Portée optique des VOR
Modérateur : Big Brother
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Auteur du sujetDubble
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Portée optique des VOR
Bonjour,
Aujourd'hui, au boulot, je suis tombé sur un cas qui m'a amené à devoir recalculer la portée optique (pas pour un VOR mais le calcul est a priori le même)
On dit qu'un VOR a une portée en nm de 1.23xsqrt(h) avec h en pieds
Or, dans mes calculs, je suis tombé sur quelque chose d'inférieur, environ 1.06
(A vrai dire : sqrt(6370000*0.3048*2)/1852)
D'où vient cette surestimation par rapport au modèle le plus simple, que j'ai employé ?
Quelle est la raison physique pour laquelle un VOR aurait plus de portée optique que l'oeil ?
Merci
Aujourd'hui, au boulot, je suis tombé sur un cas qui m'a amené à devoir recalculer la portée optique (pas pour un VOR mais le calcul est a priori le même)
On dit qu'un VOR a une portée en nm de 1.23xsqrt(h) avec h en pieds
Or, dans mes calculs, je suis tombé sur quelque chose d'inférieur, environ 1.06
(A vrai dire : sqrt(6370000*0.3048*2)/1852)
D'où vient cette surestimation par rapport au modèle le plus simple, que j'ai employé ?
Quelle est la raison physique pour laquelle un VOR aurait plus de portée optique que l'oeil ?
Merci
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Auteur du sujetDubble
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Edit : la hauteur de l'antenne émettrice va effectivement bien augmenter la portée !
Tu penses que cette hauteur explique à elle toute seule le supplément de 1.06 vers 1.23 ?
Là ça devient forcément une approximation par contre (le 1.06.. était exact)
Merci pour la ref, je n'y ai pas vu des choses très très évidentes mais des choses que j'exploite.
Elle rappelle surtout et d'emblée que dans le monde réel il y a des obstacles et limitations qui font qu'on a souvent des distances inférieures, mais c'est pas mon problème ce soir.
Ca sera mon problème jeudi soir en vol :p
3.4.3.2 : tableau des séparations minimales entre deux stations différentes utilisant la même fréquence, pour éviter les brouillages : les distances sont très proches de celle donnée par la formule avec 1.23
Cette valeur de 1.23 inclut donc une marge de sécurité ?
Juste après, tableau donnant la portée et la hauteur de réception des signaux de divers services de communication que les émetteurs doivent au moins atteindre (portée optique aussi) : la valeur minimale à atteindre de distance est 2 à 9 fois supérieure à la valeur théorique donnée par la formule 1.23, quand on met la hauteur minimale à atteindre.
Exemple :
Un AFIS doit atteindre au moins 16nm et 900 m (3000 ft) AAL. Si on met 3000 ft dans la formule on obtient 67nm au lieu de 16.
Ici il serait intéressant de retourner le problème et de voir jusqu'à quelle hauteur on peut descendre théoriquement avant de perdre assurément la distance minimale requise car plus en portée optique.
Dans l'exemple ci haut on peut descendre jusqu'à 200ft avant de perdre la distance requise de 16nm.
Tu penses que cette hauteur explique à elle toute seule le supplément de 1.06 vers 1.23 ?
Là ça devient forcément une approximation par contre (le 1.06.. était exact)
Merci pour la ref, je n'y ai pas vu des choses très très évidentes mais des choses que j'exploite.
Elle rappelle surtout et d'emblée que dans le monde réel il y a des obstacles et limitations qui font qu'on a souvent des distances inférieures, mais c'est pas mon problème ce soir.
Ca sera mon problème jeudi soir en vol :p
3.4.3.2 : tableau des séparations minimales entre deux stations différentes utilisant la même fréquence, pour éviter les brouillages : les distances sont très proches de celle donnée par la formule avec 1.23
Cette valeur de 1.23 inclut donc une marge de sécurité ?
