Baliza no direccional

Una baliza no direccional ( NDB ) o radiobaliza no direccional es una radiobaliza que no incluye información direccional inherente . Las radiobalizas son transmisores de radio ubicados en un lugar conocido y se utilizan como ayuda a la navegación aérea o marítima . Las NDB se diferencian de las radiobalizas direccionales y otras ayudas a la navegación, como el radiotelescopio de baja frecuencia (LFR) , el radiotelescopio omnidireccional VHF (VOR) y el sistema táctico de navegación aérea (TACAN).

Las señales NDB siguen la curvatura de la Tierra , por lo que pueden recibirse a distancias mucho mayores y a menor altitud, una gran ventaja sobre el VOR. Sin embargo, las señales NDB también se ven más afectadas por las condiciones atmosféricas, el terreno montañoso, la refracción costera y las tormentas eléctricas, especialmente a larga distancia. El sistema, desarrollado por el capitán Albert Francis Hegenberger del Cuerpo Aéreo del Ejército de los Estados Unidos (USAAC) , se utilizó para realizar la primera aproximación instrumental del mundo el 9 de mayo de 1932. ^{[ 1 ]}

Las balizas NDB utilizadas en aviación están estandarizadas por el Anexo 10 de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), que especifica que deben operar en una frecuencia entre 190 kHz y 1750 kHz, ^{[ 2 ]} aunque normalmente todas las balizas NDB en Norteamérica operan entre 190 kHz y 535 kHz. ^{[ 2 ]} Cada baliza NDB se identifica mediante un indicativo de llamada en código Morse de una, dos o tres letras . En Canadá, los identificadores de las balizas NDB de propiedad privada constan de una letra y un número.    

Las balizas no direccionales en Norteamérica se clasifican según su potencia de salida: "baja" potencia nominal es inferior a 50 vatios ; "media" de 50 W a 2000 W; y "alta" superior a 2000 W. ^{[ 3 ]}

En el servicio de navegación aeronáutica existen cuatro tipos de balizas no direccionales: ^{[ 4 ]}

• En ruta, los NDB se utilizan para marcar las rutas aéreas.
• Enfoque de los NDB
• Balizas de localización
• Balizas de localización

Los dos últimos tipos se utilizan junto con un sistema de aterrizaje instrumental (ILS).

La navegación NDB consta de dos partes  : el equipo de búsqueda automática de dirección (ADF) en la aeronave que detecta la señal de un NDB y el transmisor NDB. ^{[ 5 ]} El ADF también puede localizar transmisores en la banda de radiodifusión de onda media AM estándar (530 kHz a 1700 kHz en incrementos de 10 kHz en América ^{[ a ]} , 531 kHz a 1602 kHz en incrementos de 9 kHz en el resto del mundo).      

El equipo ADF determina la dirección o rumbo hacia la estación NDB con respecto a la aeronave mediante una combinación de antenas direccionales y no direccionales que detectan la dirección donde la señal combinada es más fuerte. Este rumbo se puede mostrar en un indicador de rumbo relativo (RBI). Esta pantalla se parece a una brújula con una aguja superpuesta, con la diferencia de que la brújula está fija en la posición de 0 grados, que corresponde al eje central de la aeronave. Para dirigirse hacia una NDB (sin viento), la aeronave vuela de manera que la aguja apunte a la posición de 0 grados. La aeronave volará entonces directamente hacia la NDB. De manera similar, la aeronave se alejará directamente de la NDB si la aguja se mantiene en la marca de 180 grados. Con viento cruzado, la aguja debe mantenerse a la izquierda o a la derecha de la posición de 0 o 180 grados en una cantidad que corresponda a la deriva debida al viento cruzado.

La fórmula para determinar el rumbo de la brújula hacia una estación NDB (en ausencia de viento) consiste en tomar la marcación relativa entre la aeronave y la estación, y sumarle el rumbo magnético de la aeronave; si el total es mayor de 360 ​​grados, entonces se deben restar 360. Esto da como resultado el rumbo magnético que se debe seguir: (RB + MH) mod 360 = MB.

Al realizar el seguimiento hacia o desde un NDB, también es habitual que la aeronave siga un rumbo específico. Para ello, es necesario correlacionar la lectura del RBI con el rumbo de la brújula. Una vez determinada la deriva, la aeronave debe volarse de manera que el rumbo de la brújula sea el rumbo requerido ajustado a la deriva, al mismo tiempo que la lectura del RBI sea 0 o 180 ajustada a la deriva. Un NDB también puede utilizarse para localizar una posición a lo largo de la trayectoria actual de la aeronave (como una trayectoria radial desde un segundo NDB o un VOR). Cuando la aguja alcanza una lectura del RBI que corresponde al rumbo requerido, la aeronave se encuentra en la posición. Sin embargo, al utilizar un RBI y una brújula por separado, esto requiere un cálculo mental considerable para determinar el rumbo relativo apropiado. ^{[ 5 ]}

