В авиации система посадки по приборам ( ILS ) представляет собой точную радионавигационную систему, которая обеспечивает ближнее наведение для самолетов , позволяя им приближаться к взлетно-посадочной полосе ночью или в плохую погоду. В своей первоначальной форме она позволяет самолету приближаться до тех пор, пока он не окажется на высоте 200 футов (61 м) над землей, в пределах 1 ⁄ 2 мили (800 м) от взлетно-посадочной полосы. В этот момент взлетно-посадочная полоса должна быть видна пилоту; если это не так, они выполняют уход на второй круг . Приближение самолета к взлетно-посадочной полосе значительно увеличивает диапазон погодных условий, в которых может быть выполнена безопасная посадка . Другие версии системы, или «категории», еще больше уменьшили минимальные высоты, дальности видимости на взлетно-посадочной полосе (RVR), а также конфигурации передатчика и мониторинга, разработанные в зависимости от обычных ожидаемых погодных условий и требований безопасности аэропорта.
.jpg/1280px-Lumi%C3%A8res_et_ILS_de_la_piste_06_L_(3083202657).jpg)
ILS использует два направленных радиосигнала , курсовой радиомаяк (частота от 108 до 112 МГц), который обеспечивает горизонтальное наведение, и глиссадный радиосигнал (частота от 329,15 до 335 МГц) для вертикального наведения. Связь между положением самолета и этими сигналами отображается на приборе самолета , часто дополнительными указателями в указателе положения . Пилот пытается маневрировать самолетом, чтобы удерживать индикаторы в центре, пока они приближаются к взлетно-посадочной полосе на высоту принятия решения . Дополнительные маркерные маяки предоставляют информацию о расстоянии по мере приближения, включая средний маркер (MM), расположенный близко к положению высоты принятия решения (CAT 1). Маркеры в значительной степени постепенно выводятся из эксплуатации и заменяются оборудованием для измерения расстояния (DME). ILS обычно включает в себя высокоинтенсивное освещение в конце взлетно-посадочных полос, чтобы помочь пилоту найти взлетно-посадочную полосу и перейти от захода на посадку к визуальной посадке. [1]
В период с 1920-х по 1940-е годы был разработан ряд радиосистем посадки, в частности, система Лоренца , которая довольно широко использовалась в Европе до Второй мировой войны . Разработанная в США система SCS-51 была более точной, а также добавляла вертикальное наведение. Многие комплекты были установлены на авиабазах в Соединенном Королевстве во время Второй мировой войны , что привело к ее выбору в качестве международного стандарта после образования Международной организации гражданской авиации (ИКАО) в 1947 году. Было разработано несколько конкурирующих систем посадки, включая радиолокационную систему наземного управления (GCA) и более позднюю микроволновую систему посадки (MLS), но лишь немногие из этих систем были развернуты. ILS остается широко распространенным стандартом и по сей день.
Внедрение точных подходов с использованием глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS) вместо необходимости дорогостоящей инфраструктуры аэропорта приводит к замене ILS. Обеспечение требуемой точности с помощью GNSS обычно требует только маломощного всенаправленного сигнала усиления , который должен транслироваться из аэропорта, что значительно дешевле, чем несколько больших и мощных передатчиков, необходимых для полной реализации ILS. К 2015 году количество аэропортов США, поддерживающих подходы LPV , подобные ILS , превысило количество установок ILS, [2] , и это, как ожидается, приведет к окончательному удалению ILS в большинстве аэропортов.
Система посадки по приборам работает как наземная система захода на посадку по приборам , которая обеспечивает точное боковое и вертикальное наведение самолета , приближающегося к взлетно- посадочной полосе и совершающего посадку , используя комбинацию радиосигналов и, во многих случаях, массивов высокоинтенсивных огней для обеспечения безопасной посадки в метеорологических условиях по приборам (IMC) , таких как низкие потолки или ограниченная видимость из-за тумана, дождя или метели.
