ANTENAS

ANTENAS

Una antena es un dispositivo diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagneticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa. En el caso que las antenas estén conectadas por medio de guiaondas, esta función de transformación se realiza en el propio emisor o receptor.
Existe una gran diversidad de tipos de antena, dependiendo del uso a que van a ser destinadas. En unos casos deben expandir en lo posible la potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio generalista o la central de los teléfonos móviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces). También es una antena la ferrita que permite oir un radio-receptor a transistores, o la que está integrada en la computadora portátil para conectarse a las redes WI-FI.
Las características de las antenas dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Si las dimensiones de la antena son mucho más pequeñas que la longitud de onda, las antenas se denominan elementales. Las antenas resonantes tienen dimensiones del orden de media longitud de onda.Una antena va a formar parte de un sistema, por lo que tenemos que definir parámetros que la describan y nos permita evaluar el efecto que va a producir sobre nuestro sistema.

En esencia, una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas, y una guía de onda es un tuvo metálico conductor por medio del cual se propaga energía electromagnética de alta frecuencia, por lo general entre una antena y un transmisor, un receptor, o ambos. Una antena se utiliza como la interfase entre un transmisor y el espacio libre o el espacio libre y el receptor. Una guía de onda, así como una línea de transmisión, se utiliza solo para interconectar eficientemente una antena con el transceptor. Una antena acopla energía de la salida de un transmisor a la atmósfera de la Tierra o de la atmósfera de la Tierra a un receptor. Una antena es un dispositivo recíproco pasivo; pasivo en cuanto a que en realidad no puede amplificar una señal, por lo menos no en el sentido real de la palabra (sin embargo, una antena puede tener ganancia), y recíproco en cuanto a que las características de transmisión y recepción son idénticas, excepto donde las corrientes de alimentación al elemento de la antena se limitan a la modificación de patrón de transmisión.

OPERACION BASICA DE UNA ANTENA

Sin meterse en cuestiones físicas, si una corriente circula por un conductor, creará un campo eléctrico y magnético en sus alrededores. Luego nuestra corriente creará un campo eléctrico y magnético, pero como supondremos que la distancia entre los dos conductores que forman nuestra línea es pequeña, no se creará una onda que se propaga, puesto que la contribución que presenta el conductor superior se anulará con la que presenta el conductor inferior.
Pero si separamos en un punto los dos conductores, los campos que crean las corrientes ya no se anularán entre sí, si no que se creará un campo eléctrico y magnético que formará una onda que se podrá propagar por el espacio.
Según esto, dependiendo del punto desde el que separemos el conductor, tendremos una longitud en los elementos radiantes variable. Al variar esta longitud, la distribución de corriente variará, y lógicamente la onda que se creará y se propagará.
Hay que seguir observando que en los extremos seguimos teniendo un mínimo de corriente y que continúa repitiéndose cada media longitud de onda. Luego ahora podemos ver de forma gráfica, que si suponemos que nuestra antena son solo los elementos radiantes y que el punto en el que los hemos separado es el punto de alimentación de la antena, el módulo de la intensidad en el punto de alimentación varía y lógicamente, también varía la impedancia que presenta la antena.
Como podemos ver, no por tener una antena más larga logramos radiar mejor, lo único que conseguimos es variar el diagrama de radiación y la impedancia que presenta.

TIPOS

Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia, o que, conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana para este fin existen diferentes tipos:

Antena de cuadro:

Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espiras arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace útil en radiogoniometría.

Diedros Canal 4 de Santa Fe

Sistema diseñado y construido por el Departamento de Ingeniería de Antenas Profesionales.
Se trata de un conjunto de 4 Diedros apareados para lograr un diagrama de irradiación bi-direccional de alta ganancia.
Es utilizado por Canal 13 de Santa Fe en una repetidora del interior de la provincia.
El conjunto está alimentado por un divisor de potencia con entrada para cable Coaxial de 1 5/8". Presenta una ganancia bi-direccional de 9 dBd y tiene un ancho de banda de 6MHz con R.O.E. mejor que 1.2:1 para toda la banda.Se encuentra montado en un mástil de 1,10 metros de cara y 120 metros de altura.

Antena de reflector o parabólica

Las antenas reflectoras parabólicas proporcionan una ganancia y una directividad extremadamente altas y son muy populares para los radios de microondas y el enlace de comunicaciones por satélite. Una antena parabólica se compone de dos partes principales: un reflector parabólico y elemento activo llamado mecanismo de alimentación. En esencia, el mecanismo de alimentación aloja la antena principal (por lo general un dipolo o una tabla de dipolo), que irradia ondas electromagnéticas hacia el reflector. El reflector es un dispositivo pasivo que solo refleja la energía irradiada por el mecanismo de alimentación en una emisión concentrada altamente direccional donde las ondas individuales están todas en fase entre sí (un frente de ondas en fase).

Antena lineal

La que está constituida por un conductor rectilíneo, generalmente en posición vertical.

Antena multibanda

La que permite la recepción de ondas cortas en una amplitud de banda que abarca muy diversas frecuencias.

Dipolo de Media Onda

El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas más ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud física de una antena de media longitud de onda es prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como antena de Hertz.
Una antena de Hertz es una antena resonante. O Sea, es un múltiplo de un cuarto de longitud de onda de largo y de circuito abierto en el extremo más lejano. Las ondas estacionarias de voltaje y de corriente existen a lo largo de una antena resonante.
La impedancia varia de un valor máximo en los extremos de aproximadamente 2500 W a un valor mínimo en el punto de alimentación de aproximadamente 73 W (de los cuales entre 68 y 70 W es la impedancia de radiación).
El patrón de radiación de espacio libre para un dipolo de media onda depende de la localización horizontal o vertical de la antena con relación a la superficie de la tierra.
La figura siguiente muestra el patrón de radiación vertical para un dipolo de media onda montado verticalmente. Obsérvese que los dos lóbulos principales que irradian en direcciones opuestas están en ángulo derecho a la antena, los lóbulos no son círculos, se obtienen solo en el caso ideal donde la corriente es constante a todo lo largo de la antena, y esto es inalcanzable en una antena real.

