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Un sistema de aterrizaje por instrumentos es un sistema de aproximación por instrumentos basado en tierra que proporciona una guía de precisión para una aeronave que se aproxima y el aterrizaje en una pista, utilizando una combinación de señales de radio y, en muchos casos, las matrices de iluminación de alta intensidad para permitir un aterrizaje seguro durante el instrumento meteorológico condiciones, tales como techos bajos o con visibilidad reducida debido a la niebla, la lluvia o la nieve que sopla.

Un instrumento gráfico de procedimiento de aproximación se publica para cada una aproximación ILS a proporcionar la información necesaria para volar una aproximación ILS en las reglas de vuelo por instrumentos operaciones. Un gráfico incluye las frecuencias de radio utilizadas por los componentes o ayudas a la navegación ILS y los requisitos de visibilidad mínimos.

Radioayudas de navegación debe proporcionar una cierta precisión, para lo que es el caso, las organizaciones de inspección en vuelo compruebe periódicamente los parámetros críticos con las aeronaves debidamente equipadas para calibrar y certificar la precisión ILS.

Principio de funcionamiento

Un avión aproximándose a pista se guía por los receptores ILS en la aeronave mediante la realización de comparaciones profundidad de modulación. Muchos aviones pueden enrutar señales en el piloto automático para volar el enfoque automáticamente. Un ILS consiste de dos subsistemas independientes. El localizador proporciona una guía lateral, la senda de planeo proporciona orientación vertical.

  • Localizador

Un localizador es una red de antenas que normalmente se encuentra más allá del extremo de salida de la pista de aterrizaje y, en general se compone de varios pares de antenas direccionales. Dos señales se transmiten en uno de los 40 canales de ILS. Una de ellas es modulada a 90 Hz, el otro a 150 Hz. Estas se transmiten de antenas co-ubicados. Cada antena transmite un haz estrecho, un poco a la izquierda de la pista central, la otra ligeramente a la derecha.

El receptor del localizador en la aeronave mide la diferencia en la profundidad de la modulación de la 90 Hz y 150 Hz señales. La profundidad de la modulación para cada una de las frecuencias de modulación es 20 por ciento. La diferencia entre las dos señales varía en función de la desviación de la aeronave que se aproxima desde la línea central.

Si hay un predominio de cualquiera de 90 Hz o 150 Hz modulación, la aeronave está fuera de la línea central. En la cabina, la aguja en la parte instrumental del ILS muestra que el avión tiene que volar hacia la izquierda o hacia la derecha para corregir el error de volar hacia el centro de la pista. Si el DDM es cero, la aeronave está en la línea central LOC coincidiendo con el eje de la pista física. El piloto controla la aeronave de manera que el indicador permanece centrada en la pantalla.

  • La senda de planeo o de trayectoria de planeo

Una senda de planeo es una red de antenas está situada a un lado de la zona de touchdown pista. La señal GS se transmite en una frecuencia de la portadora usando una técnica similar a la del localizador. El centro de la señal de pendiente de planeo está dispuesto para definir una trayectoria de planeo de aproximadamente 3 encima de la horizontal. El haz es de 1,4 profunda.

El piloto controla el avión de manera que el indicador de senda de planeo se mantiene centrada en la pantalla para asegurar que la aeronave está siguiendo la trayectoria de planeo permanecer por encima de obstáculos y llegar a la pista de aterrizaje en el punto de toma de contacto adecuada.

Emparejamientos frecuencia portadora de localizador y senda de planeo

LOC y frecuencias portadoras GS están emparejados para que la navegación de radio sintoniza automáticamente la frecuencia de GS que corresponde a la frecuencia LOC seleccionado. Frecuencias portadoras LOC rango entre 108,10 MHz y 111,95 MHz. Ver Instrument Landing System frecuencias en los canales TACAN pares de 18X a 56Y.

