В авиации система посадки по приборам ( ILS ) представляет собой радионавигационную систему, которая обеспечивает ближнее наведение для самолетов, позволяя им приближаться к взлетно-посадочной полосе ночью или в плохую погоду. В своем первоначальном виде, она позволяет воздушному судну подход до тех пор, пока 200 футов (61 м) над землей, в пределах 1 / 2 мили от взлетно - посадочной полосы. В этот момент взлетно-посадочная полоса должна быть видна пилоту; если это не так, они выполняют уход на второй круг . Подведение самолета так близко к взлетно-посадочной полосе значительно улучшает погодные условия, при которых обеспечивается безопасная посадка.могут быть сделаны. Более поздние версии системы, или «категории», еще больше уменьшили минимальные высоты.
ИЛС использует два направления радиосигналов , в локализатор (108 до 112 МГц частоты), который обеспечивает горизонтальное руководство, и глиссады (329,15 до 335 МГц частоты) для вертикальной. Связь между положением самолета и этими сигналами отображается на бортовом приборе , часто это дополнительные указатели на индикаторе ориентации . Пилот пытается маневрировать самолетом, чтобы эти индикаторы оставались центрированными, пока он приближается к взлетно-посадочной полосе на высоту принятия решения . Дополнительные маркеры предоставляют информацию о расстоянии по мере приближения, включая средний маркер, расположенный рядом с положением высоты принятия решения. ILS может также включать в себя высокоинтенсивное освещение в конце взлетно-посадочной полосы.
В период между 1920-ми и 1940-ми годами был разработан ряд систем приземления на основе радиосвязи, в частности, луч Лоренца, который до войны довольно широко использовался в Европе. Система SCS-51, разработанная в США, была более точной, но с добавлением вертикального наведения. Многие комплекты были установлены на авиабазах Великобритании во время Второй мировой войны , в результате чего они были выбраны в качестве международного стандарта после создания Международной организации гражданской авиации (ИКАО) в 1947 году. Было разработано несколько конкурирующих систем посадки, в том числе Наземный заход на посадку на основе радиолокационных станций (GCA) и новейшая микроволновая система посадки (MLS), но лишь немногие из этих систем были развернуты. ILS остается широко распространенным стандартом и по сей день.
Внедрение точных заходов на посадку с использованием недорогих систем GPS приводит к замене ILS. Для обеспечения требуемой точности с помощью GPS обычно требуется только маломощный всенаправленный дополнительный сигнал, передаваемый из аэропорта, что значительно дешевле, чем использование нескольких больших и мощных передатчиков, необходимых для полной реализации ILS. К 2015 году количество аэропортов США, поддерживающих заходы на посадку по LPV, подобные ILS, превысило количество систем ILS [1], и ожидается, что это в конечном итоге приведет к отмене ILS в большинстве аэропортов.
Принцип действия
Система посадки по приборам работает как наземная система захода на посадку по приборам, которая обеспечивает точное горизонтальное и вертикальное наведение самолета, приближающегося к взлетно-посадочной полосе и приземляющегося на ней , с использованием комбинации радиосигналов и, во многих случаях, осветительных решеток высокой интенсивности для обеспечения возможности полета. безопасная посадка в приборных метеорологических условиях (IMC) , таких как низкие потолки или ограниченная видимость из-за тумана, дождя или метели.
Балочные системы
Предыдущие средства радиосвязи для слепой посадки обычно представляли собой лучевые системы различных типов. Обычно они состояли из радиопередатчика, который был подключен к моторизованному переключателю, чтобы создать узор из точек и тире кода Морзе . Переключатель также контролировал, на какую из двух направленных антенн был отправлен сигнал. Результирующий сигнал, отправляемый в воздух, состоит из точек, отправленных с одной стороны взлетно-посадочной полосы, и тире с другой стороны. Балки были достаточно широкими, поэтому они перекрывались в центре. [2]
Для использования системы самолету требовался только обычный радиоприемник. Приближаясь к аэропорту, они настраивались на сигнал и слушали его в наушниках. Они могли бы услышать точки или тире, если бы они находились сбоку от взлетно-посадочной полосы, или если бы они были правильно выровнены, оба смешались вместе, чтобы получить устойчивый тон, равносигнальный . Точность этого измерения во многом зависела от навыков оператора, который слушал сигнал в наушниках в шумном самолете и часто одновременно общался с вышкой. [2]
Точность системы обычно составляла порядка 3 градусов. Хотя это было полезно для направления самолета на взлетно-посадочную полосу, оно не было достаточно точным, чтобы безопасно вывести самолет на дальность видимости в плохую погоду; самолет обычно снижается со скоростью от 3 до 5 градусов, и если бы он был на 3 градуса ниже, он бы потерпел крушение. Лучи использовались только для бокового наведения, и одной системы было недостаточно для выполнения посадки в сильный дождь или туман. Тем не менее, окончательное решение о посадке было принято всего в 300 метрах от аэропорта. [2]
