Principios de navegación

Transcripción

1 Principios de navegación Introducción La ley JAR-FCL 1.130, el candidato a PPL debe demostrar los conocimientos teóricos para adquirir la licencia de piloto privado. Los requerimientos de los conocimientos teóricos para adquirir la licencia PPL son: Legislación aérea, Conocimiento general de aeronaves y sistemas, planificación y performance, limitaciones humanas, meteorología, procedimientos operacionales, comunicaciones, principios de vuelo y navegación general. La navegación aérea consiste en volar con una dirección una altitud, un consumo de combustible en un tiempo determinado y en una ruta o tramo determinado. En la navegación hay factores a tener en cuenta como es el efecto del viento sobre la trayectoria del avión así como en su velocidad y por tanto en su consumo de combustible y tiempo usado en volar dicho tramo. Para saber que dirección poner para volar sobre ese tramo cuanto tardardarémos en volarlo y cuanto combustible utilizaremos es neceario tener los siguientes conocimientos básicos de navegación.

2 PRINCIPIOS DE NAVEGACIÓN.Conceptos de viento, rumbos, y velocidad del avión.tipos de velocidades.triángulo de velocidades.corrección de deríva.etas, TAS, y GS.Dirección.Cálculo de corrección de deríva, rumbo, velocidad respecto a la tierra, tiempo estimado de llegada y consumo de combustible en un tramo.corrección de ruta

3 Viento Conceptos de viento, rumbo y velocidad del avión El viento es el movimiento de masa de aire sobre una superficie terrestre y puede tener cualquier dirección. El viento puede medirse según la velocidad que tenga así como de la dirección de donde procede. Por ejemplo 050º / 30 kt

4 El Rumbo Es la dirección horizontal hacia a donde apunta el morro del avión. Puede ser medido con referencia a un punto determinado como son norte geográfico, norte magnético o norte de compas. Velocidad del avión: Es el movimiento del avión a través de una masa de aire debido a la tracción dada por la hélice dando una velocidad a ese movimiento y respecto a esa masa de aire. El viento con componente de cara o de cola afecta a la velocidad respecto a la tierra.

5 Tipos de velocidades IAS: Indicated airspeed (velocidad indicada) Es la velocidad que indica el anemometro sin hacer ninguna corrección. εi : Error de instrumento es el error producido por la maquinaria del instrumento por escala y temperatura. El valor es practicamente despreciable y debería ir en el manual del avión. BAS: Básic Airspeed (velocidad básica) IAS corregida por εi BAS = IAS (± εi) εp : Error de posición es el error producido por la posición de las tomas estáticas del avión y de la attitud del avión en vuelo. El error es siempre el mismo en para todos los aviones del mismo modelo y viene en el manual del avión. CAS: Calibrate airspeed (velocidad calibrada) es la BAS corregida por εp, o la IAS corregida por εi/p CAS = BAS (± εp) or CAS = IAS (± εi/p) εc : Error de compresibilidad producido por la presión dinámica, es siempre positivo e incrementa con el nº Mach. Es siempre el mismo para todos los aviones y velocidades. DAS: density airspeed (velocidad de densidad) es la CAS corregida por un factor de densidad de la atmosfera DAS = CAS x f f = 1/ ρ/ρo ρ (densidad del aire en la altitud actual) ρo (densidad a nivel del mar) EAS: equivalent airspeed (Velocidad equivalente) CAS corregida por εc Ερ (error de densidad): es causado porque los anemometros estan calibrados para medir cuando la densidad relativa del aire es 1, ésto sería a nivel del mar en un día de atmósfera estandar (ISA) TAS: True air speed (velocidad verdadera) es la EAS corregida por un factor de densidad o la CAS corregida por εc/ρ TAS = EAS x f o TAS = EAS (± ερ) or TAS= CAS ± εc/ρ Cs sor LSS : Local sound speed (velocidad local del sonido) incrementa con la temperatura. Una forma para calcularlo is ( ( ± ºC en TAT ) ) x = C MACH: nº Mach M= TAS / Cs ETAS: Efective true air speed (velocidad verdadera efectiva) es la TAS corregida por el efecto de la componente del viento cruzado. Es obtenida corrigiendo TAS cuando el ángulo de corrección de deriva (dc) es mayor a 10º. If the angle (dc) is lower, the value ETAS is almost equal to that of TAS. GS: Ground speed (velocidad respecto a la tierra) es la TAS o ETAS corregida por el viento. A partir de esta velocidad determinará el tiempo o distancia en volar una ruta. velocidad =espacio / tiempo

