NAVEGACION HIPERBOLICA Y FLY BY WIRE

SISTEMAS DE NAVEGACION Y CONTROL DE VUELOD. MARCELO CACERES CORRALES

NAVEGACIÓN HIPERBÓLICA

Está basada en medir la diferencia de tiempo de recepción entre dos señales enviadas simultáneamente desde distintas estaciones. Todos los lugares con la misma diferencia de tiempo están situados en un par de curvas hiperbólicas con las estaciones en sus focos. La señal retrasada muestra en qué curva está situado el avion.

una nueva medición con todas dos estaciones da una curva similar, y la intersección de estas dos curvas es la posición del barco, su latitud y longitud están indicadas directamente por un instrumento "navegante" y se puede obtener, como las distancias y el rumbo.están basados en la obtención del azimut de la estación emisora y la medición del tiempo empleado por la señal de radio para llegar desde el transmisor de tierra hasta el receptor de a bordo. O bien, en la medición de la diferencia de tiempo o de fase con que llegan al receptor de a bordo dos señales transmitidas por dos estaciones costeras, en forma más o menos sincronizadas, situadas a cierta distancia entre sí.Para estos sistemas, además de los sistemas receptores especiales de elevado costo, se necesitan que los buques lleven a bordo cartas náuticas especiales.

DECCA SISTEMA DE NAVEGACION HIPERBOLICO

HISTORIA Y ORIGENES

-DNS Sistema de navegación de radio hiperbólico

-Primeros patentes datan de la década 1920

-Fue propuesto, desarrollado, aplicado puesta en operación

-Desarrollado por un grupo cerrado de ingenieros

-Inventado en América desarrollado por la compañía Decca Radio y TV Londres

-1936 – 1939 fue llamado indicador de posición del avión (método medir la veloc. del avión con respecto a la tierra)

-1944 utilizado un día antes por la fuerzas aliadas, desembarco tropas sobre la costa Normandia

INTRODUCCION

-DNS Sistema de navegación de radio hiperbólico

-Medir la diferencia de fase de llegada de ondas transmitidas de la estación Master y Slave

-En función de datos de diferencia de fase se determina líneas hiperbólicas

-Conocer la posición sobre la superficie terrestre

-DNS utiliza grupos de 3 estaciones transmisoras

FUNCIONAMIENTO

-Mide la diferencia de fase entre las señales continuas provenientes estación Master y Slave

-La diferencia de fase se reflejan en unas líneas hiperbólicas (carta DECCA)

-El sistema usa grupos 3 estaciones transmisoras denominadas cadenas

-Cada cadena es formado por un master y 2 ó 3 estaciones esclavas

-Colocadas de 80 a 110 millas de la estación master

-Tiene un alcance menor, y es más preciso que el Loran C

-AB estrecho lo que implica no utilizar grandes potencias en la transmisión

-Los resultados se representan directamente en Decómetros en lugar de TRC

-Los buques determinan su posición durante la travesía prevista

-Velocidad máx no exceda 50 nudos

-Funciona de forma secuencial en 4 frec. Asignadas 6f, 5f, 8f, 9f

CADENA

-Consiste de una estación master y 3 esclavos situados 120º de separación en un radio de 80 a 100 millas respecto del master

-Esta distribución presenta una cobertura equitativa

-Finalidad mayor precisión

FRECUENCIAS DE TRANSMISION

-Frecuencia de referencia f=14.2 KHz

-Est. master Tx 6f banda 85 KHz

-Est.slave roja Tx 8f banda 112 KHz

-Est.slave verde Tx 9f banda 127 KHz

-Est.slave purpura Tx 5f banda 71 KHz

BANDAS FRECUENCIAS DE OPERACIÓN

-Est. Master 84 – 86 KHz

-Est. Slave rojo 112 – 115 KHz

-Est. Slave verde 126 – 129 KHz

-Est. Slave purpura 70 – 72 KHz

DIFICULTADES DE PROPAGACION

-150 Hz de espaciamiento que no permite ninguna interferencia

-La salida y puesta del sol afecta a la señal

RECEPTOR

-Convierten las señales dentro de la banda de operación

-Nivel señal comprendida entre 25uV/m y 25 mV/m (28 a 88 dB/uV/m)

-Nivel de señal diferencial no inferior a 40 dB

-Relación mínima R/N 20 dB

-Líneas de posición

LP verde 6f y 9f LP rojo 6f y 8f LP púrpura 6f y 5f

-Frecuencias de comparación de fase de un Rx

24f master rojo 18f master verde 30f master púrpura

SISTEMA DECOMETERS

-Detectan las diferencias de fase

-Las lecturas son trazados en carta Decca

-Los indicadores son continuos

-Tx CW grado muy alto de exactitud

RECEPTORES

TIPO: QM -Entrada: CA 220 en 100 vatios -Exhibición: 1 par de decometers -Número de canales: 3 (Amo, Rojo, Verde) -Cantidad Producida: 30Propósito: Receptor del prototipo para la navegación marina -Comentarios: Convertido como ayuda navegacional del tiempo de guerra secreto para el Ministerio de marina.