Предыдущие радиосредства слепой посадки обычно принимали форму лучевых систем различных типов. Они обычно состояли из радиопередатчика, который был подключен к моторизованному переключателю для создания рисунка точек и тире кода Морзе . Переключатель также контролировал, на какую из двух направленных антенн посылался сигнал. Результирующий сигнал, посылаемый в воздух, состоял из точек, посылаемых на одну сторону взлетно-посадочной полосы, и тире на другую. Лучи были достаточно широкими, чтобы они перекрывались в центре. [3]
Для использования системы самолету требовался только обычный радиоприемник. Приближаясь к аэропорту, они настраивались на сигнал и слушали его в своих наушниках. Они слышали точки и тире (азбука Морзе «A» или «N»), если они находились сбоку от взлетно-посадочной полосы, или если они были правильно выровнены, эти два сигнала смешивались вместе, чтобы создать устойчивый тон, эквисигнал . Точность этого измерения сильно зависела от мастерства оператора, который слушал сигнал в наушниках в шумном самолете, часто общаясь с вышкой. [3]
Точность системы обычно составляла порядка 3 градусов по азимуту. Хотя это было полезно для вывода самолета на направление взлетно-посадочной полосы, этого было недостаточно для безопасного вывода самолета на визуальную дальность в плохую погоду; радиолучи курса использовались только для бокового наведения, и системы было недостаточно для выполнения посадки в сильный дождь или туман. Тем не менее, окончательное решение о посадке было принято всего в 300 метрах (980 футов) от аэропорта. [3]
Система ILS, разработанная непосредственно перед началом Второй мировой 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 сигналы могут быть точно декодированы в самолете с помощью простой электроники и отображены непосредственно на аналоговых приборах. [3] Приборы могут быть размещены перед пилотом, что устраняет необходимость для радиооператора постоянно контролировать сигналы и передавать результаты пилоту по внутренней связи .
Ключом к его работе является концепция, известная как индекс амплитудной модуляции , мера того, насколько сильно амплитудная модуляция применяется к несущей частоте . В более ранних лучевых системах сигнал полностью включался и выключался, что соответствовало индексу модуляции 100%. Определение угла внутри луча основано на сравнении слышимой силы двух сигналов. sa В ILS более сложная система сигналов и антенн изменяет модуляцию двух сигналов по всей ширине диаграммы направленности. Система основана на использовании боковых полос , вторичных частот, которые создаются при смешивании двух разных сигналов. Например, если взять радиочастотный сигнал на частоте 10 МГц и смешать его со слышимым тоном на частоте 2500 Гц, будут получены четыре сигнала на частотах исходных сигналов 2500 и 10000000 Гц и боковых полосах 9997500 и 10002500 Гц. Частота исходного сигнала 2500 Гц слишком мала, чтобы распространяться далеко от антенны, но остальные три сигнала являются радиочастотными и могут эффективно передаваться. [4]
ILS начинается со смешивания двух модулирующих сигналов с несущей, один на 90 Гц и другой на 150. Это создает сигнал с пятью радиочастотами в общей сложности, несущей и четырьмя боковыми полосами. Этот объединенный сигнал, известный как CSB для «несущей и боковых полос», равномерно отправляется из антенной решетки. CSB также отправляется в схему, которая подавляет исходную несущую, оставляя только четыре сигнала боковой полосы. Этот сигнал, известный как SBO для «только боковые полосы», также отправляется в антенную решетку. [4]
Для бокового наведения, известного как локализатор , антенна обычно размещается по центру на дальнем конце взлетно-посадочной полосы и состоит из нескольких антенн в массиве, обычно примерно по ширине взлетно-посадочной полосы. Каждая отдельная антенна имеет определенный фазовый сдвиг и уровень мощности, применяемый только к сигналу SBO, так что результирующий сигнал отстает на 90 градусов на левой стороне взлетно-посадочной полосы и опережает на 90 градусов на правой. Кроме того, сигнал 150 Гц инвертируется на одной стороне шаблона, еще один сдвиг на 180 градусов. Из-за того, как сигналы смешиваются в пространстве , сигналы SBO деструктивно мешают друг другу и почти устраняют друг друга вдоль центральной линии, оставляя сигнал CSB преобладающим. В любом другом месте, по обе стороны от центральной линии, сигналы SBO и CSB объединяются по-разному, так что один модулирующий сигнал преобладает. [4]
