Estado de la Investigación Científica en Educación Secundaria

Carta abierta a la editorial Elsevier España como complemento a una encuesta solicitada en Marzo de 2017:

"Los investigadores y autores de artículos procedentes de los institutos de secundaria (en particular los que nos dedicamos a las enseñanzas de grado superior) también EXISTIMOS y reclamo nuestro espacio en el sector científico:

• Lo tenemos muy difícil, los que trabajamos en el llamado sector docente NO universitario, mucho más que nuestros compañeros docentes universitarios, puesto que no contamos con NINGÚN tipo de financiación, ni de recursos procedentes de nuestra propia administración pública o entes privados; esto significa que ni siquiera podemos acceder a publicaciones de revistas científicas de pago, ni por supuesto a congresos o seminarios externos;
• Como Ingeniero Doctor y autor de multitud de investigaciones y publicaciones (artículos y libros) me da mucha rabia ver que en multitud de ocasiones no puedo publicar porque no tengo dinero para ello;
• Pero el colmo de la situación es que no puedo acceder a gran cantidad de publicaciones (incluso antiguas), porque no tengo posibilidad de pagar la cuota que me exigen las editoriales; les advierto que ya tengo bastante para sobrevivir con mi mísero sueldo de docente No universitario, como para pagar por 4 páginas de un artículo una tasa de por ejemplo 30€;
• Y lo de acceder a los congresos y seminarios es ya de risa, cuando se me solicita personalmente por ejemplo, una tasa de 1500€ (aparte viaje, manutención y acomodación), que no tengo ni para irme de vacaciones.

Yo no conozco ningún otro sector donde el trabajador (en este caso el investigador que aporta conocimiento a la sociedad), lo haga no ya gratuitamente, sino como es mi caso de docente NO universitario, pagando.

Como investigador que soy, voy a seguir realizando investigación, pero conozco a gente en mi misma situación que ni intentan publicar o dar valor a sus investigaciones, por todas estas trabas generadas desde las propias entidades públicas, privadas y editoriales, a las que sólo interesa una cosa: el dinero". 

 

Es una pena que no tengan visión de futuro.

Sistema de radioaltímetro: sensor infravalorado

El radioaltímetro tiene como función básica efectuar mediciones precisas de altitud sobre la superficie terrestre, fundamentalmente durante las fases de vuelo correspondientes a la aproximación, aterrizaje y elevación de la aeronave en el despegue y ascenso. Las indicaciones obtenidas con el RAS se expresan en pies o metros AGL (“Above Ground Level”). 

Se utiliza como sistema sensor asociado a otros como puede ser el TAWS (“Terrain Awareness and Warning System”) tipo GPWS, el sistema anticolisión aérea TCAS, el radar meteorológico WRS a efectos de predicción de cizalladura del viento (función “predictive windshear”) y el sistema de vuelo automático (piloto automático y sistema de empuje de gases automático). El RAS es hoy fundamental para el aterrizaje automático y en condiciones de mala visibilidad. También en los aterrizajes manuales se emplea como apoyo a la maniobra de “brillo”, consistente en el suavizado de la fuerza al aterrizaje justo antes de tocar tierra en la zona de toma de contacto.

El RAS funciona durante todo el vuelo y debe hacerlo sin generar interferencias perjudiciales para la propia aeronave y su entorno. Suele ser habitual usar redundancia con dos o tres equipos de radioaltímetro iguales. El RAS tiene asignada la banda de trabajo comprendida entre 4.2 y 4.4GHz, con un ancho de banda máximo de 196MHz.

La utilidad del radioaltímetro es mayor cuanto más cerca se encuentra la aeronave de tierra, concretamente en el tramo de aproximación final y aterrizaje, es decir, por debajo de los 2000 pies. En consecuencia, los radioaltímetros de carácter civil son sistemas de baja cota, con alcances máximos del orden de 5000, 2500 o, en alguna ocasión, 500 pies para uso específico en aterrizaje automático. En aviación militar, además de los convencionales de baja cota, se pueden encontrar radioaltímetros de alta cota que pueden alcanzar hasta los 15000m (49213pies).

El RAS más habitual hoy es el de cota máxima de 2500 pies, con indicación lineal en el margen de 0 a 500 pies y en el resto de 500 a 2500 pies con indicación logarítmica.