TIPO: MARQUE V -Aerotransportado - 24 VDC en 90 vatios. -Marina - 110 VDC en 90 vatiosExhibición: 1 sistema de decometers -Número de canales: 4 (amo, rojo, verde y púrpura) -Dimensiones: 15,5 x 16,5 x 7,75 pulgadas (versión marina) -Peso: 20 libras (de aerotransportado)62 libras (de marina) -Bajo desarrollo en 1946. El cuadro arriba se copia del manual del Ministerio de marina de Navigation, 1955. Antenna amplifier Type 1995 -Mark 19 receiver Type 1904 -Receiver controller Type 8954 -Decometers (red, green, purple) Type 274 -Lane identification meter Type 275 -Zone identification meter Type 1956

ANTENA RECEPTORA -Detalle de montaje del feedthrough de la antena del navegador de Decca

-A bordo de HMCS Nootka en 1959.

ANTENA TRANSMISORA -Torre autosoportada acero galvanizado

-Altura 325 pies

-Base ancho 60 pies

-Antenas tipo cuadro

-Sistema de tierra 90 radiales

TRANSMISORES -Cada estación contaba con 3 TX

-El TX stand bay operaba en 1.5 seg

-Pot 640 W Tx CW

-Feeder adecuado

Fly by wire

Los aviones comerciales de hoy en día, ya no vuelan con cables de acero moviendo los alerones. Ahora todo se gestiona digitalmente, desde las órdenes del piloto hasta el movimiento de las superficies de control. Este sistema de gestión se llama Fly-by-Wire.

El fly-by-wire (volar por cables) consta de varios ordenadores (5 en los Airbus, 3 primarios y 2 secundarios) que leen la señal que envía el piloto con el sidestick, lo interpreta, y envía una señal modificada a la original hacia los controles. Esto implica que los movimientos de la aeronave no se corresponderán directamente con los movimientos del piloto. Esta filosofía chocó mucho entre pilotos, ya que no se podían imaginar mover un timón de dirección sin un cable, directamente. Al final, se ha demostrado de que este sistema es mucho más eficiente, “seguro”, y más versátil.

Airbus fue la primera en adoptar este sistema en sus aeronaves (A320 fue la primera) y creó un conjunto de leyes que regirían el Fly-by-wire. Son 4 leyes, ley normal, alternativa, directa y mecánica, según el grado del problema que esté sufriendo el avión.

• Ley Normal: Activa en operación normal. Controla los tres ejes del avión (cabeceo, alabeo y giñada), equilibrando el avión e interpretando los movimientos que el piloto quiere hacer en todo momento. Además, ofrece protecciones en vuelo (en alabeo y en actitud de cabeceo) y alivia el avión de cargas, como la gravedad en giros para un mayor confort.

• Ley Alternativa: Si un fallo leve existe (desacuerdo entre sensores, fallo de un ordenador, desajuste en sistemas hidráulicos, etc) esta ley es activada. Básicamente proporciona el mismo control que la ley normal, pero sin las protecciones. Asimismo, el alabeo pasa a ser igual que en ley directa.

• Ley Directa: Si un fallo grave existe (fallo de radio-altímetro en aproximación, fallo en los 3 sistemas inerciales, etc) esta ley es activada. Así pues, los movimientos del sidestick del piloto se corresponderán con los movimientos de las superficies de control, no existirá auto-compensación, como tampoco existirá ninguna protección esencial (como el alpha-floor para la pérdida).

• Mecánica: Es un respaldo mecánico en caso de pérdida total del sistema eléctrico o del fly-by-wire (alimentado eléctricamente). Entonces, el avión solo se controlará con el compensador para el cabeceo, y los pedales para los virajes.

• Existe un fallo crítico, que es un triple fallo en el sistema hidráulico. Este alimenta a todos los actuadores que mueven las superficies de control. Sin energía hidráulica, el avión es incontrolable.

• Aquí os dejo un vídeo explicando ciertas maniobras, donde el fly-by-wire es más activo.