Juste après, tableau donnant la portée et la hauteur de réception des signaux de divers services de communication que les émetteurs doivent au moins atteindre (portée optique aussi) : la valeur minimale à atteindre de distance est 2 à 9 fois supérieure à la valeur théorique donnée par la formule 1.23, quand on met la hauteur minimale à atteindre.
Exemple :
Un AFIS doit atteindre au moins 16nm et 900 m (3000 ft) AAL. Si on met 3000 ft dans la formule on obtient 67nm au lieu de 16.
Ici il serait intéressant de retourner le problème et de voir jusqu'à quelle hauteur on peut descendre théoriquement avant de perdre assurément la distance minimale requise car plus en portée optique.
Dans l'exemple ci haut on peut descendre jusqu'à 200ft avant de perdre la distance requise de 16nm.
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Un triangle rectangle de grand coté R=rayon de la terre = 6370km
de base d, distance entre moi et le VOR
Je suis à l'altitude z.
(R+z)^2=d^2+R^2
d^2= (R+z)^2-R^2=2Rz+z^2
z étant petit devant R(1/500 à41000ft), z^2 est négligé
soit d=sqrt(2Rz)
R=6400/1.852 NM
z= altitude en pieds * .3048/1852 NM
Soit d=1.06 * sqrt(z) avec z en pieds et d en NM
Je trouve la même chose que toi
de base d, distance entre moi et le VOR
Je suis à l'altitude z.
(R+z)^2=d^2+R^2
d^2= (R+z)^2-R^2=2Rz+z^2
z étant petit devant R(1/500 à41000ft), z^2 est négligé
soit d=sqrt(2Rz)
R=6400/1.852 NM
z= altitude en pieds * .3048/1852 NM
Soit d=1.06 * sqrt(z) avec z en pieds et d en NM
Je trouve la même chose que toi
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Pour inclure une antenne de hauteur h..
https://i.gyazo.com/74987a42caad57cb889 ... ccfa60.png
Il faut juste ajouter la distance correspondant à la portée optique de h, comme une constante.
Donc ça marche pas pour expliquer la différence 1.23 vs 1.06
https://i.gyazo.com/74987a42caad57cb889 ... ccfa60.png
Il faut juste ajouter la distance correspondant à la portée optique de h, comme une constante.
Donc ça marche pas pour expliquer la différence 1.23 vs 1.06
Pour les portées notamment VHF, dis-toi bien qu'il y a le calcul et après... le réel (mais ça tu t'en doutes). Pour la petite histoire on vient régulièrement nous annoncer que telle fréquence ou tel radar qui devait porter jusque là en théorie, bah finalement ce n'est pas le cas et donc il faut revoir l'utilisation de la fréquence/du radar. Bref même en faisant tes calculs, je serais très réservé sur leur applicabilité en réel.
[edit] néanmoins bon courage pour tes calculs, idée en l'air, le 1.23 ne prendrait-il pas en compte des éventuels rebonds de l'onde?
[edit] néanmoins bon courage pour tes calculs, idée en l'air, le 1.23 ne prendrait-il pas en compte des éventuels rebonds de l'onde?
De mémoire en cours on voyait 1.23*(sqrt(H)+sqrt(h)) avec H hauteur avion et h hauteur VOR, et on parlait de portée "quasi-optique", donc pas sensible à la courbure de la Terre comme le NDB/ADF, mais peut-être tout de même un peu...
Modifié en dernier par Marduk le 26 oct. 2016, 11:59, modifié 1 fois.
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La rélfexion sur la ionosphère/sur autre chose, je ne sais pas si c'est applicable ou pas aux ondes VHF.Nock a écrit :Pour les portées notamment VHF, dis-toi bien qu'il y a le calcul et après... le réel (mais ça tu t'en doutes). Pour la petite histoire on vient régulièrement nous annoncer que telle fréquence ou tel radar qui devait porter jusque là en théorie, bah finalement ce n'est pas le cas et donc il faut revoir l'utilisation de la fréquence/du radar. Bref même en faisant tes calculs, je serais très réservé sur leur applicabilité en réel.
