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Graduação | Livro Didático 43 Capítulo 3 Capítulo 3 Orientação e Posicionamento Os instrumentos de posicionamento podem ser pictóricos ou não. Um instrumento ou sistema de navegação que forneça somente coordenadas geográficas ou polares na forma uma série de caracteres alfanuméricos é um recurso não pictórico de localização. Os antigos aparelhos GPS eram assim. Por outro lado, os aplicativos de navegação terrestre (urbana) dos celulares ou dos automóveis são recursos pictóricos de posicionamento e, até mesmo, de orientação, tendo em vista que fornecem não só representação gráfica da posição como também da orientação do veículo. Um dos primeiros recursos pictóricos de localização foi o ADF. Ainda que em progressivo desuso, entender seu funcionamento é útil e facilita o estudo de recursos mais complexos. Seção 1 ADF (Automatic Direction Finder) Navegar com ADF é fazer uso de um sistema. O aparelho de bordo requer um auxílio à navegação, no caso, uma antena emissora de ondas de curta ou média frequência, normalmente baseada no solo e de posição conhecida. Quando destinada exclusivamente à navegação, a antena é designada por NDB (NonDirectional radio Beacon). Não direcional porque a onda irradiada pela antena não veicula nenhuma orientação, mas tão somente a identificação da estação emissora na forma de duas ou três letras em Código Morse. Uma estação comercial de rádio AM típica pode fazer as vezes de NDB, desde que se conheça a sua localização, frequência e se a monitore o suficiente para ouvir a identificação da rádio. O NDB foi o primeiro auxílio à radionavegação aérea. Trata-se de uma antena que transmite ondas de rádio de baixa frequência (200 a 550 KHz) em todas as direções. Tem um alcance médio de 120 NM dependendo da altitude e potência do transmissor. O sinal de um NDB (ou Broadcasting – rádios AM) indicará sempre a posição da estação em relação à aeronave e vice-versa. O NDB está sujeito a sofrer interferências por nuvens de trovoadas (CB), relevo acidentado, proximidade com alguma rede de alta tensão, entre outros fatores. Devido a sua vulnerabilidade e “imprecisão” o NDB está caindo em desuso. A Figura 3.1 mostra, à direita, a representação gráfica usual para o NDB: um círculo rodeado por uma nuvem de pontos na forma de um disco. À esquerda, duas representações de NDBs na forma como são identificados nas cartas de navegação aérea brasileiras: uma, mais ao centro do fragmento de carta, aponta o NDB do Farol de Santa Marta, que irradia em Código Morse as letras SW na frequência de 310 kHz. Note que o NDB de Jaguaruna, 280 kHz, é identificado por três letras (JGN). Essa distinção é tradicional. Ocorre que o NDB do Farol de Santa Marta é operado pela Marinha do Brasil, a qual atribuiu somente um par de letras para seus radiofaróis não direcionais, destinados para orientação tanto de embarcações aéreas quanto navais. Abaixo da etiqueta de identificação, destacam-se as coordenadas geográficas de cada auxílio-rádio. Graduação | Livro Didático 44 Capítulo 3 Navegação Aérea Figura 3.1 – Representação gráfica de NDB Fonte: Brasil (2018)1. Uma das vantagens do sistema ADF-NDB é que suas ondas (190 kHz até 1,8 MHz)2 acompanham o contorno da superfície da Terra, não sendo necessária a linha de visada com a antena transmissora. Linha de visada é uma linha reta, não obstruída por nenhum obstáculo, entre dois pontos, quais sejam: a antena receptora da aeronave e a antena do NDB. Sua maior desvantagem é a susceptibilidade a variações indevidas causadas por fenômenos meteorológicos (relâmpagos), pelo reflexo das ondas em elevações e outros tipos de obstáculos, assim como por perturbações na ionosfera durante o nascer e pôr do Sol. Marcações (Bearings) Marcação, simplesmente, sem o acréscimo de qualquer outra palavra qualificadora, é a direção da linha que vai da aeronave para um ponto. Essa direção é medida no sentido horário (sentido NESO), varia de 000º a 360º e pode ter como referência o norte verdadeiro, o norte magnético ou o eixo longitudinal da aeronave. O mostrador do ADF é composto por um limbo móvel (que pode ser manualmente ajustado com a proa magnética da aeronave), um ícone fixo que indica o eixo longitudinal da aeronave, um ponteiro para mostrar a posição relativa do NDB sintonizado e um botão de ajuste do limbo móvel. Uma vez sintonizada a frequência do NDB, o ponteiro gira até indicar a direção e sentido do auxílio à navegação. Figura 