Antena Yagi

Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. (figura siguiente)
Los elementos no activados se denominan parásitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos y varios parásitos. Su ganancia esta dada por:
Para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activo es de 0.15l, y entre el activo y el director es de 0.11l. Estas distancias de separación entre los elementos son las que proporcionan la óptima ganancia, ya que de otra manera los campos de los elementos interferirían destructivamente entre sí, bajando la ganancia.
Como se puede observar, este diseño de antena yagi resulta ser de ancho de banda angosto, ya que el elemento dipolar está cortado a una sola frecuencia que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razón se utiliza la denominada antena yagi de banda ancha, la cual puede cubrir varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia.Tiene una impedancia de 50 ohms.

Antenas VHF y UHF

Para clasificar las ondas de radio se toman como medida los múltiplos de diez en la longitud de onda. Por lo tanto las ondas de VHF tienen una longitud de onda entre 1 Metro y 10 Metros mientras que las de UHF tienen una longitud de entre 10 Centímetros y un Metro. Como la relación es que la frecuencia es igual a la velocidad de la luz (misma velocidad que la de propagación de las ondas electromagnéticas, aproximadamente 300.000 Km./h) dividida por la longitud de onda, entonces tenemos que la banda de VHF va desde los 30 Mhz a los 300 Mhz y la de UHF va de los 300 Mhz a los 3 Ghz.
Las actuales aplicaciones en comunicaciones de punto a punto o móviles que superan los 30 Mhz son muy populares y han hecho que aparezca un gran numero de antenas para estas aplicaciones.

Antenas de arreglos en fase

Una antena de arreglo de fase es un grupo de antenas que, cuando se conectan, funcionan como una sola antena cuyo ancho de haz y dirección (o sea, patrón de radiación) puede cambiarse electrónicamente sin tener que mover físicamente ninguna de las antenas individuales. La ventaja principal de las antenas de arreglo de fase es que eliminan la necesidad de girar en forma mecánica los elementos de la antena. En esencia, un arreglo de fase es una antena cuyo patrón de radiación puede ajustarse o cambiarse electrónicamente. La aplicación principal de arreglo de fase es en radares, donde los patrones de radiación deben ser capaces de cambiar rápidamente para seguir un objeto en movimiento.

Diagrama de radiación (Patrón de radiación)

Es la representación gráfica de las características de radiación de una antena. Es habitual representar el módulo del campo eléctrico o la densidad de potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase.

Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena cumplen unas determinadas características. Se puede definir un ancho de banda de impedancia, de polarización, de ganancia o de otros parámetros.

Directividad

Es la relación entre la densidad de potencia radiada en la dirección de máxima radiación, a una cierta distancia r y la potencia total radiada dividida por el área de la esfera de radio r. La directividad se puede calcular a partir del diagrama de radiación. La ganancia de una antena es igual a la directividad multiplicada por la eficiencia.

Polarización

Las antenas crean campos electromagnéticos radiados. Se define la polarizacion electromagnetica en una determinada dirección, como la figura geométrica que traza el extremo del vector campo eléctrico a una cierta distancia de la antena, al variar el tiempo. La polarización puede ser lineal, circular y elíptica. La polarización lineal puede tomar distintas orientaciones (horizontal, vertical, +45º, -45º). Las polarizaciones circular o elíptica pueden ser a derechas o izquierdas (dextrógiras o levógiras), según el sentido de giro del campo (observado alejándose desde la antena).Se llama diagrama copolar al diagrama de radiación con la polarización deseada y diagrama contrapolar (crosspolar, en ingles) al diagrama de radiación con la polarización contraria.

SISTEMA COMPASS EN LA AVIACION

SISTEMA COMPASS EN LA AVIACION

BRUJULA

La brújula magnética es uno de los instrumentos más antiguos que se utilizan en las aeronaves. Aunque ha sido en general sustituida por la brújula giroscópica en los grandes aviones, la brújula magnética conserva su papel original como instrumento de navegación básico porque no está sujeto a los defectos electromecánicos, y, por tanto, en la mayoría de los aviones es un instrumento de ayuda necesario.La brújula magnética sirve como una herramienta direccional al alinearse por sí sola en la dirección de los polos magnéticos terrestres . A causa de la localización de los polos magnéticos, la aguja de una brújula apuntará al polo norte geográfico sólo en unos pocos sitios. En otros lugares, apuntará al este o al oeste del NorteLa diferencia en grados entre la dirección marcada por la aguja de la brújula y la dirección del verdadero Norte se llama variación o declinación. Por conveniencia de los navegantes, se ha medido la declinación en muchas partes del mundo, y se han preparado cartas que muestran los puntos conectados con declinación similar, o líneas isogónicas, consistentes en la declinación aproximada al este o al oeste para cualquier área. En tales cartas, la línea de declinación según la cual la brújula marca el verdadero Norte se denomina línea agónica.

