伴我启航   Cessna182s.gif (4556 字节)


仪表着陆系统及相关飞行技巧

 

    仪表着陆系统(Instrument Landing System,ILS)是目前最广泛使用的飞机精密进近指引系统。它的作用是以无线电信号建立一条由跑道指向空中的狭窄“隧道”,飞机通过机载ILS接收设备,确定自身与“隧道”的相对位置,只要飞机保持在“隧道”中央飞行,就可沿正确方向飞近跑道、平稳地下降高度,最终飞进跑道并着陆。

tunnel.bmp (353034 字节)

 


组  成


典型的仪表着陆系统

由三部分组成:

定位器,LOC

下滑道,GS

信标,Marker Beacons

om.bmp (82566 字节)mmim.bmp (74854 字节)

ils.bmp (109422 字节)

LOC.bmp (100094 字节)

OM , MM , IM

gs.bmp (100118 字节)

LOC和GS

LOC

GS

 

(1)定位器,即Localizer,缩写LOC

    它提供与跑道中心线左右对准的信号。

    发射机安装在跑道的远端,发出的无线电信号是高指向性的,由跑道远端开始,呈扇形指向跑道入口(近端)方向,并向飞机的来向扩展。离跑道越远,扇形所履盖的范围越大。信号在跑道入口处的典型宽度是700英尺(213米),在离跑道入口4-7海里处,信号履盖范围扩展到2000-3000英尺。

    通常,飞机位于跑道延长线偏角35度的范围内(即扇形中心角70度)时,才能接收到有效的LOC信号(座舱中的LOC仪表指针在满偏范围以内)。

 

(2)下滑道,即Glide Slope,缩写GS

    它在垂直方向定义飞机下降高度的路线。

    发射天线安装在跑道旁边,离跑道入口(近端)约1000英尺(305米)。信号中心线与跑道平面所成的倾角一般为3度,GS信号范围是有一定“厚度”的,GS信号在垂直方向上的扇形中心角约为1.4度。

    离天线1英里(约1.6公里)处,GS信号约厚140英尺。也就是说,飞到离天线1英里时,如果飞机高度与信号中心线偏差大于70英尺,就收不到有效的GS信号了(座舱中的GS指针在满偏范围以外)。

Nav1对应的OBI1有两个Flag:

    一个是作为VOR1使用时的“To/From/Off”;

    另一个作为ILS使用时的GS信号的Flag,只有“ON/OFF”两个状态。

    只有在GS的Flag指示为ON时,GS指针的上下偏转才有效。  

nav1.jpg (8047 字节)

右上图的OBI1为 GS = ON,两针交叉点代表正确航线所在位置,中央的小圆圈代表飞机当前位置。由指针的偏转可知:此时飞机位于正确进近航线的左上方,应增大一点下降率,向右飞一点,即“飞向指针”,以使两支指针在正中央圆圈处交叉。此时Nav1接收到的是ILS信号,VOR的Flag是无意义的。

  

(3)信标,即marker beacons

    在飞机来向的跑道延长线上相隔一定距离安装有三个垂直向上发射信号的低功率信标电台,当飞机在信标上空通过时,就接收到信号,座舱中的信标灯就点亮,并伴有摩尔斯电码的音频信号。飞行员可据此判断飞机与跑道的大致相对位置。但有的ILS仅配备两个信标,即OM和MM

远距信标:outer marker,缩写OM,

    通过OM上空时,座舱中的OM信号灯(蓝色)点亮,摩尔斯电码声音为“长,长,长”。

    OM通常是飞机切入电子下滑道GS的位置,通过OM上空时,座舱中的GS指针应在中央位置。典型情况下,此时飞机高度大约为2500-4000英尺AGL,OM距离跑道入口大约7-10海里。

中距信标,即middle marker ,缩写MM

    通过MM上空时,座舱中的MM信号灯(琥珀色)点亮,摩尔斯电码声音为“短,长,短,长”。

    MM建在离跑道入口3500英尺(1067米)处,由于GS一般都是3度的,可以计算出,此时飞机与跑道接地区的相对高度差为200英尺(61米)

近距信标,即inner marker ,缩写IM

    通过IM上空时,座舱中的IM信号灯(白色)点亮,摩尔斯电码声音为“短,短,短,短”。

    并不是每条跑道都建有IM的,IM离跑道入口很近,如果飞机沿正确的下滑道下降高度进近,那么飞机应该在到达IM上空时,所处高度位置“决断高度”,即Dicison Height,缩写DH,一般为200英尺。

    三个信标的位置在“进近航线图”上一般都有标明,上面提到的高度和距离位置数据是很典型的情况,需要了解具体数据时,可从所使用跑道的“进近航线图”上查找。



相 关 飞 行 技 巧


 

    ILS的LOC信号频率在108.8-111.95MHz之间,而GS工作在UHF频段,但它的频率是与LOC配对的,只要将Nav1调谐到LOC频率,GS的频率就会自动“跟踪”上,对于带有DME的ILS,还能在机载DME的仪表板上看到距离数字。