Приемник перед массивом будет получать оба этих сигнала, смешанных вместе. Используя простые электронные фильтры, исходная несущая и две боковые полосы могут быть разделены и демодулированы для извлечения исходных амплитудно-модулированных сигналов 90 и 150 Гц. Затем они усредняются для получения двух сигналов постоянного тока (DC). Каждый из этих сигналов представляет не силу исходного сигнала, а силу модуляции относительно несущей, которая изменяется по диаграмме направленности. Это имеет большое преимущество, так как измерение угла не зависит от диапазона. [4]
Затем два сигнала постоянного тока отправляются на обычный вольтметр , причем выход 90 Гц тянет стрелку вправо, а другой влево. Вдоль центральной линии два модулирующих тона боковых полос будут погашены, и оба напряжения будут равны нулю, оставляя стрелку в центре дисплея. Если самолет находится далеко слева, сигнал 90 Гц будет производить сильное напряжение постоянного тока (преобладает), а сигнал 150 Гц минимизируется, тянув стрелку полностью вправо. Это означает, что вольтметр напрямую отображает как направление, так и величину поворота, необходимого для возвращения самолета к центральной линии взлетно-посадочной полосы. [4] Поскольку измерение сравнивает различные части одного сигнала полностью в электронном виде, оно обеспечивает угловое разрешение менее градуса и позволяет построить точный заход на посадку . [4]
Хотя схема кодирования сложна и требует значительного количества наземного оборудования, полученный сигнал гораздо точнее, чем у старых систем на основе луча, и гораздо более устойчив к распространенным формам помех. Например, статические помехи в сигнале одинаково повлияют на оба подсигнала, поэтому они не повлияют на результат. Аналогично, изменения общей силы сигнала по мере приближения самолета к взлетно-посадочной полосе или изменения из-за затухания не окажут существенного влияния на результирующее измерение, поскольку они обычно одинаково влияют на оба канала. Система подвержена эффектам искажения многолучевого распространения из-за использования нескольких частот, но поскольку эти эффекты зависят от рельефа местности, они, как правило, фиксированы в местоположении и могут быть учтены с помощью регулировок антенны или фазовращателей. [4]
Кроме того, поскольку именно кодирование сигнала внутри луча содержит информацию об угле, а не о силе луча, сигнал не должен быть жестко сфокусирован в пространстве. В старых системах лучей точность равносигнальной области зависела от рисунка двух направленных сигналов, что требовало, чтобы они были относительно узкими. Рисунок ILS может быть намного шире. Обычно требуется, чтобы установки ILS можно было использовать в пределах 10 градусов по обе стороны от осевой линии взлетно-посадочной полосы на расстоянии 25 морских миль (46 км; 29 миль) и 35 градусов по обе стороны на расстоянии 17 морских миль (31 км; 20 миль). Это позволяет использовать самые разные траектории захода на посадку. [5]
Глиссадный маяк работает в том же общем режиме, что и локальный маяк, и использует то же кодирование, но обычно передается для создания осевой линии под углом 3 градуса над горизонталью [a] с антенны рядом с взлетно-посадочной полосой, а не с конца. Единственное различие между сигналами заключается в том, что локальный маяк передается с использованием более низких несущих частот, используя 40 выбранных каналов между 108,10 МГц и 111,95 МГц, тогда как глиссада имеет соответствующий набор из 40 каналов между 328,6 и 335,4 МГц. Более высокие частоты обычно приводят к тому, что антенны, излучающие глиссаду, становятся меньше. Пары каналов не линейны; канал локального маяка 1 находится на 108,10 и спарен с глиссадным маяком на 334,70, тогда как канал два - на 108,15 и 334,55. Есть пробелы и скачки через оба диапазона. [5] [6]
Многие иллюстрации концепции ILS часто показывают, что система работает скорее подобно лучевым системам с сигналом 90 Гц с одной стороны и 150 Гц с другой. Эти иллюстрации неточны; оба сигнала излучаются по всей диаграмме направленности луча, их относительная разница в глубине модуляции (DDM) меняется в зависимости от положения приближающегося самолета.
Схема процедуры захода на посадку по приборам (или « таблица захода на посадку ») публикуется для каждого подхода ILS, чтобы предоставить информацию, необходимую для выполнения подхода ILS во время полетов по правилам полетов по приборам (IFR) . Схема включает радиочастоты, используемые компонентами ILS или навигационными средствами , и предписанные минимальные требования к видимости.
Самолет, приближающийся к взлетно-посадочной полосе, направляется приемниками ILS в самолете, выполняя 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; глиссадный маяк обеспечивает вертикальное наведение.