3.2 – Mostrador ADF Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)3. Graduação | Livro Didático 45 Capítulo 3 Navegação Aérea Para revelar a orientação do NDB em relação à proa da aeronave, o botão de ajuste do limbo móvel deve ser girado até que o ícone do eixo longitudinal da aeronave fique alinhado com a proa magnética. A leitura do ADF ilustrado na Figura 3.2, considerando que o limbo móvel tenha sido ajustado com a proa magnética, indica que o NDB está ao sul da aeronave, a qual voa na proa magnética (PM) 045. Outro ângulo importante é aquele medido, no sentido horário, entre o Norte Magnético (NM) e a direção da antena do NDB (linha da estação). Tal ângulo é designado por Marcação Magnética (MM) ou QDM, no Código Q. A Marcação Magnética apontada no mostrador de ADF da Figura 3.2 é MM 180 ou QDM 180. O mostrador do ADF também costuma ser mais propriamente designado por Relative Bearing Indicator (RBI)4. Uma representação horizontal plana desse cenário poderia ser assim desenhada: Figura 3.3 – ADF com PM 045 e MM 180 Fontes: composição do autor com elementos adaptados de Aeronautics Guide (2017)5, Free SVG (2014)6 e Wikimedia Commons (2010)7. Marcação Verdadeira, por seu turno, é o ângulo formado entre o Norte Verdadeiro e a linha da estação. Girando o limbo móvel até que o Norte (360º ou 000º) coincida com a representação do eixo longitudinal da aeronave (ícone no centro do mostrador), o ponteiro do ADF indicará o valor do ângulo formado entre a proa e a linha que leva ao NDB. O valor desse ângulo é a Marcação Relativa (MR) e, retomando, o traçado entre a aeronave e o NDB recebe o nome de linha da estação. A Figura 3.4 mostra exemplo de representação horizontal de aeronave voando Proa Magnética 045 (vento não significativo), com Marcação Magnética 105 e Marcação Relativa 060. Figura 3.4 – ADF com PM 045, MM 105 e MR 060 Fontes: composição do autor com elementos adaptados de Aeronautics Guide (2017)3, Free SVG (2014)8 e Wikimedia Commons (2010)9. Graduação | Livro Didático 46 Capítulo 3 Navegação Aérea Note-se que o primeiro mostrador tem o limbo móvel ajustado com a Proa Magnética de 045. Já o segundo mostrador, à direita, tem o Norte (000 ou 360) do limbo móvel ajustado de forma a restar alinhado com o eixo longitudinal da aeronave, de sorte a permitir leitura facilitada da quantidade de graus a curvar à direita para voar no rumo da estação (60º). Em ambas as situações, a seta continua a apontar para a estação. Eventualmente, os valores da MR e da MM (QDM) podem coincidir e apontar para um mesmo curso. Em suma, a MR é o ângulo que a aeronave deve girar para voar para o NDB e a MM é o rumo que a seguir para efetuar o sobrevoo do NDB. O sobrevoo de um auxílio à navegação é designado por bloqueio da estação. Durante o bloqueio do NDB, o ponteiro do ADF mostra-se instável. Isso porque a antena do NDB não transmite na vertical, formando, assim um cone de silêncio. Seja MM, MV ou MR, os conceitos ora estudados fazem referência ao voo para a estação (NDB). Para fazer alusão à linha que se afasta do NDB e para quantificá-la em graus medidos a partir do Norte Magnético, usa-se a locução Linha de Posição Magnética (QDR). Figura 3.5 – ADF antes e após estação NDB Fontes: composição do autor com elementos adaptados de Aeronautics Guide (2017)10, Free SVG (2014)11 e Wikimedia Commons (2010)12. Note-se que os valores de QDM e QDR poderão ser iguais, entretanto significarão realidades distintas. De forma análoga à Marcação Verdadeira (MV), a Linha de PosiçãoVerdadeira (LPV) corresponde ao traçado que vai do NDB até a aeronave e é expressa em graus medidos no sentido horário a partir do Norte Verdadeiro. Os conceitos ora estudados, notadamente Linha da Estação, QDM e QDR, foram expostos sob a ótica da orientação, isto é, guia para o NDB e direcionamento após esse auxílio. Mas há uma forma de emprego do ADF para revelar a posição da aeronave. Graduação | Livro Didático 47 Capítulo 3 Navegação Aérea Revelando a posição (aproximada) com o ADF Em que pese ser possível descobrir a posição de uma aeronave a partir de cálculos de geometria cartesiana baseados nas posições geográficas conhecidas de dois NDBs e nas respectivas marcações ou linhas de posição, o método mais rápido e simples é gráfico, com o emprego de cartas. Figura 3.6 – Posicionamento aproximado com ADF Fontes: composição do autor com elementos adaptados de Brasil13, Aeronautics Guide (2017)14, Free SVG (2014)15 e Wikimedia