sábado, 31 de enero de 2015

Reseña histórica sobre el Futuro Sistema de Navegación Aérea (FANS)

La capacidad de control de tránsito aéreo siempre ha sido superada por el crecimiento continuo  del número de aeronaves.

En un esfuerzo por mejorar la comunicación, la navegación, la vigilancia, (NCS) y la gestión del tráfico aéreo (ATM), Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) ha desarrollado normas para un futuro sistema integrado, este sistema se denomina el sistema de navegación aérea del futuro (FANS), que permitirá a los controladores jugar un papel de supervisión más pasiva a través de la utilización de una mayor automatización y la aplicación más amplia de las operaciones RNAV con mayor dependencia de la navegación basada en satélite.

Hoy en día el Control de Tráfico Aéreo (ATC) a nivel mundial sigue utilizando componentes definidos en la década de 1940, tal como se estipuló en la reunión de Chicago (1944), la cual puso en marcha la creación de la OACI. Este sistema tradicional de ATC utiliza sistemas de radio analógicos para comunicaciones de aeronaves, Navegación y Vigilancia (CNS). En 1983, la OACI estableció el comité especial en el sistema de navegación aérea del futuro (FANS), y se encargó del desarrollo de los conceptos operacionales para el futuro de la gestión del tráfico aéreo (ATM). El informe FANS fue publicado en 1988 y sentó las bases para la futura estrategia de la industria para la ATM a través del SNC digital utilizando satélites y enlaces de datos. Se comenzó entonces el desarrollo de las normas técnicas necesarias para poder realizar el concepto FANS.

viernes, 30 de enero de 2015

Las radioayudas dentro de la PBN

Las radioayudas a la navegación aérea pueden clasificarse desde el punto de vista de su alcance como:

Corto alcance

  • NDB (requiere infraestructura terrestre)
  • VOR (requiere infraestructura terrestre)
  • DME (requiere infraestructura terrestre)


Largo alcance

  • Doppler (sistema autónomo)
  • INS/IRS (sistema autónomo)
  • GNSS (sistema pasivo, requiere de una constelación de satélites)
  • Sistemas hiperbólicos (requieren infraestructura terrestre)


Dentro de la clasificación anterior se consideran los sistemas autónomos, embarcados o no dependientes de instalaciones en tierra (o el espacio), y los sistemas que necesitan una infraestructura exterior a la aeronave.

En rojo se destacan los sistemas que no se utilizan en el concepto de la PBN debido principalmente a la cantidad de errores intrínsecos del sistema, a la falta de integridad o a una combinación de ambas.

En el contexto de la PBN no se consideran los sistemas hiperbólicos ni los que se basan en el efecto Doppler embarcado. De la misma forma se ha descartado el uso de las estaciones NDB por ser poco precisas y muy sensibles a los errores producidos por fuentes externas.

Como ya se viene diciendo a lo largo de este Blog, la tendencia general es la de usar la navegación por satélite cada vez más.

Existe un paralelismo entre dos de estas radioayudas que resulta muy interesante. Se trata del sistema DME y el GNSS. Los principios de cálculo de distancia son similares, se basan en saber cuánto tiempo le lleva a la señal radio eléctrica en alcanzar un receptor, pero el sistema DME es activo. Esto quiere decir que la aeronave interroga activamente a la estación en tierra, mientras que el GNSS (GPS, por ejemplo), es pasivo. En otras palabras, la señal del GPS nos atraviesa ahora mismo porque se emite constantemente. No somos capaces de captarla a no ser que dispongamos de un receptor que sea capaz de captar la señal.

En próximas entradas haré un breve repaso de las radio ayudas que forman parte de la filosofía PBN y, aunque no son consideradas radio ayudas, veremos también el sistema de Gestión de vuelo (FMS) y la representación electrónica de datos (EFIS) por estar integrados con el resto de ellas.


