Система ILS (Instrument Landing System) сьогодні є чи не найважливішою складовою інструментального заходу на посадку. Цікаво, що вперше її використали ще в 1930-х роках, коли літак Pennsylvania Central Airlines здійснив історичне приземлення в Піттсбурзі. Це був перший захід на посадку пасажирського лайнера з використанням ILS як єдиного навігаційного засобу.
Загальна концепція ILS
ILS або курсо-глісадна система посадки призначена для точного наведення повітряного судна на злітно-посадкову смугу. Вона складається з наземного та бортового обладнання, які працюють разом, забезпечуючи екіпаж точною інформацією про положення літака відносно правильної траєкторії заходу.
Наземне обладнання ILS включає курсовий і глісадний радіомаяки, маркерні маяки, а також допоміжні системи — приводні радіостанції, дальномірне обладнання та світлотехнічне обладнання злітно-посадкової смуги.
Курсовий радіомаяк (локалайзер)
Курсовий радіомаяк формує сигнал, який забезпечує точне наведення літака в горизонтальній площині. Він розташований у кінці ЗПС, на протилежному боці від напрямку посадки.
Принцип роботи локалайзера заснований на формуванні двох радіосигналів з різною модуляцією — 90 Гц і 150 Гц. Коли літак знаходиться точно на курсі, приймач сприймає обидва сигнали з однаковою інтенсивністю. Відхилення вліво від курсу призводить до посилення сигналу 90 Гц, а відхилення вправо — сигналу 150 Гц. Ця різниця відображається на індикаторі в кабіні пілотів.
Курсовий радіомаяк працює на частотах 108,1-111,95 МГц, використовуючи лише частоти з непарними десятими долями. Зона впевненого прийому сигналу становить 46 км у межах сектора ±10° від осьової лінії ЗПС.
Глісадний радіомаяк
Глісадний радіомаяк працює за схожим принципом, але забезпечує наведення у вертикальній площині. Він встановлюється збоку від ЗПС на відстані 200-250 метрів від порога ЗПС зі сторони заходу та 120-180 метрів від осьової лінії.
Подібно до курсового маяка, глісадний маяк випромінює два сигнали з частотами 90 Гц і 150 Гц, але у вертикальній площині. Сигнал 90 Гц спрямований вгору, а 150 Гц — вниз від лінії глісади. Коли літак точно на глісаді, обидва сигнали рівні за інтенсивністю.
Стандартний кут нахилу глісади становить 3°, хоча в деяких аеропортах він може відрізнятися через особливості рельєфу місцевості. Дальність дії глісадного радіомаяка — до 18,5 км.
Феномен “хибної глісади”
Фізичні властивості поширення радіохвиль призводять до цікавого ефекту — формування так званих “хибних глісад”. Вони з’являються під кутами, що є кратними основному куту глісади — 9°, 15° тощо.
Захоплення хибної глісади становить потенційну небезпеку, оскільки вимагає від літака значно більшої вертикальної швидкості зниження, ніж зазвичай. Наприклад, якщо для стандартної глісади 3° достатньо зниження 500 футів за хвилину, то на хибній глісаді 9° знадобиться вже 1500 футів за хвилину, що може призвести до нестабілізованого заходу.
Щоб уникнути захоплення хибної глісади, пілоти завжди намагаються виходити на глісаду знизу, а не зверху. Якщо ж індикатор глісади показує захоплення при надмірній вертикальній швидкості — це привід для підозри, що захоплено хибну глісаду.
Маркерні радіомаяки
Для додаткового контролю положення літака на траєкторії заходу використовуються маркерні радіомаяки. Вони працюють на частоті 75 МГц і створюють вузькоспрямовані вертикальні промені.
У стандартній системі ILS використовуються три маркери:
- «Дальній» маркер (Outer Marker) знаходиться на відстані близько 7,2 км від порога ЗПС. Коли літак перетинає цю точку на висоті 210-220 метрів.
