Что такое ils в авиации
Что такое ils в авиации
Курсо-глиссадная система ( сокр. КГС, в английской терминологии — Instrument Landing System, ILS) — радионавигационная система обеспечения захода на посадку по приборам.
Бортовое оборудование ЛА (например Курс-МП, VIM-95 и др.), представляет собой комплекс из двух радиоприёмных устройств с направленными антеннами (курсовая и глиссадная). Для упрощённого рассмотрения принципа работы бортовой части КГС рассмотрим работу курсового канала. В случае, если самолет находится точно на пересечении двух лепестков диаграммы, глубина модуляции обоих сигналов одинакова, а их разность, соответственно равна нулю. Если ЛА отклонился влево или вправо, то один сигнал начинает преобладать над другим. И чем дальше от линии курса, тем больше мощность выходного сигнала. Полярность сигнала показывает в какую сторону отклонение. Глиссадный маяк работает точно по такому же принципу, только в вертикальной плоскости. Выходной сигнал выдаётся на планки командно-пилотажного прибора КППМ, по которому экипаж визуально фиксирует точность захода на посадку.
Рабочий диапазон частот КГС:
Дальность действия в соответствии с нормами ICAO:
Согласно документам ICAO КГС делятся на категории.
Стандартная КГС, которая классифицируется как КГС I категории, позволяет выполнять заходы на посадку при облачности не ниже 60 м над полосой и видимости 700 м (2400 фт), либо при видимости 550 м (1800 фт) если есть освещение осевой линии и зоны посадки.
Более сложные системы II и III категории позволяют выполнять посадку при почти нулевой видимости, но требуют cпециальной дополнительной сертификации самолёта и пилота.
Заходы по II категории позволяют выполнять посадку при высоте принятия решения 30м (100фт) и видимости 400м (1200фт).
При посадке по III категории самолёт приземляется с использованием системы автоматической посадки, высота принятия решения отсутствует, а видимость должна быть не ниже 250 м (700фт) по категории IIIa, либо от 50-250 м по категории IIIb. Каждая КГС, сертифицированная по III категории, имеет свои собственные установленные высоты принятия решения и минимумы. Некоторые КГС имеют сертификацию для посадок в условиях нулевой видимости (категория IIIc).
Системы II и III категорий должны иметь освещение осевой линии, зоны посадки и другие вспомогательные средства.
КГС должна выключаться в случае сбоев. С увеличением категории оборудование должно выключаться быстрее. Например, курсовой маяк I категории должен выключиться через 10 секунд после обнаружения сбоя, а маяк III категории должен выключиться менее чем через 2 секунды.
Курсовой радиомаяк КРМ-90 системы посадки СП-90
Новости
Наверное, многих авиапассажиров интересовал вопрос, как пилоты так метко сажают самолет на взлетно-посадочную полосу? Ведь приземлиться необходимо в определенную точку, не только не смещаясь в сторону, но и в нужное время.
Существует два типа захода на посадку: «по приборам» и «визуально». Посадка «по приборам» бывает различных видов в зависимости от установленного в аэропорту оборудования и делится на точный и не точный заход на посадку. Отличие состоит в том, что при точном заходе оборудование осуществляет как боковое (помогает приземлиться на полосу, не отклоняясь в стороны) так и вертикальное наведение (отвечает за точное приземление в начало полосы). Точный заход делится на категории точности. Чем выше категория, тем в более сложных метеоусловиях возможно приземление в аэропорту.
В данной статье пойдет речь о наиболее популярной в крупных аэропортах системе захода на посадку, называемой КГС (курсоглиссадная система) или на английском, ILS (Instrument Landing System). Данная система является точной системой захода.
Немного о терминах. Курсом называется направление движения самолета. А глиссадой траекторией — траектория снижения самолета на взлетно-посадочную полосу.
Система автопосадки КГС упрощенно работает следующим образом: на земле устанавливаются специальные излучатели радиоволн (маяки), которые излучают в сторону самолета по два пучка радиоволн горизонтально (курсовой маяк) и вертикально (глиссадный маяк). На пересечении двух пучков сила радиоволн этих пучков одинаковая. Бортовое оборудование самолета определяет силу радиоволн и отклонение самолета от посадочного курса.
