Para que seja possível o voo por instrumentos, são necessários em solo diversos equipamentos que auxiliem os pilotos a “se acharem”.

NDB

Um dos primeiros a ser utilizado foi o NDB (Non Directional Beacon). Trata-se de uma antena de balizamento fixa em solo que emite ondas de rádio em uma frequência AM (aquelas que no espectro das ondas de rádio estão na faixa dos KHz). A bordo das aeronaves há um rádio chamado ADF capaz de sintonizar a mesma frequência, ligado a um instrumento no painel com uma agulha que aponta “””sempre””” (e põe aspas nisso) na direção desta antena.

Ele é uma antena de rádio normal, como as antenas das rádios que ouvimos em casa, no carro, ou no consultório do dentista. Obviamente, para fins de navegação aérea existem antenas próprias, que funcionam nas frequências aeronáuticas, porém o rádio que sintoniza a frequência dos NDBs é capaz de sintonizar todas as rádios AM também, e sim, sai as músicas da rádio no sistema de som da cabine de comando!

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NDB BCH no aeroporto de Bacaheri

O motivo disso é que nos primórdios da navegação por instrumentos, quando o NDB era o que se tinha de mais avançado, no caso de um piloto se perder  ele poderia sintonizar a frequência de uma rádio AM de uma cidade que estivesse próxima da sua rota, a agulha iria apontar na direção dessa antena e também poderia ouvir a rádio. Se vocês já ouviram uma estação de rádio AM já devem ter notado que elas repetem várias vezes durante a programação a sua frequência, seu prefixo e a cidade onde ela está instalada. Elas fazem isso justamente por causa da navegação aérea, o piloto sintonizava a radiodifusora e seguia a agulha, para ter certeza que estava indo para a cidade certa ele ouvia o prefixo da rádio sintonizada e a cidade, e assim tinha a confirmação, bastava voar para lá.  Ou nem precisava estar perdido, poderia utilizar-se deste artifício apenas para confirmar sua posição: se ele sabia que tal hora deveria passar por uma cidade à sua direita, sintonizava uma rádio dessa cidade e confirmava que ele estava a sua direita.

As frequências das principais radiodifusoras de uma cidade que possui um aeródromo estão disponíveis no manual de rotas ROTAER*, num campo específico para tal. Marcamos como exemplo a radiodifusora Ouro Verde (essa é AM, mas é do mesmo grupo daquela rádio FM que você escuta na sala de espera do seu dentista!) O prefixo dessa rádio é ZYJ-234 e sua frequência é 590KHz

*O ROTAER está disponível em www.aisweb.aer.mil.br

ROTAER NDB

As antenas que são próprias para a navegação aérea também podem ser confirmadas através de sinal sonoro. Todas elas possuem um código Morse associado que o piloto pode ouvir ao ativar no sistema de rádios da aeronave a escuta do rádio ADF, e este código Morse pode ser visto nas cartas de navegação junto da frequência da mesma para comparar com o que foi ouvido.

Na imagem abaixo vemos circulado em vermelho a representação de um NDB numa carta de aproximação por instrumentos. O símbolo do NDB é um conjunto de círculos concêntricos pontilhados, e junto a ele uma caixa com o seu nome (no caso BACACHERI) a frequência (300KHz), a sigla dele (BCH) e ao lado o código Morse de identificação, que pode ser ouvido logo abaixo da imagem:

NDB BCH

Ouça o código morse do NDB BCH: 

A navegação por NDB é baseada em QDM e QDR: Quando você está voando em direção ao NDB, o rumo magnético em que você está voando (o mesmo que a agulha está apontando) é chamado QDM, e quando você está se afastando da antena, o rumo magnético OPOSTO ao que você está voando, no caso onde a “cauda” da agulha aponto, é o QDR.

Instrumento do ADF, agulha aponta na direção da antena em solo. Nesse avião o instrumento é integrado ao rádio, mas pode ser separado.

Hoje o NDB é considerado arcaico, países mais desenvolvidos não o utilizam e em breve eles deverão ser abandonados no Brasil também. O motivo é baixa confiabilidade, a agulha varia muito (por isso tantas aspas lá em cima!) ou se tiver um CB com relâmpagos por perto a agulha aponta para o CB, por esses motivos está caindo em desuso.

VOR

A evolução do NDB foi o VOR (Very high frequency Omnidirectional Range). O VOR (lê-se “Vê, ô, érre”) é um equipamento composto de várias antenas capazes de enviar à aeronave sinais mais precisos (a agulha não fica variando como no NDB), sem interferência atmosférica (tempestades), e com precisão a ponto de ser possível determinar a quantos graus a partir do norte magnético aquele sinal de rádio está sendo emitido. Assim existem as radiais, um VOR possui 360 radiais que partem dele em todas as direções, sendo a radial 000 ou 360 a radial que sai do VOR na direção do norte magnético.

VOR CTB, dentro do sítio aeroportuário do SBCT

VOR CTB, dentro do sítio aeroportuário do SBCT

A bordo da aeronave o VOR é sintonizado nos rádios NAV (Navegação), o NAV 1 e NAV 2, sendo possível sintonizar ao mesmo tempo 2 VOR, e suas frequências estão na faixa dos MHz. A frequência do VOR Curitiba (CTB) é 116,50MHz, este VOR está situado dentro do sítio aeroportuário do aeroporto Afonso Pena. Assim como no NDB, associado à um VOR também existe um sinal audível em código Morse para confirmar a estação sintonizada.