FUNCIONAMIENTO

Nos permite conocer el rumbo magnético del avión. Si queremos fijar un rumbo medido sobre una carta de navegación, sumaremos al rumbo geográfico la declinación magnética de la zona. La lectura suele ser el rumbo en grados dividido por 10. En la figura unos 142º. La indicación de la brújula está sometida a varios errores. En el hemisferio Norte, y en los virajes desde rumbo N la brújula retrasa, y desde el rumbo S adelanta, por lo tanto hay que anticipar o retrasar la maniobra de fin de viraje en cada caso. En el hemisferio Sur, desde el rumbo N adelanta y desde el S retrasa. Estos errores desaparecen al acercarse a los rumbos W o E.
Es un instrumento que indica el rumbo, o el ángulo de la dirección en la que una aeronave está apuntando en el plano horizontal. Una brújula magnética puede indicar la partida o el porte, teniendo referencia a una fuente de señal de radio, o de rodamiento con respecto a una línea de inercia de la posición mantenida.
En los modernos de transporte de aviones comerciales o aviones de combate militar, el sensor principal de la aeronave brújula es el sistema de referencia inercial (IRS). Este sistema proporciona una referencia giroscópicamente derivados a un eje de referencia inercial mediante la detección de las aceleraciones lineales y angulares de la aeronave y continua integración de estos valores para proporcionar velocidades angulares y lineales. El sistema de referencia inercial se deriva de su posición y actitud en un sistema inercial de referencia para el norte verdadero. Este enfoque representa un aumento de la precisión en los sistemas de brújula original, que se desarrollaron las líneas de la posición de referencia para el norte magnético o comunmente llamado Giroscopio, sistema de guía inercial.
La brújula magnética sigue siendo un instrumento simple, barato y fiable para indicar el rumbo del avión. Las limitaciones en la exactitud de esta brújula se deben a las aceleraciones y las vibraciones de la aeronave, el campo magnético inducido de la aeronave, y la falta de conocimiento de la variación magnética local (la diferencia entre el norte magnético y norte). La brújula es un sensor de secundaria de la incidencia en el transporte a reacción y aviones de la mayoría de los militares, aunque sigue siendo el instrumento principal para muchas pequeñas aeronaves de aviación general. Esta brújula es típicamente un instrumento independiente que consiste en una tarjeta que indica el rodamiento instalado en un caso lleno de líquido. El líquido que sirve para amortiguar los movimientos de aeronaves rápidas o oscilaciones. En algunos aviones, la brújula se ha unido a un elemento giroscópico para proporcionar la gyroslaved, o gyrosynchronized, la brújula magnética. La brújula gyrosynchronized utiliza un giro direccional para determinar el horizonte local y a las aceleraciones y por lo tanto el sentido correcto para efectos de la gravedad en la salida de la brújula.

VOR

VOR

VOR es un acrónimo para la frase "VHF Omnidirectional Range", que en castellano significa Radiofaro Omnidireccional de VHF.
Se trata de una radio ayuda a la navegación que utilizan las aeronaves para seguir en vuelo una ruta preestablecida. Generalmente se encuentra una estación VOR en cada aeropuerto. La antena VOR de la estación emite una señal de radiofrecuencia VHF en todas direcciones, que es recibida por el equipo VOR de cualquier aeronave que se encuentre dentro del rango de alcance (máx. unos 240 km) y tenga sintonizada la frecuencia de dicha estación (que puede variar de 108.00 a 117.95 MHz modulada en AM).
La radiofrecuencia emitida por un VOR contiene o está modulada por tres señales. Una es la identificación de la estación en código Morse, que permite al piloto identificar la estación. Las otras dos son ondas senoidales de 30 Hz cuyas fases varían entre si. Se les llama señal de referencia y señal variable respectivamente. La referencia mantiene siempre su fase constante, mientras que la variable cambia su fase según la dirección en la que sea emitida. Dicha dirección se mide como un azimut, es decir, se divide en 360 grados alrededor de la antena VOR contando en sentido horario a partir del norte magnético terrestre, punto en el cual la señal de referencia y la variable tienen fase idéntica. De esta manera se puede visualizar una antena VOR como el punto desde el cual parten 360 líneas de dirección, a las que se les llama radiales.
El equipo VOR en la aeronave recibe la señal VOR y demodula sus tres señales. Compara la señal de referencia con la variable y determina la diferencia de fase entre las dos. De esta manera puede conocerse en qué radial del VOR sintonizado se encuentra la aeronave con respecto al norte magnético terrestre.
El VOR se utiliza en la aeronáutica para navegar según el vuelo IFR, siempre permaneciendo en radio con un CTA. Los VOR suelen ir acompañados de DME (Distance Measurement Equipment), éstos son completamente independientes del sistema VOR y ayudan al piloto a conocer la distancia que hay entre la aeronave y la estación VOR.Un ejemplo de frecuencia y estación VOR sería: RES (114.2 MHz) (y su transmisión en Morse: .-...).

• Precisión

La precisión predecible de un VOR es ± 1,4°. Sin embargo, datos de prueba indican que el 99,94% del tiempo con un sistema VOR tiene menos que ± 0,35° de error. Los sistemas VOR son internamente monitoreados y comunican cualquier error de la estación que exceda 1,0°.[1]La norma ARINC 711-10 del 30 de enero de 2002 establece que la precisión del receptor debería estar dentro de 0,4º con una probabilidad estadística del 95% bajo varias condiciones. Cualquier receptor cumple con este estándar bien o suele excederla.

• Futuro

Como ocurre con otras formas de radionavegación aérea utilizadas actualmente, es posible que el VOR sea reemplazado por sistemas satelitales como el GPS (Global Positioning System). El GPS es capaz de localizar la posición horizontal de una aeronave con un error de sólo 20 m. Si se utiliza el GPS combinado con el WAAS (Wide Area Augmentation System), el error se reduce a un cubo de 4 m de lado. Esta precisión instrumental se aproxima (con posicionamiento lateral y vertical) a la Categoría I de los sistemas ILS actuales (Instrument Landing System). Refinamientos posteriores incluyen el LAAS (Local Area Augmentation System), que probablemente permita aproximaciones equivalentes a la categoría III del ILS, para prácticamente aterrizar con cero visibilidad. El LAAS está planeado para utilizar una banda de frecuencia VHF para sus mensajes de corrección del GPS, lo cual requerirá que otras estaciones terrestres de radio locales (radionavegación o frecuencias de comunicación por voz) utilicen frecuencias diferentes para evitar interferencias.
Una aproximación VOR está basada en un VOR ubicado en alguna parte cerca de la pista. El trayecto al tramo de acercamiento no será el mismo que al localizador ILS a la misma pista. Algunas veces el rumbo a la pierna deacercamiento diferirá bastante. En ENV en el norte de Noruega es 24º. Esto resultará en la altura mínima.
Una aproximación LOC (a un localizador) está basada en un ILS, pero sin GP (Glide Path-Trayecto de Planeo).
Ambas aproximaciones son llevadas a cabo de la misma manera.