Indicador de radioaltímetro para aviación ligera de cota máxima 2500 pies, con “knob” para marcación de DH y aviso luminoso de alcance de la misma. En aviación comercial pesada la indicación del RAS está integrada en el PFD del EFIS.

Todo RAS consiste en un transceptor (transmisor/receptor) conectado a dos antenas independientes, donde una de ellas emite señales hacia el suelo y la otra recoge los ecos reflejados. Internamente el RAS cuenta tiempos de ida y vuelta, determinando la distancia entre la aeronave y el suelo, ya que la velocidad de propagación de las señales es conocida.

Cuando el RAS está asociado a los sistemas de aterrizaje automático se le exige una precisión de 3 pies. La norma Arinc707 exige una precisión de 1.5pies o el 2% de la altitud indicada, escogiéndose el valor mayor de entre ambos, para el rango de altitudes entre -20 a 2500 pies.

Existen dos métodos de radioaltimetría:

·     Modulación de onda continua en frecuencia (FMCW):señal continua f_c dentro de la banda de 4.2GHz y 4.4GHz modulada en FM, usando una moduladora triangular con una desviación de frecuencia f_d máxima de 200MHz. De esta manera, la señal transmitida varía su frecuencia dentro de la banda indicada (f_i=f_c±f_d) de forma lineal según se desarrolla a lo largo del tiempo la señal triangular moduladora.

·    Modulación por impulsos: La transmisión es de impulsos con anchura algunos nanosegundos y frecuencia central alrededor de 4.3GHz, usando un PRF de algunos KHz. La transmisión de un impulso va acompañada de una señal de referencia temporal interna (“master  trigger”) que provoca la generación de una señal en forma de diente de sierra de precisión (rampa positiva). La tensión variable del diente de sierra se sincroniza con la variación de altura a lo largo del tiempo, desde cero pies al límite máximo (2500 pies, por ejemplo). La reflexión en el suelo de estos impulsos genera ecos recibidos por la antena receptora. Los ecos en el receptor activan un impulso de seguimiento que determina el final del contaje de tiempos y, al mismo tiempo, el valor de tensión sobre el diente de sierra equivalente a la altura a determinar correspondiente (señal de video)

El radioaltímetro no solo sirve para determinar altura AGL, sino también velocidad vertical de ascenso o descenso respecto de tierra, además de cómo sistema generador de avisos, alcanzada una cierta altitud (indicación de DH, por ejemplo). Tienen aplicación también como apoyo al aterrizaje automático y en sistemas de aumento de estabilidad en helicópteros, a efectos de mantener el vuelo estacionario de forma automática.

Las antenas tanto en recepción como en transmisión ofrecen una ganancia comprendida entre 8 y 13dBi, usando un ddr de elevación con una apertura de entre 40º y 60º para el haz principal (-3dB en potencia). Usan polarización horizontal con un haz principal cónico de apertura la indicada, para conseguir que las señales alcancen el suelo y sean captadas por la antena receptora cuando la aeronave cabecea o alabea. Se consiguen así prestaciones adecuadas para ángulos de ±45º en alabeo y ±20º en cabeceo.

Cuando la aeronave se encuentra en el suelo con el tren de aterrizaje extendido, la posición de las antenas a una cierta altura sobre el suelo y la longitud de los cables de conexión de las mismas con el transceptor del radioaltímetro hacen que exista una indicación de altitud AGL diferente de cero (altitud residual). La expresión de esta altitud residual a efectos de calibración del radioaltímetro en tierra se conoce como AID (“Aircraft Intercommunicattion/Installation Delay”).

Hay obligación de ajustar la instalación para que el indicador de radioaltímetro marque cero pies al entrar la aeronave en la zona de toma de contacto en el aterrizaje.

                           AID=2h₀+k(C_Tx+C_Rx)

Con h₀ altura de las antenas del radioaltímetro respecto del suelo con la aeronave en tierra; k relación entre las velocidades de propagación de las señales en el aire y el cable coaxial usado (típico el valor 1.5); C_Tx y C_Rx longitudes del cable coaxial que une las antenas de transmisión y recepción, respectivamente, con la LRU del radioaltímetro asociado. Actualmente, el AID es programable mediante “pin programming” en pasos de 5pies desde un valor mínimo de, por ejemplo, 20pies.

El Sistema de Navegación OMEGA

Sistema de navegación global que trabaja en la banda de VLF utilizando onda continua (cw) y con cobertura de largo alcance.

