VHF omnidirectional range: differenze tra le versioni

Versione delle 19:16, 25 lug 2019

Versione delle 16:22, 26 lug 2019

Riga 8:

Il segnale inviato indica sia l'identificativo della stazione (in [[codice Morse]]) sia la posizione dell'aereo relativa a quest'ultima in riferimento al Nord magnetico, indicando quindi al [[aviatore|pilota]] il suo rilevamento rispetto alla stazione emittente. Utilizzando il sistema [[radiale]] + [[Distanza euclidea|distanza]], si può ottenere la posizione sulla radiale rispetto al VOR del velivolo. Molte stazioni di terra sono anche dotate anche del DME ([[Distance Measuring Equipment]]) che consente al ricevitore di misurare la sua distanza dall'emittente.

Il VOR divenne il principale sistema di radionavigazione negli [[anni 1960|anni sessanta]]: il vantaggio di questo sistema rispetto ai vecchi NDB ([[Non-Directional Beacon]]) è che il segnale radio indica anche se si sta viaggiando verso (''to'') o dalla (''from'') stazione emittente, permettendo al pilota di seguire più facilmente una linea immaginaria tracciata nel cielo.[[File:Vor simbolo.gif|thumb|Simbolo cartografico ed identificativo di un VOR]]

L’evoluzione tecnologica degli ultimi anni ha modificato radicalmente la [[Regole del volo strumentale|navigazione strumentale]] che si baserà sui [[Sistema di posizionamento globale|sistemi satellitari]] con l'implementazione entro il 2022 della Performance Based Navigation<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/enavWebPortalStatic/AIP/AIP/publications/documents/AIC_A_2019_04.pdf|titolo=Circolare AIC A 4/19 relativa all’implementazione PBN in Italia.}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.icao.int/SAM/Documents/2009/SAMIG3/PBN%20Manual%20-%20Doc%209613%20Final%205%2010%2008%20with%20bookmarks1.pdf|titolo=Manuale 9613 ICAO contenente specifiche e descrizione del sistema PBN.}}</ref>. Le stazioni VOR saranno mantenute soltanto per avere un backup in caso di emergenza. Programmi come il VOR MON<ref>{{cita web|url=https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/transition_programs/vormon/|titolo=Il programma VORMON dal sito ufficiale FAA}}</ref> dell’[[Federal Aviation Administration|FAA]], prevedono di dismettere nei prossimi anni tra il 30% e il 50% dei VOR esistenti negli [[Stati Uniti d'America|USA]]. Anche l’[[ENAV]] prevede una riduzione delle stazioni a terra a seguito dell’implementazione dei programmi [[SESAR]] e [[EGNOS]]<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/sites/public/it/Servizi/sorveglianza-navigazione.html|titolo=Pagina ufficiale dal sito ENAV che descrive il passaggio alla navigazione basata su sistemi satellitari}}</ref>[[File:Vor simbolo.gif|thumb|Simbolo cartografico ed identificativo di un VOR]]

Le [[rotta aerea|rotte aree]] tra cui le ''[[Aerovia|aerovie]]'', sono disegnate collegando idealmente VOR o altre [[radioassistenza|radioassistenze]] ad [[aeroporto|aeroporti]].

Line 17 ⟶ 15:

==Come funziona un VOR==

I VOR operano su radiofrequenze assegnate tra i 108.0 [[megahertz]] (MHz) e i 117.95&nbsp;MHz, che sono compresi nella banda riservata ai segnali [[VHF]], mentre l'ampiezza del canale è di 50&nbsp;kHz. FuronoLe scelteonde leVHF, frequenzeessendo VHFonde perchéa viaggianopropagazione solodiretta, inhanno lineail rettavantaggio edi non vengonoessere influenzatesoggette dagliad agenti atmosferici, permettendo quindierrori di calcolarerifrazione molto accuratamente gli angoli. Questo però implica anche che i VOR possono operare solo a distanze inferiori ai 240&nbsp;km, altrimenti perdono la loroe efficacia.