ADF - AUTOMATIC DIRECTION FINDER

ADF - AUTOMATIC DIRECTION FINDER

El ADF o Automatic Direction Finder es un instrumento de Navegación muy utilizado generalmente por pilotos de aeronaves ligeras. Normalmente a los pilotos se les explica su función y se les indica como utilizarlo cuando inician su entrenamiento para navegación en tierra. A medida que el piloto avanza y mejora sus conocimientos se va dando cuenta de la valiosa funcionalidad que este instrumento da para la navegación VFR (Visual Flight Rules - Vuelo Visual) e IFR (Instruments Flight Rules - Vuelo por Instrumentos).Cuando se inicia en el simulador de vuelo, cada instrumento que se descubre y aprende a utilizar hace que nuestra experiencia con el simulador se haga mas agradable y disfrutemos mas de nuestros vuelos. Se disfruta mucho encontrando como funcionan y se operan los diferentes elementos del panel de instrumentos.

• Conceptos Basicos del ADF

El ADF es un instrumento muy básico. De una forma simple, es una aguja o flecha colocada en un compas de caratula fija que apunta a una estacion NDB.

El ADF se utiliza para cinco diferentes propósitos:

1. Fijar posición del avión.
2. Navegación en Ruta.
3. Aproximación por Instrumentos.
4. Para procedimientos de Espera (Holding).
5. Indicar el punto de inicio de un procedimiento de aproximación mas complejo.

Los primeros dos items se utilizan básicamente por los pilotos tanto bajo condiciones VFR como IFR. Los tres últimos se utilizan exclusivamente para procedimientos IFR. Lo mas importante de entender es que el ADF es el instrumento que se encuentra en la aeronave y el NDB es la radioayuda o faro que se encuentra localizada en tierra a la que apunta el ADF.

• El NDB (Non Directional Beacon)

El NDB es la estación en tierra que emite la señal que se sintoniza con el ADF. La señal se emite en todas las direcciones, asi que no importa en que posicion relativa se encuentra la aeronave con respecto al NDB, el ADF sintonizará la señal siempre que se encuentre en el area de alcance de la misma.

• La anatomia del ADF

En el diagrama se ilustra como funciona el ADF. Como puede apreciar éste consiste de una aguja que tiene una cabeza o punta y una cola y se encuentra sobre una carátula fija (no tiene rotación) de compás. Este tipo particular de ADF se llama pues de carátula fija.El propósito de éste artículo es explicar las bases de la utilización del ADF para que sirvan de soporte a otras lecciones sobre navegación que iremos viendo mas adelante.

• Funcionamiento básico

Cuando el ADF se sintoniza en la frecuencia del NDB apunta o señala la dirección hacia donde se encuentra la estación NDB. La dirección a la que apunta es relativa a la nariz del avión. Para interpretar el ADF, la dirección de la nariz es 0° y la flecha debe estar apuntando al NDB en una dirección relativa a la nariz del avion (0°).
El NDB se sintoniza utilizando el radio de navegación ADF representado por un pequeño cuadrado con tres digitos tal como se muestra en la gráfica. Para sintonizar el NDB debe colocar en esta casilla la frecuencia correspondiente e inmediatamente (si se encuentra dentro del radio de cobertura de la señal) la flecha apuntará en la dirección en que éste se encuentra. La señal de un NDB generalmente tiene un alcance de unas 50 millas náuticas pero tambien depende de la altitud y a la potencia de la señal de la estación NDB que la genera. Existen NDBs conocidos como localizadores y son utilizados para ayudar al piloto en aproximaciones ILS de presición y generalmente tienen un alcance entre 20-30 millas sencillamente porque ese alcance es mas que suficiente para que un localizador cumpla con su función.

VHF

VHF

VHF (Very high Frecuency) es la banda del espectro electromagnético que ocupa el rango de frecuencias de 30 MHz a 300 MHz.

La radio VHF está pensada para comunicaciones de hasta un radio de 25 millas y representan sin lugar a dudas el elemento de seguridad más importante a llevar a bordo. En aguas costeras representa el equipo más importante para conectar con un rescate o servicio de remolque o simplemente para comunicar con el puerto de destino u otro barco. A través de la VHF podremos escuchar de información meteo, o pedir datos a estaciones costeras para cualquier necesidad.

Las emisiones en VHF se establecen sólo en línea de señales a la vista, es decir, cualquier obstáculo como montañas o masas de tierra imposibilitan la conexión. Si varios barcos emiten simultáneamente en una misma frecuencia solo oiremos la que nos llegue con más potencia. Para una buena recepción debemos prestar atención a la instalación de la antena. Debemos montarla lo más alta posible, y naturalmente en un velero en el tope del palo. El cable de antena tiene también su importancia pues con un cable de poca calidad tendremos perdidas de señal entre la antena y el equipo VHF.
En los equipos VHF se han preestablecido diverso canales, cada uno de los cuales corresponde a una frecuencia distinta en la gama de las (VerY Hight Frecuencies) que está en torno a los 150 Megahercios. Es decir, la onda electromagnética vibra a una frecuencia de unos 150 millones de ciclos por segundo. Todas las radios deben tener un botón para pasar inmediatamente al canal 16 que es el internacional de emergencia. Los buscadores de las radios permiten escuchar las comunicaciones que se puedan producir en varios canales mediante una sucesión rápida en la escucha sobre ellos. En casi todas las radios existe un botón llamado ‘Squelch’ que permite eliminar el ruido de la recepción cuando nadie está emitiendo. De este modo no oiremos el molesto ruido cuando el canal está vació, y solo escucharemos las conversaciones. Pero el nivel de Squelch debe ser ajustado correctamente para no tapar una posible emisión que sea muy débil. Respecto al altavoz, a veces es aconsejable y cómodo conectar un altavoz auxiliar en la bañera para no tener que estar atento a la radio en el interior del barco.
Muchas VHF permiten ajustar el nivel de potencia de emisión y no solo por cuestiones de consumo. Si emitimos con demasiada potencia a otro barco que esté cerca, además de ser innecesario, es posible que tapemos la posibilidad de comunicación de otros barcos alejados sin ningún beneficio para nuestra comunicación.
Dependiendo del barco para el que equipemos la VHF, es posible que debamos instalar una con botón DTS. Se trata de un botón de emergencia que al ser pulsado conmuta directamente al canal de emergencia 16 y emite el solito nuestra posición en latitud y longitud a todos los barcos que se encuentren a nuestro alcance. Para ello las VHF con botón DTS necesitan estar conectadas con el GPS del barco que se encarga de actualizar en la radio las coordenadas para pocos segundos.