Cada vez que vuelo soy mas joven que tu en la tierra :)

Todos hemos oído hablar de la relatividad y siempre nos ha parecido algo muy difícil de comprender, quizás porque no entra dentro de nuestra experiencia diaria. Sobre esto me hace mucha gracia la historia que se cuenta sobre el gran Charles Chaplin (Charlot) y Albert Einstein. Probablemente no es real, pero si muy ilustrativa. Se dice que un día coincidieron los dos en una reunión y cuando les presentaron se dijeron algo así:

Albert: Estoy encantado de conocerle Sr Chaplin, es usted una celebridad. Me encanta su arte. Es universal, todo el mundo lo comprende y le admiran.

Chaplin: Bueno, creo que lo suyo es todavía mas impresionante, pues todos le admiran, pero solo unos pocos le comprenden.

¿Fallo del piloto o Fallo del controlador?

Pues en realidad ninguna de las dos cosas. Lo que se ve en este GIF es simplemente un cruce de aviones que vuelan dentro de lo que se conoce como espacio RVSM. RVSM es el acrónimo de Reduced Vertical Separation Minima. Separación vertical reducida mínima en Español.Es un término usado en aviación para denominar la separación vertical mínima entre dos aeronaves. Esta separación mínima es de 1000 pies (300 metros) entre niveles de vuelo FL290 y FL410 (entre 29000 y 41000 pies). La separación vertical de aeronaves era, tradicionalmente de 2000 pies. Esto era debido a los grandes errores altimétricos. Entre estos errores está la lentitud en la expansión o contracción de la capsula aneroide que ya se explicó en un post anterior. Con el advenimiento de las nuevas tecnologías los altímetros fueron cada vez mas exactos y con la introducción de los modernos sistemas de datos de aire (tema parea otro post), los errores son muy pequeños. Casi todos los aviones comerciales en la actualidad ya estan equipados con sistemas que permiten volar con esta separación minima. Las ventajas son muchas. Ya se comentó en otro post que el espacio aéreo es un bien escaso (aunque no lo parezca), todo el mundo quiere volar a las mismas alturas y al mismo tiempo en las rutas mas cortas posibles... pero no se puede. con la reducción de la distancia vertical a 1000 pies se han acomodado 6 nuevos niveles de vuelo que al fin y a la postre van a redundar en muchas ventajas, entre ellas menos retrasos para los usuarios y operaciones más económicas para la compañías, con todo lo que eso conlleva.

Breve historia de las radioayudas a la navegación aérea

En 1884 aparece la radiotelegrafía, con la introducción del código Morse, lo que abre las puertas a la comunicación a distancia.


Sobre la seguridad de la señal del GPS en la aviación comercial

Personalmente no me cabe la menor duda de que el sistema de posicionamiento por satélite es el más preciso que existe en la actualidad. Una vez hecha esta afirmación hay que matizar ciertas cuestiones. En primer lugar no debemos de olvidar que el sistema GPS, a diferencia del Europeo EGNOS fue desarrollado por y para el DoD (Departamento de Defensa) Norteamericano.

Esto quiere decir que estamos usando un sistema que es (y siempre será), no lo olvidemos, exclusivamente militar. El que podamos usar las señales para propósitos civiles no quita que el sistema pueda ser modificado, cancelado, desviado, etc. a voluntad del Departamento de Defensa Norteamericano.

El GPS es el heredero del sistema TRANSIT desarrollado a comienzos de los años 60 por y para la marina de los EEUU con participación de la USAF. El sistema TRANSIT dio lugar a un nuevo concepto llamado PROYECTO 621 B desarrollado enteramente por la Fuerza Aérea Norteamericana a finales de los 60 para poner en órbita un sistema de navegación tridimensional basado en satélites artificiales.

Por aquel entonces otro proyecto esta vez de la US NAVY llamado TIMATION vino a jugar un papel importante en el cálculo de la transmisión de señales radioeléctricas en el espacio. Los dos proyectos se unieron por obra y gracia del DOD (Department of Defense) Norteamericano en el año 1973 y esto es lo que hoy día se conoce como GPS. Este es el proyecto espacial más caro de la historia (unos 10.000 millones de dólares.). El objetivo principal era dar cobertura global de tiempo y posición a todas las tropas de los Estados Unidos, 24h/365 en cualquier tiempo meteorológico. El primero de los 24 satélites que componen el sistema fue lanzado en 1978.


jueves, 29 de enero de 2015

El inglés ...aeronáutico

Se dice que el Españolito es aquel ser humano que nace, crece, se reproduce (a veces) y muere intentando aprender inglés.