I sistemi VOR utilizzano la relazione di [[fase (segnali)|fase]] tra due segnali di 30&nbsp;Hz per codificare la direzione. La [[Onda portante|portante]] principale è un semplice segnale audio in [[Modulazione di ampiezza|AM]] che trasmette l'identificativo della stazione in [[codice morse]]. Il secondo segnale di 30&nbsp;Hz è in [[Modulazione di frequenza|FM]] modulato su una [[sottoportante]] di 9960&nbsp;Hz. Il segnale così miscelato è poi passato a una cortina di quattro [[Antenna omnidirezionale|antenne omnidirezionali]], che ruotano il segnale 30 volte al secondo. Si noti che le antenne non devono necessariamente essere ruotate fisicamente, come avveniva nei primi strumenti di questo tipo, ad oggi i trasmettitori VOR utilizzano due antenne a telaio tra di loro ortogonali, una con un diagramma di radiazione pari a <math>\cos(\alpha)</math>, l'altra con diagramma di radiazione pari a <math>\sin(\alpha)</math> , alimentate rispettivamente con il segnale <math>\cos(60\pi t)\cos(2\pi F_c t)</math> e con il segnale <math>\sin(60\pi t)\cos(2\pi F_ct)</math>, dove α è l'angolo formato dalla congiungente velivolo stazione e la direzione del nord magnetico, mentre <math>F_c</math> è la frequenza della portante, in modo che l'aeroplano possa ricevere un segnale dipendente dalla sua direzione di volo senza la complicazione di ruotare l'antenna al suolo.

Line 34 ⟶ 32:

==Utilizzo del VOR==

[[File:vor.gif|thumb|Ricevitore VOR di bordo]]

[[File:Vor indicator.png|thumb|La freccia gialla indica se si sta viaggiando verso (''To'') o dalla (''From'') stazione emittente]]Il tipicoclassico strumento del VOR è formato da un disco a bussola (solitamente chiamato compass card) sovrastatoa dacui viene sovrapposto un ago verticale chiamato Course Deviation indicator (CDI)<ref>{{Cita web|url=https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/phak/media/18_phak_ch16.pdf|titolo=Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge - Capitolo 16 Navigation}}</ref> e da un indicatore cosiddetto To/From (a/da).

All'esterno del disco c'è una manopola chiamata Omni Bearing Selector (OBS) che ruota il disco. e serve a selezionare la [[radiale]] rispetto a cui si vogliono ottenere le indicazioni

Tutti gli angoli rilevati dai VOR sono riferiti al [[Polo magnetico (astronomia)|nord magnetico]] (che differisce dal [[Nord geografico|nord vero]] per l'angolo di [[declinazione magnetica]]) per permettere un facile confronto tra le indicazioni dello strumento e quelle della [[bussola]]. Per la navigazione, quando bisogna riportare le radiali rilevate sulle [[Proiezione cartografica|carte]], occorre tenere quindi conto della [[declinazione magnetica]]. Per questo motivo sulle carte VFR, le rose graduate intorno alle stazioni VOR vengono orientate rispetto al nord magnetico mentre sulle carte utilizzate nel volo [[Regole del volo strumentale|IFR]], tutte le rotte sono misurate rispetto al nord magnetico, a meno che non sia espressamente indicato con la lettera °T, che sono riferite al [[Nord geografico|nord vero]]<ref>{{Cita web|url=http://ww1.jeppesen.com/documents/aviation/business/ifr-paper-services/glossary-legends.pdf|titolo=Legenda carte strumentali Jeppesen}}</ref>. I criteri con cui devono essere rappresentate le rotte e aggiornati i dati relativi alla [[declinazione magnetica]] sulle carte aeronautiche sono stabiliti dall'Annesso 4 ICAO<ref>{{Cita web|url=http://dgca.gov.in/intradgca/intra/icao%20annexes/an04_cons.pdf|titolo=Annesso 4 ICAO - Carte Aeronautiche}}</ref>

Tutti gli angoli sono riferiti al [[Polo magnetico (astronomia)|nord magnetico]] per permettere un facile confronto tra il VOR e la [[bussola]].

Il nord magnetico differisce dal [[nord reale]] per una quantità detta [[declinazione magnetica]], angolo che varia nello spazio e nel tempo, e può essere trovata nelle carte e negli indici aeronautici.