Las VHF pueden ser de sobremesa o panelables o también portátiles del tamaño de un Walki-talki. Las portátiles deben ser impermeables y soportar los golpes pues tendrán una vida más dura que sus hermanas mayores. Son ideales en embarcaciones auxiliares o en grandes barcos para comunicarse entre distintas personas, o simplemente como radio de respaldo por si fallara la VHF principal.
Al instalar una antena debemos utilizar el cable coaxial de mayor diámetro permitido por el fabricante y siempre que este sea compatible con el tendido por el interior de nuestro mástil o por los entresijos de nuestro barco. El más normal es el denominado RG-58 con el que se consiguen niveles de perdida bajos. El cable denominado GR-8U consigue mejores resultados pero además de ser mucho más caro es el doble de grueso y a veces se hace muy difícil su cableado. Naturalmente no debemos utilizar grandes longitudes de cable pues la señal se va debilitando. Esta pérdida se mide en decibelios (dB), y en el resultado final la calidad de la antena tiene mucha importancia. Tenga mucho cuidado con los empalmes. Uno mal hecho puede dar al traste con nuestra instalación. Para unir dos coaxiales existen conectores que permiten hacerlo sin apenas pérdidas, aunque también se pueden unir sin ellos y un poco de pericia. En todo caso debe impermeabilizar la unión para que la humedad marina no oxide la malla y deje de funcionar la instalación. En este aspecto le aconsejo utilizar en vez de la típica cinta aislante que se acaba despegando con la humedad una cinta llamada vulcanizante, que tiene aspecto de goma y podrá encontrar en tiendas de suministro eléctrico especializadas. Se corta un cachito, se estira un poco bruscamente y se utiliza como si fuese una cinta aislante normal. El resultado es una unión de goma que vulcaniza (se funde) y queda como una funda original. En el barco merece la pena utilizarlas.
Sorprendentemente, la potencia en vatios de la radio es mucho menos importante que la altura de la antena en el momento de determinar el rango de alcance de la transmisión. Pero la ganancia de la antena es un elemento muy a tener en cuenta. A más ganancia, más enfocada queda la energía en el plano horizontal de transmisión (estamos emitiendo para la gente que está en el nivel del horizonte y no para los aviones o para los marcianos!) Si no emitimos hacia los cielos es lógico pensar que esta energía se emite hacia el horizonte que es lo que nos interesa.Las antenas de mayor ganancia en torno a los 9 dB transmiten la energía en una banda estrecha perpendicular a la antena. Concentran la energía de forma horizontal. Como una embarcación a motor no escora igual que un barco a vela, puede beneficiarse usando una antena con 6 o 9 dB de ganancia. La energía radiada por la antena se concentrará por el agua y llegará con más fuerza a un receptor de VHF. Por el contrario un velero suele escorar (navegando a vela) por lo que conviene utilizar una antena de menor ganancia que no pierda la comunicación en caso de una navegación escorada, gracias a la normalmente no deseada dispersión de la señal fuera del plano horizontal.

SISTEMAS QUE FUNCIONAN EN VHF

Televisión, radiodifusión en FM, Banda Aérea, satélites, Comunicaciones entre buques y control de trafico marítimo. A partir de los 50 MHz encontramos frecuencias asignadas, según los países, a la televisión comercial; son los canales llamados "bajos" del 2 al 13. También hay canales de televisión en UHF. Entre los 88 y los 108 MHz encontramos frecuencias asignadas a las radios comerciales en Frecuencia Modulada o FM. Se la llama "FM de banda ancha" porque para que el sonido tenga buena calidad, es preciso aumentar el ancho de banda. Entre los 108 y 136.975 Mhz se encuentra la banda aérea usada en aviación. En 137 MHz encontramos señales de satélites meteorológicos. Entre 144 y 146 MHz, incluso 148 MHz en la Región 2, encontramos las frecuencias de la banda de 2m de radioaficionados. Entre 156 MHz y 162 MHz, se encuentra la banda de frecuencias VHF internacional reservada al servicio radiomarítimo. ]Por encima de esa frecuencia encontramos otros servicios como bomberos, ambulancias y radio-taxis etc. Entre 170 y 173 Mhz, en México, se encuentran asignados 12 canales para uso exclusivo de los Ferrocarriles, para comunicaciones entre Despachadores de Trenes y tripulaciones, así como para comunicación entre tripulaciones en camino o servicios de patio. Las comunicaciones aeronáuticas en su gran mayoría se realizan en la banda VHF y van de 118.0 MHZ a 136.0 MHZ.

SISTEMAS SINCRONOS DE TRANSMISION DE DATOS

SISTEMAS SINCRONOS DE TRANSMISION DE DATOS

Con la llegada de los grandes aviones poli motores se presento el problema de cómo medir diversas cantidades, como la presión, temperatura, velocidad de los motores y contenido de los depósitos de combustible en puntos situados a mayores distancias de la cabina de vuelo; muchos de los instrumentos de vuelo disponibles por entonces funcionaban basándose en principios mecánicos que podrían adaptarse para transmitir adecuadamente la información requerida. Por ejemplo en un avión bimotor muy antiguo, los indicadores de velocidad de los motores accionados mecánicamente estaban diseñados con esferas de gran diámetro, de modo que montando los indicadores en las góndolas de los motores se podían leer desde la cabina de vuelo.
Por consiguiente surgió una demanda de métodos mejorados para medir en puntos distantes, esto se soluciono mediante el uso de sistemas eléctricos en los que un elemento detecta las variaciones en la cantidad medida y transmite la información eléctricamente a un elemento indicador. Es decir que todos los aviones en sus instrumentos de vuelo son del tipo de indicación remota, pero muchos de ellos tienen un diseño en el que la transmisión de datos se efectúa a través de un sistema síncrono especial.Los sistemas síncronos se agrupan en dos grupos: corriente continua y corriente alterna, aunque varían en lo que respecta al método de transmisión de datos, todos los sistemas tienen una característica común y es la que constan de un transmisor situado en la fuente de medición y de un receptor que se emplea para situar el elemento indicador.