Концепция ILS
Система ILS, разработанная незадолго до начала войны, использовала более сложную систему сигналов и антенную решетку для достижения более высокой точности. Это требует значительно большей сложности наземной станции и передатчиков с тем преимуществом, что приборы самолета упрощены. [2]
Ключом к его работе является концепция, известная как индекс амплитудной модуляции , мера того, насколько сильно амплитудная модуляция применяется к основной несущей частоте . В более ранних системах луча сигнал включался и выключался полностью, что соответствовало 100% индексу модуляции. В ILS более сложная система сигналов и антенн изменяет модуляцию по ширине диаграммы направленности, и эту модуляцию можно точно измерить с помощью электронных средств даже при наличии помех. Это обеспечивает угловое разрешение менее градуса и позволяет построить точный заход на посадку . [3]
Система полагается на создание боковых полос , вторичных частот, которые создаются при смешивании двух разных сигналов. Например, если взять радиочастотный сигнал с частотой 100 МГц и смешать его со звуковым тоном с частотой 2500 Гц, будет получено четыре сигнала: исходные 2500, а также 99997500, 100000000 и 100002500. Исходный модулирующий сигнал слишком слабый. частота, чтобы путешествовать далеко от антенны, но все три других сигнала являются радиочастотными и могут эффективно транслироваться. Центральная частота называется несущей, а сигналы с обеих сторон - боковыми полосами. [3]
ILS начинается с смешивания двух модулирующих сигналов с несущей, один с частотой 90 Гц, а другой с частотой 150. Это создает сигнал с пятью радиочастотами в общей сложности, несущей и четырьмя боковыми полосами. Этот комбинированный сигнал, известный как CSB для «несущей и боковых полос», равномерно передается антенной решеткой. CSB также отправляется в схему, которая подавляет исходную несущую, оставляя только четыре сигнала боковой полосы. Этот сигнал, известный как SBO для «только боковых полос», также отправляется на антенную решетку. [3]
Для бокового наведения, известного как курсовой радиомаяк , антенна обычно размещается за дальним концом взлетно-посадочной полосы и состоит из нескольких антенн в решетке, обычно примерно той же ширины, что и взлетно-посадочная полоса. Каждая отдельная антенна имеет фазовращатель, который применяется только к SBO, так что сигнал на левой стороне взлетно-посадочной полосы задерживается на 90 градусов, а сигнал на опережение на 90 градусов справа. Кроме того, сигнал 150 Гц инвертируется на одной стороне шаблона, другой сдвиг на 180 градусов. Из-за того, как сигналы смешиваются в пространстве, сигналы SBO деструктивно интерферируют и устраняют друг друга вдоль центральной линии, оставляя только CSB. С обеих сторон SBO полностью не аннулируется. [3]
Приемник перед массивом будет принимать оба этих сигнала, смешанные вместе. SBO в их конкретном местоположении вызовет изменение исходной модуляции CSB, усиливая или уменьшая боковые полосы. Приемник извлекает исходные сигналы 90 и 150 Гц и сравнивает их относительную силу для определения местоположения. Например, если сигнал 150 Гц сильнее, они находятся где-то справа от взлетно-посадочной полосы, и разница в силе сигнала указывает, насколько далеко. Два модулирующих сигнала могут быть извлечены из простой электроники и смешаны для получения единого электрического напряжения. Это используется с аналоговыми приборами для отклонения стрелки вольтметра, который используется для представления положения самолета относительно центральной линии сигнала. [3]
Хотя схема кодирования сложна и требует значительного количества наземного оборудования, результирующий сигнал намного более точен, чем более старые системы на основе луча, и гораздо более устойчив к распространенным формам помех. Например, статика в сигнале будет одинаково влиять на оба субсигнала, поэтому не повлияет на результат. Аналогичным образом, изменения общей мощности сигнала по мере приближения воздушного судна к взлетно-посадочной полосе или изменения из-за замирания мало повлияют на результаты измерения, поскольку они обычно одинаково влияют на оба канала. Система подвержена эффектам многолучевого искажения из-за множества частот, но, поскольку эти эффекты зависят от местности, они, как правило, фиксируются по местоположению и могут быть учтены посредством регулировки антенны или фазовращателей. [3]