Jakub Marian elaboró este magnifico mapa sobre la competencia lingüística en inglés con los datos del Eurobarómetro del año 2012. Está bien claro, sólo los húngaros con un 20% hablan menos que nosotros.



Arte en la aviación: Robert Taylor (...no confundir con el actor)


El nombre del británico Robert Taylor (1946) ha sido sinónimo de arte en el mundillo de la aviación desde hace más de un cuarto de siglo. Sus pinturas de aviones, más que los de cualquier otro artista, han ayudado a popularizar el género de pinturas de aviación.


Al comienzo de su carrera como pintor tuvo poco reconocimiento en el mundo de las bellas artes, hasta que se decantó por este tipo de pinturas.

Cuando irrumpió en escena a mediados de la década de 1970, su vibrante enfoque expansivo en las pinturas aéreas, fue una revelación. Sus pinturas de inmediato captaron la imaginación de los entusiastas y coleccionistas. Se convirtió en un éxito instantáneo.


El sistema de posicionamiento GPS

Existen muchos sistemas de posicionamiento basado en satélites. Todos ellos se denominan en conjunto GNSS (Global Navigation Satellite System).

  • el nuevo sistema Europeo EGNOS basado en el satélite Galileo.
  • el sistema GLONASS Ruso
  • el COMPASS Chino
  • el Indio GAGAN
  • el Japonés con el MSAS basado en satélites MTSAT
  • etc.

Hoy nos vamos a centrar en el sistema norteamericano GPS y los nuevos desarrollos del sistema GPS como por ejemplo el sistema D-GPS (Diferential GPS)



Prestaciones del motor a reacción

Los modernos motores de reacción están construidos de forma modular. La forma de medir las prestaciones es a base de sensores. Tradicionalmente se miden los parámetros que corresponden a revoluciones y temperatura. 

En la ilustración inferior se muestran los elementos que se suelen monitorizar. Resulta de gran importancia mantener la temperatura del motor dentro de los límites impuestos por el fabricante. La parte del motor que más sufre es la que se ve en el diagrama nombrada NGV. El nombre NGV viene del inglés: “Nozzle Guidance Vane”. Estos pequeños alabes se encuentran generalmente adosados a la parte exterior del motor (no rotan) y su función es redirigir los gases que provienen de la cámara de combustión para que impacten en la primera estación de la turbina de alta presión (HPT) con la mejor geometría posible para poder extraer la máxima energía. 



Los beneficios de la PBN (Performance Based Navigation)

Siguiendo con el tema de la navegación basada en la precisión (ver post 1 y post 2), hoy voy a hablar de las ventajas de este tipo de procedimientos.

El antiguo concepto RNP hacia énfasis casi exclusivamente en la precisión de la navegación, dejando al albur de las diferentes autoridades aeronáuticas la implantación regional. Todo ello causó falta de armonización y aplicabilidad a nivel mundial. En ese sentido el sistema RNP no era eficiente. 

miércoles, 28 de enero de 2015

La aviación en el cine: El carnaval de las águilas (1975)

Titulada como "The great Waldo Pepper" en USA. Robert Redford interpreta a un piloto frustrado por no haber podido llegar a tiempo de participara en los combates aéreos de la I Guerra Mundial.

Un titulo menor de Robert Redford, pero una excelente película sobre la aviación en el periodo de entre guerras. Muy correctamente filmada por George Roy Hill (el mismo que dirigió a Redford y a Newman en "Dos hombres y un destino" y "El golpe").

El mérito de la película es que fue filmada en 1975, totalmente en exteriores (no hay ningún trucaje dentro del estudio, los actores estaban realmente dentro de las carlingas en vuelo) y para colmo esto se hizo cuando aún no había cámaras con efectos digitales. Todas las escenas aéreas son reales. Es mas, el propio director George Roy Hill fue un antiguo piloto en la Marina de los EEUU y en algún momento del rodaje él mismo pilotó un aeroplano. 