6 Altitud y temperatura IAS εi/p CAS +εc EAS ερ TAS WIND ETAS El εc 0 Si CAS 250kt CAS= EAS GS IAS CAS = IAS (±εi/p) EAS = CAS (+ εc) TAS = EAS ( ερ)

7 Dirección Dirección es la posición de un punto con referencia a otro punto en un espacio determinado por la línea que une a ambos. B A

8 Norte geográfico o verdadero ( TC ): punto de intersección de la superficie terrestre con su eje de rotación es conocido como el norte verdadero o geográfico. Las marcaciones o las rutas que usan como punto de referencia el norte geográfico son conocidas como ruta verdadera o curso.

9 Norte magnético (MN): Punto de la superficie terrestre donde confluyen las líneas del campo magnético que nacen en el polo sur magnético. La brújula o el compas usa como referencia éstas líneas de fuerza con ausencia del magnetismo que producen los equipos de radios.

10 Norte de brujula o compas (CN) : Es el norte magnético corregido por los efectos magnéticos que producen los equipos de aviónica. Desviación (Δ): Son las desviaciones por los equipos de aviónica y son sumadas o restadas del norte magnético para calcular el norte de brújula. Declinación (δ): Es el ángulo de los meridianos que froman el norte magnético y el norte geográfico o verdadero. Tanto la Declinación como la variación sin son hacia el Este (E) los valores son positivos (+) y si son hacia el Oeste (W) son negativos (-)

11 Para calcular el curso o ruta, usamos las siguientes formulas: TC (- δw) = MC MC (-ΔW) = CC TC (δ E) = MC MC (ΔE) = CC Para pasar de curso C a rumbo H debemos corregir el viento cruzado

12 MN TN TN MN MC δw MC δe TC TC Línea de referencia Figura 1 Línea de referencia Figura 2 CN MN TN CC MN CN TN MC δw TC MC TN CC δw Línea de referencia Figura 2 Figura 4 Línea de referencia

13 Triángulo de velocidades El triángulo de velocidades es usado para determinar el efecto del viento mientras el avión está volando. Hay tres parametros: Vector velocidad del avión: éste vector tiene una magnitud y una dirección. Es la velocidad del avión y el rumbo. Vector velocidad del viento: es el vector cuya magnitud es la velocidad del viento y dirección de donde viene el viento. Velocidad respecto a la tierra : es el vector cuya magnitud es la velocidad del avión y ruta. A 23 kt A 050º /30 kt B R T1 B 19 kt H 000º TAS 100 kt TC 347º GS 78 kt T2

14 Corrección de deriva Cuando hay viento de la derecha, el avión es empujado hacia la izquierda. Por tanto para volar la ruta debe corregirse el rumbo hacia la derecha. El viento oblicuo tiene dos componentes: Una transversal y otra longitudinal. Si el viento es perpendicular a nuestra ruta, entonces nuestra deriva será maxima, y si el viento es paralelo a la misma la deriva será 0, y la intensidad en cara o en cola será máximo. Esto es representado con los valores: Cos 0 = 1 para el viento de componente longitudinal Seno 90 = 1 para la componente de viento cruzado. Ruta Ruta

15 Conocimientos básicos de trigonometría

16 ETAS, TAS y GS ETAS: Es la velocidad verdadera efectiva, es decir la TAS corregida por el efecto del viento cruzado y apartir de ésta se calcula GS. Cuando la (dc) es menos de 10 grados, TAS y ETAS son casi iguales. Si el valor de (dc) es más de 10º entonces debería considerase para calcular ETAS para calcular GS. GS = ETAS ± componente wind component viento

17 Ejemplo Un avión vuela a 5000 pies con una TAS 100 kt, y tiene que volar una ruta de 000 º. Le afecta un viento de 050º a 30 kt y un flujo constante de consumo de combustible de 5 gal imp/ h. Que rumbo verdadero y magnético deberá poner para seguir la ruta? Cuanto tiempo tardará en volar 50 nm? Cuánto combustible consumirá en ese tramo? TAS: 100 kt TC: 000º Decline δ: 7º W Wind: 050º/30 kt dc? TH? GS? Time? MH?