Курсовой радиомаяк (LOC или LLZ до стандартизации ИКАО [7] ) представляет собой антенную решетку , обычно расположенную за пределами взлетно-посадочной полосы и, как правило, состоящую из нескольких пар направленных антенн.
Локализатор позволит самолету развернуться и совместить самолет с взлетно-посадочной полосой. После этого пилоты активируют фазу захода на посадку (APP).
Пилот управляет самолетом таким образом, чтобы индикатор глиссады оставался в центре дисплея, гарантируя, что самолет следует по глиссаде примерно на 3° выше горизонтали (уровня земли), чтобы оставаться выше препятствий и достичь взлетно-посадочной полосы в надлежащей точке приземления (т.е. обеспечивает вертикальное наведение).
Из-за сложности систем курсового маяка и глиссадного маяка ILS существуют некоторые ограничения. Системы курсового маяка чувствительны к препятствиям в зоне вещания сигнала, таким как большие здания или ангары. Системы глиссадного маяка также ограничены рельефом местности перед антеннами глиссадного маяка. Если рельеф наклонный или неровный, отражения могут создавать неровную глиссаду, вызывая нежелательные отклонения иглы. Кроме того, поскольку сигналы ILS направлены в одном направлении за счет расположения решеток, глиссадный маяк поддерживает только прямолинейные заходы на посадку с постоянным углом снижения. Установка ILS может быть дорогостоящей из-за критериев размещения и сложности антенной системы.
Критические зоны ILS и чувствительные зоны ILS устанавливаются для того, чтобы избежать опасных отражений, которые могут повлиять на излучаемый сигнал. Расположение этих критических зон может помешать самолету использовать определенные рулежные дорожки [8], что приведет к задержкам взлетов, увеличению времени ожидания и увеличению расстояния между самолетами .
В дополнение к ранее упомянутым навигационным сигналам, локализатор обеспечивает идентификацию объекта ILS, периодически передавая сигнал идентификации кода Морзе частотой 1020 Гц . Например, ILS для взлетно-посадочной полосы 4R в международном аэропорту имени Джона Ф. Кеннеди передает IJFK для своей идентификации, 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 глиссады не передает идентификационный сигнал, поэтому оборудование ILS полагается на локализатор для идентификации.
Важно, чтобы любой отказ ILS в обеспечении безопасного наведения немедленно обнаруживался пилотом. Для этого мониторы постоянно оценивают жизненно важные характеристики передач. Если обнаруживается какое-либо существенное отклонение за пределами строгих пределов, ILS автоматически отключается, либо компоненты навигации и идентификации снимаются с носителя. [11] Любое из этих действий активирует индикацию («флаг отказа») на приборах самолета, использующего ILS.
Современные антенны курсового радиомаяка являются остронаправленными . Однако использование старых, менее направленных антенн позволяет использовать на взлетно-посадочной полосе неточный заход на посадку, называемый обратным курсом курсового радиомаяка . Это позволяет самолету приземляться, используя сигнал, передаваемый с задней части решетки курсового радиомаяка. Остронаправленные антенны не обеспечивают достаточного сигнала для поддержки обратного курса. В Соединенных Штатах заходы на посадку с обратным курсом обычно связаны с системами категории I в небольших аэропортах, в которых нет ILS на обоих концах основной взлетно-посадочной полосы. Пилоты, летящие обратным курсом, должны игнорировать любые указания глиссады.
На некоторых установках предусмотрены маркерные маяки, работающие на несущей частоте 75 МГц. При получении передачи от маркерного маяка активируется индикатор на приборной панели пилота, и тон маяка слышен пилоту. 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 ILS. Это обеспечивает проверку правильности функционирования глиссады. В современных установках ILS устанавливается DME , совмещенный с ILS, для дополнения или замены маркерных маяков. DME непрерывно отображает расстояние самолета до взлетно-посадочной полосы.