Algunas escenas de Robert Redford y Bo Svenson caminando por las alas de los biplanos son reales y fueron hechas sin correas de seguridad ni paracaídas ("pa'vese matao").

El ala, su forma y su nomenclatura

Para entender como se efectúa la interacción del avión con la atmósfera se deben de comprender como funcionan las diferentes partes que componen la aeronave. A continuación se representan de forma gráfica y muy simplificada las partes fundamentales con particular atención a las superficies alares que generan la casi totalidad de la fuerza de sustentación (LIFT).



Bueno, en realidad es un poco mas complicado, pero vamos a tratar de hacerlo sencillo.

martes, 27 de enero de 2015

El sistema de guiado HGS

AVISO: Artículo muy técnico

Según estimaciones basadas en los estudios de la fundación Flight Safety el uso del HUD (Head Up Guidance) posiblemente hubiera podido evitar hasta el 31 % de los accidentes que tuvieron lugar entre los años 1959 y 1989, año este último en el que empezó a implantarse el uso de este sistema en la aviación comercial. Como resultado del estudio la citada fundación recomendó a las aerolíneas el uso del HUD.

Como es sabido, la mayoría de los accidentes sigue siendo el vuelo controlado hacia el terreno (Controlled Flight Into Terrain), invasión de la pista y todos los relacionados con operaciones en bajas condiciones de visibilidad. En todos estos casos el sistema HUD ha probado ser de gran utilidad.

Humor aeronáutico

Algo viejuno, pero todavía me hace reír.



lunes, 26 de enero de 2015

Accidente de un F-16 en Albacete

Al hilo del desgraciado accidente me gustaría hablar un poco de este avión.

El F-16 es uno de los grandes cazas del ultimo cuarto del siglo XX y principios del XXI (para muchos el mejor, ...hasta que estén plenamente operativos los aviones de ultima generación), pero el F-16 esconde muchas curiosidades que poca gente conoce (...no, no, esto que os cuento no viene en la Wikipedia).

Yo tuve la oportunidad de trabajar con el F-16 en unos ejercicios de la OTAN en Trapani (Sicilia) en 1996. El Ejercito del Aire Español acudió con un par de F-18 y durante una semana (aparte de ponernos morados de marisco) pudimos familiarizarnos con los Mirage 2000 franceses, los Tornado británicos y los F-16 turcos. 



Economia de aerolineas ...y lavadoras

Después de explicárselo a mi madre, creo que lo ha entendido perfectamente. Me ha dicho que los aviones son como las lavadoras... que solo se ponen si están llenas!

¿...Humor aeronáutico? no, no ¡Humor de madre!

Altos vuelos

Un día de puertas abiertas en SWISS, un niño me preguntó: ¿A que altura puede llegar a volar un avión? La pregunta es interesante, pero tiene trampa. Depende de muchas cosas, entre otras, depende de lo que consideremos un avión y dentro de estos, que clase de avión...

Lo aviones comerciales, por ejemplo, están diseñados para hacer dinero (el que nos gusten mas o menos es independiente). Esto significa, entre otras cosas, que las alturas optimas dependen de dos factores fundamentales: consumo de combustible y velocidad. Si tenemos en cuenta estas dos cosas, encontraremos que las alturas optimas en vuelos de corta y media duración serian del orden de los 36.000 pies (unos 11 km) altura conocida por ser la tropopausa, donde los  motores de reacción son mas eficientes.



La atmósfera estándar


Los aviones interactúan en la atmósfera, las fuerzas ascensionales y la resistencia al avance, entre otros muchos parámetros, dependen de dicha interacción. Por ello, es importante entender cómo se constituye la atmósfera. La atmósfera está compuesta por gases y es considerada como un sistema caótico. Esto quiere decir que se ve ampliamente influida por los movimientos de las masas de aire, los cambios en densidad, temperatura, etc. 