Далее, в зависимости от оборудования самолета и режима посадки, выбранного пилотом, прибор может просто отображать на приборной панели это отклонение, и пилотам требуется направлять самолет в нужную сторону с необходимым снижением, либо автопилот сам будет направлять самолет по заданной траектории посадки.
В одном аэропорту могут рядом находится несколько взлетно-посадочных полос. Для каждой из них радиоволны КГС будут передаваться на разной частоте. Курсовой маяк кроме основных радиоволн передает специальный код азбукой Морзе. Это позволяет пилоту удостовериться, что система настроена на правильную КГC. Частоты системы и код имеются в полетной документации у пилотов.
При этом все равно существует вероятность захвата ложного сигнала. Для дополнительного контроля используются дальний и ближний маяки. Это оборудование, установленное на определенном удалении от взлетно-посадочной полосы. Оно излучает радиосигнал частотой 75 МГц узким пучком вверх. При пролете над этими маяками в самолете загорается специальная индикация и раздается звуковой сигнал. Дальний радиомаяк располагается на расстоянии 4км от взлетно-посадочной полосы. В зависимости от схемы посадки самолет пролетает эту точку на высоте около 220 метров. В этой точке пилоты должны проконтролировать работу КГС, текущую высоту полёта и продолжить снижение. Ближний радиомаяк располагается на расстоянии 1км от взлетно-посадочной полосы. В большинстве случаев — это точка принятия решения командиром о посадке. Если в данной точке пилоты не видят полосу, они обязаны уйти на второй круг.
За работой курсоглиссадной системы следит специальное оборудование и, при возникновении неполадок, отключает её. При этом у пилотов в самолете появляется индикация о неработающей системе.
Бортовое оборудование, работающее с системой, использует милливольтные напряжения, поэтому любые устройства пассажиров самолета, которые могут создать радиоизлучение, напрямую угрожают жизни их самих и окружающих их пассажиров.
ILS Instrument Landing System Инструментальная система посадки
Определение
Инструментальная система посадки (ILS) — это система, которая посылает радиоволны от конца взлетно-посадочной полосы к самолетам, чтобы направить их на взлетно-посадочную полосу.
Международный союз электросвязи определяет ее как услугу, предоставляемую станцией следующим образом:
«Радионавигационная система, обеспечивающая самолету горизонтальное и вертикальное наведение непосредственно перед и во время посадки и в определенных фиксированных точках указывающая расстояние до опорной точки посадки».
— Статья 1.104 регламента радиосвязи Международного союза радиосвязи.
Принцип работы
Локализатор (LOC, или LLZ до стандартизации ICAO) представляет собой антенную решетку, обычно расположенную за пределами взлетно-посадочной полосы, состоящую из нескольких пар направленных антенн.
Локализатор позволит самолету развернуться и выровнять самолет по взлетно-посадочной полосе. После этого пилоты активируют фазу захода на посадку (АPP).
Пилот управляет самолетом таким образом, что индикатор наклона глиссады остается по центру на дисплее, чтобы гарантировать, что самолет следует по глиссаде приблизительно на 3° выше горизонтали (уровня земли), чтобы оставаться над препятствиями и оказаться на взлетно-посадочной полосе в соответствующей точке приземления (т. е. он обеспечивает вертикальное наведение).
Из-за сложности локализатора ILS и систем глиссадного уклона существуют некоторые ограничения. Локализаторы чувствительны к помехам в зоне передачи сигнала, таким как большие здания или ангары. Системы глиссадного уклона также ограничены рельефом перед своими антеннами. Если местность наклонная или неровная, отражения могут создать неровную траекторию, вызывая нежелательные отклонения курса. Кроме того, поскольку сигналы ILS поступают в одном направлении, глиссадный уклон поддерживает только прямые подходы с постоянным углом спуска. Также установка ILS может быть дорогостоящей из-за критериев размещения и сложности антенной системы.
Критические зоны ILS и чувствительные зоны ILS установлены для того чтобы избежать опасных отражений которые повлияли бы на излучаемый сигнал. Расположение этих критических зон может препятствовать использованию самолетами определенных рулежных дорожек, что приводит к задержкам взлета, увеличению времени удержания и увеличению расстояния между самолетами.