Кроме того, поскольку именно кодирование сигнала в луче содержит информацию об угле, а не мощность луча, сигнал не должен быть сильно сфокусирован в пространстве. В более старых системах луча точность равносигнальной области зависела от формы двух направленных сигналов, что требовало, чтобы они были относительно узкими. Схема ILS может быть намного шире. Обычно требуется, чтобы системы ILS могли использоваться в пределах 10 градусов по обе стороны от осевой линии ВПП на расстоянии 25 морских миль (46 км; 29 миль) и 35 градусов с каждой стороны на расстоянии 17 морских миль (31 км; 20 миль). Это позволяет использовать самые разные пути захода на посадку. [4]
Глиссады работают в том же образом , как локализатор и используют ту же кодировку, но , как правило , транслируются , чтобы произвести осевую линию под углом 3 градуса над горизонтом [а] от точки рядом с взлетно - посадочной полосой , а не в конце. Единственное различие между сигналами состоит в том, что курсовой радиомаяк передается с использованием более низких несущих частот, используя 40 выбранных каналов между 108,10 МГц и 111,95 МГц, тогда как у глиссады есть соответствующий набор из 40 каналов между 328,6 и 335,4 МГц. Более высокие частоты обычно приводят к тому, что радиовещательные антенны с глиссадой становятся меньше. Пары каналов не линейны; Канал 1 курсового радиомаяка находится на уровне 108,10 и соединен с глиссадой на уровне 334,70, тогда как канал 2 - 108,15 и 334,55. По обеим полосам есть пробелы и скачки. [4] [5]
Большинство иллюстраций концепции ILS часто показывают работу системы, более похожей на системы луча с сигналом 90 Гц с одной стороны и 150 с другой. Эти иллюстрации неточны,
Использование ILS
Карта схемы захода на посадку по приборам (или « табличка захода на посадку ») публикуется для каждого захода на посадку по ILS, чтобы предоставить информацию, необходимую для выполнения захода на посадку по ILS во время выполнения правил полетов по приборам (IFR) . Карта включает радиочастоты, используемые компонентами ILS или навигационными средствами, и предписанные минимальные требования к видимости.
Самолет, приближающийся к взлетно-посадочной полосе, управляется приемниками ILS в самолете путем сравнения глубины модуляции. Многие самолеты могут направлять сигналы в автопилот для автоматического выполнения захода на посадку. ILS состоит из двух независимых подсистем. Локализатор обеспечивает боковое наведение; глиссада обеспечивает вертикальное наведение.
Локализатор
Курсовой радиомаяк (LOC или LLZ до стандартизации ИКАО [6] ) представляет собой антенную решетку, обычно расположенную за пределами взлетно-посадочной полосы и обычно состоящую из нескольких пар направленных антенн.
Курсор позволяет самолету поворачиваться и совмещать самолет с взлетно-посадочной полосой. После этого пилоты активируют фазу захода на посадку (APP).
Склонность скольжения (G / S)
Пилот управляет самолетом таким образом, чтобы индикатор глиссады оставался в центре дисплея, чтобы гарантировать, что самолет следует глиссаде примерно на 3 ° над горизонтом (уровнем земли), чтобы оставаться над препятствиями и достигать взлетно-посадочной полосы в надлежащей точке приземления (т. Е. обеспечивает вертикальное наведение).
Ограничения
Из-за сложности систем курсового радиомаяка ILS и глиссады существуют некоторые ограничения. Системы курсового радиомаяка чувствительны к препятствиям в зоне трансляции сигнала, например, к большим зданиям или ангарам. Системы глиссады также ограничены местностью перед антеннами глиссады. Если местность наклонная или неровная, отражения могут создать неровную дорожку скольжения, вызывая нежелательные отклонения стрелки. Кроме того, поскольку сигналы ILS направляются в одном направлении за счет расположения решеток, глиссада поддерживает только заходы на посадку по прямой с постоянным углом снижения. Установка ILS может быть дорогостоящей из-за критериев размещения и сложности антенной системы.
Критические зоны ILS и чувствительные зоны ILS созданы, чтобы избежать опасных отражений, которые могут повлиять на излучаемый сигнал. Расположение этих критических областей может помешать воздушным судам использовать определенные рулежные дорожки [7], что приведет к задержкам при взлетах, увеличению времени ожидания и увеличению расстояния между воздушными судами .
Вариант
- Система наведения по приборам (IGS) (система курсового управления курсового типа (LDA) в Соединенных Штатах) - модифицированная система ILS для обеспечения захода на посадку по не прямой линии; самый известный пример для подхода к взлетно - посадочной полосе 13 в Кайтаке , Гонконг . [8] [9]
Идентификация
В дополнение к ранее упомянутым навигационным сигналам курсовой радиомаяк обеспечивает идентификацию средств ILS, периодически передавая опознавательный сигнал кодом Морзе с частотой 1020 Гц . Например, ILS для взлетно-посадочной полосы 4R в международном аэропорту Джона Ф. Кеннеди передает IJFK для идентификации, а взлетно-посадочная полоса 4L известна как IHIQ. Это позволяет пользователям знать, что объект работает нормально и что они настроены на правильную систему ILS. Станция глиссады не передает опознавательный сигнал, поэтому оборудование ILS для опознавания полагается на курсовой радиомаяк.