Por ello la ICAO / OACI ha definido lo que se conoce como Atmósfera Internacional Estándar (ISA – International Standard Atmosphere). En este modelo ideal la atmósfera es representada como un promedio, teniendo en cuenta su comportamiento a lo largo de un periodo amplio de tiempo en las latitudes medias. En este modelo también se considera que la atmósfera es un gas perfecto, no contiene humedad y carece de vientos y turbulencias. Queda claro que las condiciones reales pueden variar enormemente, para lo cual se deben de aplicar correcciones cuando los parámetros de la atmósfera estándar no se cumplan.


Los tres parámetros que definen la atmósfera son presión, densidad y temperatura. Existe una formula física, llamada ley de los gases, que los relaciona de forma conveniente.



viernes, 23 de enero de 2015

La forma del ala (ala en flecha Vs ala recta)

Una de las cosas que llaman la atención nada más echar un vistazo a la planta de cualquier avión es la forma del ala. Hoy solo me voy a centrar en comparar el ala en flecha del EMB 145 con el ala recta del ATR 42.

Para ver una explicación del ala y su nomenclatura, mejor ver antes este post.

En un primer vistazo enseguida nos damos cuenta de la gran diferencia de diseño.




Mandos y controles de vuelo


Los controles de vuelo han sufrido una evolución constante desde los primeros modelos, puramente mecánicos, hasta los mas recientes sistemas de vuelo analógico/digital y los conceptos By-Wire/By Light. Vamos a hacer un breve repaso de ellos empezando por la definición del concepto.

Los controles de vuelo comprenden las superficies de vuelo, los elementos de control en la cabina de vuelo, los elementos que unen a estos (cables, actuadores, etc.) y todos aquellos sistemas y subsistemas intermedios (ordenadores, sistema hidráulico, eléctrico, etc.) que son necesarios para que el avión consiga ser controlable, en cuanto a los cambios de dirección se refiere, en los tres ejes.

Los controles de vuelo mecánicos fueron los primeros diseños que lograron hacer cambiar de forma segura la dirección de vuelo de una aeronave. Estos controles se han venido en llamar convencionales. A través de elementos mecánicos como poleas, cables, palancas, etc. se transfieren los movimientos de las columnas de dirección a las superficies de vuelo. 

jueves, 22 de enero de 2015

Introducción a las actuaciones del avión

Esta entrada esta escrita desde el punto de vista de la legislación Europea. No se cubren aspectos específicos de otro tipo de regulaciones como la FAA Norteamericana.

LA NORMATIVA

Las normas de actuaciones del avión han cambiado con el tiempo. Hoy en día las antiguas regulaciones conjuntas de aviación (JAR) han dado paso a las nuevas normas de carácter obligatorio. Estas nuevas normas son las que se establecen en la agencia de seguridad aérea europea, EASA en Colonia. Al ser un organismo desarrollador de legislación para la Unión Europea estas normas tienen carácter de ley y son de obligado cumplimiento en todos los países de la Unión Europea.

La legislación es pues, un desarrollo de las antiguas JAR, de las que hereda la mayoría de los artículos, si bien algunos se han modificado y otros son nuevos. Los nombres también han cambiado. La antigua JAR-25 para la certificación de aviones se ha convertido ahora en la CS-25 (Certificación Specification – 25). Esta será la base que sigamos en este capitulo, si bien existen otras normas también importantes desde el punto de vista operativo, (las JAR-OPS, que ahora se denominan EU-OPS), estas serian en cualquier caso menos restrictivas que aquellas, por lo que siguiendo la CS-25 siempre estaremos hablando del carácter mas restrictivo de los casos.

El propósito de la normativa es asegurar que el avión podrá iniciar e despegue y colar todas las fases hasta el aterrizaje, con un nivel de seguridad máximo, establecido en una probabilidad de un fallo en un millón. (10 elevado a -6)


LA PBN dentro del concepto de espacio aéreo

La PBN no es un concepto aislado como ya expusimos en una entrada anterior de este Blog. La PBN es un elemento básico del espacio aéreo que, junto con los otros pilares que componen el concepto de espacio aéreo, (comunicaciones, vigilancia y gestión del tráfico aéreo), sirve para poder cumplir con los objetivos estratégicos de los estados. 

