Groundschool: Základy radionavigace podle VOR

19.07.2022 6 příspěvků Tento článek je součástí seriálu Groundschool

Že se VOR už nikde nepoužívá? To, že budou brzy všechny vyřazeny z provozu, nám říkali na vysoké škole stejně jako o NDB. Leč, VORy žijí stále – sekáme se s nimi v praktických i teoretických zkouškách, ba dokonce v některých leteckých společnostech i v kapitánských přezkoušeních, kde zkušení examinátoři sledují, zda si adepti na levou sedačku ještě pamatují základy pro případ, že poslušný palubní počítač (FMS) vypoví svou funkci…

Groundschool: Základy radionavigace podle VOR
Groundschool: Základy radionavigace podle VOR (Zdroj: Aeroweb.cz)

VOR je zkratkou slov Very High Frequency Omni-directional Range a jedná se o desetiletími prověřené spolehlivé radionavigační zařízení, které potkáme na všech kontinentech planety (tedy opět vyjma Antarktidy, kde potkáme leda B737MAX 🙂). Toto zařízení pracuje ve frekvenčním pásmu 108.000–117.975 MHz, přičemž v dolním pásmu od 108.000 do 111.975 MHz se „kryje“ s ILS. Kdysi nám vyučující pokládali zákeřnou otázku, jak rozeznáme frekvenci ILS od frekvence VOR. Odpověď je poměrně snadná, a sice, že VORy mají coby první číslo za desetinnou čárkou číslici sudou, kdežto ILS číslici lichou. Proto 109.1 MHz patří ILSu, kdežto 109.6 MHz VORu.

Velmi krátké vlny, v jejichž pásmu VORy pracují, mají pro někoho tu nevýhodu, že se šíří na přímou viditelnost, což v praxi znamená, že letíte-li s menším letadlem pod úrovní vrcholků hor (kupříkladu v Alpách), patrně nezachytíte signál VORu, který leží za kopcem – podobné problémy koneckonců leckterý pilot zná i z obyčejné radiokomunikace, neb VHF komunikace probíhá ve stejném vlnovém pásmu, pročež v horách občas máme potíže s příjmem či vysíláním. Pomineme-li překážky, je běžný dosah VORu 200–350 km, v závislosti na jeho výkonu. Pro vás, kdo se učíte nebo se někdy budete učit na zkoušky ATPL, se bude hodit následující formulka pro výpočet teoretického dosahu VORu, s níž se můžete setkat v ATPL zkoušce z radionavigace:

pro výpočet teoretického dosahu

Proč onen koeficient 1,23? Tak na to se mě v diskusi pod článkem neptejte, protože to nevím, a nevěděli to ani páni navigátoři z IL-62 a exředitelé ÚCL, kteří mě to na VŠ učili 🙂. Nicméně v některých skriptech se udával i koeficient 1,25, ale jak by řekl klasik, na funkci (výsledek) to veliký vliv nemá.

Typy VORů

VORy můžeme rozlišovat podle jejich funkce na traťové, letištní či testovací. Traťové mají zpravidla vyšší výkon a rozdělují se ještě dále na „high-altitude“ (ty jsou v mapách značeny s písmenkem H) a „low-altitude“ (značeny písmenkem L). Koncové neboli letištní (tzv. TVOR, Terminal VOR) mají logicky menší výkon, protože slouží pouze pro přiblížení letadel na RWY. Občas se můžeme setkat s testovacím VORem (tzv. VOT, Testing VOR), který slouží jako testovací zařízení pro naše palubní přijímače, potřebujeme-li zjistit správnost funkce. Zvláštní typem VORu je BVOR, Broadcast VOR, který kromě schopnosti navigace obsahuje zprávu ATIS. No fakt – naladíme jeho frekvenci, odposlechneme identifikaci a krom jména VORu v Morseově abecedě uslyšíme i ATIS. Takhle to funguje například v Bruselu, kde se nachází dva BVORy – BUN 110.6 MHz a FLO 112.05 MHz. Ty ATISy na nich nejsou slyšet zrovna nejlépe, ale kdyby nic jiného nebylo, tak lepší než drátem do oka, že. Do výčtu VORů bychom mohli zmínit ještě VORTAC a TACAN, což jsou VORy pro vojenské využití.