Мониторинг
Важно, чтобы любой отказ ILS обеспечить безопасное наведение был немедленно обнаружен пилотом. Для этого мониторы постоянно оценивают жизненно важные характеристики передач. Если обнаруживается какое-либо существенное отклонение, выходящее за строгие пределы, либо автоматически выключается ILS, либо компоненты навигации и опознавания снимаются с перевозчика. [10] Любое из этих действий активирует индикацию («флаг отказа») на приборах самолета, использующего ILS.
Курс курсового радиомаяка
Современные антенны курсового радиомаяка имеют высокую направленность . Однако использование более старых, менее направленных антенн позволяет взлетно-посадочной полосе иметь неточный заход на посадку, называемый обратным курсом курсового радиомаяка . Это позволяет самолету приземляться, используя сигнал, передаваемый с задней стороны решетки курсового радиомаяка. Направленные антенны не обеспечивают достаточного сигнала для поддержки обратного курса. В Соединенных Штатах заходы на посадку обратным курсом обычно связаны с системами категории I в небольших аэропортах, которые не имеют ILS на обоих концах основной взлетно-посадочной полосы. Пилоты, летящие задним курсом, не должны обращать внимания на индикацию глиссады.
Маркерные маяки
На некоторых установках предусмотрены маркерные маяки, работающие на несущей частоте 75 МГц. Когда принимается передача от маркерного маяка, он включает индикатор на приборной панели пилота, и пилот слышит тон маяка. Расстояние от ВПП, на котором должно быть получено это указание, публикуется в документации для этого захода на посадку вместе с высотой, на которой воздушное судно должно находиться, если оно правильно установлено на ILS. Это обеспечивает проверку правильности работы глиссады. В современных установках ILS, DME устанавливается вместе с ILS, чтобы дополнять или заменять маркерные маяки. DME постоянно отображает расстояние самолета до взлетно-посадочной полосы.
Замена DME
Расстояние измерительное оборудование (DME) обеспечивает пилот с наклонной дальностью измерением расстояния до взлетно - посадочной полосы в морских милях. DME дополняют или заменяют маркеры во многих установках. DME обеспечивает пилоту более точный и непрерывный мониторинг правильного продвижения по глиссаде ILS и не требует установки за пределами аэропорта. При использовании вместе с ILS DME часто располагается посередине между взаимными порогами взлетно-посадочной полосы с измененной внутренней задержкой, так что одно устройство может предоставлять информацию о расстоянии до любого порога взлетно-посадочной полосы. Для заходов на посадку, где вместо маркерных радиомаяков указывается DME, требуемое DME указывается в схеме захода на посадку по приборам, и на воздушном судне должен быть хотя бы один работающий блок DME или одобренная IFR система GPS (система RNAV, соответствующая TSO-C129 / - C145 / -C146), [11], чтобы начать подход.
Подходящее освещение
Некоторые установки включают системы огней приближения средней или высокой интенсивности (сокращенно ALS). Чаще всего они расположены в более крупных аэропортах, но многие небольшие аэропорты авиации общего назначения в США имеют габаритные огни для поддержки своих установок ILS и достижения минимумов низкой видимости. ALS помогает пилоту перейти от полета по приборам к визуальному полету и визуально выровнять самолет по осевой линии взлетно-посадочной полосы. Наблюдение пилотом за системой огней приближения на высоте принятия решения позволяет пилоту продолжать снижение по направлению к взлетно-посадочной полосе, даже если огни взлетно-посадочной полосы или взлетно-посадочные полосы не видны, поскольку ALS считается концевой средой взлетно-посадочной полосы. В США для ILS без огней приближения минимальная видимость ILS по категории I может составлять 3/4 мили (дальность видимости на взлетно-посадочной полосе 4000 футов), если на требуемых поверхностях пролета препятствий нет препятствий. Минимальная видимость составляет 1/2 мили (дальность видимости на взлетно-посадочной полосе 2400 футов) возможна с заходом на посадку по CAT I ILS, поддерживаемым ALS длиной 1400–3000 футов (430–910 м), и видимость 3/8 мили 1800 -фут (550 м) возможен, если взлетно-посадочная полоса оснащена боковыми огнями высокой интенсивности, огнями зоны приземления и осевой линией, а также аварийной сигнализацией длиной не менее 2400 футов (730 м) (см. Таблицу 3-3-1 «Минимум значения видимости »в Приказе FAA 8260.3C). [12] Фактически, ALS расширяет среду взлетно-посадочной полосы в сторону приземляющегося самолета и позволяет выполнять операции в условиях плохой видимости. Для заходов на посадку по CAT II и III ILS обычно требуются сложные системы огней приближения высокой интенсивности, тогда как системы средней интенсивности обычно сочетаются с заходами на посадку по CAT I ILS. Во многих не-возвышались аэропортов , то пилот управляет системой освещения ; например, пилот может включить микрофон семь раз, чтобы включить свет высокой интенсивности, пять раз - средней интенсивности или три раза - низкой интенсивности.