Cada estado debe de evaluar cuáles son sus requerimientos basándose en su infraestructura de radio ayudas, las funcionalidades de que dispone su flota, sus capacidades de gestión del tráfico, comunicación, vigilancia, etc. En función de esta evaluación, cada estado seleccionará una o varias de las Especificaciones de Navegación que se publican en el manual de la OACI.

La disponibilidad de infraestructura puede variar de estado en estado, por lo que no es infrecuente ver diferentes especificaciones de navegación para espacios aéreos iguales pero que se encuentran en dos países diferentes. Esta es una de las muchas cosas que se deben de tener en cuenta a la hora de planificar una ruta entre diferentes estados.

miércoles, 21 de enero de 2015

Economía y lineas aéreas EL "COST INDEX"

En términos generales se considera que el vuelo consiste en un intercambio de energía. Este intercambio tiene lugar durante todo el vuelo y en cada una de sus fases. Así, por ejemplo, en el despegue se cambia la energía contenida en el combustible por fuerza o potencia gracias al proceso de combustión que tiene lugar en el interior del motor.

domingo, 11 de enero de 2015

El sistema de navegación inercial

En Agosto de 1958 el Nautilus, el primer submarino nuclear operacional del mundo cruzaba las gélidas aguas del ártico sumergido bajo el casquete polar. En su viaje de más de 1500 Km. bajo las aguas y a ciegas se utilizó por primera vez un sistema inercial para calcular la posición. El sistema estaba basado en giróscopos mecánicos de gran precisión, el cual resulto ser muy voluminoso (ocupaba todo un compartimento). 



Hoy en día los modernos aviones comerciales llevan sistemas que utilizan pequeños giróscopos electrónicos de reducidas dimensiones.

jueves, 8 de enero de 2015

Actuaciones humanas y diseño

Desde el punto de vista de las actuaciones humanas los aviones comerciales modernos están pensados teniendo en mente los últimos avances en este campo. Como se puede ver en la ilustración inferior las principales áreas de trabajo permanecen siendo las tradicionales.

Avutardas, aviación en España ...y Don Simón

Haciendo una búsqueda por Internet sobre la avutarda me tope con varias historias curiosas:
En el Hyperclub, fundado por científicos españoles en 1920, cuanto más absurdo fuera el proyecto, mejor. Uno de sus miembros fue el aviador José Rodríguez Díaz de Lecea, cuyo proyecto era perseguir avutardas hasta derribarlas con las alas del aeroplano. 



http://www.elconfidencial.com/alma-corazon-vida/2013/06/09/hyperclub-una-sociedad-selecta-con-ideas-disparatadas-122427

En la foto, María Bernaldo de Quirós (izquierda), primera aviadora española, muestra una avutarda muerta durante un vuelo junto a su instructor, Díaz de Lecea, en el aeródromo de Getafe (1929).




Fuente: Efe
Autor: Diaz Casariego



miércoles, 7 de enero de 2015

El altímetro convencional y el ciclo de histéresis

El altímetro es un barómetro que en vez de estar calibrado en unidades de presión (hectopascales, 1hPa = 1mb), se calibra con unidades de altura (pies o metros normalmente). El sensor del altímetro convencional es una capsula aneroide. 

Estas capsulas son circulares, hechas de metal y poseen excelentes características de elasticidad. Dentro de la capsula se extrae el aire parcialmente, de ahí el termino aneroide, y se evita su colapso mediante un corrugado en su superficie. 



martes, 6 de enero de 2015

El motor a reacción

En el pasado se sabía bien cuál era el proceso de un motor a reacción. En la ilustración se puede ver una “Eolípila”  también conocida como motor de Herón en el que se calentaba agua y el vapor hacia girar la esfera. Está considerada la primera máquina térmica de la historia (siglo I) y funciona de acuerdo a la ley de acción y reacción. Hoy en día, la jerga aeronáutica anglosajona ha popularizado el esquema básico de funcionamiento de un motor a reacción con el clásico y onomatopéyico: 
“Suck-squeeze-bang-blow”que definía la secuencia de eventos que tienen lugar para producir el empuje. Un motor a reacción es también un motor de combustión interna parecido al motor de embolo, pero con un ciclo algo diferente.