Uçaklara yön veren VOR sistemi nedir? VOR nasıl çalışır?

Uçak sistemleri içinde belki de bulunmasaydı şimdiye kadar böylesine büyük bir sektörün doğuşu gecikebilirdi. Uçaklarda bulunan Seyrüsefer sistemleri içinde en çok kullanılan, yön bulma sistemleri içinde en önemlilerinden VOR sistemi hakkında yazımızda geniş bilgiler bulabileceksiniz.

VOR sistemi nedir? VOR nasıl çalışır?

Kısa ve orta menzilli hava seyrüseferlerinde çok yaygın olarak kullanılan VOR (VHF Omnidirectional Range) sistemi, havacılıkta jet motorunun icadından sonra gerçekleştirilen en önemli buluştur.

VOR sistemini kullanarak bir noktadan bir diğer noktaya doğru ve güvenilir veriler alınarak seyrüsefer gerçekleştirilir. VOR sistemi VHF bandının 108-117.95 MHz frekans aralığında görev yapar.

VOR sistemi VHF bandının özelliği gereği Görüş Hattı (LoS) prensibi ile çalışır, bir başka ifade ile VOR istasyonu ile hava platformunun arasında bir engel olmaması, birbirlerini doğrudan görmeleri gerekir.

VOR sisteminin RF ortamdaki çalışma prensibini izah etmeden önce, optik sistemler ile basit bir benzerlik kurularak tanımlanması sistem çalışmasının anlaşılırlığını artıracaktır.

VOR nasıl çalışır?

Aynı yerleşkede biri yeşil diğeri beyaz ışık veren iki ışık kaynağı olduğunu düşünelim. Referans olan beyaz ışık kaynağı her yönden görülmekte, sabit hızla dönen yeşil ışık kaynağı ise bir derecelik bir hüzme ile sadece doğrultulduğu yönden görülmektedir.

Yeşil ışık kaynağı 10 derece/sn’lik bir dönüş ile bir tam turu 36 sn.de tamamlamaktadır. Yeşil ışık kaynağının hüzmesi kuzey yönünü gösterdiği sırada beyaz ışık her yönden görünecek şekilde anlık olarak yanıp söner, bu anda da yeşil ışık kaynağı dönmeye başlar ve etrafta bulunan tüm gözlemciler de beyaz ışığın yandığı anı zamansal olarak kaydeder.

Bu aşamadan sonra gözlemciler yeşil ışığın üzerlerine gelmesini beklerler ve yeşil ışığı gördüklerinde zamanı kaydederler.

Böylece beyaz ışık kaynağının yanıp söndüğü başlangıç anı, yeşil ışık kaynağının dönüş hızı ve yeşil ışığın
görüldüğü an bilindiği için gözlemcinin ışık kaynaklarına göre yönü ve kuzey doğrultusu belirlenebilir.

Örneğin gözlemci yeşil ışığı, beyaz ışığın yanıp sönmesinden 10 sn. sonra görsün. Bu durumda gözlemcinin ışıl kaynaklarına göre 100 derece’de olduğu hesaplanır. Işık kaynaklarının gözlemciye göre açısı ise bu değerin tam açı değerinde çıkarılmasıyla; 360 derece – 100 derece =260 derece olarak bulunur.

Gerçekte ise VOR sistemi optik sistemleri kullanmaz, çünkü bu durumda çalışma menzili çok kısa olur. VOR yönlendirici sistemi anlatılan yön belirleme fonksiyonunu VHF bantta gerçekleştirebilmek için eş zamanlı olarak 2 değişik Radyo Frekans (RF) sinyali yayınlar.

Bu yayınlardan birisi beyaz ışığa karşılık gelmektedir, bu yayın referans fazı olarak adlandırılır ve her yöne dairesel olarak yayın yapar. Referans yayının fazı 360 derece boyunca değişmez.

VOR VHF istasyonu

VOR sinyali okunması

Yeşil ışığa karşılık gelen diğer sinyal döner bir alan oluşturacak şekilde yayın yapar. Bu sinyalin oluşturduğu dönüş örüntüsü sabit olarak dakikada 1800 tur olup, dönüş boyunca faz kaymasını düzenli bir biçimde değiştirir.

Bunun sonucu olarak istasyonun etrafındaki dairesel bölgenin her bir istikamet açısında farklı bir faz kayması oluşur.

VOR sisteminin referans ve değişken fazlı sinyallerin ölçümünde kullandığı temel hat manyetik kuzey yönüdür.

Her iki sinyalin fazları aynı olduğunda istikamet manyetik kuzeyi gösterir (Şekil-2). İki sinyal arasında faz kayması olmaya başladığında VOR sistemi yatay düzlemde kuzeyden farklı bir istikameti gösterdiği anlamına gelir, bu durum beyaz ışıkla yeşil ışık arasındaki zaman farkına benzetilebilir.

Bu faz kayması hava platformundaki VOR alıcısı tarafından elektronik olarak ölçülür ve açı bilgisine çevrilir. Böylece hava aracının VOR istasyonuna göre istikamet açısı belirlenir.

Hava platformu VOR istasyonuna göre istikamet açısını belirlerken, ölçülen açının 360 dereceden farkını alarak elde eder(Şekil-3). Elde edilen istikamet açısı bir gösterge ile mürettebata bildirilir.

Her VOR istasyonunu kendisi için tanımlanmış 3 harfli tanıtım sinyalini sesli olarak, mors kodunda 10 sn.de bir yayınlar.

Aynı zamanda bu sinyal ile bölgedeki meteoroloji bilgisi de gönderilebilir.

Standart bir VOR göstergesi aşağıda verilmiştir.

VOR göstergesi

VOR sistemi nasıl oluşur?

Gösterge dört ana elemandan oluşmaktadır. “A” harfi ile gösterilen Döner Rota Kartı 360 dereceye bölünmüştür ve seçilen VOR istasyonuna göre açıyı göstermektedir. Şekil-4’teki örnekte VOR istasyonunun yönü dijital olarak da gösterilmektedir.

“B” harfi gösterilen Yön Seçme (OBS) göstergesidir, döner rota kartının manuel olarak döndürülmesini sağlar. “C” harfi ile tanımlanan ibre, rotadan sapma durumunun göstergesidir (CDI). CDI ibresinin altında bulunan her bir nokta 2 derecelik sapmaya karşılık gelmektedir.

“D” ile gösterilen yön bilgisidir ve hava platformunun VOR istasyonuna doğru mu, yoksa tam ters yönde mi yol alındığını göstermektedir. Okun yönü yukarıya doğru ise VOR istasyonu yönünde, aşağıya doğru ise diğer yönde seyahat edildiğini göstermektedir.

Ayrıca bakınız

• Uçaklar hangi mesafe ölçme tekniklerini kullanıyor?
• Radyal Motor Nedir? Radyal (Yıldız Tipi) Motor Nasıl Çalışır?

Kaynaklar

1. Aircraft Communications and Navigation Systems, M.Tooley, and D.WYATT, First Edition 2007, Routledge, NY, USA.
2. Operational Notes on VHF Omni Range (VOR) Contents, Civil Aviation Safety Authority, Australia.
3. Navigation Instrumentation – VOR, IVAO HQ training department, 2016.