Commons (2010)16. Para tanto, basta desenhar na carta aeronáutica as linhas de estação, a partir da leitura das Linhas de Posição Magnéticas. O cruzamento das linhas de estação mostra a posição aproximada da aeronave. Note- se, na Figura 3.6, que a seta do ponteiro orienta para o sentido da estação e a cauda do ponteiro assinala a Linha de Posição Magnética (QDR). Assim ocorre porque ambas as aeronaves estão aquém (antes) das estações NDB. Se estivessem além das estações, seria o oposto: as setas dos ponteiros mostrariam as marcações magnéticas ao passo que as caudas indicariam o número de graus das Linhas de Posição Magnéticas (QDRs). Vale ressaltar que QDR é medido a partir do Norte do NDB e o QDM é expresso em graus a partir do Norte da aeronave. Sempre no sentido horário, quer seja o Norte Magnético ou Verdadeiro. Efeito do vento na navegação ADF Se não houver vento lateral, alinhar o eixo longitudinal da aeronave com o ponteiro do ADF (Homing) levará a aeronave até o NDB pelo caminho mais curto. Todavia, na presença de vento lateral, esse procedimento levará a uma trajetória curva, mais longa. Uma aeronave voando para um NDB a leste e recebendo vento pela esquerda, alcançará o NDB aproximando-se pelo setor sul, como demonstrado na Figura 3.7, em seguida: Figura 3.7 – Homing com ADF sob vento lateral Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons (2010)17. O vento lateral causa deriva, isto é, o deslocamento lateral da aeronave. Como é sabido, o vento frontal causa redução da velocidade (relativa ao solo), ao passo que o vento de cauda provoca aumento da velocidade. Assim, pode-se afirmar que a deriva é velocidade lateral causada pelo vento18. A neutralização dos efeitos da deriva é efetuada através da modificação da proa, para mais ou para menos, no valor do Ângulo de Correção de Deriva (ACD). Graduação | Livro Didático 48 Capítulo 3 Navegação Aérea Figura 3.8 – Ângulo de Correção de Deriva (ACD) Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons (2010)19. O cálculo reiterado de proas magnéticas com base na medição de marcações relativas, a atualização da posição mediante a sintonia de outros NDBs e a monitoração do ângulo de correção de deriva acarretam carga de trabalho significativa para o piloto, sobremodo se iniciante ou único tripulante20. Tal fato deu impulso às pesquisas que levaram aso surgimento do Sistema VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range). Seção 2 VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range) É um auxílio que transmite sinais de rádio em 360º (cada raio leva o nome de radial) em frequência entre 108.0 e 117.9 MHz – entre 108.0 até 112.0 MHz os VORs operam apenas em frequências iniciadas com decimais pares e terminadas em zero, ex: 109.40, 111.80, 108.20. O VOR é comumente utilizado como balizador de aerovias e/ou auxílio a procedimentos de aproximação/ pouso de não precisão e saída por instrumentos. Tem um alcance que varia de 39 NM a 1.000 ft a 270 NM acima de 10.000 ft. Sua frequência é selecionada no rádio NAV. O sistema de navegação aérea VOR guarda algumas semelhanças com o conjunto de dispositivos ADF. É igualmente composto por estações transmissoras baseadas no solo e por aviônicos que recebem e processam sinais21. As estações de solo são instaladas nas cercanias dos aeródromos com a finalidade de orientar tanto aproximações quanto partidas. Ao longo das rotas, transmissores VOR proveem orientação entre origem e destino. Os transmissores – geralmente – irradiam sinais compostos pela identificação da estação (em Código Morse ou voz gravada) e dados analógicos, os quais, uma vez processados, permitem ao aviônico deduzir o valor do ângulo entre o Norte Magnético do VOR e a linha da estação na qual está a aeronave. Essa linha da estação em relação a um VOR é designada por Radial22 (RDL). Figura 3.9 – Representação gráfica de VOR Fonte: Brasil (2018)23. Graduação | Livro Didático 49 Capítulo 3 Navegação Aérea Os equipamentos de bordo, que recebem e processam os sinais, consistem em antena de VOR, seletor de frequência/áudio de VOR (108.0 - 117.95 MHz)24 e combinação variável de Radio Magnetic Indicator (RMI), Course Deviation Indicator (CDI) e Horizontal Situation Indicator (HSI). Seletor de frequência (painel de rádio/áudio) Dois dos instrumentos de navegação de uma aeronave, os rádios NAV 1 e NAV 2, são utilizados para ajustarmos as frequências dos auxílios à navegação baseados em Terra. Algumas aeronaves dispõem