L'utilizzo del VOR è molto più semplice di quello dell'[[Non-directional beacon|NDB]] in quanto, se usato nella maniera corretta, centrando il CDI si può leggere direttamente il valore della [[radiale]] su cui si trova l'[[aeromobile]], senza dover fare conti. Lo strumento, inoltre, indicherà l'eventuale scostamento a destra o sinistra rispetto alla [[radiale]] selezionata. Ad esempio un aereo sta volando con prua 180° con il CDI centrato su 18 TO (radiale 360° inbound) e viene spostato dal vento a destra della radiale, il CDI si sposterà a sinistra. A quel punto il pilota, per rientrare in rotta, non dovrà fare altro che virare verso sinistra (ad esempio per prua 170°) fino a quando il CDI non torna nuovamente al centro.

Se il pilota vuole avvicinarsi a una stazione VOR in direzione est dovrà volare in direzione ovest per raggiungerla. Il pilota pertanto adopererà la regolazione OBS per ruotare il disco della bussola finché il disco non recherà il numero 27 (270 gradi) allineato col puntatore in cima al disco. Quando il velivolo intercetterà la radiale a 90 gradi (direzione est della stazione VOR) l'ago sarà centrato e l'indicatore To/From mostrerà "To". Si noti che il pilota imposta il VOR per indicare il reciproco: l'aereo seguirà la radiale dei 90 gradi mentre il VOR indicherà che la rotta per la stazione VOR (indicata con "to") è 270 gradi. Il pilota pertanto dovrà solamente tenere l'ago centrato per seguire la rotta verso la stazione VOR. Se l'ago si sposta fuori centro il pilota vira solidalmente all'ago per ricentrarlo. Dopo aver sorvolato la stazione VOR l'indicatore To/From indicherà "From" e il velivolo si troverà pertanto sulla radiale di 270 gradi. L'ago generalmente oscilla da tutte le parti sorvolando le pertinenze della stazione VOR per poi tornare centrato una volta raggiunta una certa distanza dalla stazione.

In volo, lo strumento si utilizza principalmente per due scopiː

Nell'illustrazione qui sopra si noti che il disco della bussola è impostato a 254 gradi, l'ago è centrato e l'indicatore To/From è in posizione "From" (FR). Il VOR sta indicando che il velivolo si trova sulla radiale dei 254 gradi ovest-sudovest dalla stazione VOR. Se l'indicatore To/From avesse indicato "To" il velivolo sarebbe stato sulla radiale dei 74 gradi e la rotta verso la stazione VOR sarebbe stata di 254 gradi. Da notare anche che non esiste alcuna indicazione di quale sia la direzione effettiva del velivolo. L'aereo potrebbe volare in direzione nord e questa foto del dispositivo VOR potrebbe essere stata presa in un momento in cui l'aereo sorvolava la radiale dei 254 gradi. In ogni caso si può asserire che con buona probabilità che l'aereo volasse su una rotta di 254 gradi, che avesse sorvolato la stazione VOR e che ora si stia allontanando dalla stessa.

* determinare la linea di posizione su cui si trova l'aeromobile rispetto ad una stazione oppure, conoscendo la distanza [[Distance Measuring Equipment|DME]] o rilevando la propria linea di posizione rispetto ad un'altra radioassistenza, si possono fare dei [[Fix (aviazione)|fix]];

Seguire una singola rotta con un VOR è molto più semplice che con un [[Non-directional beacon|NDB]]. Con un NDB è possibile sapere solamente la direzione verso la stazione ma non la radiale su cui il velivolo si trova. Questo invero potrebbe sembrare la stessa cosa ma la differenza è che per sorvolare un NDB l'indicatore deve essere centrato sullo strumento, l'esatta posizione dell'aereo rispetto alla stazione è sconosciuta. Per trovare la radiale il puntatore NDB deve trovarsi centrato e di conseguenza riferito alla bussola. Inoltre, man mano che il velivolo si avvicina alla stazione NDB, qualunque vento traverso potrebbe causare uno spostamento rispetto alla rotta effettivamente da seguire. Man mano che il pilota centra l'indicatore l'aereo comincia a seguire un percorso curvo verso la stazione NDB e la sorvola da una direzione differente da quella con cui aveva iniziato ad avvicinarla.

* navigare da o per le stazioni VOR seguendo una radiale come si fa ad esempio quando si segue una aerovia o una procedura strumentale.

[[File:Vor indicator.png|thumb|La freccia gialla indica se si sta viaggiando verso (''To'') o dalla (''From'') stazione emittente]]

Le cose da tenere a mente e che sono fondamentali per l'utilizzo corretto dello strumento, sono cheː

Quando l'aereo sorvola una stazione VOR entra nel ''cono di confusione'', un cono immaginario dove non è possibile identificare correttamente la radiale (e la distanza per il DME). Una volta che l'aereo ha attraversato quest'area, il VOR indicherà la radiale "From" che starà seguendo in quel momento; il pilota continua pertanto a navigare mantenendo il puntatore centrato nello strumento. Con una stazione NDB invece il puntatore si invertirà istantaneamente appena passata la stazione, e per continuare sulla stessa direzione il pilota dovrà invertire la modalità di tutte le correzioni, cosa solitamente molto difficile.

* le indicazioni dello strumento non sono in alcun modo collegate alla [[prua]] dell'aeromobile, a meno che non si disponga di un [[Horizontal Situation Indicator|HSI]];

Correggere la posizione con un VOR comunque non è più semplice che con un NDB. In entrambi i casi due stazioni devono essere sintonizzate e le loro direzioni trovate e tracciate su un grafico. Il VOR tuttavia offre una maggiore accuratezza data la natura del suo segnale ma potrebbero essere necessari leggeri aggiustamenti della manopola OBS per trovare la direzione effettiva della stazione.

* è sempre il pilota che deve impostare i valori in TO se si vuole avvicinare alla stazione o in FROM se si vuole allontanare o conoscere la radiale su cui si trova. Se l'aereo si trova esattamente a nord della stazione infatti, il CDI si centrerà sia sull'indicazione N (FROM) che su S (TO).

Per determinare un fix utilizzando due VOR occorre sintonizzare le due stazioni su due apparati differenti, girare i pomelli dell'OBS fino a quando i CDI sono allineati al centro con l'indicazione "from" e tracciare i due rilevamenti sulla carta. Il punto in cui si incrociano le due [[Semiretta|semirette]] rappresenterà la posizione (più o meno gli eventuali errori di accuratezza) dell'aeromobile<ref>{{Cita web|url=https://www.icao.int/Meetings/anconf12/Document%20Archive/AN10_V2_cons%5B1%5D.pdf|titolo=L'errore massimo dei VOR è indicato nell'Annesso 10 al paragrafo 3.7 VOR system accuracy}}</ref>. Se a bordo non sono disponibili due apparati, occorrerà inserire prima una stazione e poi l'altra per determinare il fix; in questo caso però, non avendo i due rilevamenti in contemporanea, la posizione rilevata sarà meno precisa.

Navigare lungo linee tra diverse stazioni, sia da che verso, rimane comunque un difficile problema per entrambi i sistemi. In questo caso le radiali cambiano man mano che l'aereo si sposta, e l'unica maniera di fare questa cosa manualmente è di tracciare la rotta e degli aggiustamenti di esempio prima del volo. Errori nella navigazione possono essere veramente difficili da correggere e possono richiedere aggiustamenti che devono essere confrontati con quelli d'esempio tracciati prima del volo.

Quando l'aereo sorvola una stazione VOR entra nel ''cono di confusione'', un cono immaginario dove non è possibile identificare correttamente la radiale. Una volta che l'aereo ha attraversato quest'area l'indicazione passerà da TO a FROM e le indicazioni del CDI continueranno ad essere "istintive".

L'elettronica può risolvere questo problema e il sistema [[Area Navigation]] (RNAV) può farlo in maniera molto efficace. Un sistema RNAV è un [[computer analogico]] collegato a più ricevitori VOR che può utilizzare i dati del VOR e del DME per calcolare continuamente l'aggiustamento della rotta. I percorsi di volo possono essere selezionati in base alla volontà del pilota e l'elettronica calcolerà continuamente la direzione necessaria per stare entro il percorso, come se il velivolo stesse volando lungo una radiale.

