrizaje se consigue una ayuda inestimable a la hora del aterrizaje, sobre todo con baja visibilidad. En el centro del radiofaro no se oye señal alguna, es lo que se llama “cono de silencio”, mayor cuanto más alto, y es a lo que los pilotos llamaban “estar en la onda” (on the beam). Ya solo una muy mala meteorología impedía que un avión volara, con este sistema de radiofaro de cuatro cursos se estrenó el DC-3. Pero aún había problemas cuando el tiempo era muy malo y obligaba a ir a los pilotos totalmente concentrados en los tonos que oían por los auriculares o se veían las señales interferidas por la orografía del terreno o las condiciones atmosféricas, ofreciendo falsas informaciones. Es el momento del RDF, Radio Direction Finding. Con este nombre abarcamos varios sistemas de navegación que aún hoy se usan y que se aprovechan de las características direccionales de una antena de bucle, esto es un enrollamiento de un conductor de cobre sobre un mismo plano, si el plano de la antena está orientado en la misma dirección que el haz del radiofaro no se detectará ninguna señal, ésta irá aumentando a medida que el plano se coloca transversal al mismo, momento en que la señal detectada será máxima.

Con el sistema anterior de radiofaro de cuatro cursos, el piloto a veces debía hacer complicadas maniobras sobre el radiofaro para, con ayuda de las cartas, determinar si iba hacia él o se alejaba, con virajes de 90º y de 180º en algunos casos. La radio-brújula fue el primer destello de esperanza para determinar la dirección a una estación de radio. Este añade una antena de bucle y un indicador visual al sistema receptor, de forma que cuando el avión está en curso, la aguja está centrada, si el avión se desvía en un sentido o en otro, la aguja lo hace en el mismo sentido y basta maniobrar el avión hasta centrar la aguja para permanecer en el curso. Si reemplazamos la antena de bucle fija por una rotativa, eliminamos estas incómodas maniobras, este es el Radio Direction Finder, el piloto o el copiloto accionan la antena rotativa para encontrar el rumbo a la estación y repitiendo esta operación en una segunda estación, pueden determinar su posición por triangulación, siempre que dispongan, eso si, de las cartas donde figuren ambas estaciones. Pero la técnica sigue avanzando, atrás quedan las antenas rotativas y el ayudante que se encarga de moverlas, ha nacido el ADF, Automatic Direction Finder, éste es el receptor que equipa el avión y cuya aguja siempre apunta a la estación sintonizada, que ya no es un radiofaro con un fino haz electrónico, sino una baliza que emite en todas direcciones, NDB, Non Directional Beacon (nótese que aunque forman parte del mismo sistema, el NDB es la baliza que está en tierra y el ADF es el receptor e indicador que equipa el avión). Con este sistema se posibilita el seguir el rumbo a o desde una estación de radio, usando dos estaciones se puede localizar la posición de un fijo y con ayuda de un cronómetro podemos determinar la distancia a una estación (pero esa es otra historia que será contada en otro artículo). También permite, y tal vez sea la más usada de sus posibilidades, realizar una aproximación instrumental como procedimiento de aterrizaje, ahora un piloto puede aproximarse a una pista de aterrizaje en condiciones de visibilidad muy reducidas. Aunque sea un sistema de navegación que se va quedando obsoleto, nunca está de más saber utilizarlo ya que aún en muchos lugares del mundo es el único sistema existente. Ha llegado el turno del VOR, VHF Omnidirectional Range, este es probablemente uno de los mejores inventos en navegación, ya que permite a un piloto navegar de forma sencilla, precisa y sin ambigüedades del Punto A al Punto B. La navegación VOR se empezó a extender allá por los años 50 y medio siglo después sigue siendo el sistema de navegación primario en la mayoría de los aviones. El funcionamiento de un VOR es muy simple, la estación emite dos señales a la vez, una es continua y en todas direcciones, similar a un NDB y la otra es rotatoria y marca siempre su paso por el punto magnético 360º, de forma que el receptor mide, por la señal fija, hacia dónde está la estación (como el ADF) y mide la diferencia de tiempo entre que la señal rotatoria ha pasado por el norte magnético y por el avión, deduciendo así en qué posición está el avión con respecto al norte, es decir, en qué radial está. El indicador del VOR que encontramos en el avión sí merece una pequeña explicación: A: Panel giratorio graduado de 0º a 360º que nos servirá para indicar en qué rumbo queremos ir hacia o desde la estación VOR. B: El Omni Bearing Selector, OBS, sirve para girar manualmente el panel graduado A. C: El Course Deviation Indicador, CDI, la aguja oscila como si fuera un péndulo anclado a su parte superior indicando la desviación sobre el rumbo elegido, si se desvía a la derecha deberemos virar a la derecha para volver al curso y viceversa, si se mantiene centrada indica que estamos en curso. Cada punto de la escala indica una desviación de 2 grados respecto al curso. D: Indicador TO-FROM, este pequeño triángulo apunta siempre a la estación, en la figura indica que volamos hacia la estación, si estuviera invertida indicaría que hemos