- «Середній» маркер (Middle Marker) розташований на відстані приблизно 1050 метрів від порога ЗПС. У цій точці висота польоту становить близько 60 метрів, що часто відповідає висоті прийняття рішення для заходів за І категорією.
- «Ближній» маркер (Inner Marker) використовується здебільшого для заходів за ІІ категорією і розташований біля порога ЗПС.
Бортове обладнання та індикація
На борту літака індикація ILS відображається на спеціальних приладах — Course Deviation Indicator (CDI) або Horizontal Situation Indicator (HSI). У сучасніших літаках ця інформація інтегрується в електронні дисплеї кабіни (EFIS) на Primary Flight Display (PFD).
Вертикальна планка на індикаторі показує відхилення від курсу (вліво/вправо), а горизонтальна — відхилення від глісади (вище/нижче). При правильному положенні літака обидві планки центруються, утворюючи символ “+”.
Категорії точних заходів ILS
Залежно від обладнання аеропорту та літака, а також кваліфікації екіпажу, ILS-заходи поділяються на категорії, що визначають допустимі метеомінімуми:
| Категорія | DH (Висота прийняття рішення) | RVR |
|---|---|---|
| CAT I | DH ≥ 200 ft | RVR ≥ 550 м |
| CAT II | 100 ft ≤ DH < 200 ft | 350 м ≤ RVR < 1200 ft (прибл. 350 м ≤ RVR < 366 м) |
| CAT III A | Немає DH або DH < 100 ft (1) | 200 м ≤ RVR (прибл. 700 ft) |
| CAT III B | Немає DH або DH < 50 ft | 50 м ≤ RVR < 200 м (прибл. 150 ft ≤ RVR < 700 ft) |
| CAT III C | Немає DH | Немає обмежень по RVR |
Для виконання заходів вищих категорій потрібне більш точне наземне обладнання, спеціальні системи автоматичного керування літаком та вища кваліфікація екіпажу.
Процедура заходу на посадку за ILS
Захід на посадку за ILS — це чітко регламентована процедура, що починається з отримання від диспетчера ATC clearance (дозволу) на виконання заходу.
Спочатку екіпаж проводить необхідну підготовку: вивчає погодні умови, схеми підходу та встановлює відповідні налаштування в системах літака. На етапі виходу до Initial Approach Fix (IAF) екіпаж встановлює частоти навігаційних засобів та перевіряє ідентифікаційні сигнали маяків.
При наближенні до Final Approach Fix (FAF) літак зазвичай знаходиться на потрібній висоті, готовий захопити сигнал курсового маяка. Коли курсова планка центрується, це свідчить про вирівнювання літака з віссю ЗПС. Екіпаж випускає закрилки в проміжне положення та знижує швидкість.
Важливо, що глісаду завжди захоплюють «знизу вгору» (підлітаючи дещо нижче), щоб уникнути ризику захоплення хибної глісади. При захопленні глісади літак переводиться в посадкову конфігурацію, швидкість знижується до посадкової (Vapp), і розпочинається зниження з вертикальною швидкістю, що відповідає куту глісади (зазвичай 600-700 футів за хвилину для стандартного 3° нахилу).
По мірі зниження літак пролітає над маркерними маяками, якщо вони встановлені. При досягненні висоти прийняття рішення (DH) екіпаж повинен вирішити, чи продовжувати захід, базуючись на наявності необхідних візуальних орієнтирів. Якщо умови не відповідають вимогам, виконується маневр go-around (відхід на друге коло).
При продовженні заходу пілот зазвичай відключає автопілот (у разі, якщо система не сертифікована для автоматичної посадки в цих умовах) і продовжує візуально, використовуючи системи PAPI/VASI та світлове обладнання ЗПС.
Отже
Незважаючи на розвиток супутникових навігаційних систем, ILS залишається основним засобом точного заходу на посадку завдяки своїй надійності та точності, особливо в умовах обмеженої видимості.