Para simplificar esta tarea, se añade al RBI una tarjeta de brújula impulsada por la brújula magnética de la aeronave para formar un indicador radiomagnético (RMI). La aguja del ADF se referencia inmediatamente al rumbo magnético de la aeronave, lo que reduce la necesidad de cálculos mentales. Muchos RMI utilizados en aviación también permiten que el dispositivo muestre información de una segunda radio sintonizada a una estación VOR ; la aeronave puede entonces volar directamente entre estaciones VOR (las llamadas rutas "Victor") mientras utiliza los NDB para triangular su posición a lo largo del radial, sin necesidad de que la estación VOR tenga un equipo de medición de distancia (DME) colocalizado. Esta pantalla, junto con el indicador de rumbo omnidireccional (OBI) para información VOR/ILS, fue uno de los principales instrumentos de radionavegación antes de la introducción del indicador de situación horizontal (HSI) y las pantallas digitales posteriores utilizadas en las cabinas de cristal .

Los principios de los ADF no se limitan al uso de NDB; estos sistemas también se utilizan para detectar la ubicación de señales de radiodifusión para muchos otros fines, como encontrar balizas de emergencia. ^{[ 5 ]}

Las balizas NDB suelen operar en el rango de frecuencias de 190 kHz a 535  kHz (aunque se les asignan frecuencias de 190 a 1750  kHz) y transmiten una portadora modulada a 400 o 1020  Hz. También pueden ubicarse junto a un DME en una instalación similar a la del ILS, funcionando como marcador exterior, pero en este caso, como marcador interior. Los propietarios de las balizas NDB son principalmente agencias gubernamentales y autoridades aeroportuarias.

Los radiadores NDB tienen polarización vertical. Las antenas NDB suelen ser demasiado cortas para resonar a la frecuencia en la que operan, normalmente unos 20  metros de longitud en comparación con una longitud de onda de unos 1000  m. Por lo tanto, requieren una red de adaptación adecuada que puede consistir en un inductor y un condensador para "sintonizar" la antena. Las antenas NDB verticales también pueden tener una antena en T , conocida como " sombrero de copa" , que es una estructura similar a un paraguas diseñada para añadir carga en el extremo y mejorar su eficiencia de radiación. Normalmente, se conecta un plano de tierra o contrapeso debajo de la antena.

La navegación mediante un ADF para rastrear NDB está sujeta a varios efectos comunes:

Efecto nocturno

Las ondas de radio reflejadas por la ionosfera pueden causar fluctuaciones en la intensidad de la señal a una distancia de 30 a 60 millas náuticas (56 a 111 km; 35 a 69 millas) del transmisor, especialmente justo antes del amanecer y justo después del atardecer. Esto es más común en frecuencias superiores a 350 kHz. Debido a que las ondas ionosféricas que regresan viajan por una trayectoria diferente, tienen una fase distinta a la de la onda terrestre. Esto tiene el efecto de suprimir la señal de la antena de manera bastante aleatoria. La aguja del indicador comenzará a oscilar. La indicación será más errática durante el crepúsculo, al amanecer y al anochecer.    

Efecto del terreno

Los terrenos elevados, como montañas y acantilados, pueden reflejar las ondas de radio, lo que provoca lecturas erróneas. Los depósitos magnéticos también pueden causar lecturas erróneas.

Efecto de tormenta eléctrica

Las gotas de agua y los cristales de hielo que circulan dentro de una nube de tormenta generan ruido de banda ancha. Este ruido de alta potencia puede afectar la precisión de la dirección del ADF. Debido a la alta potencia de salida de los rayos, la aguja del RMI/RBI apuntará momentáneamente hacia la dirección del rayo.

Efecto de la línea costera

Las ondas de radio se aceleran sobre el agua, lo que provoca que el frente de onda se desvíe de su trayectoria normal y se dirija hacia la costa. La refracción es insignificante perpendicularmente (90°) a la costa, pero aumenta a medida que disminuye el ángulo de incidencia. Este efecto puede minimizarse volando a mayor altura o utilizando radiobalizas no destructivas (NDB) situadas más cerca de la costa.

interferencia de la estación

Debido a la congestión de estaciones en las bandas LF y MF, existe la posibilidad de interferencia de estaciones que operan en la misma frecuencia o cerca de ella. Esto provocará errores de rumbo. Durante el día, el uso de una baliza NDB dentro del DOC normalmente proporciona protección contra la interferencia. Sin embargo, por la noche, es posible que se produzcan interferencias incluso dentro del DOC debido a la contaminación por ondas ionosféricas provenientes de estaciones fuera del alcance diurno. Por lo tanto, siempre se debe realizar una identificación positiva de la baliza NDB durante la noche.

Ángulo de inclinación (o talud)

Durante los virajes de inclinación en una aeronave, la parte horizontal de la antena de bucle deja de estar horizontal y no detecta señal. Esto provoca un desplazamiento del punto nulo similar al efecto nocturno, lo que da una lectura errónea en el indicador. Por lo tanto, el piloto no debería obtener una marcación a menos que la aeronave esté nivelada.

Si bien los pilotos estudian estos efectos durante su formación inicial, intentar compensarlos en vuelo es muy difícil; en su lugar, generalmente simplemente eligen un rumbo que parece compensar cualquier fluctuación.