Dosah VORů

Dosah VORů

VORy jsou mimochodem dvojího druhu – CVOR, konvenční a DVOR, Dopplerův (viz obrázek). Uživatel mezi nimi rozdíl nepozná, byť DVOR je trošku přesnější. CVOR je například ten u Vlašimi (VLM), DVOR zase u Vožice (VOZ) či v Praze (OKL).

CVOR
CVOR
DVOR
DVOR

Indikace VORu

VOR je perfektní a snadné zařízení pro navigaci v praxi, ale teoreticky se to vysvětluje obtížněji. Zkusím to co nejsnadněji. V některých letounech je instalováno RMI přepínatelné z NDB na VOR, o čemž jsme hovořili v minulém článku o navigaci prostřednictvím NDB/ADF, takže šipka na RMI ukáže směr, jakým letět k VORu, případně ji můžeme použít pro let po oblouku (tzv. ARC, viz článek o NDB). V tomto ohledu by se nejednalo oproti NDB o nic nového.

RMI
RMI

Co však je u VORu nové, je tzv. OBI, Omni-Bearing Indicator, který měl v historii letectví několik podob. Taková nejzákladnější je na následujícím obrázku:

OBI
OBI

Skládá se z břevna CDI (Course Deviation Indicator), selektoru OBS (Omni-bearing Selector neboli Course selector), kterým se ovládá otočná stupnice a volí se trať, po níž chceme letět, a indikátoru TO/FROM, díky němuž poznáme, zda letíme k zařízení, nebo od něj. Bez pozornosti by nemělo zůstat, že jeho indikace jsou zcela nezávislé na kurzu letadla, jak můžeme vidět na následujících 3 obrázcích:

indikace VOR

V souvislosti s tím je ještě potřeba představit pojem radiál, což je přímka směřující od VORu. V radionavigaci se pro radiál používá postarší Q-kód QDR (jeho opakem je QDM). Takže na obrázcích vyobrazená žlutá přímka směřující na jih od zařízení není ničím jiným než radiálem 180º. Ve všech třech ilustrovaných případech je OBS nastaveno na 360º (QDM 360º) a indikátor TO/FROM ukazuje „TO“, což zjednodušeně řečeno znamená: „Chceš-li k VORu letět po trati 360º, stoč se nyní do stejného kurzu a poletíš k němu.“

Pokud se letadlo dostane doleva od radiálu 180º (tratě 360º), změní se indikace v případě jakéhokoliv kurzu letadla následovně:

indikace VOR

Indikace CDI je tedy vždy povelová, břevno CDI se posouvá tím směrem, kterým musíme změnit (ve vztahu k vybranému QDM/QDR) směr letu, abychom se dostali na žádaný radiál či trať. Jakmile se letadlo dostane zpět na radiál 180º, břevno se vrátí doprostřed. Mimochodem, někde se břevno posouvá tak, jak je vidět na obrázcích, jinde se chová jako kyvadlo a požadovaný směr letu naznačuje „kyvadlovým“ vychýlením na tu či onu stranu.

Budeme-li chtít po stejné trati letět od VORu, musíme na OBS nastavit opačnou trať, která se bude svou hodnotou v případě letu od VORu shodovat s radiálem, tedy 180º. Protože již patrně čtenáři pochopili nezávislost indikace na kurzu letadla, uvádím pro uvedený příklad již jen jeden obrázek:

Kurz 090º, letadlo se nachází na radiálu 180º
Kurz 090º, letadlo se nachází na radiálu 180º

Můžeme pozorovat dvě změny od předchozího případu: 1. OBS je nastaveno na 180º. 2. Indikace TO/FROM se změnila na FROM. Zjednodušeně řečeno mi přístroj říká: „Chceš-li od VORu letět po trati 180º, stoč se nyní do stejného kurzu a poletíš od něj po radiálu 180º.“