apenas do NAV 1. O painel de rádio permite a seleção de duas frequências de VOR, uma de prontidão (standby) e outra em operação. Nomeadas NAV1 e NAV2, as frequências são ativadas através de um botão de seleção que as vincula aos dispositivos RMI, CDI e HSI. Figura 3.10 – Painel de rádio convencional Fonte: Marryface Aviation (2014)25. NAV1 e NAV2 também designam os botões que liberam o áudio de identificação do auxílio VOR cuja frequência foi selecionada e asseguram que o auxílio à navegação correto será usado. Figura 3.11 – Painel de rádio com tela sensível ao toque Fonte: Aero Expo (2020)26. Graduação | Livro Didático 50 Capítulo 3 Navegação Aérea Em ordem crescente de sofisticação, são três os dispositivos de navegação VOR e seus respectivos mostradores em uso: Radio Magnetic Indicator (RMI), Course Deviation Indicator (CDI) e Horizontal Situation Indicator (HSI). Certamente não seria conceitualmente incorreto acrescentar os engenhos de navegação de área a essa lista, eis que tais aparatos tiram proveitos de variadas fontes de orientação, VOR inclusive. Contudo, navegação de área será objeto de estudo mais oportunamente. Radio Magnetic Indicator (RMI) O RMI foi desenvolvido para poupar espaço no painel de instrumentos mediante a combinação de ADF, VOR e bússola giromagnética em um mesmo mostrador27. O dispositivo dispõe de limbo móvel estabilizado e informado (acerca do azimute) por válvula de fluxo. A linha de fé do instrumento fica localizada no topo do mostrador e coincide com o eixo longitudinal da aeronave. Dois ponteiros completam a funcionalidade do RMI: um cheio (seta simples) e outro vazado (seta dupla). Cada ponteiro pode ser orientado para um NDB ou um VOR. Assim, três combinações de auxílios podem surgir: dois NDBs, dois VORs e um VOR mais um NDB. Quando os dois ponteiros apontam para dois auxílios distintos, surgem duas marcações magnéticas simultâneas para leitura e, forçosamente, duas linhas de estação cujo cruzamento marca a posição da aeronave. Assim ocorre porquanto bastam dois segmentos de reta para definir um ponto na superfície da esfera ou na representação plana do território (carta de navegação). Figura 3.12 – Posicionamento com RMI entre Bagé e Pelotas Fonte: Composição do autor com elementos adaptados de Brasil28, Aeronautics Guide (2017)29, Free SVG (2014)30 e Wikimedia Commons (2010)31. Todavia, é necessário que o ângulo formado pelo cruzamento das linhas de estação não seja agudo ou raso. Igualmente como acontece com o ADF, ângulos muito fechados ou abertos em demasia não permitem que o posicionamento porRMI venha a ter uma precisão razoável. Observa-se essa situação na Figura 3.13: o ângulo formada pelas linhas de estação é tão raso que as linhas acabam por se sobrepor, formando uma só. No caso, ainda é possível obter orientação acerca da proa a seguir para as estações, mas não há mais posicionamento. Na situação descrita na Figura 3.13, a leitura do RMI seria a mesma em qualquer ponto das linhas de estação, quer a aeronave estivesse perto de uma cidade ou da outra. Graduação | Livro Didático 51 Capítulo 3 Navegação Aérea Figura 3.13 – Falha de posicionamento com RMI entre Bagé e Pelotas Fonte: Composição do autor com elementos adaptados de Brasil32, Aeronautics Guide (2017)33, Free SVG (2014)34 e Wikimedia Commons (2010)35. Uma grande vantagem do RMI é a possibilidade de leitura imediata, facilitada e intuitiva da proa magnética presente, assim como da quantidade de graus e sentido da curva a fazer para o sobrevoo (também chamado de bloqueio) do auxílio à navegação. Course Deviation Indicator (CDI) Um dos elementos do Indicador de Desvio de Curso (CDI) é um disco de móvel de azimute, uma rosa dos ventos, cujo topo mostra o curso selecionado. Entenda-se curso como linha imaginária traçada na superfície do planeta que mostra o trajeto mais curto entre dois pontos e que eventualmente pode-se percorrer36. No contexto de CDI, o curso tem origem no VOR e é identificado pela quantidade de graus contados, no sentido horário, a partir do Norte Magnético. Importantíssimo salientar que o limbo móvel do CDI não informa proa e tampouco serve para ser ajustado conforme a proa mostrada por outros instrumentos, diferentemente do que acontece com o RMI e o ADF. O curso apontado no topo do mostrador é escolhido girando-se o botão OBS, Omni Bearing Selector ou botão seletor de curso. Figura 3.14 – Funcionalidades do CDI Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)37. A