Оборудование для измерения расстояния (DME) обеспечивает пилотов измерением наклонной дальности расстояния до взлетно-посадочной полосы. DME дополняют или заменяют маркеры во многих установках. DME обеспечивает более точный и непрерывный мониторинг правильного хода глиссады ILS для пилота и не требует установки за пределами границы аэропорта. При использовании совместно с ILS DME часто располагается посередине между обратными порогами взлетно-посадочной полосы с внутренней задержкой, измененной таким образом, чтобы один блок мог предоставлять информацию о расстоянии до любого порога взлетно-посадочной полосы. Для подходов, где DME указан вместо маркерных маяков, требуемый DME указан в процедуре захода на посадку по приборам, и самолет должен иметь по крайней мере один работающий блок DME или одобренную IFR систему, использующую GNSS (система RNAV , соответствующая TSO-C129/ -C145/-C146), [12] для начала захода на посадку.
Некоторые установки включают системы огней приближения
средней или высокой интенсивности (сокращенно ALS ). Чаще всего они находятся в крупных аэропортах, но многие небольшие аэропорты авиации общего назначения в США имеют огни приближения для поддержки своих установок ILS и получения 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 пилота за системой огней приближения на высоте принятия решения позволяет пилоту продолжать снижение к взлетно-посадочной полосе, даже если взлетно-посадочная полоса или огни взлетно-посадочной полосы не видны, поскольку ALS считается конечной средой взлетно-посадочной полосы. В США ILS без огней приближения может иметь минимумы видимости ILS CAT I всего 3 ⁄ мили (1,2 км) (дальность видимости на взлетно-посадочной полосе 4000 футов (1200 м)), если требуемые поверхности пролета препятствий свободны от препятствий.
Минимальная видимость в 1 ⁄ 2 мили (0,80 км) (дальность видимости на ВПП 2400 футов (730 м)) возможна при заходе на посадку CAT I ILS, поддерживаемом ALS длиной от 1400 до 3000 футов (от 430 до 910 м), и видимости 3 ⁄ 8 мили (600 м). Дальность видимости в 1800 футов (550 м) возможна, если на ВПП имеются боковые огни высокой интенсивности, огни зоны приземления и осевые огни, а также ALS длиной не менее 2400 футов (730 м) (см. Таблицу 3-3-1 «Минимальные значения видимости» в Приказе FAA 8260.3C). [13] По сути, ALS расширяет среду ВПП в сторону приземляющегося самолета и позволяет выполнять операции в условиях низкой видимости. Заходы на посадку CAT II и III ILS обычно требуют сложных систем огней приближения высокой интенсивности, в то время как системы средней интенсивности обычно сочетаются с заходами на посадку CAT I ILS. В некоторых аэропортах без вышки пилот управляет системой освещения ; например, пилот может нажать на микрофон семь раз, чтобы включить огни высокой интенсивности, пять раз — средней интенсивности или три раза — низкой интенсивности. [ требуется цитата ]
После захода на посадку пилот следует по траектории захода на посадку ILS, указанной локализатором, и снижается по глиссаде до высоты принятия решения. Это высота, на которой пилот должен иметь достаточный визуальный контакт с посадочной средой (например, освещением захода на посадку или взлетно-посадочной полосы), чтобы решить, продолжать ли снижение для посадки; в противном случае пилот должен выполнить процедуру ухода на второй круг , затем снова попытаться выполнить тот же заход на посадку, попробовать другой заход на посадку или уйти в другой аэропорт. Обычно решение о том, продолжать ли пилоту заход на посадку, зависит от того, видна ли взлетно-посадочная полоса или нет, или свободна ли она или нет.
Меньшие самолеты обычно оборудованы для полетов только по ILS категории I. На более крупных самолетах эти подходы обычно контролируются системой управления полетом, а летный экипаж обеспечивает надзор. Категория I полагается только на показания высотомера для определения высоты принятия решения, тогда как подходы категорий II и III используют радиовысотомер (RA) для определения высоты принятия решения. [18]
ILS должен отключаться при внутреннем обнаружении неисправности. Более высокие категории требуют более короткого времени отклика; поэтому оборудование ILS должно отключаться быстрее. Например, локализатор CAT I должен отключаться в течение 10 секунд после обнаружения неисправности, а локализатор CAT III должен отключаться менее чем за 2 секунды. [11]
В отличие от других операций, погодные минимумы CAT III не обеспечивают достаточных визуальных ориентиров для возможности выполнения ручной посадки. Минимумы CAT IIIb зависят от управления выкатом и избыточности автопилота, [ требуется ссылка ], поскольку они дают пилоту достаточно времени только для того, чтобы решить, приземлится ли самолет в зоне приземления (в основном CAT IIIa), и для обеспечения безопасности во время выката (в основном CAT IIIb). Поэтому автоматическая система посадки является обязательной для выполнения операций категории III. Ее надежность должна быть достаточной для управления самолетом до приземления в операциях CAT IIIa и для выката до безопасной скорости руления в CAT IIIb (и CAT IIIc, если разрешено). [19] Тем не менее, специальное разрешение было предоставлено некоторым операторам для ручного пилотирования заходов на посадку CAT III с использованием наведения с помощью индикатора на лобовом стекле (HUD), который предоставляет пилоту изображение, видимое через лобовое стекло с глазами, сфокусированными на бесконечности, необходимое электронное руководство для посадки самолета без истинных внешних визуальных ориентиров.