[edit] néanmoins bon courage pour tes calculs, idée en l'air, le 1.23 ne prendrait-il pas en compte des éventuels rebonds de l'onde?
Ce qui m'inquiète c'est justement que la formule approximée enseignée dans la théorie du PPL est supérieure à la valeur théorique "idéale".
Donc on a une formule approximée qui donne un résultat supérieur à la valeur idéale théorique !
C'est comme si, sur un sujet plus grave, au lieu de donner une finesse maximale réelle tenant compte des imperfections de l'avion, on donnait une finesse supérieure à la finesse théorique calculée pour l'avion parfait tel que dessiné dans Catia.
A moins bien sûr qu'on trouve une explication.
Portée quasi optique ça veut dire que les ondes peuvent se courber pour aller plus loin ?
Ca expliquerait le 1.23
Par contre mon calcul c'était 1.06sqrt(H)+1.06sqrt(h) ce qui change un petit peu
La formule en question vient elle d'un calcul ou juste de l'expérience qui, à un moment donné, tendait à prouver que les portées suivaient ce rapport ?
Après je pense qu'il ne faut lui donner que le statut de l'ordre d'idée. Mais c'est vrai qu'une formule avec 2 chiffres derrière la virgule on a de suite tendance à croire qu'elle est précise
Après je pense qu'il ne faut lui donner que le statut de l'ordre d'idée. Mais c'est vrai qu'une formule avec 2 chiffres derrière la virgule on a de suite tendance à croire qu'elle est précise
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Si, il y a même des radioamateurs qui établissent des contacts par réflexion sur la Lune, ou sur les trainées de météorites. Mais avec un peu de puissance quand même.Dubble a écrit : La rélfexion sur la ionosphère/sur autre chose, je ne sais pas si c'est applicable ou pas aux ondes VHF.
En cas d'inversion de température, les couches basses de l'atmosphère se comportent comme un miroir. Donc, la théorie c'est une chose et la pratique c'en est une autre.
Modifié en dernier par f6exb le 26 oct. 2016, 20:43, modifié 1 fois.
Seuls les faucons volent.
Les vrais restent au sol.
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Dans les archives du forum on retrouve ce sujet similaire, http://forum.aeronet-fr.org/viewtopic.php?t=16344 avec en prime un fichier excel pour estimer l'erreur entre la formule approché et le calcul mathématique.
A corriger tout de même car des petites imprécisions sont présentes:
- h2 est donné en metre mais ensuite utilisé comme si c'était des ft
- valeur de 1 NM = 1800 m au lieu de 1852.
- autre ???
Have fun...
A corriger tout de même car des petites imprécisions sont présentes:
- h2 est donné en metre mais ensuite utilisé comme si c'était des ft
- valeur de 1 NM = 1800 m au lieu de 1852.
- autre ???
Have fun...
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On a fait un calcul pour une distance en ligne droite, mais la lumière suit le chemin de distance optique minimale, et pas nécessairement une ligne droite. La distance optique dépend de l'indice de réfraction du milieu, qui dépend pour l'air certainement de la densité et de l'humidité, mais là s'arrêtent mes connaissances/souvenirs de taupin qui sont lointains. C'est peut-être là qu'il faut chercher l'explication?
De mémoire, la propagation dans l'atmosphère de l'onde d'un VOR n'est pas parfaitement droite, mais légèrement courbe vers le bas alors que l'on s'éloigne de la station.
Ce qui fait que l'on peut "voir" un VOR un peu plus loin que la parfaite ligne droite dans l'espace.
Après, comme indiqué plus hat, la puissance du VOR et les conditions réelles influent plus ou moins sur cette portée.
EDIT:
https://en.wikipedia.org/wiki/Line-of-sight_propagation
Il faut lire la partie "Earth bulge and atmosphere effect", dont les conséquences se retrouvent détaillées dans "The actual service range".