INTRODUCCION

SISTEMAS SINCRONOS DE CORRIENTE CONTINUA

SISTEMA DESYNN.

Este sistema es uno de los primeros que se empleo en los aviones, y puede tomar una de estas tres formas:

1. Movimiento giratorio o resistencia toroidal (para indicación de posición y contenido de liquido)
2. Movimiento lineal o micro-desynn (para indicador de presión)
3. Desynn en plancha(para indicador de presión)

El principio de funcionamiento es el mismo en todos los casos, pero la disposición de movimiento giratorio puede considerarse el sistema básico del cual han evolucionado los otros.

· Sistema básico.

El sistema básico consta de una resistencia arrollada en un conformador circular (llamada resistencia toroidal) y derivada en tres puntos separados 120° separados entre si. Dos brazos de fricción diametralmente opuestos, uno positivo y el otro negativo, están aislados entre si por un brazo ranurado que engrana en un pasador accionado por el elemento mecánico apropiado del transmisor. Los brazos de contacto de fricción están montados en forma de barra y tienen libertad de rotación alrededor de un pivote que lleva la corriente al brazo positivo; la corriente al lado negativo va vía un resalto de fricción cuyo lado inferior esta conectado con un anillo instalado en el lado interior de la moldadura de terminales. Un resorte circular, instalado en el extremo del pivote, mantiene todo el conjunto en su lugar contra un muelle que da la presión de contacto requerida por la resistencia toroidal.
El elemento receptor consta de un rotor de imán permanente bipolar cilíndrico pivotado para que gire dentro del campo de un estator de metal blando laminado, que lleva un devanado distribuido en tres fases, conectado en estrella y alimentado desde las derivaciones de la resistencia toroidal. Los elementos eléctricos de los receptores son comunes a las tres disposiciones de circuito de sistema Desynn.
La explicación de lo dicho anteriormente es decir la forma en que funcionan estos brazos es que cuando se aplica corriente continúa a los brazos de contacto del transmisor, que esta en contacto con la resistencia toroidal, circulan corrientes en la resistencia que hacen o facilitan que los tres puntos de derivación o toma tengan potenciales diferentes. Estas corrientes circulan a su vez a través de las bobinas del estator del receptor y producen un campo magnético alrededor de cada bobina similar al de un imán recto, por lo tanto cualquier extremo de una bobina puede designarse como polo norte o como polo sur dependiendo de la dirección de la corriente a través de la bobina. Los campos combinados se extienden a través del entrehierro y hacen que el rotor de imán permanente se alinee con su resultante.

· Sistema micro-Desynn o indicador de presión.

Cuando el movimiento de un motor o fuerza motriz es pequeño y lineal, el empleo de un elemento de transmisión de sistema básico esta estrictamente limitado, por consiguiente se creo el transmisor micro-desynn para que pudiera aumentar estos pequeños movimientos y producir por movimiento lineal de los contactos, los mismos resultados eléctricos que la rotación completa de los brazos en contacto del transmisor básico.
Las resistencias van arrolladas en bobinas que pueden ser de sección redonda o cuadrada; las del último tipo están creadas o diseñadas para ayudar a reducir los errores cíclicos y de fricción

· Sistema Desynn tipo plancha

Además del error cíclico que presentan los sistemas básicos y los micro, también aparecen pequeños errores debidos a que la fricción establecida por los brazos de contacto que tienen que moverse en una superficie considerable de resistencia de alambre. Aunque tales errores pueden solucionarse o reducirse empleando un buen material de contacto y pulimentando la superficie de hilo de resistencia, el error cíclico sigue siendo, en cierta medida indeseable.

SISTEMAS SINCRONOS DE CORRIENTE ALTERNA.

Los sistemas que funcionan con corriente alterna se clasifican generalmente bajo el término genérico sincro y se fabrican con varios nombres comerciales, AUTOSYN y SELSYN, por ejemplo todos estos sistemas funcionan bajo el mismo principio y se dividen en cuatro grupos principales según su función:

• Sincros de torsion.
• Sincros de control.
• Sincros diferenciales.
• Sincros de resolución.
  

• SINCROS DE TORSION

Son la forma más simple de sincro y se usan para la transmisión de información angular por medio de señales inducidas, y para la reproducción de esta información por la disposición de un eje en un elemento de salida o receptor. Estos Sincros de torsión suelen encontrarse en los sistemas de instrumentos de vuelo. Cada unidad consta de un rotor que lleva un devanado o arrollamiento, y esta montada concéntricamente en un estator que lleva tres devanados cuyos ejes están separados 120°. Las principales diferencias entre TR (receptor) y el TX (transmisor) son que el rotor del TX esta acoplado mecánicamente a un eje de salida, mientras que el rotor del TR pueden girar libremente; los devanados de el rotor están conectados a una fuente de alimentación de corriente alterna monofásica, y las conexiones correspondientes del estator están unidas por las líneas de transmisión.
Cuando los rotores están alineados con sus estatores respectivos en la posición indicada, se dice que están en “cero eléctrico” esto refiere el Angulo de referencia normalizado para los Sincros al que se producirá un ajuste dado de voltajes de los estatores; por este acuerdo se pueden emparejar los Sincros de sustitución; cuando los rotores del TX y el TR ocupan las mismas posiciones angulares, y se aplica potencia, se producirán voltajes iguales y opuestos y por consiguiente no puede circular ninguna corriente en las bobinas de los estatores. Se dice entonces que el sistema esta en “nulo”.