18 1º corrección de deríva Desarrollar el cálculo de la intensidad del viento cruzado. TC 000º B A viento 050º /30kt 50º C β A= sinβ x C A= sin50 x 30= 23 kt Se pone el valor angular que diferencia la dirección de donde viene el viento del eje logitudinal del avión.

19 Comprobar y comparar la intensidad de la componete de viento cruzado con el 10% de TAS. 10 kt es el 10% of 100 kt de TAS. En éste caso tenemos una intensidad de viento cruzado 23 kt por tanto 23 >10 kt. Así sabemos que dc is 6º Haciendo el triángulo de velocidades: Sin (dc)= Viento cruzado TAS 23 Sin (dc) = Sin 0.23 Revers = 13,29º 100 dc= 13º Al haber viento de la derecha, el avión será empujado hacia la izquierda, por tanto debemos corregir hacia la derecha. Cuando se corrige hacia la derecha se suma. 13º (dc) se suma a TC para conseguir TH. Con viento de la derecha: TH > TC TH = 000º + 13º = 013º (13º de momento, hasta chequear ETAS)

20 2º Calcular el viento en cara El valor del viento que viene los cuadrantes frontales es negativo El valor del viento que viene de los cuadrantes traseros es positivo Vector viento 050 º/ 30kt Conociendo β y conociendo la intensidad de C podemos calcular la intensidad del lado D. D β C β Cos β = D C = D = Cosβ x C D= Cos 50 x 30 = 19,2 kt al ser viento en cara entonces = -19 kt

21 3º Calcular GS ( ground speed) velocidad respecto a la tierra la GS puede ser calculada directamente con TAS cuando (dc) <10 º En el ejemplo tenemos (dc) = 13> 10 % of TAS asi que debemos calcular GS a partir de ETAS Sabiendo TAS y (dc) podemos obtener ETAS Cos (dc) = ETAS TAS ETAS = TAS x Cos (dc) ETAS = 100 x Cos 13 ETAS = 97 kt GS = ETAS componente de viento GS = 97 + (-19) = 78 Kt

22 4º comprobar corrección de deríva (dc) con ETAS Cos ( dc) = ETAS TAS Cos (dc) = Cos invers 14 dc = 14º TH = 014º

23

24 5º Calcular el rumbo magnético MC= TC ( -δw) MH = TH (-δw) TH= 14 MH= 14 (-7) MH= 021º MN TN MH 021 º -7º TH 014º

25 6º Tiempo que se tarda en volar 50 NM y gasto de combustible Espacio Espacio 50 NM Velocidad = Tiempo = Time = = 0,6410 horas Tiempo Velocidad 78 kt 0,6410 horas x 60 minutos = 38,46 minutos. Combustible consumido 0,6410 horas x 5 gal imp = 3,2 gal imp

26 Corrección de ruta suponiendo un avión volando una ruta y al cabo de unos minutos el piloto se da cuenta que ha volado durante una distancia X fuera de la ruta prevista. A Chi f g B c Â i B h B Â Ĉ CHi: Rumbo de brujula o compas inicial CHf: Rumbo de brujula o compas final CHf = CHi Ĉ Ĉ = Â + B CHf (Â + B)

27 i -Â = Sin Â = c = c i SinÂ i -B = Sin B= h = h i Sin B

28 Ejemplo Un avión volando de A a B, con curso de 090 º, ha volado 70 NM y el piloto se da cuenta que está a 10 NM fuera de la ruta y a la derecha. Con la nueva posición, le queda por volar 260 NM. Qué curso debería ponerse para alcanzar el punto B?

29 dc 10 -Â = Sin Â = Sin Â = = revers SIn = 8,2 º ac 70 dc 10 -B = Sin B= Sin B = = 0,03846 revers Sin = 2,2º cb 260 CHf = CHi ± Ĉ Ĉ = Â + B Ĉ = 8,2 + 2,2 = 10,4º Como el avión está desplazado a la derecha de la ruta prevista debemos corregir el curso hacia la izquirda que implica restar el ángulo C. CHf = 090º - 10º = 080 º

30 Autor: Javier Pérez Mate Piloto comercial CPL Centro de estudio: Escuela de formación aeronaútica Aerofan FTO TRTO Madrid España