Las ayudas a la radionavegación deben mantener un cierto grado de precisión, establecido por normas internacionales, la Administración Federal de Aviación (FAA), la OACI, etc. Para garantizarlo, las organizaciones de inspección de vuelo comprueban periódicamente los parámetros críticos con aeronaves debidamente equipadas para calibrar y certificar la precisión de los NDB. La precisión mínima de la OACI para los NDB es de ±5°.

Además de su uso en la navegación aérea, las NDB también son populares entre los aficionados a la radio de larga distancia ( DXers ). Debido a que las NDB suelen tener baja potencia (normalmente 25 vatios, aunque algunas pueden alcanzar los 5  kW), normalmente no se pueden escuchar a largas distancias, pero las condiciones favorables en la ionosfera permiten que las señales NDB viajen mucho más lejos de lo normal. Por ello, los radioaficionados DXers interesados ​​en captar señales distantes disfrutan escuchando NDB lejanas. Asimismo, dado que la banda asignada a las NDB está libre de estaciones de radiodifusión y sus interferencias asociadas, y que la mayoría de las NDB se limitan a transmitir su indicativo en código Morse, son muy fáciles de identificar, lo que convierte la monitorización de NDB en un nicho activo dentro de la afición al DXing .

En Norteamérica, la banda NDB abarca de 190 a 435  kHz y de 510 a 530  kHz. En Europa, existe una banda de radiodifusión de onda larga de 150 a 280  kHz, por lo que la banda NDB europea abarca de 280  kHz a 530  kHz con un intervalo entre 495 y 505  kHz, ya que 500 kHz era la frecuencia internacional de socorro marítimo (emergencia) .

Las balizas que transmiten entre 510  kHz y 530  kHz a veces se pueden escuchar en radios AM que pueden sintonizar por debajo del inicio de la banda de radiodifusión de onda media (OM). Sin embargo, la recepción de NDB generalmente requiere un receptor de radio que pueda recibir frecuencias inferiores a 530  kHz. A menudo, las radios de onda corta de "cobertura general" reciben todas las frecuencias desde 150  kHz hasta 30  MHz, por lo que pueden sintonizar las frecuencias de las NDB. Se requieren técnicas especializadas (preselectores de receptor, limitadores de ruido y filtros) para la recepción de señales muy débiles de balizas remotas. ^{[ 9 ]}

El mejor momento para escuchar radios NDB muy lejanas es durante las tres horas previas al amanecer. La recepción de NDB también suele ser mejor durante el otoño y el invierno, ya que en primavera y verano hay más ruido atmosférico en las bandas de baja y media frecuencia .

A medida que avanzaba la adopción de sistemas de navegación por satélite como el GPS, varios países comenzaron a desmantelar instalaciones de balizas como NDB y VOR. Esta política ha generado controversia en la industria de la aviación. ^{[ 10 ]}

Airservices Australia comenzó a desactivar una serie de ayudas a la navegación terrestres en mayo de 2016, incluyendo NDB, VOR y DME. ^{[ 10 ]}

En Estados Unidos, en 2017, había más de 1300 NDB, de los cuales menos de 300 eran propiedad del Gobierno Federal. La FAA había comenzado a desmantelar los NDB independientes. ^{[ 11 ]} En abril de 2018, la FAA había desactivado 23 ayudas a la navegación terrestres, incluidos los NDB, y planeaba desactivar más de 300 para 2025. La FAA no cuenta con un sistema de mantenimiento ni de adquisición de NDB y planea eliminar gradualmente los NDB existentes por desgaste, alegando una menor dependencia de los pilotos de los NDB a medida que más pilotos utilizan la navegación VOR y GPS. ^{[ 12 ]}

• Cardioide
• Sistema de Posicionamiento Global Diferencial (DGPS)
• Baliza eléctrica
• Reglas de vuelo instrumental (IFR)
• Sistema de aterrizaje con transpondedor (TLS)

• Organización de Aviación Civil Internacional (2000). Anexo 10 — Telecomunicaciones Aeronáuticas , Vol. I (Ayudas a la Radionavegación) (5.ª ed.).
• Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (2004). Manual de Información Aeronáutica , § 1-1-2.
• Remington, S., KH6SR (1987–1989). "Sobre el arte de la comunicación DX en NDB" . The Longwave Club of America. Archivado del original el 9 de diciembre de 2002. Recuperado el 6 de enero de 2008 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
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• Manual de procedimientos de vuelo instrumental FAA-H-8261-1A . FAA. 2007. págs.5–60.ISBN  9781560276869.

• Lista de ayudas a la navegación norteamericanas de airnav.com
• Lista de ayudas a la navegación con entradas faltantes en la lista anterior.
• Galería de ayudas a la navegación del Reino Unido con descripciones técnicas detalladas de su funcionamiento.
• Simulador de instrumentos ADF basado en memoria flash
• Amplia selección de recursos relacionados con balizas en el sitio web de la lista NDB.
• Galería de fotos de la lista NDB Radiobeacon
• Sobre el arte de la recepción de señales NDB [archivado]
• Base de datos con NDB