Высота решения / высота
После захода на посадку пилот следует по траектории захода на посадку ILS, указанной курсовым маяком, и снижается по глиссаде до высоты принятия решения. Это высота, на которой пилот должен иметь адекватное визуальное представление о посадочной среде (например, освещение подхода или взлетно-посадочной полосы), чтобы решить, продолжать ли снижение до посадки; в противном случае пилот должен выполнить процедуру ухода на второй круг , затем снова попробовать тот же заход на посадку, попробовать другой заход на посадку или уйти в другой аэропорт.
Категории ILS
Категория | Высота решения | RVR |
---|---|---|
Я [14] | > 200 футов (60 м) [b] | > 550 м (1800 футов) [c] или видимость> 800 м (2600 футов) [d] |
II | 100-200 футов (30-60 м) | ИКАО:> 350 м (1200 футов) FAA / JAA (EASA):> 300 м (1000 футов) |
III А | <100 футов (30 м) | > 700 футов (200 м) |
III B | <50 футов (15 м) | ИКАО / FAA: 150-700 футов (50-200 м) JAA (EASA): 250-700 футов (75-200 м) |
III C [e] | безлимитный | никто |
- ^ Склон выбирается аэропортом, у аэропорта Лондон-Сити необычно большой угол наклона глиссады - 5,5 градуса.
- ^ 150 футов (46 м), разрешенных FAA с RVR> 1400 футов (430 м), воздушным судном и экипажем категории II, HUD по категориям II / III и уходом на второй круг по категории II / III. [15]
- ^ 1200 футов (370 м) RVR в Канаде, [16] 2600 футов (790 м) RVR для одиночного экипажа [ необходима ссылка ]
- ^ без зоны приземления, без освещения осевой линии
- ^ Только ICAO / FAA, не упоминается в JAA (EASA) [13], не используется в аэропортах к маю 2017 года, самолет необходимо отбуксировать, чтобы освободить взлетно-посадочную полосу [14]
Меньшие по размеру самолеты, как правило, оборудованы для полетов только по CAT I ILS. На более крупных самолетах эти заходы на посадку обычно контролируются системой управления полетом под наблюдением летного экипажа. CAT I полагается только на показания высотомера для высоты принятия решения, тогда как подходы CAT II и CAT III используют радиовысотомер (RA) для определения высоты принятия решения. [17]
ILS должен отключиться при внутреннем обнаружении неисправности. Более высокие категории требуют более короткого времени ответа; следовательно, требуется более быстрое отключение оборудования ILS. Например, локализатор CAT I должен отключиться в течение 10 секунд после обнаружения неисправности, а локализатор CAT III должен отключиться менее чем за 2 секунды. [10]
Специальные операции CAT II и CAT III
В отличие от других операций, погодные минимумы CAT III не обеспечивают достаточных визуальных ориентиров, позволяющих совершить посадку вручную. Минимумы CAT IIIb зависят от управления развертыванием и дублирования автопилота, [ цитата необходима ], потому что они дают пилоту достаточно времени, чтобы решить, приземлится ли самолет в зоне приземления (в основном CAT IIIa), и обеспечить безопасность во время развертывания. (в основном CAT IIIb). Следовательно, автоматическая система посадки является обязательной для выполнения операций категории III. Его надежность должна быть достаточной для управления воздушным судном до точки приземления при полетах по категории IIIa и путем перехода на безопасную скорость руления по категории CAT IIIb (и категории IIIc, если это разрешено). [18] Тем не менее, специальное одобрение было предоставлено некоторым операторам для ручной пролетели CAT III подходов с использованием дисплея головы вверх (HUD) руководство , которое обеспечивает пилоту изображение видно через лобовое стекло с глазами сосредоточены на бесконечности, о необходимости электронного руководство по посадке самолета без истинных внешних визуальных ориентиров.