Většina VORů je spojena se zařízením DME (Distance Measuring Equipment, měřič vzdálenosti), což činí tato dvě zařízení moc prima navigačním pomocníkem v případě ztráty orientace nebo potřeby dostat se k letišti, čímž se plynule dostáváme k praktickému použití VORů. Než na jakýkoliv VOR začneme navigovat, je potřeba udělat dva důležité kroky: 1. VOR naladit, to byste nečekali, co? 2. Identifikovat jej – a tohle je krok, na který hodně lidí ve výcviku (i v praxi) kašle. Ve všeobecném letectví zpravidla identifikujeme funkčnost VORu postaru, stejně jako v případě NDB, odposlechnutím jeho identifikace v Morseově abecedě. Pokud ji neumíme, nemělo by to zase tak moc vadit, protože v mapkách jsou názvy stanic morseovkou označeny. V modernějších letounech lze (dle pokynů výrobce) za pozitivně identifikovanou považovat stanici, jejíž název se objeví na displeji velikými písmeny (můžeme pozorovat třeba na navigačním displeji B737 či jiných). Mimochodem, stejně jako u NDB, lze s dopravními letadly zaletět VOR přiblížení i bez funkčního VORu, protože přiblížení je uloženo v databázi stroje, ale z profesionálního hlediska to není úplně košer. Nebo jinak – je to prostě špatně 🙂.

Najdi se!

Máme-li k dispozici palubní přijímač VOR, mapu, navigační trojúhelník/pravítko, tužku, autopilota nebo několik párů rukou, můžeme se v případě ztráty orientace najít metodou zvanou Théta/Théta neboli radiál/radiál. A to následovně. Naladíme jeden VOR (na obrázku VOR CCT) a budeme točit OBS tak dlouho, dokud nedostaneme břevno doprostřed:

indikace VOR

Břevno je uprostřed, indikace FROM, hodnota na stupnici je 120º, tedy se nacházíme na radiálu 120º (kdyby indikace ukazovala TO, byli bychom na opačném radiálu, 300º, a letěli bychom k VORu). Nalezený radiál 120º umíme do mapy zakreslit. Ovšem bez DME nevíme, v jaké vzdálenosti od VORu CCT se nacházíme. Naladíme si proto ještě druhý VOR, třeba LSU, a budeme opět točit selektorem OBS tak dlouho, dokud nedostaneme břevno doprostřed:

indikace VOR

Břevno je uprostřed, indikace TO, hodnota na stupnici je 020º, tedy vzhledem k VORu bychom letěli po trati 020º, což znamená, že jsme na radiálu 200º (hodnota čitelná na opačné straně stupnice). Tento radiál umíme také nakreslit do mapy. No a průsečík oněch dvou zakreslených radiálů je naše poloha, s určitou nepřesností, kterou tam kromě přístrojových nedokonalostí vnášíme už jen tím, že než to zakreslíme, uletí letadlo několik mil 🙂.

Cleared for VOR approach…

Ačkoliv se reálně létají nepřesná přístrojová přiblížení čím dál méně, neb celosvětově převládají přesná přiblížení ILS či RNP, občas se ještě s VOR přiblížením setkat můžeme. Někde se může jednat o jediné možné přístrojové přiblížení (kupříkladu na letišti Heraklion byl tuším do roku 2017 pouze VOR, nyní je již k dispozici RNP) a jinde se může jednat o doplňkové přiblížení, volitelné třeba z výcvikových důvodů nebo prostě jako „back-up“, záloha (např. v Praze pro dráhu 30/12). Neškodí se mimochodem podívat, kde se letištní VOR nachází, neboť není-li umístěn v ose vzletové a přistávací dráhy, je trať konečného přiblížení zpravidla o pár stupňů od osy dráhy vychýlena (v Heraklionu o neznatelný 1 stupínek, v Praze o 4 stupně, na Kosu o 6 stupňů, v Nantes dokonce o 12 stupňů – to už je hodně veliký offset a kdo si to nezkontroluje, ten se po vyloupnutí z mraků diví, kam tu dráhu posunuli.