Transmisión de señales omnidireccionales mediante una red de 8 estaciones ubicadas estratégicamente, que proporcionan cobertura mundial: (A) Noruega, (B) Liberia, (C) Hawaii, (D) Dakota del Norte (USA), (E) La Reunión , (F) Argentina, (B) Trinidad o (G) Australia, (H) Japón. Coordinación de la red por parte del servicio de guardacostas norteamericano (USCG)

Utiliza transmisión de 3 señales multidifundidas en el tiempo de 10.2, 11.33 y 13.6 Khz. Representan el denominado “modelo multicompartido en el tiempo”. Posteriormente se incorporó como mejora para la sincronización de tiempos la frecuencia de 11.05KHz.

Cada estación emite con una potencia de 10Kw, excepto la de Trinidad (temporal) con solo 1Kw, que fue sustituida por la estación de Australia. Se trata de antenas omnidireccionales con un rendimiento no superior al 7%, por la poca altura de los elementos radiantes comparada con la longitud de onda transmitida:

• Montadas sobre torres verticales de 400-450m de altura que incorporan una sombrilla de elementos radiantes y una serie de tirantes de sujeción a tierra: en Liberia, La Reunión, Dakota del Norte, Argentina, Japón y Australia.
• Extensión plana de elementos radiantes alrededor de un valle entre montañas de unos 3500m (“valley-span”): en Noruega, Trinidad y Hawaii.

La propagación de este tipo de señales en VLF se efectúa a través de la denominada guía de ondas natural, definida entre la superficie terrestre y la capa D de la ionosfera. Se trata de una guía de ondas esférica de anchura variable que oscila entre los 70Km por el día y los 90Km por la noche.

La elección de frecuencias, número de estaciones y potencia de transmisión de las mismas se ha hecho para cumplir con el requisito de cobertura global siguiente: desde cualquier punto de la tierra debe recibirse señal ONS de al menos 4 estaciones; en la práctica, por la distribución desigual de la red de estaciones se recibe, en condiciones normales, señal procedente de entre 4 y 7.

La cobertura proporcionada por cada estación ONS es variable según la dirección de propagación de las señales. La cobertura útil típica, considerando el efecto de rotación terrestre, es la siguiente:

• Hacia el Este, 10500NM, con una atenuación de 2dB cada 1000Km.
• Hacia el Oeste, 6000NM, con una atenuación de 4dB cada 1000Km.
• Hacia el Norte y Sur, 8000NM, con una atenuación de 3dB cada 1000Km

Transmisor “A”- Bratland : Único transmisor Omega europeo. Antena tipo "valley-span" consistente en varios cables tendidos sobre un fiordo, utilizando dos montes separados 3500 metros entre si. Uno de estos montes esta situado en Noruega y el otro en la isla Aldra. Esta antena fue desmantelada en 2002.

Transmisor “B”-Trinidad: Funcionó hasta 1976, luego fue reemplazada por la estación de Paynesville, Liberia. Antena tipo "valley-span". Esta construcción permanece todavia en pie.

Transmisor “B”- Paynesville: Parabólica montada a 417 metros de altura sobre un mástil de acero, que era la estructura más alta jamás construida en África. La estación fue clausurada por el gobernador de Liberia después de que entrara en desuso el Sistema de Navegación Omega, el 30 de Septiembre de 1997. El acceso a la torre no está restringido y se puede escalar.

Transmisor “C”- Kaneohe :Hawai, inaugurada en 1943 como un transmisor en VLF para comunicaciones submarinas y usaba como antena un cable que se extendía sobre el valle Haiku. A finales de los 60 se transformaron en un transmisor para el sistema de navegación OMEGA.

Transmisor “D”-La Moure: North Dakota, USA. Usaba una antena de 365 metros. Desde que dejó de funcionar el sistema de navegación OMEGA se usa para transmisiones submarinas en la banda VLF.

Transmisor “E”-Chabrier:En la Isla Reunión con un mástil de 428 metros de altura. Fue demolido en 1999 con explosivos.

Transmisor “F”-Trelew: Chubut, Argentina. Antena de 450 metros de alta, demolida en Junio de 1998 cuando EEUU dió por finalizado el sistema de navegación Omega.

Estación Omega "F" ya sin la antena

Transmisor “G”-Woodside: Australia. Con una altura de 432 metros es una de las construcciones más alta del Hemisferio sur.