В Соединенных Штатах аэропорты с подходами CAT III имеют списки для CAT IIIa и IIIb или просто CAT III на табличке инструментального захода на посадку (US Terminal Procedures). Минимальные значения RVR для CAT IIIb ограничены светосигнальным оборудованием ВПП/РД и вспомогательными сооружениями и соответствуют плану системы управления движением на поверхности аэропорта (SMGCS). Операции ниже 600 футов RVR требуют наличия осевых огней рулежной дорожки и красных стоп-огней рулежной дорожки. Если минимальные значения RVR для CAT IIIb на конце ВПП составляют 600 футов (180 м), что является обычным показателем в США, заходы на посадку по системе ILS на этот конец ВПП с RVR ниже 600 футов (180 м) квалифицируются как CAT IIIc и требуют специальных процедур руления, светосигнального оборудования и условий одобрения для разрешения посадки. Приказ FAA 8400.13D ограничивает CAT III до 300 футов RVR или лучше. Приказ 8400.13D (2009) разрешает специальное разрешение на заходы на посадку по категории II на взлетно-посадочные полосы без огней приближения ALSF-2 и/или огней зоны приземления/осевой линии, что расширило количество потенциальных взлетно-посадочных полос категории II.
В каждом случае требуется соответствующим образом оборудованный самолет и экипаж с соответствующей квалификацией. Например, CAT IIIb требует отказоустойчивой системы, а также квалифицированного и действующего экипажа, в то время как CAT I этого не требует. 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 если безопасная посадка под вопросом, экипаж может отреагировать соответствующим и своевременным образом. HUD становится все более популярным среди «фидерных» авиакомпаний, и большинство производителей региональных самолетов теперь предлагают HUD как стандартное или дополнительное оборудование. [ 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 автоматической посадки требуют специального оборудования, процедур и обучения и включают самолет, аэропорт и экипаж. Автоматическая посадка — единственный способ, которым некоторые крупные аэропорты, такие как аэропорт Шарля де Голля , остаются работоспособными каждый день года. Некоторые современные самолеты оснащены усовершенствованными системами видения полета на основе инфракрасных датчиков, которые обеспечивают визуальную среду, подобную дневной, и позволяют выполнять полеты в условиях и аэропортах, которые в противном случае не подходили бы для посадки. Коммерческие самолеты также часто используют такое оборудование для взлетов, когда взлетные минимумы не соблюдаются. [20]
Для систем автоматической посадки и HUD требуется специальное одобрение на конструкцию оборудования, а также на каждую отдельную установку. Конструкция учитывает дополнительные требования безопасности при эксплуатации самолета вблизи земли и способность летного экипажа реагировать на аномалию системы. Оборудование также имеет дополнительные требования к техническому обслуживанию, чтобы гарантировать, что оно способно поддерживать операции в условиях ограниченной видимости.
Почти вся работа по подготовке и квалификации пилотов выполняется на тренажерах с различной степенью достоверности.
В контролируемом аэропорту управление воздушным движением направляет самолеты на курс курсового маяка по назначенным направлениям, следя за тем, чтобы самолеты не приближались слишком близко друг к другу (сохраняя разделение), но также избегая задержек, насколько это возможно. Несколько самолетов могут находиться на ILS одновременно, на расстоянии нескольких миль друг от друга. Говорят, что самолет, который повернул на входящий курс и находится в пределах двух с половиной градусов от курса курсового маяка (отклонение на половину шкалы или меньше, отображаемое индикатором отклонения курса), установился на подходе. Обычно самолет устанавливается не менее чем за 2 морские мили (3,7 км) до конечной точки захода на посадку (перехват глиссады на указанной высоте).