В Соединенных Штатах аэропорты с подходами к посадке по категории III имеют списки категорий IIIa и IIIb или просто категории III на табличке захода на посадку по приборам (правила терминала США). Минимальные значения RVR категории IIIb ограничиваются освещением ВПП / РД и вспомогательными средствами и соответствуют плану системы управления наземным движением в аэропорту (SMGCS). Для полетов ниже 600 футов RVR требуются огни осевой линии рулежной дорожки и красные огни полосы остановки. Если минимальные значения RVR CAT IIIb на конце взлетно-посадочной полосы составляют 600 футов (180 м), что является обычным показателем в США, подходы по ILS к этому концу взлетно-посадочной полосы с RVR ниже 600 футов (180 м) квалифицируются как CAT IIIc и требуют специального руления. процедуры, освещение и условия разрешения на посадку. Приказ FAA 8400.13D ограничивает CAT III RVR 300 футов или выше. Приказ 8400.13D (2009 г.) допускает подходы к взлетно-посадочным полосам категории II со специальным разрешением без огней приближения ALSF-2 и / или огней зоны приземления / осевой линии, что расширило число потенциальных взлетно-посадочных полос категории II.
В каждом случае требуется соответствующим образом оборудованный самолет и соответствующим образом квалифицированный экипаж. Например, CAT IIIb требует наличия отказоустойчивой системы вместе с квалифицированным и актуальным экипажем, а CAT I - нет. HUD, который позволяет пилоту выполнять маневры самолета, а не автоматическая система, считается отказоустойчивым. HUD позволяет летному экипажу управлять самолетом, используя сигналы наведения от датчиков ILS, так что в случае сомнений в безопасной посадке экипаж может отреагировать надлежащим и своевременным образом. HUD становится все более популярным среди «фидерных» авиакомпаний, и большинство производителей региональных самолетов теперь предлагают HUD в качестве стандартного или дополнительного оборудования. [ необходима цитата ] HUD может обеспечить возможность взлета в условиях плохой видимости.
Некоторые коммерческие самолеты оснащены системами автоматической посадки, которые позволяют самолету приземляться без перехода от приборов к визуальным условиям для нормальной посадки. Такие операции с автопосадками требуют специального оборудования, процедур и обучения, а также включают в себя самолет, аэропорт и экипаж. Автоленд - это единственный способ, которым некоторые крупные аэропорты, такие как аэропорт Шарля де Голля, работают каждый день в году. Некоторые современные самолеты оснащены улучшенными системами обзора полета, основанными на инфракрасных датчиках, которые обеспечивают дневную визуальную среду и позволяют выполнять операции в условиях и в аэропортах, которые в противном случае не подходили бы для посадки. Коммерческие самолеты также часто используют такое оборудование для взлета, когда взлетные минимумы не выполняются. [19]
Как для автоматических систем приземления, так и для систем HUD требуется специальное одобрение для конструкции оборудования, а также для каждой отдельной установки. В конструкции учтены дополнительные требования безопасности при эксплуатации воздушного судна вблизи земли и способность летного экипажа реагировать на аномалию системы. К оборудованию также предъявляются дополнительные требования по техническому обслуживанию, чтобы гарантировать, что оно способно поддерживать операции в условиях ограниченной видимости.
Конечно, почти вся эта подготовка пилотов и квалификационная работа проводится на тренажерах с разной степенью точности.
Использовать
В контролируемом аэропорту авиадиспетчерская служба будет направлять воздушное судно на курс курсового радиомаяка по заданным курсам, следя за тем, чтобы воздушные суда не подходили слишком близко друг к другу (выдерживали эшелонирование), а также максимально избегали задержки. Несколько самолетов могут находиться на ILS одновременно, на расстоянии нескольких миль друг от друга. Самолет, который повернул на входящий курс и находится в пределах двух с половиной градусов от курса курсового радиомаяка (отклонение на половину шкалы или меньше, показанное индикатором отклонения от курса), считается установленным на заходе на посадку. Обычно воздушное судно устанавливается на расстояние не менее 2 морских миль (3,7 км) до конечной точки захода на посадку (точки пересечения глиссады на указанной высоте).
Отклонение воздушного судна от оптимальной траектории указывается летному экипажу с помощью шкалы дисплея (переход с момента, когда движение аналогового измерителя показало отклонение от линии курса через напряжения, передаваемые с приемника ILS).
Выходной сигнал приемника ILS поступает в систему отображения (проекционный дисплей и проекционный дисплей, если они установлены) и может поступать в компьютер управления полетом. Процедура посадки воздушного судна может быть либо совмещенной, когда автопилот или компьютер управления полетом непосредственно управляет воздушным судном, а летный экипаж контролирует выполнение операции, либо отсоединенной, когда летный экипаж управляет воздушным судном вручную, чтобы держать индикаторы курсового радиомаяка и глиссады по центру.