indicação TO/FROM (literalmente indo para/vindo de) é gerada pelo instrumento: se a radial do VOR a qual a aeronave cruza ou mantém (independentemente de sua proa) estiver mais de 90 graus afastada do curso selecionado, a indicação será TO; contrariamente, se radial da aeronave estiver afastada menos de 90 graus do curso selecionado, a indicação será FROM. Isso significa que a indicação TO/FROM não é literal e deve ser entendida com certo tempero: TO e FROM apenas designam zonas no entorno do VOR e o delineamento dessas áreas depende do curso escolhido pelo manejo do botão OBS. Graduação | Livro Didático 52 Capítulo 3 Navegação Aérea A Figura 3.15 ilustra o motivo pelo qual FROM e TO devem ser entendidos como setores da região que circunda o VOR. Trata-se de representação horizontal da situação de uma aeronave em relação a um VOR. Fazem parte da imagem mostradores de RMI e de CDI. Considere-se que não há vento lateral. O VOR, no centro do desenho, divide sua posição com um NDB (diz-se que estão acoplados). O RMI tem seus ponteiros sintonizados nas frequências do NDB e do VOR. A cauda do ponteiro sintonizado no VOR informa que a aeronave está na Radial 120. O RMI ainda acusa que o avião mantém Proa Magnética (PM) 330 e que para voar para o VOR/NDB deverá efetuar curva à esquerda de 30 graus. Figura 3.15 – Indicador TO/FROM Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)38. O CDI, como sabido, nada informa sobre proa, mas permite a seguinte leitura: O curso selecionado é 120, pois esse é o número apontado pelo triângulo fixo na parte superior do mostrador; A aeronave está no curso 120, uma vez que a barra indicadora de desvio de curso está centralizada e isso significa que não há desvio algum; O aparelho está na área FROM, como informado pelo CDI; A indicação FROM significa que a radial (RDL) ocupada é a RDL 120. Saliente-se que no caso da Figura 3.15, a aeronave está se aproximando do VOR, ainda que não vá sobrevoá- lo, e, não obstante esta aproximação, está voando na área FROM. A leitura isolada do CDI nada esclarece quanto a aeronave estar se afastando ou se aproximando do VOR. Para sabê-lo, é necessário colher dados em outros instrumentos, como o RMI, por exemplo. Muito importante é saber que o curso selecionado sempre estará na zona FROM. Já o curso oposto ao selecionado invariavelmente dividirá a zona TO. O estudo do movimento da Barra Indicadora de Desvio de Curso (Barra CDI ou CDI Bar) requer muita atenção, pois há muitas circunstâncias contra intuitivas. A Barra CDI desloca-se sobre um conjunto de sinais dispostos horizontalmente. Os sinais são compostos por dois grupos de quatro marcas (Dots) separados por um círculo central. Graduação | Livro Didático 53 Capítulo 3 Navegação Aérea Figura 3.16 – Dots e CDI Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)39. Cada ponto representa dois graus de afastamento angular do curso selecionado. As bordas esquerda e direita do círculo também marcam dois graus de diferença angular. Importante lembrar que a Barra CDI posicionada sobre os Dots extremos pode significar afastamento angular superior a dez graus. A quantidade de dots varia conforme marca e modelo de equipamento40, mas sempre totalizam dez graus de afastamento para cada lado do curso selecionado, sendo que os dots extremos valem dez graus ou mais. Conforme for a indicação TO/FROM, o posicionamento da Barra CDI significará realidades muito distintas. A leitura apressada do CDI, sobretudo se desvinculada do cheque cruzado com outros instrumentos, como o RMI, pode levar o piloto a tomar decisões equivocadas e criar situações constrangedoras com o controle de tráfego aéreo. Quando o piloto, no cotidiano da vida profissional, deseja saber qual a radial que cruza, basta ler no RMI o número indicado pela cauda do ponteiro ou girar o botão OBS do CDI até que a Barra CDI fique centralizada: se a indicação for FROM, a radial presentemente ocupada tem o mesmo valor do curso selecionado (topo do instrumento); se a indicação for TO, a radial sobrepõe-se ao curso oposto ao selecionado. Entretanto, no âmbito das bancas de avaliação e dos testes de proficiência profissional, podem surgir questionamentos acerca da posição relativa da aeronave em relação ao VOR ou ao curso selecionado que devem ser resolvidos exclusivamente a partir uma imagem ou descrição do mostrador do CDI. Prática pouco comum entre nós, que associamos QDM e QDR mormente a NDB, há questões de provas aplicadas no