• SINCROS DE CONTROL

Los Sincros de control se diferencian de los de torsión en que su función es producir una señal de voltaje de error en el elemento receptor, como oposición a la producción de una torsión de rotor. Los Sincros de control se suelen utilizar en altímetros servo accionados que funcionan en conjunción con los calculadores centrales de datos de aire. El voltaje de error se amplifica entonces y se envía a la fase de control del motor; la otra fase (fase de referencia) es alimentada continuamente con corriente alterna.

• SINCROS DIFERENCIALES.

En algunos casos es necesario detectar y transmitir señales de error representativas de dos posiciones angulares, y de tal forma que el elemento receptor de un sistema de Sincros indique la diferencia de la suma de los dos ángulos. Esto se logra introduciendo un tercer sincro en un sistema de torsión o control, y utilizándolo como transmisor diferencial. A diferencia de los Sincros del TX o CX un transformador diferencial (designado TDX o CDX) tiene un rotor y un estator devanados idénticamente que, cuando se trata de un sistema de sincro de torsión, están interconectados.

• INDUCCION ELECTROMAGNETICA.

La inducción electromagnética se refiere en términos generales a la producción de una fuerza electromotriz dentro de un conductor cuando hay movimiento relativo entre el y un campo magnético. Si la corriente es constante, no se inducirá fuerza electromotriz.
Otro efecto inductor que podemos considerar ahora se produce cuando dos bobinas portadoras de corriente se colocan muy próximas y quedan enlazadas por los flujos que producen, de modo que, cuando se cambia la corriente a través de una bobina, se inducirá una fuerza electromotriz no solo en esa bobina sino también en la adyacente. Esta propiedad es conocida como inductancia mutua y se utiliza en el transformador.

• PRINCIPIO DEL TRANSFORMADOR.

Un transformador emplea dos bobinas eléctricamente separadas en un núcleo de hierro, una de las bobinas esta conectado a una alimentación de corriente alterna y la otra conocida como secundario, esta provista de terminales de los cuales se toma un voltaje de salida; el efecto de la corriente alterna es establecer un flujo magnético alterno en el núcleo, y puesto que la mayor parte de este flujo enlaza con el devanado secundario, se produce una fuerza electromotriz en el secundario por inducción mutua. La relación de los voltajes en los dos devanados es proporcional por consiguiente a la relación de las vueltas, conocida como la relación de vueltas del transformador.

• SERVO SINCRONIZADORES.

La función de los servo sincronizadores (RS) es convertir los voltajes alternos, que representan las coordenadas cartesianas de un punto, en una oposición de un eje y un voltaje, que juntos representan las coordenadas polares de ese punto. Pueden utilizarse también de forma inversa para convertir el voltaje de coordenadas polares a cartesianas. Estos servo sincronizadores se emplean generalmente en los sistemas de director de vuelo e instrumentos integrados.

• SINCROTEL.

Un sincrotel se usa generalmente como un transformador de control de baja torsión o transmisor. Emplea un estator trifásico convencional, y a diferencia de uno convencional la sección de rotor esta en tres partes independientes: un rotor cilíndrico hueco de aluminio de sección oblicua, un devanado de rotor monofásico fijo y un núcleo cilíndrico cuyo alrededor gira el rotor. El eje del rotor esta soportado en pivotes de rubí y conectado al elemento detector de presión o cualquiera que sea el elemento que exija el uso.En su aplicación típica para medir presión, el sincrotel esta conectado eléctricamente a un sincrotransmisor de control cuyo rotor se ve obligado a seguir la posición del rotor del sincrotel, en otras palabras actúa como un sistema de servo circuito. El rotor del sincrotransmisor es activado por una alimentación monofásica de 26 voltios y 400Hz que incluye voltajes en el estator del transmisor, como este estator esta conectado al estator del sincrotel, se establece a través de el un flujo alterno radial resultante. Para cualquier presión especial aplicada al elemento detector, habrá una posición correspondiente del rotor del sincrotel y debido a su forma oblicua, el flujo radial del estator cortara sus secciones, por tanto se producen corrientes en el rotor y puesto que pivota alrededor del núcleo cilíndrico se creara una componente de del flujo axial en el núcleo. El devanado del rotor esta también fijo alrededor del núcleo y, por consiguiente el flujo del núcleo inducirá un voltaje alterno en el devanado; la amplitud de este voltaje será función sinusoidal de las posiciones relativas del flujo del rotor y estator. Este voltaje se envía a través de un amplificador, a la fase de control de un servomotor bifásico que acciona el rotor del sincrotransmisor alrededor en su estator, produciendo con ello un cambio de flujo del estator del sincrotel, hasta el punto en el que no se induce ningún voltaje en el devanado de el rotor; es decir, el sincrotransmisor es accionado a la posición nula. Esta posición corresponde a la presión de medida por la unidad detectora de ese instante.

CONCLUSIONES

Para la transmisión de datos se utilizan unos sistemas en los que se miden pequeños cambios que pueden ser significativos en la aviación para esto se utilizan los sistemas síncronos de datos que se pueden utilizar en corriente alterna o corriente directa.
Estos sistemas nombrados anteriormente nos sirven para medir la presión temperatura velocidad de los motores y el contenido en los depósitos de combustible donde si llegase a haber algún cambio por mas pequeño que sea ocurre un cambio en un indicador en donde a su vez esta situado en la cabina de un avión.Además de esto los sistemas síncronos de transmisión de datos nos sirvió por que redujo considerablemente el peso de la aeronave debido a que no hay necesidad de llevar las tuberías de presión hasta la cabina si no que se transmite la información mediante cables reduciendo así peso.