Letět VORové přiblížení znamená nastavit si publikovaný kurz (či chcete-li trať) konečného přiblížení. V angličtině se pro to používá jednotný termín Final Approach Course (což je zajímavé, vzhledem k tomu, že frazeologicky korektně hlásíme ATC, že jsme „established on Final Approach Track“, tedy na trati konečného přiblížení, ale budiž, nebudeme slovíčkařit). Na této trati konečného přiblížení se pak snažíme držet, případně korigovat kurz dle potřeby:

indikace VOR
Takto chceme ke dráze letět – trať konečného přiblížení (QDM) je 005º (jsme na radiálu QDR 185º), indikace TO

Sfoukne-li nás vítr doprava od tratě, indikace se změní následovně:

indikace VOR
Břevno CDI cestuje doleva, naznačuje nám, že musíme opravit směr letu doleva
VOR
To jsme už přehnali a letěli moc doleva, takže nám břevno CDI pohybem doprava naznačuje, že se musíme opět vrátit o kousek doprava, abychom dolétli ke dráze

Intercept and follow radial… Inbound, nebo outbound?

Výše uvedeným způsobem létáme nejen k dráhám, ale i k jakýmkoliv VORům. Nicméně ne vždy je to tak snadné. Radionavigace jako taková je poměrně náročná na prostorovou představivost, v čemž nás VOR docela dobře vytrénuje. Může se totiž v praxi klidně stát, že nám ATC dá následující instrukci: „Intercept and follow radial 270 outbound from XYS.“ Co v takovém případě budeme dělat?

1. Musíme zjistit naši polohu vůči VORu XYS. Začneme tedy zuřivě točit OBSkem, dokud nedostaneme břevno doprostřed:

indikace VOR
Právě jsme zjistili, že při okamžitém stočení do kurzu 060º poletíme k VORu XYS po trati 060º (indikace TO), takže jsme na radiálu 240º

2. Následně si musíme uvědomit, co po nás ATC vlastně chce:

indikace VOR

Chtějí, abychom letěli po radiálu 270º, od VORu. Takže poletíme po trati 270º a indikace musí být v tom případě FROM. Protože se radiály zpravidla nalétávají pod úhlem kolem 30 stupňů, poletíme kurzem cca 300º, dokud se břevno CDI nezačne dostávat doprostřed. Poté se již stočíme do stejného kurzu 270º, abychom letěli po požadované trati (pokud se vám pohledem zdá, že na obrázku není radiál 270, je to jen kvůli zakomponování magnetické deklinace, která je v aplikaci, z níž obrázek pochází, nastavena defaultně na 5º W).

indikace VOR

Nespornou výhodou VORu je, že jeho indikace zahrnuje snos větrem, nemusíme tedy nic vymýšlet nebo počítat, prostě jen letět s břevínkem uprostřed. Samozřejmě není tato navigace tak přesná jako GPS (přesnost určení radiálu se udává kolem 5 stupňů), ale je lety ověřená, spolehlivá a navíc každý VOR obsahuje sebemonitorovací zařízení. Oproti ADF má VOR ještě jednu výhodu. A to tu, že uživatele upozorní na svou nefunkčnost červeným praporkem „INOP“, což se může stát mimo oblast signálu, třeba přímo nad VORem:

indikace VOR

V tomto článku jsem záměrně vynechal navigaci VOR prostřednictvím palubního přístroje HSI (Horizontal Situation Indicator) disponujícího otočnou stupnicí gyrokompasu, neboť se jedná o ještě komplexnější zařízení, než jakým je OBI, a osvětlování jeho funkce by mohlo narazit na limity psaného textu. V kurzech radionavigace, které vedu, vše demonstruji prakticky, takže si každý student vyzkouší funkce přístrojů prakticky, do článku však vše napěchovat nelze. 