estrangeiro que indagam o QDM da aeronave a partir da imagem do CDI41, como mostra a Figura 3.17: Figura 3.17 – Problema com imagem de CDI Fonte: Adaptado de CAE Oxford Aviation Academy (2017). Graduação | Livro Didático 54 Capítulo 3 Navegação Aérea Using the CDI shown, whats is the aircraft’s QDM? A pergunta trazida na Figura 3.17 (a qual requer presunção de que a aeronave voa para o VOR) pode ser respondida com precisão porque a Barra CDI está sobre ponto que evidencia seis graus de desvio do curso. Todavia, mesmo que estivesse em posição extremada, sem informar quantidade de graus definida e apenas mostrando que a diferença angular seria de dez graus ou mais, ainda assim alguns questionamentos poderiam ser formulados. Há um algoritmo (sequência finita de etapas) que pode ser seguido para resolver esse tipo de problema: 1º passo: identificar o curso selecionado. 2º passo: Identificar as radiais limites que definem as zonas TO e FROM. 3º passo: Ler diretamente ou deduzir o indicador TO/FROM. Para indicador TO: Para indicador FROM: A diferença angular mostrada pela Barra CDI expressa a quantidade de graus entre a radial da aeronave e o curso oposto ao escolhido. A diferença angular mostrada pela Barra CDI expressa a quantidade de graus entre a radial da aeronave e o curso selecionado. O curso oposto está na área TO, entre a radial limite TO/FROM que estiver mais próxima da barra CDI e a radial da aeronave. O curso selecionado estará na área FROM, entre a radial limite TO/FROM que estiver mais próxima da barra CDI e a radial da aeronave. A aeronaveestá no quadrante entre o curso oposto e a radial limite mais distante da Barra CDI (no mostrador). A aeronave está no quadrante entre o curso selecionado e a radial limite mais distante da Barra CDI (no mostrador). 4º passo: desenhar ou imaginar a representação horizontal do cenário ou o mostrador do CDI. Problema resolvido de CDI (desvio de 10 graus ou mais) A figura 3.18 traz uma representação horizontal da posição de duas aeronaves em relação a certo VOR. Cada uma das aeronaves, identificadas como 1 e 2, tem seu lado direito e esquerdo identificados pelas letras D e E. Fácil constatar que as aeronaves apresentam proas distintas e que uma mesma imagem de CDI é adequada para ambas, uma vez que proa não é fator para CDI. O problema pode exigir que se construa a representação horizontal a partir do CDI (ou o contrário). Seguindo o algoritmo a partir do CDI, exclusivamente, pode-se extrair algumas conclusões: Figura 3.18 – Barra do CDI em posição extremada Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)42. Graduação | Livro Didático 55 Capítulo 3 Navegação Aérea » 1º passo: o curso selecionado, que sempre estará na área FROM, é 360. » 2º passo: as radiais que definem os limites entre TO e FROM são 270 e 090 (90 graus para cada lado do curso selecionado e, também, aparecem ao lado dos dots no mostrador). » 3º passo: as aeronaves estão na zona TO, assim o curso oposto está entre a RDL 270 (mais próxima da Barra CDI) e a radial das aeronaves. As aeronaves estão no quadrante formado pelas radiais 090 (radial limite mais distante da Barra CDI) e 180 (radial do curso oposto). Ademais, muito importante, é notável que a Aeronave 1 deve efetuar curva à esquerda para interceptar a Radial 180 e prosseguir para o Curso 360, circunstância bem intuitiva na medida que a Barra CDI está no lado esquerdo do mostrador. Já a Aeronave 2, na mesma radial e com o CDI fornecendo idênticas informações, deve efetuar curva à direita para alcançar o Curso Selecionado 360. Vale salientar que a Barra CDI não indica lado a curvar, mas tão somente para qual setor do VOR o eixo longitudinal da aeronave deve ser apontado para se atingir o curso desejado. Problema resolvido de CDI (desvio de 8 graus) O próximo problema envolve aeronave que voa no rumo do VOR. Seu mostrador de CDI tem a seguinte configuração (Figura 3.19): Figura 3.19 – Barra do CDI em 8 graus Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)43. Algumas conclusões podem ser obtidas com a leitura do mostrador. Em seguida, o esboço da representação horizontal após os primeiros dois passos do algoritmo já aplicado: Figura 3.20 – Cursos e radiais limites TO/FROM Fonte: Elaboração do autor (2020). Graduação | Livro Didático 56 Capítulo 3 Navegação Aérea Para completar a representação horizontal. Basta continuar a leitura do CDI de acordo com o terceiro passo do algoritmo: O CDI indica que a aeronave está na Área