    用Nav1接收ILS信号时,OBS1是没用的,无论怎样旋转都不影响接收,为帮助记忆,许多飞行员都习惯将OBS1设定为所用跑道的航向,这不是必不可少的步骤。但当使用水平状态显示器(HSI)时,必须将OBS1设为跑道航向。这留在以后讲喷气式飞机时再说。

    飞ILS进近其实就是飞起落航线的第五边,只不过多了电子设备作为方向、高度、距离的精密指引,基本的原则是“飞向指针”,使ILS仪表指针保持在正中央,那么,航线就是正确的,但具体操作起来是需要一些技巧的:

一、跟踪LOC

    与VOR相似,切入LOC的切入角不应大于45度,且切入点应在OM或以外。当指示LOC中心线的CDI指针逐渐回中时,根据回中的快慢操纵飞机转至跑道航向。保持CDI指针在OBI的正中央,根据风向稍微调整航向,CDI回中后的“跟踪”调整量应很小,所压坡度不应大于5度,甚至只蹬舵就足够了。

    记住,随着飞机接近跑道,CDI的灵敏度会增大,因为令CDI满偏的LOC信号扇形范围是不断缩窄的。例如,当飞机离跑道入口7海里、飞机水平位置与跑道延长线偏差达1000英尺时,CDI指针的可能只偏离中心位置两、三格。但当飞机到达跑道入口时,飞机水平位置偏离跑道中心线仅350英尺(106米)就足以令CDI指针满偏向一边。

二、跟踪GS

    一般的ILS进近是先让飞机在某高度(如4000英尺、3000英尺或其它,参照“进近航线图”或控制塔的指令)上保持平飞,取适当的航向按上述方法在距切入点几海里处开始进入并跟踪LOC。这时飞机在电子下滑道的下方,GS指针尽往上偏,应将飞机减速至进近速度(Cessan182S是65节,波音737是140节,协和号是170节,米格21是210节,典型值),GS指针随着飞机接近跑道逐渐由上向下移,还差1格刻度就到中央时,放起落架,保持油门杆位置,飞机会因空阻的增加掉高度,在适当时机逐级增加襟翼开度,保持GS指针在中央。

    跟踪GS指针的方法有多种,常用的一种是:调整姿态角(俯仰,Pitch)让飞机作短时间上升或下降,保持GS指针在中央,并调整油门以维持进近速度。由于“隧道”是很狭窄的,上述操作应快速、量轻、及时。

    以前提过,要让飞机作长时间稳定爬升或下降,应调整油门,而改变速度则应调整姿态角。这里在跟踪GS时所作的升降是短时间、小幅度的,操作方法正好相反。

 

    飞ILS进近时,要监视的飞行状态很多,包括速度、高度、升降速率、航向、起落架、襟翼状态等等,而有些参数又是互相交联的。按上述顺序先固定高度,再跟踪上LOC,然后调整飞机速度、再跟踪GS就可部分减轻飞行员的工作负荷。如果同时调整几项参数,很容易故此失彼。其实最关键的一点是注意力的合理分配。

 


    与ILS有关的增补内容


1、决断高度,Decision Height,DH

    每个ILS进近航线图上都标明该跑道的决断高度,绝大多数情况下都是200英尺AGL。这里的“G”是指接地区的海拔标高。在这个高度上,离跑道接地区只有200英尺高度差,飞行员就应作出决定:着陆还是复飞。
如能看见跑道,且跑道上无障碍物,就继续进近并着陆;如看不清跑道或发现跑道上有危害着陆安全的情况,就应执行复飞程序:加油门、抬头,收起落架和襟翼,按控制塔或进近航线图的要求上升高度,飞向航线检查点或加入等待航线。

    如果在DH看不清跑道,在准备复飞时高度已下降到DH以下,而这时可看清跑道。在这种情况下,仍应该复飞,而不应试图“挽救”这次进近,因为在这种情况下即使安全着陆,也是违反有关航空法规的。这方面关于IFR(仪表飞行规则)和VFR(目视飞行规则)的法规是很明确、很严格的。

    这里提到的“看见跑道”和“看不清跑道”是有很严格定义的,内容是关于在能见度、云底高度等气象条件下能否见到位于跑道入口前后各种各样的引导灯。


2、反向进近 Back Course Approches,BC

   无线电天线本身是往前后两个方向发射电磁波的,所有LOC的天线都向后发送一个反向信号。大多数情况下,用电子屏蔽技术可以避免离场飞机接收到反向信号。但有些机场是允许用反向信号作ILS进近指引的,这种反向进近的ILS只有LOC信号,没有GS信号,GS的Flag一直为Off。正常的ILS进近跟踪方法是“飞向指针”,面反向进近则应“飞离指针”,即如果指针向右偏,应操纵飞机稍转左,以使指针回中。这是用OBI的情况,但用HSI时,反向进近仍须“飞向指针”,但注意OBS必须先为跑道航向。
 

----1998年9月27日


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