Limitaciones

Debido a la complejidad de los sistemas de planeo ILS localizador y, hay algunas limitaciones. Sistemas localizador son sensibles a las obstrucciones en el área de difusión de señal como grandes edificios o hangares. Sistemas de trayectoria de descenso también están limitados por el terreno en frente de las antenas de trayectoria de descenso. Si el terreno es inclinado o desigual, reflexiones pueden crear una trayectoria de planeo desigual causando deformaciones aguja no deseados. Además, puesto que las señales ILS se señalan en una dirección por el posicionamiento de las matrices, la senda de planeo sólo admite enfoques en línea recta con un ángulo de descenso constante. La instalación de un ILS puede ser costoso debido a la ubicación criterios y la complejidad del sistema de antena.

Áreas críticas ILS ILS y las zonas sensibles se han establecido para evitar los reflejos peligrosos que puedan afectar la señal radiada. La ubicación de estas áreas críticas puede evitar que las aeronaves el uso de ciertas vías de circulación que conducen a retrasos en los despegues, el aumento de los tiempos de espera, y el aumento de la separación entre aeronaves.

Variante

  • Sistema de guía de instrumentos - un ILS modificados para dar cabida a un enfoque no lineal, y el ejemplo más famoso fue la aproximación a la pista 13 en el aeropuerto de Kai Tak, Hong Kong.

Identificación

Además de las señales de navegación mencionados anteriormente, el localizador proporciona para la identificación de las instalaciones ILS periódicamente mediante la transmisión de una señal de identificación de código de 1020 Hz Morse. Por ejemplo, los ILS para la pista 4R en el Aeropuerto Internacional John F. Kennedy transmite IJFK para identificarse, mientras que la pista 4L se conoce como IHIQ. Esto permite a los usuarios conocer la instalación funciona correctamente y que están en sintonía con el ILS correctos. La senda de planeo transmite ninguna señal de identificación, por lo que el equipo ILS se basa en el localizador de identificación.

Monitoreo

Es esencial que se detecte cualquier fallo de los ILS para orientar seguro inmediatamente por el piloto. Para ello, monitoriza continuamente evaluar las características fundamentales de las transmisiones. Si se detecta cualquier desviación significativa más allá de los límites estrictos, ya sea el ILS se apaga automáticamente o los componentes de navegación e identificación se eliminan de la compañía. Cualquiera de estas acciones se activará una indicación de los instrumentos de un avión usando el ILS.

Curso del Localizador

Antenas del localizador modernos son altamente direccional. Sin embargo, el uso de antenas más antiguos y menos direccional permite una pista para tener una aproximación de no precisión llamado un curso nuevo localizador. Esto permite que la tierra las aeronaves que utilizan la señal transmitida desde la parte posterior de la matriz del localizador. Antenas altamente direccionales no proporcionan una señal suficiente para apoyar un curso posterior. En los Estados Unidos, de vuelta enfoques cursos son típicamente asociados con los sistemas de Categoría I en los aeropuertos más pequeños que no cuentan con un ILS en ambos extremos de la pista principal. Los pilotos que vuelan una ruta de regreso deben pasar por alto ninguna indicación de senda de planeo.

Radiobalizas

En algunas instalaciones, se proporcionan las radiobalizas que operan a una frecuencia portadora de 75 MHz. Cuando se recibe la transmisión de una baliza marcador se activa un indicador en el panel de instrumentos del piloto y el tono de la baliza es audible para el piloto. La distancia desde la pista a la que se debe recibir esta indicación aparece en la documentación de ese enfoque, junto con la altura a la que el avión debería ser si se establece correctamente en el ILS. Esto proporciona un control sobre el correcto funcionamiento de la senda de planeo. En las instalaciones ILS modernas, un DME está instalado, co-ubicada con el ILS, para aumentar o reemplazar las radiobalizas. Una DME muestra continuamente la distancia a la aeronave a la pista de aterrizaje.

Radiobaliza exterior

La radiobaliza exterior normalmente se encuentra 7,2 kilometros desde el umbral, con la excepción de que en esta distancia no es posible, la radiobaliza exterior puede estar situada entre 6,5 y 11,1 kilómetros del umbral. La modulación se repite guiones de estilo Morse de un tono de 400 Hz. El indicador de la cabina es una lámpara azul que parpadea al unísono con el código de audio recibido. El propósito de este faro es proporcionar altura, distancia, y los controles de funcionamiento de equipos de aeronaves en aproximación intermedia y final. En los Estados Unidos, un NDB se combina a menudo con la radiobaliza exterior en la aproximación ILS. En Canadá, los NDB de baja potencia han sustituido a las radiobalizas por completo.

Medio marcador

El marcador central se debe colocar de forma que indique, en condiciones de baja visibilidad, el punto de aproximación frustrada, y el punto de que el contacto visual con la pista es inminente, idealmente, a una distancia de aproximadamente 3.500 metros del umbral. La modulación se repite alternando puntos y rayas de un tono de 1,3 kHz a razón de dos por segundo de estilo Morse. El indicador de la cabina es una lámpara ámbar que parpadea al unísono con el código de audio recibido. En Estados Unidos, los marcadores Media ya no son necesarios muchos de ellos se han dado de baja.

Marcador de Interior

El marcador interno, cuando se instala, se situará de manera que indique en condiciones de visibilidad de la inminencia de la llegada al umbral de la pista. Esta suele ser la posición de la aeronave en el ILS, ya que alcanza los mínimos de Categoría II. Lo ideal sería que a una distancia de aproximadamente 1000 pies desde el umbral. La modulación se repite el punteado característico de Morse a 3 kHz. El indicador de la cabina es una luz blanca que parpadea al unísono con el código de audio recibido.

Sustitución DME

Equipos de medición a distancia ofrece a los pilotos una medida distancia oblicua de la distancia a la pista en millas náuticas. DME están aumentando o sustitución de marcadores en muchas instalaciones. El DME proporciona un control más preciso y continuo del progreso correcta en la pendiente de planeo ILS para el piloto, y no requiere una instalación fuera de los límites del aeropuerto. Cuando se utiliza en conjunción con un ILS, el DME es a menudo situada a medio camino entre los umbrales de pista recíprocos con el retardo interno modificado de modo que una unidad puede proporcionar información de la distancia a cualquiera de umbral de la pista. Para aproximaciones que un DME se especifica en lugar de radiobalizas, DME requerido se hace constar en el procedimiento de aproximación por instrumentos y la aeronave debe tener al menos una unidad DME operativo para iniciar el acercamiento.

Luz de aproximación

Algunas instalaciones incluyen mediano o aproximación de alta intensidad sistemas de luz. Muy a menudo, estos son los aeropuertos más grandes, pero muchos pequeños aeropuertos de aviación general en los EE.UU. tienen luces de aproximación para apoyar a sus instalaciones ILS y obtener los mínimos de visibilidad reducida. El sistema de iluminación de aproximación de ayuda al piloto en la transición entre el instrumento de vuelo visual, y para alinear el avión visualmente con el eje de la pista. Observación experimental del sistema de iluminación de aproximación a la Decisión de Altitude permite al piloto seguir descendiendo hacia la pista, aunque la pista, o las luces de pista no se pueden ver, ya que los recuentos de ELA como el medio ambiente extremo de pista. En los EE.UU., un ILS sin luces de aproximación pueden tener ILS CAT I mínimos de visibilidad de tan sólo 3/4 de milla si las superficies de franqueamiento de obstáculos necesarios están libres de obstrucciones. Mínimos de visibilidad de 1/2 milla, es posible para un ILS CAT I se acercan con el apoyo de unos 1.400 a 3.000 pies de largo ALS, y 3/8 de milla visibilidad alcance visual 1800 metros es posible si la pista tiene luces de borde de alta intensidad, zona central y luces de touchdown y una licencia previa que es al menos 2,400 pies de largo. En efecto, la ELA amplía el entorno de la pista hacia el aterrizaje de aeronaves y permite las operaciones de baja visibilidad. CAT II y III ILS enfoques generalmente requieren sistemas de luces de aproximación de alta intensidad complejas, mientras que los sistemas de mediana intensidad se suelen combinar con CAT I aproximaciones ILS. En muchos aeropuertos no dotados de torres, el piloto controla el sistema de iluminación, por ejemplo, el piloto puede introducir el micrófono 7 veces para encender las luces, y luego 5 veces para reducir a intensidad media.

Altitud/altura de decisión

Una vez establecido el enfoque, el piloto sigue la trayectoria de aproximación ILS indicada por el localizador y descienden a lo largo de la trayectoria de planeo a la altura de decisión. Esta es la altura a la que el piloto debe tener una referencia visual adecuada al entorno de destino para decidir si continúa el descenso hasta un aterrizaje, de lo contrario, el piloto debe ejecutar un procedimiento de aproximación frustrada, a continuación, intente el mismo enfoque nuevo, intentar un enfoque diferente o desviarse a otro aeropuerto.

Categorías ILS

Hay tres categorías de equipos ILS que apoyan categorías con nombres similares de operación de aproximación/aterrizaje. La información a continuación se basa en la OACI, FAA y JAA, ciertos estados han notificado diferencias.

OACI clasifica aproximaciones ILS como estar en una de las siguientes categorías:

Aviones más pequeños generalmente están equipados para volar sólo un ILS CAT I. En aviones más grandes, estos enfoques típicamente son controlados por el sistema de control de vuelo con la tripulación de vuelo proporcionar supervisión. CAT I se basa únicamente en las indicaciones del altímetro de la altura de decisión, mientras que los enfoques CAT III CAT II y el uso de radio altímetro para determinar la altura de decisión.

Un ILS deben cerrar después de la detección interna de una condición de falla. Categorías más altas requieren tiempos de respuesta más cortos, por lo tanto, se requiere equipo ILS para apagar más rápido. Por ejemplo, un CAT I localizador debe cerrarse dentro de los 10 segundos después de detectar un fallo, sino un localizador CAT III debe cerrar en menos de 2 segundos.

CAT Especial II y las operaciones CAT III

A diferencia de otras operaciones CAT III mínimos meteorológicos no proporcionan referencias visuales suficientes para permitir un aterrizaje manual a realizar. CAT III mínimos dependen de control de puesta en marcha y la redundancia del piloto automático. porque dan sólo el tiempo suficiente para que el piloto decida si el avión va a aterrizar en la zona de toma de contacto y para garantizar la seguridad durante el despliegue. Por lo tanto, un sistema automático de aterrizaje es obligatorio llevar a cabo operaciones de Categoría III. Su fiabilidad ha de ser suficiente para controlar la aeronave hasta el aterrizaje en operaciones CAT IIIa y mediante el despliegue de una velocidad de taxi seguro en CAT IIIb. Sin embargo, la aprobación especial se ha concedido a algunos operadores a mano volado CAT III se acerca el uso de "heads up display" la orientación que proporciona al piloto una imagen vista a través del parabrisas con los ojos fijos en el infinito, de la guía electrónica necesario aterrizar el avión con hay verdaderas referencias visuales externas.

En los Estados Unidos, muchos, pero no todos los aeropuertos con aproximaciones CAT III tienen listados de CAT IIIa, IIIb, IIIc y en la placa de aproximación por instrumentos. CAT IIIb RVR mínimos están limitados por la iluminación de pista/calle de rodaje y las instalaciones de apoyo, y son consistentes con el aeropuerto Surface Movement Guidance plan de sistema de control. Operaciones por debajo de 600 pies RVR requieren luces de calle de rodaje de la línea central y las calles de rodaje rojo de parada de barra de luces. Si los CAT IIIb RVR mínimos en un extremo de la pista de 600 pies, que es una figura habitual en los EE.UU., aproximaciones ILS a ese extremo de la pista con RVR inferior a 600 metros califican como CAT IIIc y requieren de procedimientos especiales de taxi, la iluminación y las condiciones de aprobación a permitir los aterrizajes. FAA Orden 8400.13D limita CAT III a 300 pies RVR o mejor. 8400.13D Orden permite la autorización especial enfoques CAT II a pistas sin ALSF 2 luces de aproximación y/o zona/luces de la línea central, que se ha ampliado el número de posibles pistas de aterrizaje de CAT II touchdown.

En cada caso, se requiere que un avión equipado adecuadamente y el equipo debidamente cualificado. Por ejemplo, CAT IIIb requiere un sistema a prueba de funcionamiento, junto con un equipo que está capacitado y es actual, mientras que el CAT que no es así. Un head-up display que permite al piloto a realizar maniobras de las aeronaves en lugar de un sistema automático se considera como prueba de funcionamiento. Un head-up display permite a la tripulación de vuelo para volar el avión utilizando las señales de orientación de los sensores ILS de tal manera que si un aterrizaje seguro está en duda, el equipo puede responder de manera adecuada y oportuna. HUD es cada vez más popular entre las compañías aéreas "feeder" y la mayoría de los fabricantes de aviones regionales están ofreciendo HUD como equipamiento estándar u opcional. Un HUD puede proporcionar capacidad para despegar en condiciones de poca visibilidad.

Algunos aviones comerciales están equipados con sistemas de aterrizaje automático que permiten al avión a aterrizar sin transición de los instrumentos a las condiciones visuales para un aterrizaje normal. Tales operaciones aterrizaje automático requieren equipo especializado, procedimientos y capacitación, e implican el avión, el aeropuerto y la tripulación. Autoland es la única forma en que algunos grandes aeropuertos, como el Aeropuerto de París-Charles de Gaulle siguen funcionando todos los días del año. Algunos aviones modernos están equipados con sistemas de visión mejorada basado en sensores de infrarrojos, que proporcionan un entorno visual días-como y permiten el funcionamiento en condiciones y en los aeropuertos que de otro modo no ser adecuado para un aterrizaje. Los aviones comerciales también utilizan con frecuencia, equipos para el despegue cuando el despegue mínimos no se cumplen.

Para ambos sistemas de aterrizaje automático y HUD, el equipo requiere aprobación especial por su diseño y también para cada instalación individual. El diseño tiene en cuenta los requisitos de seguridad adicionales para el funcionamiento de un avión cerca del suelo y la capacidad de la tripulación de vuelo para reaccionar a una anomalía del sistema. El equipo también tiene requisitos adicionales de mantenimiento para asegurarse de que es capaz de soportar las operaciones de visibilidad reducida.

Utilizar

En un aeropuerto controlado, control del tráfico aéreo dirigirá aeronave al rumbo del localizador a través de las partidas asignadas, asegurándose de que los aviones no se ponga demasiado cerca uno del otro, pero evitando también los retrasos tanto como sea posible. Varios aviones puede estar en el ILS, al mismo tiempo, varios kilómetros de distancia. Un avión que se ha convertido en el título de entrada y está a dos y medio grados del rumbo del localizador se dice que está establecido en el enfoque. Normalmente, un avión se establece por lo menos 2 millas náuticas o 3 kilometros antes del punto de aproximación final.

Desviación de la aeronave de la ruta óptima se indica a la tripulación de vuelo por medio de una línea de visualización.

La salida desde el receptor ILS va al sistema de visualización y puede ir a un ordenador de control de vuelo. Un procedimiento de aterrizaje de avión puede ser ya sea acoplado en donde el piloto automático o de control de vuelo por ordenador vuela directamente la aeronave y la tripulación de vuelo controlar la operación, o desacoplado donde la tripulación de vuelo de la aeronave vuela manualmente para mantener el localizador y la senda de planeo indicadores centradas.