Отклонение самолета от оптимальной траектории отображается экипажу с помощью циферблата дисплея (это пережиток того времени, когда движение аналогового измерителя указывало на отклонение от линии курса с помощью напряжений, посылаемых с приемника ILS).
Выходной сигнал приемника ILS поступает на систему отображения (дисплей на лобовом стекле и дисплей на лобовом стекле, если они установлены) и может поступать на компьютер управления полетом . Процедура посадки самолета может быть либо сопряженной , когда автопилот или компьютер управления полетом непосредственно управляют самолетом, а летный экипаж контролирует операцию, либо несвязанной , когда летный экипаж управляет самолетом вручную, удерживая курсовые и глиссадные индикаторы в центральном положении.
Испытания ILS начались в 1929 году в Соединенных Штатах, и Джимми Дулитл стал первым пилотом, который взлетал, управлял и приземлялся на самолете, используя только приборы , без обзора за пределами кабины. [21] [22] Базовая система, полностью работоспособная, была представлена в 1932 году в аэропорту Берлин-Темпельхоф-Сентрал (Германия) под названием LFF или « Луч Лоренца » в честь ее изобретателя, компании C. Lorenz AG. Совет по гражданской авиации (CAB) Соединенных Штатов санкционировал установку системы в 1941 году в шести местах. Первая посадка регулярного пассажирского авиалайнера США с использованием ILS состоялась 26 января 1938 года, когда Boeing 247 D авиакомпании Pennsylvania Central Airlines вылетел из Вашингтона, округ Колумбия, в Питтсбург, штат Пенсильвания, и приземлился в снежную бурю, используя только систему посадки по приборам. [23] Первая полностью автоматическая посадка с использованием ILS произошла в марте 1964 года в аэропорту Бедфорд в Великобритании. [ необходима ссылка ]
Доход рынка систем посадки по приборам составил 1215 млн долларов США в 2019 году и, как ожидается, достигнет 1667 млн долларов США в 2025 году, при среднегодовом темпе роста 5,41% в период 2020–2025 годов, даже с учетом негативных последствий пандемии COVID-19 . [24]
Десять крупнейших производителей на рынке систем посадки по приборам:
Другие производители включают:
Появление Глобальной системы позиционирования (GPS) обеспечивает альтернативный источник наведения для самолетов. В США система широкополосного дополнения (WAAS) доступна во многих регионах для обеспечения точного наведения по стандартам категории I с 2007 года. Эквивалентная Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) была сертифицирована для использования в приложениях безопасности жизни в марте 2011 года. [28] Таким образом, количество установок ILS категории I может быть сокращено, однако в Соединенных Штатах нет планов по поэтапному отказу от систем категории II или категории III. [29]
Local Area Augmentation System (LAAS) находится в стадии разработки для обеспечения минимумов категории III или ниже. Офис FAA Ground-Based Augmentation System (GBAS) в настоящее время работает с отраслью в ожидании сертификации первых наземных станций GBAS в Мемфисе, штат Теннесси; Сиднее, Австралия; Бремене, Германия; Испании; и Ньюарке, штат Нью-Джерси. Все четыре страны установили наземные станции GBAS и участвуют в технических и эксплуатационных оценочных мероприятиях.
Команда Honeywell и FAA получила одобрение на проектирование системы, первое в мире нефедеральное одобрение США для LAAS категории I в международном аэропорту Ньюарк Либерти, ввод в эксплуатацию в сентябре 2009 года и эксплуатационное одобрение 28 сентября 2012 года. [30]
В Норвегии система посадки на основе D-GPS , называемая SCAT-I , действует в некоторых аэропортах с короткими взлетно-посадочными полосами .
24 сентября 1929 г.: в Митчел-Филд, штат Нью-Йорк, лейтенант армии Джеймс Х. Дулиттл стал первым пилотом, который использовал только инструментальное наведение для взлета, полета по заданному курсу и посадки. Дулиттл получал навигационные указания от радиомаяка, выровненного с взлетно-посадочной полосой аэропорта, в то время как радиомаяки-маркеры указывали его расстояние от взлетно-посадочной полосы. [...] Он летел в закрытой кабине, но его сопровождал проверяющий пилот, который мог вмешаться в чрезвычайной ситуации.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )