El radio altímetro

Propósito del altímetro de radio

Un radio altímetro es un instrumento utilizado para medir la altitud sobre el terreno, normalmente en el rango de 0 a 2500 pies. La altitud sobre el terreno puede denominarse altura “agl” (sobre el nivel del suelo) o altitud absoluta.

El radio altímetro se utiliza para proporcionar información precisa al piloto sobre la altura de la aeronave durante las fases de aproximación y aterrizaje. También es un sistema importante utilizado por el GPWS (Sistema de advertencia de proximidad del terreno) de la aeronave y por el ordenador del piloto automático / control de vuelo.

Funciones del sistema

El radio altímetro es autónomo y no necesita instalaciones en tierra para su funcionamiento. El sistema constante de la unidad receptor-transmisor, el indicador y las antenas de transmisión y recepción separadas.

Las antenas apuntan hacia abajo y se montan en la parte inferior de la aeronave de tal manera que la antena receptora está protegida de la antena transmisora.

Principio de funcionamiento del radio altímetro

En algunos libros se puede ver la palabra radar altímetro, pero esto no es correcto. Existen varias diferencias entre los RADIO ALTIMETROS y los RADAR ALTIMETROS, para comenzar el principio de funcionamiento es diferente. En los radares altímetros se emiten pulsos de energía radioeléctrica de forma muy parecida como lo hace el radar meteorológico, mientras que en la radio altímetro se emite una radiofrecuencia de forma continua en FM. Los radares altímetros suelen tener un rango de funcionamiento superior llegando a los 30000 pies de altura sin dificultad. En los radio altímetros, el rango de utilización llega solo hasta los 2500 pies. Los radares altímetros están en desuso en la aviación comercial.

En nuestro caso se trata de un sistema que calcula la distancia al suelo controlado en el tiempo que transcurre entre la emisión de una radiofrecuencia y su recepción. Como la velocidad de las ondas de radio es constante e igual a la luz (300 metros por microsegundo) y al poder saber cuándo ha transmitido y recibido la señal, es muy sencillo el cálculo de la distancia ya que esta será igual a la velocidad por el tiempo. El sistema produce una onda de radio en FM que emite de forma continua. La modulación de frecuencia (FM) hace que esta varíe constantemente entre sus valores máximos y mínimos de 4400 MHz y 4200 MHz (4300 ± 100 MHz).

En la ilustración inferior se puede ver como una onda de 4300 MHz es emitida y viaja a la velocidad de la luz hacia abajo. Después de rebotar en el suelo es recibido por la antena, en ese momento se está produciendo otra emisión distinta pues recuérdese que la emisión es continua si interrupciones y que además se varia constantemente (4300 ± 100 MHz). En el momento de su recepción se puede saber cuál es la diferencia en número de Hercios y cuál es el tiempo transcurrido nos da la distancia al suelo.

la frecuencia recibida es diferente a la frecuencia que se transmite actualmente

En la ilustración se pueden recibir las frecuencias transmitidas y recibidas a la vez que se puede ver el desfase temporal (t2-t1) entre una y otra.

Obsérvese qué se produce una variación extremadamente grande de frecuencia (de 4200 MHz a 4400 MHz) a la vez que determinamos esa variación en un lapso relativamente largo de tiempo (unas 100 veces cada segundo, lo cual es poco habitual en sistemas de avión).

La razón básica para este diseño es la de evitar dos errores que de otra manera podrían darse. Estos errores serian el Efecto Doppler debido a la velocidad de descenso del avión y la lectura ambigua debido al hecho de que la misma frecuencia podría ser transmitida y recibida si el cambio de frecuencia es excesivamente rápido.

El rango del radio altímetro es habitualmente de -20 a 2500 pies sobre el nivel del suelo (AGL). El radio altímetro está diseñado para estar continuamente operando. En algunos aviones es posible una prueba del radio altímetro por medio de la unidad MCDU. Al terminar el test el radio altímetro debe de mostrar 50 pies +/- 5 pies. Si la prueba genera 100 pies significa que existe un problema con el sistema de transmisión o recepción. Si la prueba genera 200 pies, entonces existe un problema con el módulo de configuración. En los aviones equipados con EFIS (Electronic Flight Instrument System), la altitud de radio se muestra en la pantalla principal de vuelo (PFD). La altura se muestra digitalmente y también puede aparecer gráficamente como un símbolo que representa el terreno o la pista moviéndose de forma ascendente.

Calibración

Es deseable que el radio altímetro lea 0 pies en el momento del aterrizaje. Para ello se compensa la altura de las antenas teniendo en cuenta la altura del tren de aterrizaje principal cuando toca tierra. También se compensa el retraso causado por la longitud de los cables coaxiales. En algunos aviones después del aterrizaje se puede ver una cifra negativa en el RA.

Límites de cabeceo y alabeo

El radio altímetro transmite un cono elíptico de energía de radio, lo que permite obtener lecturas precisas durante las mandrillas normales de un avión comercial. Un radio altímetro típico permite ángulos de inclinación en cabeceo de aproximadamente 25 ° y ángulos de alabeo de aproximadamente 40°.

Ventajas del radio altímetro

1. El radio altímetro proporciona velocidad directa sobre el suelo y sus lecturas se pueden usar directamente con para evitar el terreno.
2. El radio altímetro se puede usar para verificar el altímetro de presión si se conoce la altura del terreno.
3. Las lecturas del radio altímetro son altamente precisas (± 2 pies o 2% desde 500 pies hasta el aterrizaje)
4. El radio altímetro proporciona información esencial a otros sistemas, como el GPWS y el Autoland.

Alcance del radio altímetro

El alcance generalmente está limitado a -20 a + 2500 pies, pero algunos altímetros de radio tienen un alcance de 5000 pies.