Historia

Las pruebas del sistema ILS comenzaron en 1929 en los Estados Unidos. La Administración de Aeronáutica Civil autorizó la instalación del sistema en 1941 en seis localidades. El primer aterrizaje de un avión de línea regular de pasajeros EE.UU. utilizando ILS fue el 26 de enero de 1938, cuando un centro de Pennsylvania Airlines Boeing 247-D voló desde Washington, DC, a Pittsburgh, Pennsylvania, y aterrizó en una tormenta de nieve usando sólo el sistema de aterrizaje por instrumentos. El primer aterrizaje totalmente automático utilizando ILS ocurrió en marzo de 1964 en el aeropuerto Bedford en Reino Unido.

Alternativas

  • Microwave Landing System permite aproximaciones en curva. El sistema de aterrizaje por microondas introducida en la década de 1970 estaba destinado a reemplazar ILS, pero cayó en desgracia en los Estados Unidos debido a los sistemas basados en satélite. En la década de 1980, hubo un gran esfuerzo de los EE.UU. y Europa para establecer MLS. Pero una combinación de resistencia aerolínea para invertir y el auge de Sistema Global de Navegación por Satélite como resultado de su no siendo adoptada en la aviación civil. MLS está mostrando un resurgimiento en el Reino Unido para la aviación civil. ILS y MLS son los únicos sistemas estandarizados de Aviación Civil que cumplan con los requisitos para la Categoría III aterrizajes automáticos. La primera categoría III MLS para la aviación civil fue comisionado en el aeropuerto de Heathrow en marzo de 2009.
  • Transponder Landing System se puede utilizar en un ILS convencionales no pueden trabajar o no es rentable.
  • Actuación del localizador con guía vertical se basa en el Sistema de aumento de área amplia, LPV tiene mínimos similares a ILS para las aeronaves debidamente equipadas. En noviembre de 2008, la FAA ha publicado más enfoques LPV de Categoría I ILS procedimientos.
  • Sistema de aumentación basado en tierra es un sistema de seguridad crítico que aumenta el Servicio de Posicionamiento Estándar GNSS y proporciona mejores niveles de servicio. Es compatible con todas las fases de aproximación, aterrizaje, salida y operaciones de superficie en el volumen de cobertura VHF. Se espera GBAS a jugar un papel clave en la modernización y en todo tiempo la capacidad de las operaciones en CATI/II y III de los aeropuertos, la navegación de área terminal, perdido guía de aproximación y operaciones de superficie. GBAS proporciona la capacidad para dar servicio a todo el aeropuerto con una sola frecuencia, mientras que ILS requiere una frecuencia separada para cada extremo de la pista. GBAS CAT-I es visto como un paso necesario para las operaciones más exigentes de aproximación de precisión y aterrizaje CAT-II/III. El riesgo técnico de GBAS de ejecución retrasó la aceptación generalizada de la tecnología. La FAA, junto con la industria, se han alineado demostrablemente seguras Prototipos estaciones GBAS que mitigan el impacto de la deformación de señal vía satélite, error diferencial ionosfera, error de efemérides, y múltiples.

Futuro

El advenimiento del Sistema de Posicionamiento Global proporciona una fuente alternativa de guía de aproximación de las aeronaves. En los EE.UU., el Sistema de aumento de área amplia se encuentra disponible en muchas regiones para orientar la precisión de Categoría I normas desde 2007 - El equivalente Navegación por Complemento Geoestacionario Europeo ha sido certificado para su uso en aplicaciones de seguridad de la vida en 2011 Marzo.

Local Area Augmentation System se encuentra en desarrollo para proporcionar III mínimos Categoría o inferior. La oficina del Sistema de aumentación basado en tierra FAA está trabajando con la industria a la espera de la certificación de las primeras estaciones de tierra GBAS en Memphis, TN, Sydney, Australia, Bremen, Alemania, España y el de Newark, NJ. Los cuatro países han instalado sistemas GBAS y participan en las actividades técnicas y operativas de evaluación.