淺析儀表著落系統(tǒng)

孫政遠(yuǎn)

民用航空華東地區(qū)空中交通管理局福建分局 350001

淺析儀表著落系統(tǒng)

孫政遠(yuǎn)

民用航空華東地區(qū)空中交通管理局福建分局 350001

ILS----儀表著陸系統(tǒng)，俗稱盲降，是一種廣泛應(yīng)用在民用航空領(lǐng)域輔助飛機(jī)在近地面準(zhǔn)確實(shí)施進(jìn)近的導(dǎo)航系統(tǒng)。本文從ILS地面設(shè)備和機(jī)載設(shè)備的組成以及設(shè)備的性能特點(diǎn)入手，分析了下滑道和航向道形成原理，討論了由于ILS本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及ILS在飛行中所起到的作用。

儀表著陸系統(tǒng)；進(jìn)近；下滑道；航向道

儀表著陸系統(tǒng)（ILS）是1939年美國(guó)首先研制成功的，它具有準(zhǔn)確、可靠 、方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，收到了使用者的青睞，1949年被國(guó)際民航組織確認(rèn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)著陸設(shè)備。ILS俗稱盲降，因?yàn)樗茉诘陀谔鞖鈽?biāo)準(zhǔn)或飛行員看不到任何目視參考的天氣條件下給飛機(jī)提供一個(gè)可靠的進(jìn)近著陸通道，使飛行員準(zhǔn)確掌握飛機(jī)的位置、方向、下降高度，從而實(shí)現(xiàn)安全著陸。

一、ILS系統(tǒng)組成及其性能特點(diǎn)

ILS（儀表著陸系統(tǒng)）的組成包括地面設(shè)備和機(jī)載設(shè)備兩部分。

ILS的地面設(shè)備包括三個(gè)系統(tǒng)：提供航向道的航向信標(biāo)臺(tái)（LLZ或LOC-Localizer）；提供下滑坡度的下滑信標(biāo)臺(tái)（GS-Glide slope）；提供距離引導(dǎo)的指點(diǎn)標(biāo)（MB-Mark Beacon）。航向信標(biāo)臺(tái)通過航向臺(tái)天線陣所產(chǎn)生的輻射場(chǎng)，在通過跑到中心線延長(zhǎng)線的垂直平面內(nèi)形成航向道，用來提供飛機(jī)偏離航向道的橫向引導(dǎo)信號(hào)。下滑信標(biāo)臺(tái)通過下滑天線所產(chǎn)生的輻射場(chǎng)形成下滑面，下滑面與跑到水平面的夾角為下滑角。下滑角最佳角度為3o，但根據(jù)機(jī)場(chǎng)凈空和條件，亦可在2o-4o間調(diào)整。配合儀表著陸系統(tǒng)的使用的指點(diǎn)標(biāo)架設(shè)在進(jìn)近方向的跑道中心的延長(zhǎng)線上，它向上輻射一個(gè)錐形波束，發(fā)射功率為12W。指點(diǎn)標(biāo)是低功率信標(biāo)臺(tái)，因此，只有當(dāng)飛機(jī)飛越信標(biāo)臺(tái)上空時(shí)，機(jī)載信標(biāo)接收機(jī)才能接收到信號(hào)，座艙中的信標(biāo)燈就點(diǎn)亮，并伴有摩爾斯電碼的音頻信號(hào)，飛行員可據(jù)此判斷飛機(jī)與跑道的大致相對(duì)位置。

二、機(jī)載設(shè)備

儀表著陸系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備包括：接收機(jī)、控制盒、指示器和天線。機(jī)載接收機(jī)包括VOR/LOC接收機(jī)（108.00MHz-118.00MHz），GS接收機(jī)（329.15MHz-335.00MHz），和MB接收機(jī)（75MHz）。前兩者常裝在一個(gè)機(jī)盒里。儀表著陸系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備的控制一般是通過甚高頻導(dǎo)航（VHF NAV）控制盒實(shí)現(xiàn)的。在控制盒上可以選擇航向接收機(jī)的頻率（也相應(yīng)的選擇了下滑接收機(jī)的頻率）。ILS指示器可以在幾種不同類型的儀表上顯示，VOR/ LOC信息可以在RMI和航道指示器顯示，下滑道可以在HIS指示器上顯示，GS和LOC可以在姿態(tài)指引儀和飛行指引儀上顯示。儀表著陸系統(tǒng)需要三種機(jī)載天線：第一種是水平極化的VOR/LOC共用天線；第二種是用于下滑接收機(jī)的折疊式偶極天線；第三種是用于指點(diǎn)標(biāo)接收機(jī)的環(huán)狀天線。

飛行員只需在控制器上選擇好ILS臺(tái)的頻率，機(jī)載接收機(jī)將自動(dòng)接收航向臺(tái)和下滑臺(tái)信號(hào)，經(jīng)過LOC線路和GS線路處理向飛行儀表HSI和ADI輸出航道和下滑道偏離信號(hào)，飛行員則通過HIS和ADI掌握飛機(jī)偏離ILS航道和下滑道的情況，從而操作飛機(jī)進(jìn)行偏離修正。

三、ILS的工作原理及下滑道的形成

航向信標(biāo)系統(tǒng)的工作原理及航向道的形成

ILS航向信標(biāo)臺(tái)的VHF振蕩器產(chǎn)生108.10-111.95MHz頻段中的任意一個(gè)航向信標(biāo)頻率，分別加到兩個(gè)調(diào)節(jié)器；一個(gè)載波用90Hz的低頻信號(hào)調(diào)幅，另一個(gè)用150Hz低頻信號(hào)調(diào)幅，兩個(gè)通道的調(diào)幅度相同，調(diào)節(jié)后的信號(hào)通過兩個(gè)水平極化天線陣發(fā)射。在空間產(chǎn)生兩個(gè)輻射場(chǎng)，有一邊重疊的相同形狀的定向波束，左波束用90Hz正弦波調(diào)幅，右波束用150Hz正弦波調(diào)幅，兩個(gè)波束組合的航道寬度為4o，在兩個(gè)波束相重疊的中心線部分，90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)的幅度相等，形成航向面，并調(diào)整它與跑到中心線重合。

下滑信標(biāo)系統(tǒng)的工作原理及下滑道的形成

下滑信號(hào)由天線接收后送到預(yù)選器，預(yù)選器選擇出有用的下滑道信號(hào)，而濾除其他信號(hào)，預(yù)選出的信號(hào)與頻率合成器送來的本振信號(hào)相混合產(chǎn)生中頻信號(hào)送到檢波器，分離出90赫茲和150赫茲低頻信號(hào)及監(jiān)聽信號(hào)。檢波后的下滑信號(hào)分成兩路：一路至監(jiān)控電路，用來檢查信號(hào)的有效性和信號(hào)的強(qiáng)度；另一路至儀表偏離電路，用來比較90赫茲和150赫茲的低頻信號(hào)的強(qiáng)度，并產(chǎn)生相當(dāng)于兩個(gè)低頻信號(hào)之差的信號(hào)電壓，此電壓用于驅(qū)動(dòng)ADI和HIS中的下滑偏離指針。兩波速疊交的等強(qiáng)度信號(hào)面成為下滑面。機(jī)載設(shè)備接收下滑臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，并把接收到的信號(hào)與下滑道正常參數(shù)進(jìn)行比較。ILS機(jī)載設(shè)備求出150赫茲與90赫茲調(diào)節(jié)高度差顯示在指示器上，或是把信號(hào)輸送到飛行指引或自動(dòng)駕駛儀，由飛行員或自動(dòng)駕駛儀進(jìn)行偏差修正，使飛機(jī)維持在正常的下滑線上。

綜上所述，ILS（Instrument Langding System）它以無線電信號(hào)簡(jiǎn)歷一條從跑到延伸向空中的狹窄通道，飛機(jī)通過機(jī)載ILS接收設(shè)備，確定自身與通道的相對(duì)位置，飛行員只要將飛機(jī)保持在通道內(nèi)飛行，就可沿正確的方向進(jìn)近，并能最終使飛機(jī)安全的降落在跑道上。ILS作為輔助系統(tǒng)，如何更好的了解它，如何更好的利用它為我們服務(wù)，還是一個(gè)值得讓我們更加深入學(xué)習(xí)和探討的問題。

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