Veja na imagem abaixo o perfil de uma carta de aproximação que mostra um VOR (no caso de um VOR com DME (já vamos falar o que é isso!) a representação é um quadrado com um hexágono dentro). Ao lado do VOR o quadro com o seu nome (CURITIBA), sua frequência (116,50MHz), sua sigla de identificação (CTB) e seu código Morse. Marcamos também na imagem duas radiais deste VOR:

VOR CTB

Ouça o código morse do VOR CTB:

As radiais são muito utilizadas para determinação de posição

VOR radiais

A navegação com as radiais não usa mais o conceito de QDM e QDR. Se um avião está voando na radial 153 com proa magnética 153, ele está se afastando da estação, na radial 153. Porém ele pode estar na radial 153 com proa 333, nesse caso ele está se aproximando da estação na radial 153.

Instrumento do VOR 2, a barra indica o alinhamento da aeronave na radial, se estiver centralizada a aeronave está na radial. Se a aeronave voar fora da radial, a barra vai começar a se deslocar para o lado que a aronave deve voar para buscar a radial. Cada bolinha indica 5 graus defasado.

No Brasil, VOR era tecnologia de ponta até pouco tempo atrás. Em países mais desenvolvidos também já é considerado obsoleto, devido ao advento dos sistemas RNAV, que são baseados em posicionamento GPS.

DME

DME é a sigla para Distance Measuring Equipament (Equipamento para medição de distância). Ele normalmente é instalado junto a um VOR e possui a mesma frequência e código Morse deste VOR. Ele fornece ao piloto a distância em milhas náuticas* que a aeronave se encontra da estação VOR/DME. Um DME pode ser instalado independente de um VOR, bem como um VOR pode não possuir DME, mas são configurações pouco comuns. Ele é sintonizado no rádio DME ou automaticamente ao sintonizar o VOR nos rádios NAV 1 e NAV 2 mais modernos.

*1 milha náutica = 1,852km (a unidade de velocidade utilizada na aviação é o Nó (knot – KT). O Nó é milha náutica por hora, então 1kt = 1,852km/h)

RNAV/GNSS

A tecnologia mais atual empregada na navegação aérea é o RNAV, que vem de Random Navigation e é um tipo de navegação para grandes distâncias não dependente dos radio-auxílios em solo que vimos acima, uma navegação dependente de voar o tempo todo entre um auxílio e outro pode resultar em rotas mais longas.

Basicamente existem duas formas mais comuns de navegação RNAV, uma utiliza os sistemas inerciais da aeronave, compostos de giroscópios e acelerômetros capazes de determinar a posição da aeronave a partir de uma posição inicial e navegar através da rota programada no FMC (veremos em um artigo futuro o que é o FMC), ou simplesmente determinar uma coordenada geográfica. Para isso um avião como o Boeing 737 por exemplo conta com dois sistemas inerciais e dois FMCs independentes, o Airbus A320 por sua vez conta com 3 inerciais.

Outra forma bem comum é baseada em navegação por satélite: o GNSS. Ele demorou para chegar à aviação pois demoraram para criar um sistema seguro o suficiente para este fim. Ao contrário das estações de rádio que sempre estarão em solo disponíveis, com sistema de segurança que reduzam ao máximo suas falhas, e dos sistemas inerciais que sempre estarão a bordo da aeronave, o GPS é um sistema dependente da “boa vontade” política e militar dos países que os sustentam em mantê-los ativos. No caso o famoso sistema GPS é mantido pelos Estados Unidos com finalidades militares. Além disso, para oferecer um posicionamento confiável, uma aeronave precisa estar “coberta” o tempo todo por no mínimo 3 satélites, o que poderia não acontecer em algumas regiões do globo terrestre utilizando-se apenas um sistema normal GPS estadunidense.

Para resolver estes problemas, foi criado um sistema de redes de posicionamento via satélite chamado GNSS (Global Navigation Satellite System), e são integrantes deste sistema, além do norte-americano GPS, o sistema russo de posicionamento via satélite GLONASS e o sistema chinês Compass. Além destes está em desenvolvimento pela União Européia o sistema Galileo, concebido como um projeto puramente civil, sem intervenções militares.

Com toda esta rede, passou a ser seguro o uso da navegação via satélite por aeronaves inclusive em procedimento de aproximação para pouso, utilizando-se de diversos pontos chamados “fixos” cujas posições são determinadas por satélite, e assim a aeronave voa entre esses pontos em vez de voar em radiais ou em QDM e QDR, normalmente com rotas mais diretas economizando combustível e tempo em voo. Esses fixos possuem nomeação específica para o aeroporto que servem, com duas letras e um número. As letras são as mesma de identificação do aeroporto (CT, BI). Abaixo uma imagem de uma carta de aproximação RNAV (GNSS) para a pista 15 do SBCT, marcamos o fixo CT001 como exemplo, mas notem que há vários outros na carta

RNAV CT

Estão surgindo novos sistemas baseados em satélite mas que contam com antenas fixas em solo que proporcionam muito mais precisão na realização de procedimentos, com a intenção inclusive de substituir o ILS. Se tiver interesse, pesquise a respeito de SBAS e GBAS, Obviamente, no Brasil, Terra do NDB e VOR essa tecnologia ainda não chegou!

No próximo artigo vamos finalizar os auxílios à navegação com o sistema de pouso ILS, que também é baseado em rádio, até lá!