Система наведения по приборам (IGS) (LDA в США) – модифицированная ILS для обеспечения не прямолинейного подхода; наиболее известным примером был подход к взлетно-посадочной полосе 13 в аэропорту Кай Так, Гонконг.
В дополнение к ранее упомянутым навигационным сигналам, локализатор обеспечивает идентификацию объекта ILS путем периодической передачи сигнала идентификации кода Морзе частотой 1020 Гц. Например, ILS для взлетно-посадочной полосы 4R в Международном аэропорту Джона Ф. Кеннеди передает IJFK, чтобы идентифицировать себя, в то время как взлетно-посадочная полоса 4L известна как IHIQ. Это позволяет пользователям знать, что объект работает нормально и что они настроены на правильный ILS. Станция наклона глиссады не передает никакой сигнал идентификации, поэтому оборудование ILS полагается на локализатор для идентификации.
Важно, чтобы пилот быстро обнаружил любой отказ ILS обеспечить безопасное наведение. Для достижения этой цели мониторы постоянно оценивают жизненно важные характеристики передач. Если обнаруживается какое-либо значительное отклонение от строгих пределов, то либо ILS автоматически отключается, либо навигационные и идентификационные компоненты снимаются с носителя. Любое из этих действий активирует индикатор (‘failure flag’) на приборах самолета, использующего ILS.
Обратный курс локализатора
Современные локализаторы антенн имеют высокую направленность. Однако использование более старых, менее направленных антенн позволяет взлетно-посадочной полосе использовать другой подход, называемый обратным курсом локализатора. Это позволяет самолету приземлиться, используя сигнал, передаваемый с обратной стороны блока локализаторов. Высоконаправленные антенны не дают достаточного сигнала для поддержания обратного курса.
На некоторых установках предусмотрены маркерные маяки, работающие на частоте 75 МГц. Когда идёт передача от маркерного маяка пилот видит индикатор на приборной панели и слышит сигнал. Расстояние от взлетно-посадочной полосы, на котором должна быть получена эта индикация, публикуется в документации для этого захода на посадку вместе с высотой, на которой должен находиться самолет, если он правильно установлен на ILC. Это обеспечивает проверку на правильность функции угла глиссады. В современных установках ILS дополнительно устанавливается всенаправленный дальномерный радиомаяк (DME). DME непрерывно отображает расстояние самолета до взлетно-посадочной полосы.
Некоторые установки включают в себя световые системы средней или высокой интенсивности (сокращенно ALS). ALS помогает пилоту перейти от приборного к визуальному полету и визуально выровнять самолет с осевой линией взлетно-посадочной полосы. Наблюдение за системой освещения захода на посадку на высоте принятия решения позволяет пилоту продолжать снижение к взлетно-посадочной полосе, даже если взлетно-посадочная полоса или огни взлетно-посадочной полосы не видны, так как ALS считается конечной средой взлетно-посадочной полосы. Во многих аэропортах без башен пилот управляет системой освещения; например, пилот может нажать кнопку микрофона 7 раз, чтобы включить свет на высокой интенсивности, 5 раз на средней интенсивности или 3 раза для низкой интенсивности.
Использование
В контролируемом аэропорту управление воздушным движением направляет самолет на курс локализатора через определенные сигналы, следя за тем, чтобы самолеты не подходили слишком близко друг к другу, но и избегая задержки, насколько это возможно. Несколько самолетов могут находиться на ILS одновременно, в нескольких милях друг от друга. Считается, что самолет, который повернул на входящий курс и находится в пределах двух с половиной градусов от курса локализатора, устанавливается на подход. Как правило, самолет устанавливается не менее чем за 2 морские мили (3,7 км) до окончательного захода на посадку (глиссадный перехват на заданной высоте).
Отклонение самолета от оптимальной траектории указывается летному экипажу с помощью шкалы индикации.
Выходные данные от приемника ILS поступают в систему отображения и могут поступать в компьютер управления полетом. Процедура посадки самолета может быть объединенной, когда автопилот или компьютер управления полетами непосредственно управляет самолетом, а летный экипаж контролирует происходящее, либо разъединена, когда летный экипаж управляет самолетом вручную, чтобы держать локализатор и индикаторы глиссады выравненным по центру.
История
Испытания системы ILS начались в 1929 году в США. Полностью действующая базовая система заработала в 1932 году в центральном аэропорту Берлин-Темпельхоф (Германия) под названием LFF или «луч Лоренца» в честь ее изобретателя, компании C. Lorenz AG. Управление гражданской авиации (CAA) санкционировало установку системы в 1941 году в шести местах. Первая посадка пассажирского авиалайнер, использующего ILS, была запланирована в США на 26 января 1938 года, когда Boeing 247d компании Pennsylvania Central Airlines вылетел из Вашингтона в Питсбург, штат Пенсильвания, и приземлился в снежную бурю, используя только систему посадки по приборам. Первая полностью автоматическая посадка с использованием ILS произошла в марте 1964 года в аэропорту Бедфорд в Великобритании.
Альтернативы
Микроволновая системы посадки (MLS) допускается для криволинейных подходов. Выпущена в 1970 на смену ILS, но не используется, из-за появившиеся в те же годы системы посадки на основе спутниковых навигационных систем, не требующие установки аэродромного оборудования, практически полностью вытеснили MLS на территории США.
Транспондерная система посадки (TLS) может использоваться там, где обычный ILS не может работать или не является экономически эффективным.
Производительность локализатора с вертикальным наведением (LPV) основана на системе увеличения широкой площади (WAAS), LPV имеет аналогичные минимумы для ILS для соответствующим образом оборудованных самолетов.
Наземная система усиления (GBAS) — это критически важная для безопасности система, которая дополняет стандартную службу позиционирования GNSS (SPS) и обеспечивает повышенный уровень обслуживания. Она поддерживает все фазы захода на посадку, вылета и наземных операций в пределах объема покрытия УКВ. Ожидается, что GBAS будет играть ключевую роль в модернизации и обеспечении всепогодных операций в аэропортах, навигации в районе терминалов, наведении на пропущенный заход и наземной эксплуатации. GBAS предоставляет возможность обслуживать весь аэропорт с одной частотой (УКВ-передача), в то время как ILS требует отдельной частоты для каждого конца взлетно-посадочной полосы. GBAS CAT-I рассматривается как необходимый шаг на пути к более строгим операциям точного захода на посадку и посадки CAT-II/III. Технический риск внедрения GBAS задержал широкое распространение этой технологии.
Что такое ILS в авиации?
Сегодня мы постараемся объяснить вам простым языком, что такое ILS в авиации. Опытные летчики и диспетчера наверняка улыбнуться от нашего объяснения, но мы специально сделали его максимально простым и понятным, чтобы даже те, кто далек от мира авиации могли понять этот термин, особо не вдаваясь в дебри полетом и навигации.
ILS расшифровывается как Instrument Landing System. По-русски – это система инструментального захода самолётов на посадку, базовое название — курсо-глиссадная система, хотя в русском языке систему часто называют просто ИЛС.
Система ILS используется в крупных аэропортах, для осуществления самолетов, оборудованных радиомаячным оборудованием. Это такие самолеты, как например современные Airbus A320 или Boing 727.
Условно говоря, наземные маяки рисуют навигационному оборудованию самолета коридор, куда он должен уложиться. Этот коридор выглядит как радиус пространства, по мере приближения самолета к посадочной полосе круги сужаются, тем самым выравнивая самолет с максимальной точностью. Для работы ILS аэропорт должен быть оборудован курсовыми и глиссадными маяками. Кроме того, требуется маркерный радиомаяк. Без этих маяков самолет, даже оборудованный нужными устройства, ILS использовать не сможет, так как его работа заключается в связи самолета и земли.
Курсо-глиссадные системы
Наземное оборудование системы ИЛС (ILS) состоит из курсового и глиссадного радиомаяка и трех маркерных радиомаяков (в настоящее время ближний маркер устанавливается не во всех аэропортах). В некоторых аэропортах для построения маневра захода на посадку на дальнем маркерном пункте устанавливается приводная радиостанция.
При выполнении международных полетов можно встретить два варианта размещения наземного оборудования.
Курсовые маяки системы ИЛС работают в круговом варианте. В последнее время устанавливаются маяки секторного варианта: угловая ширина сектора по 70° в обе стороны от линии посадки. Основные характеристики зон курса и глиссады ИЛС приведены в разделе наземного оборудования СП-50, поскольку они совпадают с соответствующими характеристиками СП-50 при новой регулировке.
Маркерные маяки системы ИЛС работают на той же частоте (75 Мгц), что и в системе СП-50 и излучают следующие кодовые сигналы: ближний маркер — шесть точек в секунду; средний маркер — поочередно два тире и шесть точек в секунду; дальний маркер (в материалах ИКАО — внешний маркер) — два тире в секунду.
Наземное оборудование системы СП-50 размещается в аэропортах гражданской авиации по единой типовой схеме.
В результате проведенной регулировки оборудования системы СП-50 в соответствии со стандартами ИКАО, принятыми для системы ИЛС, курсовые и глиссадные радиомаяки имеют следующие технические данные.
Зона курсового радиомаяка. Осевая линия зоны курса совмещается с осью ВПП. Линейная ширина зоны на расстоянии 1350 м от точки приземления равна 150 м (в пределах от 120 до 195 м), что соответствует угловому отклонению от продольной оси ВПП не менее 2° и не более 3°.
Дальность действия маяка обеспечивает прием сигналов на расстоянии более 70 км от начала ВПП при высоте полета 1000 м в секторе шириной по 10° с каждой стороны от оси ВПП (см. 91). Для курсового маяка ИЛС дальность действия регламентирована 45 км при высоте полета 600 м.
Зона глиссадного радиомаяка. Оптимальный угол наклона глиссады планирования равен 2°40′. При наличии препятствий в секторе подхода угол наклона глиссады увеличивается до 3°20′ и в исключительных случаях может доходить до 4—5°. При оптимальном угле наклона глиссады снижения 2°40′ самолет при снижении пролетает над дальним и ближним маркерами (при их стандартном расположении) на высотах соответственно 200 и 60 м.
Угловая ширина зоны глиссады при оптимальном угле ее наклона может быть в пределах 0,5—1°4, причем с увеличением угла наклона растет скорость снижения, а ширина зоны повышается для облегчения пилотирования самолета.
Дальность действия глиссадного радиомаяка обеспечивает прием сигналов на расстоянии не менее 18 км от него в секторах по 8® вправо и влево от линии посадки. Эти секторы, в которых обеспечивается прием сигналов, ограничены по высоте углом над горизонтом, равным 0,3 угла глиссады снижения, и углом над глиссадой, равным 0,8 угла глиссады снижения.
Наземное оборудование системы СП-50М предназначено для использования ее при директорном и автоматических заходах на посадку по нормам ИКАО 1-й категории сложности.
Стабильность залегания осевой линии курса обеспечивается более жесткими требованиями, предъявляемыми к аппаратуре.
В случаях когда длина ВПП значительно превышает оптимальную, ширина курсовой зоны устанавливается не менее 1°75′ (полузона).
Все остальные параметры курсоглиссадных маяков регулируются строго в соответствии с техническими нормами ИКАО.
Системы директорного управления заходом ка посадку
В настоящее время на самолетах гражданской авиации с ГТД устанавливаются системы директорного (командного) управления заходом на посадку («Привод», «Путь»). Эти системы являются системами полуавтоматического управления самолетом при заходе на посадку.
Командным прибором в таких системах является нуль-индикатор ПСП-48 или КПП-М.
Под полуавтоматическим управлением следует понимать пилотирование самолета по командному прибору, стрелки которого при заходе на посадку с момента начале четвертого разворота и на посадочной прямой необходимо удерживать на нуле. В отличие от обычного захода по СП-50 нуль-индикатор в данном случае не информирует пилота о положении относительно равносигнальных зон курсового и глиссадного маяков, а указывает ему, какие углы крена и тангажа нужно выдерживать для точного выхода в равносигнальные зоны и следования в них.
Система директорного управления упрощает пилотирование путем преобразования навигационно-пилотажной информации о положении самолета в пространстве и формирования ее в управляющий сигнал, который индицируется на командных приборах. Отклонение командной стрелки является функцией нескольких параметров, которые в обычном заходе на посадку пилот учитывает по отдельным приборам: ПСП-48 системы СП-50, авиагоризонт, компас и вариометр. Поэтому командные стрелки находятся в центре шкалы не только тогда, когда самолет следует строго в равносигнальных зонах курса и глиссады, но и когда осуществляется правильный выход к равносигнальным зонам.