Transmisor “H”-Tsushuima:Japón. Antena a 389 metros sobre un mástil tubular de acero aislado del suelo. Esta mástil que fue construido en 1973 fue la estructura más alta en Japón (y el tubo de acero más grande jamás contruido), fue desmantelado en 1998 usando una grua.

Descatalogación del Sistema OMEGA

A pricipio de los años 70 el Departamento de Defensa de los EEUU impulsó el Sistema OMEGA. El gran problema de este sistema de navegación de larga distancia era que estaba constituido por antenas transmisoras en distintos países que podrían ser blanco de ataques enemigos.

El Sistema de Posicionamiento Global o GPS puesto en marcha en 1978 (lanzamiento del primer satélite), que entró en funcionamiento en 1993 con 21 satélites en órbita, supuso la desaparición del Sistema Omega de Navegación.

"La Administración Federal de Aviación del Departamento de Transporte de los Estados Unidos ha informado que, a partir del 30 de septiembre de 1997, los Estados Unidos dejarán de participar en el Sistema de Radionavegación Omega. Aunque los componentes específicos podrían seguir operando por separado, el retiro del apoyo y del financiamiento de los Estados Unidos al sistema en su configuración actual, elimina efectivamente su capacidad de navegación mundial, retirando dicho Estado la certificación de su uso por parte de los transportistas estadounidenses"

Secuencia de la demolición de la Antena Omega "F"

* Imágenes cortesía de "Google-Earth"

Actualización Libro Comunicaciones

Acabo de publicar el libro "Comunicación y Sistemas de Información de las Aeronaves" a través de la editorial Paraninfo.

Se trata de una actualización al programa exigido para el nuevo título de Aviónica sobre Comunicaciones (ATA23), Cabina de pasaje (ATA44) y Sistemas de Información (ATA46), exigido por EASA Part66, que incorpora la información más actual respecto de:

• Comunicaciones Aéreas Externas: VHF/HF/SELCAL, CPDLC (VDL/HFDL), SATCOM, Iridium SSC.
• Localización de Emergencia: Transmisión de ELT, localización submarina ULB.
• Comunicaciones Internas: AIS (I/C y R/T), CVR, CIDS, PA en el Airbus A340-600.
• Entretenimiento en Vuelo (IFE): eX3 con eXConnect de Panasonic Inc.
• Sistema de Cámaras para Ayuda en el Rodaje (TACS).
• Sistema de Vigilancia de Puerta de Cockpit (CDSS).
• Sistemas de Información a bordo: Referidos al Boeing B-787 y a los Airbús A340-600 y A350.
• Sistema de gestión de información del tráfico aéreo ATIMS.
• Sistema de información en red de la aeronave, AINS.
• Sistema de información en red del Cabin, CINS.
• Sistema de información para tripulación en Cockpit, EFB.
• Sistema de información para mantenimiento.

Incluye también los temas genéricos sobre Comunicaciones (Modulación, Receptores, Transmisores, Comunicaciones Múltiples) y Antenas, con problemas y soluciones. Además, de un glosario final y lista ARINC sobre los ATAs indicados.

Resaltar que el libro desarrolla uno de los IFE más actuales y completos que más se montan hoy en día en aeronaves como el B787 o el A350, el eX3 con eXConnect de Panasonic Inc. Lo he hecho con vistas a poder acceder a los trabajos que solicita la propia Panasonic, incluso en España. Ver enlace siguiente:

Aviation Job Search: Panasonic Avionics

El libro se puede encontrar aquí: Comunicación y Sistemas de Información de las Aeronaves

Curiosidades en el Airbus A320

¿Alguien se ha fijado en las marcas triángulares que hay en la cabina de pasaje por encima de ciertas ventanillas? ¿Para qué se usan, qué señalizan?
 

 Y, ¿qué hay del elemento con dos agujeros que sobresale en el extradós de cada semiala?, ¿de qué se trata y que función cumple?

Por cierto, ¿no os llamado la atención los agujeros en las ventanillas de la cabina de pasaje?

La respuesta a estas preguntas os va a sorprender, a mi por lo menos sí lo ha hecho. La explicación nos la dá todo un personaje llamado "Capitán Joe" en Youtube:

Concretamente, las respuestas las teneis en los siguientes enlaces (yo no voy a desvelar el misterio):

Objetos misteriosos en el A320 

¿Porqué hay un agujero en las ventanas del avión?