История
Испытания системы ILS начались в 1929 году в США. [20] Полнофункциональная базовая система была представлена в 1932 году в Центральном аэропорту Берлин- Темпельхоф (Германия), названная LFF или « луч Лоренца » по имени ее изобретателя, компании C. Lorenz AG. Совет по гражданской авиации (CAB) США санкционировал установку системы в 1941 году в шести местах. Первая посадка американского пассажирского авиалайнера с использованием ILS состоялась 26 января 1938 года, когда Boeing 247 D Пенсильванской компании Central Airlines вылетел из Вашингтона, округ Колумбия, в Питтсбург, штат Пенсильвания, и приземлился в метель, используя только систему посадки по приборам. [21] Первая полностью автоматическая посадка с использованием ILS произошла в марте 1964 года в аэропорту Бедфорд в Великобритании. [22]
Альтернативы
- Микроволновая система посадки (MLS) , разрешенная для криволинейных подходов. Он был введен в 1970-е годы [23] для замены ILS, но потерял популярность из-за появления спутниковых систем. В 1980-х годах в США и Европе были предприняты серьезные усилия по созданию MLS. Но сочетание нежелания авиакомпаний вкладывать средства и распространение глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) привело к тому, что она не была принята в гражданской авиации. В то время ILS и MLS были единственными стандартизированными системами в гражданской авиации, которые отвечали требованиям для автоматической посадки категории III. [24] Первая MLS категории III для гражданской авиации была введена в эксплуатацию в аэропорту Хитроу в марте 2009 года и снята с эксплуатации в 2017 году. [25]
- Транспондерная система посадки (TLS) может использоваться там, где обычная ILS не может работать или не является рентабельной.
- Характеристики курсового радиомаяка с вертикальным наведением (LPV) основаны на Системе расширения зоны действия (WAAS), LPV имеет такие же минимумы, как и ILS для надлежащим образом оборудованных самолетов. По состоянию на ноябрь 2008 г.[Обновить], FAA опубликовало больше заходов на посадку по LPV, чем по ILS категории I.
- Наземная система дополнения (GBAS) ( Локальная система дополнения в США) - это критически важная для безопасности система, которая дополняет стандартную службу определения местоположения (SPS) GNSS и обеспечивает повышенный уровень обслуживания. Он поддерживает все этапы захода на посадку, посадки, вылета и наземных операций в пределах зоны действия УКВ. Ожидается, что GBAS будет играть ключевую роль в модернизации и обеспечении всепогодных операций в аэропортах CATI / II и III, навигации в районе аэродрома, наведении на второй круг и наземных операциях. GBAS предоставляет возможность обслуживать весь аэропорт на одной частоте (передача на УКВ), тогда как ILS требует отдельной частоты для каждого конца взлетно-посадочной полосы. GBAS CAT-I рассматривается как необходимый шаг к более строгим операциям точного захода на посадку и посадки CAT-II / III. Технический риск внедрения GBAS задержал широкое распространение этой технологии. FAA, наряду с промышленностью, представило станции Provably Safe Prototype GBAS, которые смягчают влияние деформации спутникового сигнала, ионосферной дифференциальной ошибки, эфемеридной ошибки и многолучевости.
Будущее
Появление Глобальной системы позиционирования (GPS) обеспечивает альтернативный источник управления заходом на посадку для самолетов. В США глобальная система расширения (WAAS) доступна во многих регионах для обеспечения точного руководства в соответствии со стандартами категории I. Эквивалентная европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) была сертифицирована для использования в приложениях для обеспечения безопасности жизни в марте. 2011. [26]
Система локального расширения (LAAS) находится в стадии разработки для обеспечения минимумов Категории III или ниже. Управление наземной системы дополнения (GBAS) FAA в настоящее время работает с отраслью в ожидании сертификации первых наземных станций GBAS в Мемфисе, штат Теннесси; Сидней, Австралия; Бремен, Германия; Испания; и Ньюарк, штат Нью-Джерси. Все четыре страны установили системы GBAS и участвуют в деятельности по технической и оперативной оценке.
Команда Honeywell и FAA получила одобрение проектирования системы первого в мире нефедерального одобрения США для LAAS категории I в международном аэропорту Ньюарк Либерти, эксплуатация состоялась в сентябре 2009 года, и эксплуатационное одобрение 28 сентября 2012 года. [27]
В Норвегии в некоторых аэропортах с короткими взлетно-посадочными полосами работает система посадки на базе D-GPS , называемая SCAT-I .
Смотрите также
- Акронимы и сокращения в авионике
- Скорость полета
- AN / CRN-2
- Автоленд
- Система радиомаяков слепого захода на посадку (BABS)
- CFIT
- Дистанционное измерительное оборудование (DME)
- EGPWS
- Директор по полетам , ФО
- Туман
- Джордж Вернон Холломан - пилот, совершивший первую автоматическую посадку
- Глобальная система позиционирования (GPS)
- HUD
- Правила полетов по приборам (ППП)
- Система увеличения локальной области (LAAS)
- Характеристики курсового радиомаяка с вертикальным наведением (LPV)
- Луч Лоренца
- Микроволновая система посадки (MLS)
- Ненаправленный радиомаяк (NDB)
- РЛС точного захода на посадку (PAR)
- Пространственная модуляция
- Транспондерная система посадки (TLS)
- Правила визуального полета (VFR)
- Всенаправленный VHF-диапазон (VOR)
- Система увеличения площади (WAAS)
Заметки
- ^ "Спутниковая навигация - подходы GPS / WAAS" .