== Copertura ==

Line 89 ⟶ 87:

|100 NM

|}

La portata del VOR, utilizzando [[Very high frequency|onde dirette]], dipende anche dalla [[Sfericità della Terra|curvatura terrestre]]. A bassa quota può capitare di non essere a portata visiva perché la stazione trasmittente si trova sotto la linea dell'[[orizzonte]]. Per calcolare la distanza massima a cui si può ricevere un segnale VHF in base alla quota la formula è la seguente: <math>1,23 \times\bigl(\surd h1 + \surd h2\bigr)</math><ref>{{Cita libro|titolo=Manuale Jeppesen- Radio Aids - Effective range of radio transmission}}</ref> <ref>{{Cita web|url=https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/Annex%20II%20to%20ED%20Decision%202016-008-R.pdf|titolo=Acceptable Means of Compliance and Guidance Material to Part-FCL (Learning Objectives (LOs)) — Amendment 2 - 062 02 01 03 Coverage and range}}</ref> dove h1 è l'altezza dell'antenna trasmittente in piedi, h2 è l'altezza dell'antenna ricevente in piedi. Il risultato ottenuto è in miglia nautiche.

==I VOR e le rotte aeree==

Line 109 ⟶ 107:

==Il futuro==

L’evoluzione tecnologica degli ultimi anni ha modificato radicalmente la [[Regole del volo strumentale|navigazione strumentale]] che a partire dal 2022, si baserà unicamente sulla Performance Based Navigation PBN<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/enavWebPortalStatic/AIP/AIP/publications/documents/AIC_A_2019_04.pdf|titolo=Circolare AIC A 4/19 relativa all’implementazione PBN in Italia.}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.icao.int/SAM/Documents/2009/SAMIG3/PBN%20Manual%20-%20Doc%209613%20Final%205%2010%2008%20with%20bookmarks1.pdf|titolo=Manuale 9613 ICAO contenente specifiche e descrizione del sistema PBN.}}</ref>

Come altri sistemi di radio-navigazione, è probabile che in futuro i VOR verranno sostituiti da altri metodi di navigazione basati su sistemi satellitari come il [[GPS]]. Una delle cause fondamentali è che il sistema VOR ha bisogno di molte stazioni di terra per coprire una grande area, con conseguenti costi di installazione e manutenzione.

L’evoluzione tecnologica degli ultimi anni ha modificato radicalmente la [[Regole del volo strumentale|navigazione strumentale]] che si baserà sui [[Sistema di posizionamento globale|sistemi satellitari]] con l'implementazione entro il 2022 della Performance Based Navigation<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/enavWebPortalStatic/AIP/AIP/publications/documents/AIC_A_2019_04.pdf|titolo=Circolare AIC A 4/19 relativa all’implementazione PBN in Italia.}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.icao.int/SAM/Documents/2009/SAMIG3/PBN%20Manual%20-%20Doc%209613%20Final%205%2010%2008%20with%20bookmarks1.pdf|titolo=Manuale 9613 ICAO contenente specifiche e descrizione del sistema PBN.}}</ref>. Le stazioni VOR saranno mantenute soltanto per avere un backup in caso di emergenza. Programmi come il VOR MON<ref>{{cita web|url=https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/transition_programs/vormon/|titolo=Il programma VORMON dal sito ufficiale FAA}}</ref> dell’[[Federal Aviation Administration|FAA]], prevedono di dismettere nei prossimi anni tra il 30% e il 50% dei VOR esistenti neglisul [[Statiloro Uniti d'America|USA]]territorio. Anche l’[[ENAV]] prevede una riduzione delle stazioni a terra a seguito dell’implementazione dei programmi [[SESAR]] e [[EGNOS]]<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/sites/public/it/Servizi/sorveglianza-navigazione.html|titolo=Pagina ufficiale dal sito ENAV che descrive il passaggio alla navigazione basata su sistemi satellitari}}</ref>[[File:Vor simbolo.gif|thumb|Simbolo cartografico ed identificativo di un VOR]]

<!--

Line 214 ⟶ 215:

== Collegamenti esterni ==

* [https://pyrochta.ch/de/index.php/r-nav/vor Simulatore VOR]

* {{Collegamenti esterni}}