Při navigaci na VOR bychom neměli opomínat dnes již zmíněné zařízení DME, ale o tom zase třeba příště, ať nejste přehlceni…

Mohlo by vás zajímat

Jan Tůma

Autor létá jako dopravní pilot, velitel letounu Phenom 300, donedávna létal na Boeingu B737NG a B737MAX, předtím si chvíli polétal i na Airbusu A320. Působí jako instruktor typové kvalifikace na Boeingu B737NG/MAX (TRI) a lektor anglického jazyka, CRM, teoretických předmětů ATPL a didaktiky pro instruktory a examinátory v Czech Aviation Training Centre a rovněž jako lektor teoretických předmětů PPL. Absolvoval Fakultu dopravní ČVUT, obory Profesionální pilot a Provoz a řízení letecké dopravy, a dále Masarykův ústav vyšších studií ČVUT, obor Učitelství odborných předmětů. Moc nesportuje, ale má rád pěší turistiku, občas sedne na kolo nebo skočí do bazénu, kdysi denně venčil psa; má rád sladký a je milovníkem české i zahraniční kinematografie (ať žije Quentin Tarantino!) a Malé Strany.



Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

sim

19.07.2022 v 14:41 JQ

Ahoj, pls čo je to za simulátor použitý pre tvorbu grafík?  Dík :)

Odpovědět

RE: sim

19.07.2022 v 17:22 Jan Tůma

RNS-IFR, je to aplikace cca za 300,-Kč. Používám to k výuce, vřele doporučuji. Není úplně user-friendly, ale lepší než nic😉

Odpovědět

Dosah VHF

19.07.2022 v 20:37 Michal Řeháček

Ten koeficient 1.23 či 1.25 vychází primárně z jednotek, které ve vzorečku jsou. Konkrétní konstanta závisí na tom, jestli chci ve vzorečku stopy + NM či jiné jednotky.

Vzoreček vychází hlavně z geometrie země a očividně obsahuje nějaké další úpravy - když to spočítám přímo, tak mi vyjde, že geometricky pro NM+ft by bylo cca 1.06. Konstanta 1.25 bere v úvahu geometrii a refrakci v atmosféře (která zvyšuje dosah nad teoretický line of sight). 1.23 se taky zmiňuje, říká se o ní, že je to line of sight bez refrakce, ale to neodpovídá výpočtům - musí brát v úvahu něco navíc, ale co přesně, nevím - hádal bych méně přesný odhad refrakce.

Obecně je jedno, jestli je tam 1.23 nebo 1.25, protože stejně v reálné atmosféře to bude trochu jinak v závislosti na konkrétních podmínkách.

Navigátoři měli více poslouchat pana Bořka Koláře :)

Odpovědět

RE: Dosah VHF

21.07.2022 v 22:14 Jirka

Koeficient 1.23 vychazi pro kombinaci feets a statute miles, geometricky,

bez refrakce vlneni. Prakticky od toho vzorce lze samozrejme cekat jen hruby odhad, takze

na presne hodnote nezalezi.

Odpovědět

Indikace CDI

20.07.2022 v 9:13 Martin

V článku je nepřesnost týkající se indikace CDI. Ta není vždy povelová. Je povelová pouze pokud se shoduje letěný směr k/od VORu s indikací na přístroji. Pokud bude indikace se směrem opačná, bude indikace polohová a ne povelová. Je to jeden ze základních chytáků při letu na CDI.

Tuto vlastnost naopak nemá HSI, které je na létání jednodušší a které má tedy na rozdíl od CDI opravdu vždy povelovou indikaci.

Co je také dobré zmínit je že na RMI je přímo vidět i radiál od VORu - je na ocase šipky. Je to nejrychlejší způsob jak se podle VORu najít.

Jinak já si indikaci QDR/QDM na CDI pamatuji podle toho že radiál čtu vždy ve směru šipky na přístroji. Tedy pokud je CDI vycentrované a šipka ukazuje TO - nahoru, tak začínám číst dole radiál (QDR) a nahoře QDM. Pokud ukazuje FROM a šipka je dolu, začínám číst radiál nahoře a QDM dole. Nedá se to zblbnout. ;-)

Odpovědět

RE: Indikace CDI

21.07.2022 v 13:56 Jan Tůma

Pravda, díky! Stejný problém může nastat i při ILS app, kde s chybně nastaveným OBS bude indikace rovněž polohová a ne povelová.

Odpovědět

Přidat komentář