1.1. Инструментальная система посадки

Инструментальная система посадки является наиболее распространенной в мире системой точного захода на посадку, стандартизированная ИКАО. Принцип ее действия основан на формировании двух радиолучевых сигналов: курсового и глиссадного. Эти сигналы обеспечивают самолету навигационную информацию о положении относительно оси ВПП и угла снижения [1].

Состав наземной части ILS:

- курсовой радиомаяк, работающий в диапазоне частот от 108,10 до 111,95 МГц;

- глиссадный радиомаяк, работающий в диапазоне от 329,15 до 335,00 МГц;

- маркерные радиомаяки или их эквиваленты DME (DISTANCE MEASURING EQUIPMENT);

- мониторинг и контрольная аппаратура.

Бортовая часть включает радиоприемник ILS, антенны, индикаторы курса и глиссады, а также интерфейсы с автопилотом и системой управления полетом. Основные эксплуатационно-технические характеристики (ЭТХ) ILS приведены в таблице 1.1.

Курсовой радиомаяк устанавливается за пределами ВПП на продолжении её осевой линии. Антенная система маяка формирует в пространстве сразу две горизонтальные диаграммы излучения. Первая диаграмма представляет собой один широкий лепесток, направленный вдоль оси полосы; в этом канале несущая частота амплитудно-промодулирована суммарным сигналом с частотами 90 и 150 Гц. Вторая диаграмма, наоборот, включает два узких противофазных лепестка, расположенных по левую и правую стороны от осевой линии. Здесь амплитудная модуляция осуществляется уже разностным сигналом тех же частот, при этом несущая частота в этом канале подавляется.

Таблица 1.1 – Основные эксплуатационно-технические характеристики ILS 

Параметр	Значение
Диапазон частот LOC	108,10-111,95 МГц
Диапазон частот GP	329,15-335,00 МГц
Рабочая дальность	до 40 км
Точность по курсу	±2,5 м (CAT III)
Точность по глиссаде	±1 м
Категории по ИКАО	CAT I, II, IIIA, IIIB
Влияние помех	высокая чувствительность к отражениям
Зависимость от рельефа	значительная

В результате наложения этих диаграмм формируется пространственное распределение, при котором вдоль осевой линии глубины модуляции 90 Гц и 150 Гц равны между собой, что приводит к нулевому значению разности глубин модуляции. При отклонении воздушного судна от линии курса соотношение глубин модуляции меняется: модуляция одной частоты увеличивается, а другой соответственно уменьшается, и разность глубин модуляции приобретает положительное или отрицательное значение в зависимости от направления отклонения. При этом сумма глубин модуляции в рабочей зоне маяка поддерживается постоянной.

Бортовое пилотажно-навигационное оборудование измеряет величину РГМ), по которой определяется как направление, так и величина углового отклонения самолёта от посадочного.

Антенная система глиссадного радиомаяка (ГРМ) представляет собой решётку из трёх вертикально разнесенных антенн.

ГРМ размещают со стороны, где отсутствуют застройка и рулёжные дорожки, ориентируя его напротив зоны приземления на удалении примерно 120-180 м от оси ВПП. Расстояние от порога полосы выбирают так, чтобы при заданном угле наклона глиссады опорная точка, то есть точка над торцом полосы, через которую проходит прямая часть траектории, располагалась на высоте около 15 м с допустимым отклонением в несколько метров для систем I и II категорий.

Диаграмма направленности антенной системы формируется за счёт отражения радиоволн от земной поверхности, поэтому зона рядом с антенной должна быть тщательно подготовлена и не иметь неровностей. Чтобы уменьшить влияние подстилающей поверхности на форму диаграммы и тем самым снизить искривление линии глиссады, используют антенную решётку из трёх вертикально разнесённых элементов, известную как решётка «M». Такая конфигурация обеспечивает уменьшенное излучение под малыми углами и стабилизирует вертикальную структуру луча.

Работа ГРМ основана на тех же принципах, что и у курсового радиомаяка (КРМ). Его антенная система формирует две вертикальные диаграммы: одну с широким лепестком и другую с двумя узкими, расположенными выше и ниже плоскости глиссады. Плоскостью глиссады является область, где РГМ равна нулю. Взаимное расположение плоскости курса и плоскости глиссады определяет линию глиссады. В идеальных условиях эта траектория представляет собой гиперболу, которая на дальних дистанциях лишь приближается к прямой, ведущей к точке приземления. В реальной обстановке рельеф местности и различные препятствия могут приводить к её искривлениям, и величины таких отклонений нормируются согласно требованиям конкретной категории посадочной системы [2].

Угол наклона глиссады обычно составляет около 3°, хотя выбор его значения может зависеть от особенностей местности. С уменьшением угла посадка для самолёта становится более комфортной, поскольку снижается вертикальная скорость.

Диаграммы направленности КРМ и ГРМ представлены на рисунке 1.1.

а) – глиссадный радиомаяк; б) – курсовой радиомаяк

Рисунок 1.1 – Диаграммы направленности КРМ и ГРМ

Как и любая система, ILS имеет свои преимущества и недостатки.

Из преимуществ можно выделить высокую точность навигации, стандартизированность и совместимость по всему миру и возможность автоматической посадки.

Недостатками этой системы являются требовательность к рельефу местности, высокая стоимость и сложность содержания наземной инфраструктуры и ограниченность числа частотных каналов.