FROM, com deslocamento de oito graus do Curso Selecionado. Se indicado FROM, o Curso selecionado estará entre a RDL 300 (radial limite mais próxima da Barra CDI) e a radial da aeronave. Em suma: RDL 300, Curso Selecionado 210, Radial da Aeronave. Uma vez que o afastamento do curso selecionado é de 8 graus, pode-se afirmar que a Radial da Aeronave é 202. Assim, completa-se a representação horizontal, com a aeronave no rumo do VOR consoante o enunciado do problema: Figura 3.21 – Radial da aeronave Fonte: Elaboração do autor (2020). O ângulo formado entre o Norte Magnético da aeronave e a linha da estação (QDM) é 022, valor que resulta de 202-180. Se o enunciado informasse ausência de vento lateral, poder-se-ia afirmar que a Proa Magnética seria, também, 022. Bandeira OFF no CDI De forma análoga ao que ocorre nos mostradores ADF e RMI quando a aeronave sobrevoa (bloqueia) a vertical das antenas de NDB e de VOR, circunstância na qual os ponteiros giram sem serventia durante algum tempo, o display de CDI mostra uma bandeira de alerta durante os sobrevoos das radiais que limitam as zonas TO e FROM. Figura 3.22 – Bandeira de alerta no CDI Fonte: Adaptado de Aeronautics Guide (2017)44. Graduação | Livro Didático 57 Capítulo 3 Navegação Aérea Mesmo com a bandeira de alerta esteja ativada, o CDI ainda tem utilidade: nessa circunstância sabe-se que a aeronave ocupa alguma posição ao longo do eixo das radiais ortogonais ao Curso Selecionado. No caso da Figura 3.22, a leitura imediata do CDI permite concluir que a aeronave está cruzando ou a RDL 270 ou a RDL 090, uma vez que o Curso Selecionado é 360 e a bandeira OFF está ativada. Já a leitura do RMI, além de confirmar a RDL 090 (cauda do ponteiro), informa que a aeronave em breve estará na região FROM do VOR, visto que a Proa Magnética é 330. É natural concluir que a interpretação do CDI não é instantânea, principalmente para o iniciante. O HSI vem resolver esse problema e acrescentar outras funções. Horizontal Situation Indicator (HSI) O HSI combina indicador de desvio de curso com bússola estabilizada e alimentada por válvula de fluxo. Evitou-se o emprego das palavras esquerda e direita ao longo da explicação acerca do funcionamento do CDI para evitar entendimentos equivocados, pois a leitura imediata do CDI não permite raciocinar nesses termos. Já o HSI permite, no raciocínio e na comunicação, o uso das palavras esquerda e direita de forma tão imediata e intuitiva quanto o RMI. Isso acontece devido à presença do limbo móvel em seu mostrador (compass card) e de um ícone da aeronave, cujo eixo longitudinal está alinhado com o topo do instrumento e com a linha de fé (lubber line) do limbo móvel. Figura 3.23 – HSI Fonte: Adaptado de Flight Mecanic (2017)45. Antes de avançar no o estudo do HSI é necessário o entendimento prévio dos conceitos de Rampa de Planeio e de Localizador. A Rampa de Planeio é o perfil de descida determinado que serve de orientação vertical da aeronave durante o pouso46. Existe um equipamento, referido por Glideslope, dedicado a emitir sinais que servem de guia para a rampa de planeio. Designa-se por Localizador o componente eletrônico de sistema de orientação para pouso por instrumentos capaz de fornecer informação acerca de desvio lateral relativo ao eixo longitudinal da pista47. Note-se, na Figura 3.24, que a antena do componente eletrônico que fornece guia vertical, o Glideslope, é posicionado nas proximidades da cabeceira na qual pousará a aeronave. Já a antena para o guia horizontal, o qual mostra o desvio do curso para a pista, resta logo após a cabeceira oposta. Graduação | Livro Didático 58 Capítulo 3 Navegação Aérea Figura 3.24 – Localizer e Glideslope Fonte: Adaptado de Strosky (2018)48. A Figura 3.24 mostra, à direita, mostrador dedicado e sintonizado no Localizador e no Glideslope: há indicação de que a aeronave está abaixo da rampa de planeio porque a barra horizontal está abaixo da linha pontilhada (igualmente horizontal). De forma análoga, segundo a ilustração, a barra vertical indica que o curso do localizador está à direita da aeronave. O HSI é capaz de ser sintonizado na frequência do conjunto Glideslope/Localizer, isto é, mais propriamente, funcionar como contraparte de bordo do ILS (Instrument Landing System). No modo ILS de funcionamento, a Barra CDI representa o curso do localizador e o indicador TO/FROM fica desabilitado. Uma bandeira de alerta NAV indica que não há sinal confiável sendo recebido e se a