- ^ а б в г «История радиолётных навигационных систем» (PDF) . Радарный мир . С. 2–4.
- ^ а б в г д е Бальмус, Елена (16 апреля 2019). «Введение в сигналы ILS, DME и VOR» . SkyRadar .
- ^ а б «Инструментальная система посадки» (PDF) . Нордийский .
- ^ «Сопряжение частот курсового радиомаяка и глиссады» . FCC .
- ^ «ИКАО DOC8400, поправка 28» . icao.int. Архивировано 23 февраля 2014 года.
- ^ FAA, Консультации по критической зоне глиссады ILS (в архиве) : стр. 4, Искажение курса ILS
- ^ «Схема захода на посадку на взлетно-посадочную полосу 13 аэропорта Кай Так» . flyingtigersgroup.org. Архивировано из оригинала на 2009-03-03.
- ^ Kai Tak Airport # Взлетно-посадочная полоса 13 подход
- ^ а б Министерство транспорта и Министерство обороны (25 марта 2002 г.). "Федеральные радионавигационные системы 2001" (PDF) . Архивировано 14 июня 2011 года (PDF) . Проверено 27 ноября 2005 .
- ^ «АС90-108» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2017-02-11 . Проверено 27 октября 2020 .
- ^ Приказ FAA 8260.3C, Стандарт США для процедур с терминальными приборами (TERPS), заархивированный 13 мая 2017 г.в Wayback Machine , действует 14 марта 2016 г., дата обращения 4 декабря 2017 г.
- ^ а б «Введение в операции CAT II / CAT III» (PDF) . Airbus. Октябрь 2001 г.
- ^ а б «Навигационное оборудование - ИЛС» (PDF) . Обучение IVAO. 31 мая 2017.
- ^ «Приказ 8400.13Д» . FAA. 15 мая 2018.
- ^ «Руководство по аэронавигационной информации» (PDF) . Транспорт Канады. 31 марта 2016 г. с. 282.
- ^ Приложение 10 ИКАО к авиационной электросвязи, том 1 (Радионавигационные средства) 2.1.1 (неполное цитирование)
- ^ «Приемлемые средства соответствия (AMC) и руководящие материалы (GM) для Part-SPA» (PDF) . Приложение к Решению ED 2012-019-R . EASA. 25 октября 2012 г.
- ^ Например, Southwest Airlines выполняет рейсы на самолетах Boeing 737, оборудованных HUD, в аэропорты, подверженные туману, такие как Sacramento International (KSMF), что позволяет рейсам взлетать, когда они в противном случае не смогли бы это сделать.
- ^ "Самолеты приземляются по радио, когда туман скрывает поле", февраль 1931 г., Popular Mechanics в правом нижнем углу страницы
- ^ Роджер Мола. «История средств обеспечения посадки самолетов» . centennialofflight.net. Архивировано 20 февраля 2014 года . Проверено 28 сентября 2010 года .
- ^ Автоленд
- ^ Продемонстрирована микроволновая система посадки для реактивных самолетов. Газета "Нью-Йорк Таймс. 20 мая 1976 г.
- ^ «Приложение 10 - Авиационная связь, Том I (Радионавигационные средства), поправка 81» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2008-10-15.
- ^ NATS (26 марта 2009 г.). «Первая в мире микроволновая система посадки с низкой видимостью вступает в строй в Хитроу» . atc-network.com. Архивировано из оригинала 7 июля 2011 года.
- ^ «Навигационная система EGNOS начинает обслуживать самолеты Европы» . Архивировано из оригинала на 2011-03-03 . Проверено 3 марта 2011 .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 февраля 2014 года . Проверено 20 мая 2013 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
Рекомендации
- Приложение 10 ИКАО, том 1, Радионавигационные средства, пятое издание - июль 1996 г.
- Руководство по аэронавигационной информации , FAA - 11 февраля 2010 г.
- Процедуры цифрового терминала , FAA - май 2010 г.
Внешние ссылки
- История средств обеспечения посадки самолетов - 100 лет летной комиссии США
- "Happy Landings In Fog", июнь 1933 г., статья Popular Mechanics о ранней установке системы в США.
- Основы ILS
- Учебные анимации ILS
- Сайт, посвященный описанию ILS
- Учебная анимация по ILS - иллюстрирует и описывает, как навигационные сигналы ILS отображаются на борту самолета в различных положениях, которые могут возникать при безопасном заходе на посадку.
- Категории ILS