Attention, les "Miles" indiqués sont des Statute Miles et non des Nautical Miles (1.609 au lieu de 1.852).
Constat "rigolo", la distance à l'horizon donne justement une formule 1.23*sqrt(h)... si on la prend en SM (dans "Geometric distance to horizon").
Avec cette formule, j'en venais à me dire qu'il y avait contradiction avec l'explication d'au-dessus, donc ne pas s'arrêter à cette ligne et bien continuer vers "The actual service range" !
Ce qui fait que l'on peut "voir" un VOR un peu plus loin que la parfaite ligne droite dans l'espace.
Après, comme indiqué plus hat, la puissance du VOR et les conditions réelles influent plus ou moins sur cette portée.
EDIT:
https://en.wikipedia.org/wiki/Line-of-sight_propagation
Il faut lire la partie "Earth bulge and atmosphere effect", dont les conséquences se retrouvent détaillées dans "The actual service range".
Attention, les "Miles" indiqués sont des Statute Miles et non des Nautical Miles (1.609 au lieu de 1.852).
Constat "rigolo", la distance à l'horizon donne justement une formule 1.23*sqrt(h)... si on la prend en SM (dans "Geometric distance to horizon").
Avec cette formule, j'en venais à me dire qu'il y avait contradiction avec l'explication d'au-dessus, donc ne pas s'arrêter à cette ligne et bien continuer vers "The actual service range" !
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- Âge : 40
Oui alors faut pas trop se poser de questions non plus hein... le meme DME sur le meme axe avec le meme avion et la meme altitude, parfois je capte l'info a 130nm, parfois je reçois rien a 50nm... va comprendre...
CPL FI FE RP
http://www.headingwest.net
Mûrissements, préparation au CPL, UPRT, formation intensive en France et en Californie
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Les questions qui viennent après c'est la puissance du signal, l'atténuation dans l'atmosphère, la qualité du récepteur..-Tomcat- a écrit :Oui alors faut pas trop se poser de questions non plus hein... le meme DME sur le meme axe avec le meme avion et la meme altitude, parfois je capte l'info a 130nm, parfois je reçois rien a 50nm... va comprendre...
Je sais pas si ça suffit à expliquer le 50 vs 130 par contre !
Une entreprise construit des préfabriqués près du vor de manière aléatoire
C'est des choses qui me paraissent plus simples que pourquoi le signal se courbe avec la pression
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ben peut être que c'est du à la manière dont l'onde est créée ?? ce n'est pas un rayon laser.....C'est une cardioïde déphasée sur un VOR non ? enfin ça fait longtemps tout ça..
La portée est liée à la puissance de l'émetteur, et donc à la classification du VOR ( VOR terminal ou pas)
En même temps, ce sont les vol de vérification qui donnent les Switch over point, et pas une formule bidon de cours.
Ha oui, la terre n'est pas ronde non plus, tout comme la mer n'est pas plate... enfin tout ça quoi...
La portée est liée à la puissance de l'émetteur, et donc à la classification du VOR ( VOR terminal ou pas)
En même temps, ce sont les vol de vérification qui donnent les Switch over point, et pas une formule bidon de cours.
Ha oui, la terre n'est pas ronde non plus, tout comme la mer n'est pas plate... enfin tout ça quoi...
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Pour aller plus loinJAimeLesAvions a écrit :On a fait un calcul pour une distance en ligne droite, mais la lumière suit le chemin de distance optique minimale, et pas nécessairement une ligne droite. La distance optique dépend de l'indice de réfraction du milieu, qui dépend pour l'air certainement de la densité et de l'humidité, mais là s'arrêtent mes connaissances/souvenirs de taupin qui sont lointains. C'est peut-être là qu'il faut chercher l'explication?
http://web.mit.edu/ytc/www/HLMA/Ref/opticsPaper02.pdf
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