dejado la estación atrás y volamos desde ella. Este se sustituye por un indicador blanco-rojo (barra de barbero) cuando no tenemos estación sintonizada o está fuera de alcance o estamos justo encima de ella. En cuanto a los radiales, hay que tener claros ciertos conceptos: 1.- Los radiales de un VOR son como los radios de una bici (sin cruzarse entre ellos), parten del centro de la estación y se alejan de ella. 2.- Están separados 1º uno de otro, pero la distancia entre ellos será mayor cuanto más alejados estemos de la estación. 3.- Si volamos alejándonos de la estación, nuestro curso magnético (y el rumbo, en ausencia de viento) siempre coincide con el radial por el que vamos. 4.- Si volamos hacia la estación, el radial por el que vamos es el recíproco al curso magnético del avión (180o de diferencia). 5.- Si giramos el OBS hasta que la aguja esté centrada y el indicador esté en FROM, el instrumento indicará el radial en el que estamos, independientemente del curso del avión. 6.- Para evitar confusiones, el rumbo del avión y el radial seleccionado debe ser el mismo (salvando las pequeñas diferencias debidas al viento) y así estaremos seguros de que el indicador TO-FROM nos dice realmente si nos acercamos o alejamos de la estación. Existen varios tipos de VOR según su alcance y altitud operativas: Terminal (T), con un rango de 25 millas y cubriendo de 1000 a 12000 pies de altura. Baja altitud (L), rango de 40 millas y de 1000 a 18000 pies de altura. Gran altitud (H), con un alcance de 40 millas de 1000 a 14500 pies, 100 millas de 14500 a 18000 pies y 130 millas de 18000 a 45000 pies. Decir que el auge actual del GPS viene a complementar el sistema de navegación por VOR, no a sustituirlo y también hablar brevemente de otra gran ayuda a la navegación, que es el DME, Distance Measure Equipment, equipamiento de medida de distancia, que proporciona la distancia entre la estación y el avión en millas náuticas y que suele estar asociado a un VOR o ILS, como el de la fotografía, hay que tener en cuenta que la distancia medida incluye la altura (es la distancia en línea recta de la estación al avión), lo que nos puede inducir a error. Comentar, por último, que existen otros tipos de ayudas a la navegación, como son el IRS (Inercial Reference System, sistema de referencia inercial), que basa su funcionamiento en las propiedades de los giroscopios, tomando una referencia de la posición del avión cuando está inmóvil en tierra y usando ésta referencia para calcular, mediante los ordenadores de a bordo, su posición, rumbo y velocidad en cada momento, o los sistemas de posicionamiento por satélite de nueva generación, que serán, sin duda, el futuro. Seguiremos su evolución con gran interés.

El VOR (Very High Frecuency Omnidirectional Range) es un sistema de ayuda a la navegación aérea, de uso muy extendido. Opera en la banda de muy alta frecuencia VHF, desde 108.00 MHz, hasta 117.95 MHz. En la navegación por instrumentos (IFR), los VOR permitan marcar las líneas (o "radiales") por las que se transita. Cuando un piloto (o piloto automático) sintoniza la frecuencia de una radiobaliza VOR, el avión recibe la señal de referencia y la de la antena direccional que apunta hacia éste. Comparando ambas señales se obtiene el desfase de la señal variable frente a la de referencia, y este desfase nos indica en qué radial de la radiobaliza nos encontramos. Antiguamente, en los años 50, se utilizaban antenas que rotaban mecánicamente con un motor sus elementos direccionales. En las rutas aéreas comerciales más transitadas, al igual que en las carreteras terrestres, hay cruces y curvas. Bajo estos "cruces" y "curvas" se suelen instalar estas estaciones VOR. Las "carreteras aéreas" son los radiales de XXX grados que parten de un VOR y que normalmente llegan a otro VOR o incluso a una pista de aterrizaje. El piloto puede ordenar al piloto automático: "Sigue el radial de 115 o del VOR que transmite en la frecuencia 109.75Mhz.", y el avión automáticamente, cuando cruce el radial 115, lo seguirá hasta sobrevolar el VOR. Las radiobalizas VOR modernas van también equipadas con sistemas DME (Distance Measuring Equipment). Sistema electrónico que mide la distancia oblicua directa ente el avión y la ayuda situada en tierra. Al sintonizar una frecuencia VOR en VHF también se sintoniza otra frecuencia UHF (relacionada con la anterior a través de una fórmula matemática). En ésta, el avión transmite una señal con un código hacia el receptor DME del VOR y éste le devuelve otra señal con el mismo código. Del tiempo que el avión tarda en recibir el rebote se calcula la distancia hasta la baliza VOR (1 milla = 12.36 microsegundos). Gracias a esta técnica, el avión puede saber cuánto tiempo le falta para sobrevolar una radiobaliza (para luego girar o entrar en otra ruta). Si esta baliza se localiza en un aeropuerto, el piloto sabrá a cuántas millas se encuentra de éste y qué rumbo debe seguir para alcanzarlo. Como nota anecdótica, decir que los sistemas VOR no funcionan cuando el avión vuela justo encima. Esto se debe a que las señales se radian lateralmente.