bandeira trouxer a locução HDG o limbo móvel é que não poderá ser levado em consideração. Seção 3 ILS (Instrumental Landing System) O ILS é, sem sombra de dúvidas, o procedimento mais incrível do voo IFR, permitindo aproximações para pouso em condições críticas de teto e visibilidade. O ILS traz a indicação exata do eixo da pista (LOC, LLZ ou Localizador) e da rampa eletrônica de planeio (GS – Glide Slope) até o ponto ideal de toque. Por isso é considerado um procedimento de precisão. Quando o ILS opera com o GS inoperante, informando apenas o LOC (eixo da pista), o procedimentopassa a ser de não precisão. Devido a não indicação do GS, o ILS deixa de ser ILS e passa a ser um procedimento LOC/LLZ (localizador). O ILS divide-se em três categorias: CAT I, CAT II e CAT III (esta divide-se em CAT III A, B e C). A diferença entre as categorias serão os mínimos de visibilidade e teto, que veremos mais detalhadamente quando tratarmos exclusivamente do ILS. Já para os procedimentos CAT II e III a aeronave e tripulação (em caso de empresa de transporte aéreo regular) devem ser certificadas para tal operação. O próximo instrumento a ser estudado pode ser lido em conjunto com RMI, CDI ou HSI para fornecer, além de orientação, também posicionamento em termos de coordenadas polares. Trata-se de equipamento medidor de distâncias. Graduação | Livro Didático 59 Capítulo 3 Navegação Aérea Seção 4 DME (Distance Measuring Equipment) O VOR geralmente tem um DME (Distance Measuring Equipment – equipamento medidor de distância) conjugado. O DME opera entre 960 e 1.215 MHz. Na aeronave que possui o receptor de DME, basta apenas selecionarmos a frequência do VOR que o receptor entrará automaticamente na faixa de frequência do DME daquele VOR sintonizado. O DME de um terminal, conhecido como um TDME em cartas de navegação, é um DME concebido para proporcionar uma leitura de distância “0” (zero) no ponto limite da pista, independentemente da localização física dos equipamentos. É tipicamente associado a um ILS. Distance Measuring Equipment (DME) é, também, sistema que requer dispositivos de bordo e equipamentos no solo. Podem fornecer posicionamento operando em conjunto com VOR (usualmente com mostradores integrados), com ADF e com RMI. Para tanto, basta que a antena da unidade de solo esteja localizada junto ao VOR ou NDB. Nesse modo de operação, a posição da aeronave é revelada pelo ponto de interseção da linha de posição magnética (QDR) ou radial com a circunferência centrada no DME. Essa é uma leitura de coordenadas polares, que revela imediatamente a posição. Entretanto, também é possível revelar posição apenas com o emprego de dois ou mais DMEs. Se a aeronave obtiver a leitura de distância de dois DMEs distintos, duas possibilidades se apresentam: as circunferências centradas nos DMEs e de raio igual às distâncias serão tangentes ou secantes. No primeiro caso, o ponto de tangência entre as circunferências de raio DME conhecido revela a posição da aeronave. Tratando-se de circunferências secantes, os dois pontos de cruzamento das circunferências centradas nos DMEs são possíveis posições da aeronave. Nessa situação, um terceiro DME pode revelar qual dos dois pontos de cruzamento corresponde à posição da aeronave. Sistemas automatizados de computação (navegação de área) podem igualmente substituir o terceiro DME. Figura 3.25 – Representação gráfica de DME e VOR conjugados Fonte: Brasil (2018)49. A solução de posicionamento apenas com DMEs pode ser gráfica, plotando-se em carta as distâncias obtidas ou automatizada, mediante a visualização de displays de sistemas computadorizados. O método de funcionamento do DME exige que o dispositivo de bordo emita pulsos interrogadores de assinatura específica em determinada frequência que serão recebidos pela estação DME de solo, a qual responde em outra frequência, mas com a mesma assinatura. O tempo dispendido na troca de sinais é medido pelo dispositivo de bordo e o resultado serve para calcular a distância percorrida pelos sinais50. As frequências usadas pelos DMEs, conforme o Anexo Técnico 10 à Convenção de Chicago, vão de 960 Mhz a 1.215 MHz51. Graduação | Livro Didático 60 Referências Bibliográfica 1 BRASIL. DECEA. Ministério da Defesa. ENRC L1. 2018. Carta de rota. Disponível em: https://www.aisweb.aer.mil.br/?i=cartas&p=rotas. Acesso em: 30 dez. 2019. 2 SIGNAL IDENTIFICATION GUIDE. Non-directional beacon (NDB). 2019. 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