Auxiliar Power Unit (APU)

Auxiliar Power Unit (APU)

El APU Garret GTCP-85-98 DHF es una turbina de gas que suministra presión neumática para el sistema de aire acondicionado y arranque de motores, y energía eléctrica para la operación de los sistemas en tierra, puede funcionar en vuelo para brindar una fuente alternativa de energía eléctrica en caso de falla de algúno o ambos generadores.
El APU está ubicado en el compartimiento de accesorios posterior despresurizado y está rodeado por un cerramiento antifuego. La unidad está protegida por un sistema de detección y extinción de incendio que puede ser operado tanto desde el cockpit o desde el panel de control exterior desde tierra que está ubicado en la parte izquierda posterior del fuselaje.

Ademas El APU o Unidad de Energía Auxiliar (Auxiliary Power Unit, en inglés) de un avión es un dispositivo, con estructura idéntica a la de un motor, pero con la característica de no producir empuje, sino que actúa como fuente de energía para la aeronave, suministrándole a ésta la energía eléctrica necesaria para todas sus funciones, así como energía para que los motores puedan llevar a cabo su arranque.

Encendido y apagado

Todos los encendidos del APU, en tierra y en vuelo, reciben corriente DC de la batería del avión. El aire sangrado que se usa para el encendido de los motores y para el aire acondicionado es controlado por el switch APU AIR. El switch, cuando está en ON, abre una válvula de control y provee aire al sistema neumático del avión. Cuando está en OFF la válvula cierra, entonces corta el aire al sistema neumático. Una válvula de un sentido evita el flujo inverso de aire desde los motores hacia adentro del APU.
Tiene instalado unos circuitos para proveer un calentamiento de 60 seg cuando recién se enciende el APU antes de brindar aire. El switch APU MASTER, ubicado en el panel sobrecabeza, es usado para el encendio y apagado normal. Cuando es movido a OFF, el aire y la corriente del generador son inmediatamente cortados. El APU luego se demora unos 60 seg hasta apagarse que permite enfriar la sección caliente al no tener cargas, minimazando el shock térmico. La demora de 60 seg de enfriamiento es puenteada si el switch de fuego (FIRE CONT) es movido a OFF & AGENT ARM

Suministro de Combustible

El combustible es normalmente suministrado al APU desde el tanque derecho. La bomba de arranque (START PUMP) de DC o cualquier bomba del tanque derecho o central proveerá combustible al APU, también se lo puede suministrar desde el tanque izquierdo si se enciende una de sus bombas y se abre la válvula FUEL X FEED.
Una vez que se arracó el APU, cuando sea posible, al menos una bomba debe estar encendida para suministrar combustible. La operación con una bomba del tanque central debe ser evitada si la cantidad de combustible del tanque central es baja (800 lbs/360 kg), sino puede que ingrese aire en la línea de combustible que hará que se apague el APU y evite que vuelva a arrancar. La presión de la START PUMP de DC es mucho menor que las bombas principales de AC, consecuentemente, operar la START PUMP no prevendrá la ingestión de aire dentro de la línea de combustible si las bombas principales están apagadas.
La unidad de control de combustible del APU regula automáticamente el flujo de combustible para mantener las RPM. La estracción del aire de sangrado (bleed air) es controlada por una válvula de control por un termostato neumático. El requirimiento de fuerza en eje del generador del APU tiene prioridad sobre la estracción de aire.

Compuertas de toma de aire

El APU tiene dos tipos de compuertas, dos que no son de aire de impacto (non-ram), delantera y trasera, y una de aire de impacto (ram) central, están ubicadas en la parte posterior e inferior del fuselaje, proveen ingreso de aire para el APU.
Un switch de control APU DOORS, ubicado en el panel sobrecabeza, permite la selección manual o automática de la posición de las compuertas. El switch se coloca en AUTO para todos los arranques y operación normal. Durante la operación normal, la compuerta ram se abre automáticamente al comienzo del ciclo de arranque. La compuerta se cerrará y se abrirán las compuertas non-ram cuando las RPM del APU llegan al 95%. La secuencia de compuertas asisten el arranque del APU al hacerlo girar mediante aire de impacto cuando el switch está en AUTO. No es necesario selectar manualmente la posición RAM para arrancarlo con aire de impacto.
Normalmente, todos los arranques del APU se hacen mediante la batería del avión y el arrancador. Si las barras LEFT & RIGHT AC BUSES pierden corriente en vuelo, el arrancador queda anulado. Sin embargo la compuerta ram permitirá que el APU arranque mediante aire de impacto.

Detección de sobretemperatura en el compartimento de accesorios trasero

En el compartimento están instalados sensores de sobretemperatura, detecta temperaturas altas dentro de él que pueden ser resultado de la rotura o desconección de algún ducto de aire. La luz roja TAIL COMP TEMP HIGH en el panel anunciador y la luz MASTER WARNING en el parasol se encenderán.

http://www.youtube.com/watch?v=WifIpT_8dg0

Tipos de APU:

Desde el punto de vista mecánico los grupos APU se clasifican en dos categorías:

1. Grupos de arranque de transmisión mecánica.
2. Grupos de arranque neumático.

• Grupos de arranque de transmisión mecánica: Es una unidad típica de empleo en aviación militar. El APU transmite al motor el movimiento de giro necesario por medios mecánicos. el APU consta del generador de gas y una turbina de potencia que transmite un par de giro a la caja de engrajes del turborreactor. La caja de engrajes del turborreactor, a su vez, hace girar el eje del motor principal para la puesta en marcha. El APU mecánico se pone en marcha mediante un motor eléctrico, alimentado con corriente de os acumuladores eléctricos a bordo. Una vez encendida la cámara de combustión del generador de gas del APU se dispone de potencia mecánica en el eje de salida de la unidad. Su característica operacional es la simplicidad, bajo coste y potencia de salida pequeña.

• Grupos de arranque neumático: Los grupos de arranque neumático poseen en origen la virtualidad de cumplir las tres funciones básicas de la unidad auxiliar de potencia, citadas anteriormente. La expresión ?grupo auxiliar de potencia? debe reservarse para estas unidades, de empleo en la aviación comercial. Los grupos auxiliares de potencia neumáticos pueden ser de uno o dos ejes. Sin embargo, la clasificación práctica más importante de estas unidades se establece por el modo de alimentación de aire de servicio a los sistemas del avión.