Le V.O.R. (VHF Omnidirectional Range)

Ou, pour certains, VISUAL OMNIDIRECTIONAL RANGE

Il s'agit d'un instrument de radio navigation proche dans son concepte de l'A.D.F., mais qui présente avec ce dernier quelques différences notables, comme vous allez le voir.
La gamme de fréquences utilisée va 108 à 117.95 MHz.
Plus précisément:
De 108 à 111.85 MHz pour les T. VOR. (terminal VOR, émetteur de faible puissance servant à l'approche de l'aéroport).
De 112 à 117.95 MHz pour les A. VOR. (Airways VOR, émetteur de forte puissance servant de repère de route à plus grande distance).

Etant donné les fréquences utilisées (VHF, ou very high frequency), le VOR n'a pas de portée au delà de l'horizon, l'avion reçoit les ondes émises par le VOR directement, en ligne droite, comme la vue (d'où l'appellation: visual omni range), elle dépend donc de l'altitude de l'avion.

En fait, la portée efficace d'un VOR peut se calculer par la formule: Portée (en miles (Nm)) = 1.23 multiplié par racine carrée de l'altitude en pieds (ft).

Les ondes à polarisation horizontales ont tendance à être absorbées par des obstacles comme le sol plutôt que d'être réfléchies, ainsi, en choisissant une polarisation horizontale pour le VOR, on supprime les problèmes liés aux ondes déformées, et/ou déviées par réflexion (voir, si nécessaire, ce qu'est la polarisation à la page: l'ADF.).

L'émetteur VOR est constitué d'une antenne omnidirectionnelle entourée de 4 antennes (parfois plus) émettant un signal directionnel rotatif.

Le VOR émet donc un signal directionnel rotatif tournant dans le sens des aiguilles d'une montre, et balayant toutes les directions (tour complet) en un trentième de seconde, donc 360° en 1/30ème de seconde.

Chaque fois que le signal directionnel passe par le nord magnétique, l'antenne omnidirectionnelle située au centre du système émet un "bip". Le temps qui sépare ce "bip" de la réception du signal directionnel permet de connaitre l'angle entre la direction du nord magnétique, et la direction de l'avion à partir de l'émetteur.

Si, par exemple, l'avion reçoit le signal directionnel rotatif 1/120ème de seconde après le bip, cela correspond à 1/4 de tour pour ce signal rotatif car 1/120 = 1/4 de 1/30.
1/4 de tour c'est 90 degrés.

Encore un autre exemple pour être sûr de bien se représenter le système: si le signal directionnel est reçu 1/180ème de seconde seulement après le bip. L'instrument à bord de l'avion traduira ce temps (1/180ème) comme 1/6ème de 1/30ème de seconde, donc 1/6ème de tour puisqu'un tour se fait en 1/30ème de seconde; et puisqu'un tour, c'est 360 degrés, cela ferait: 1/6ème de 360 degrés, soit 60 degrés, voilà.

Cet angle s'appelle le QDR; la direction VOR-avion s'appelle la radiale, elle est la représentation du faisceau directionnel, et le QDR est l'angle de cette radiale par rapport au nord magnétique.

En aéronautique, tous les angles concernant la navigation se calculent à partir du nord magnétique qui représente le 0 degré, et en tournant dans le sens des aiguille du montre.

L'angle entre la direction du nord magnétique, et la direction de l'émetteur VOR, depuis l'avion s'appelle le QDM (de la station) (on retrouve le QDR en faisant QDM + 180°, et vice versa).

Ici, le QDR est de plus ou moins 300 degrés, le signal directionnel a donc été reçu 300/360ème de 30ème de seconde après le bip indiquant le passage au nord magnétique, soit 1/36ème de seconde après ce bip.

Le QDM de la station est de plus ou moins 120 degrés (pour cet avion, à ce moment précis). Le QDM de la station, c'est l'angle du cap magnétique (donc par rapport au pôle nord magnétique) que l'avion doit ou devrait suivre pour rejoindre la station.

S'il faut donner un QDM au point ou au lieu vers lequel se dirige cet avion ci dessus à ce moment précis, il est de 90 degrés.

Au niveau de l'instrument de bord lui même, le pilote sélectionne une route qu'il veut suivre grâce à un sélecteur appelé O.B.S. (omnibearing selector), et un indicateur de déviation lui montre l'écart de l'avion par rapport à cette route.

Suivant que l'avion se rapproche ou s'éloigne de l'émetteur, son instrument à bord indiquera un "TO" ou un "FROM", ou une petite flèche vers le haut pour "TO", et vers le bas pour "FROM".

Dans l'image ci dessus, l'avion était en "TO", tandis que dans l'image ci dessous, les deux cas sont représentés avec en prime un passage pile au dessus de la station, ce n'est bien sur pas obligatoire. Remarque, dans ce cas, le QDM de la station, et celui de la direction de vol de l'avion sont les mêmes en "TO", et opposés en "FROM".

A la verticale de l'émetteur, il y a un cone de confusion de plus ou moins 60 degrés dans lequel l'instrument affichera "TO" ou "FROM" aléatoirement et peut-être même alternativement.

De la même manière, lorsque l'avion ne passe pas au dessus de l'émetteur, il existe tout de même une petite zone de confusion au moment où il doit passer de "TO" à "FROM", ou en quelque sorte, pour le dire autrement, au moment où il " dépasse" le vor.

Dans le cockpit, le cadran du VOR se présente comme ceci:

Avec l'OBS en bas à gauche.
QDM: plus ou moins 255 degrés, QDR: plus ou moins 75 degrés, l'avion s'éloigne de l'émetteur (indication flèche vers le bas, et Fr pour: FROM).

Autres choses encore:
Un D.VOR est un VOR utilisant l'effet Doppler-Fizzeau, plus modernes, plus fiables, ils sont formés d'une antenne centrale (omnidirectionnelle) entourée de 48 antennes directionnelles, mais émettent quand même un signal directionnel rotatif faisant un tour en un trentième de seconde dans le sens horlogique, et est reçu de la même manière par l'avion.

Un VORTAC ou TACAN (tactical air navigation) est une variante militaire du VOR, mais qui émet en UHF (Ultra High Frequency).

Beaucoup de VOR, et particulièrement les VORTAC et TACAN sont équipés d'un système permettant de donner une information précise sur la distance séparant l'avion de la station; ce système, c'est le DME (distance measuring équipement). Il est utilisé aussi conjointement avec l'ILS dont nous allons bientôt parler. Je parlerai du DME ultérieurement, sur la même page que le transpondeur.