На самолеты, уже находящиеся в эксплуатации, устанавливаются упрощенные системы директорного управления, действующие на базе существующего бортового и наземного оборудования: курсовой радиоприемник КРП-Ф, глиссадный радиоприемник ГРП-2, навигационный индикатор НИ-50БМ или задатчик курса ЗК-2Б, центральная гировертикаль ЦГВ или гиродатчики (АГД, ППС). Кроме того, в комплект входит: вычислитель, блок связи с автопилотом при наличии связи с АП на самолете.
Маневр захода на посадку на самолете, оборудованном системой директорного управления, выполняется таким образом:
1. Получив разрешение на вход в зону аэропорта, оборудованного системой СП-50 или ИЛС, экипаж, действуя в соответствии с утвержденной для данного аэропорта схемой, выводит самолет к месту начала четвертого разворвта; при этом экипаж обязан:
2. Момент начала четвертого разворота можно определить:
3. В момент начала четвертого разворота создать сторону отклонения курсовой планки командного прибора такой крен, при котором она установится на нуль шкалы. В процессе разворота пилот должен удерживать стрелку нуль-индикатора в центре шкалы, уменьшая или увеличивая крен. Крен всегда создается в сторону отклонения стрелки.
В случае раннего начала четвертого разворота для удержания курсовой стрелки в нулевом положении первоначально потребуется создать крен 17—20°, который впоследствии необходимо уменьшить в отдельных случаях вплоть до полного вывода самолета из крена. Однако при подходе к створу ВПП курсовая стрелка командного прибора покажет необходимость создания крена, потребного для плавного вписывания в линию посадки.
При позднем начале четвертого разворота происходит изменение курса на угол, больший чем 90°, и знак крена меняется. При этом весь маневр, включая и учет угла сноса, отрабатывается системой автоматически.
При выполнении четвертого разворота нужно постоянно следить, чтобы бленкеры курса были закрыты на всех нуль-индикаторах.
4. После выполнения четвертого разворота и входа в равносигнальную зону курса следует продолжать полет без снижения, удерживая кренами директорную стрелку командного прибора в центре шкалы. При
этом необходимо следить за стрелкой глиссады, которая после выполнения четвертого разворота будет отклонена вверх. Бленкеры глиссады должны быть закрыты.
Как только стрелка командного прибора приблизится к белому кружку, немедленно начать снижение, удерживая директорную стрелку глиссады в центре черного кружка.
5. По высоте пролета ДПРМ определить возможность продолжения снижения по глиссаде: если над ДПРМ при нахождении стрелки глиссады в пределах белого кружка высота полета будет равна или превышать установленную для данного аэропорта, то можно продолжать дальнейшее снижение по глиссаде; если же при правильном выдерживании глиссады самолет достиг установленной высоты пролета ДПРМ и не последовало сигналов фактического ее пролета, то немедленно прекратить снижение по глиссаде и в дальнейшем после пролета ДПРМ снижение производить по правилам, установленным для системы ОСП.
6. После пролета ДПРМ удерживать директорные стрелки командного нуль-индикатора в нулевом положении, не допуская при этом снижения вне видимости земли ниже установленного для данного аэропорта минимума погоды.
При обнаружении земли (посадочных огней) необходимо перейти на визуальный полет и произвести посадку.
Ошибки в установке курса на автомате НИ-50БМ, превышающие в сумме с углом сноса 15°, вообще не позволят осуществить заход на посадку по системе директорного управления. Во избежание этого перед началом четвертого разворота штурман должен вновь убедиться в правильности установки «Угла карты» на автомате курса НИ-50БМ й в правильности работы курсовой системы. При показаниях магнитного курса, значительно больших фактического курса на посадочной прямой, самолет будет отклоняться вправо от оси равносигнальной зоны курсового радиомаяка, а при заниженных показаниях — влево. Для обеспечения хорошей точности работы системы на посадочной прямой при больших углах сноса штурман должен обеспечить работу курсовой системы с высокой точностью; ошибка не должна превышать ±2°.
Кроме того, точность выхода самолета на ось ВПП и следования вдоль нее зависит также от точности залегания зоны курсового радиомаяка и установки на нуль курсовой стрелки поворотом кнопки на щитке управления СП-50.