Курсо-глиссадная система
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Ку́рсо-глисса́дная система (КГС, в английской терминологии — Instrument Landing System, ILS) — наиболее распространённая в авиации радионавигационная система захода на посадку по приборам.
Содержание |
[править] Принцип работы
КГС состоит из двух частей: пары курсовых и глиссадных радиомаяков. Два курсовых радиомаяка находятся за посадочной полосой и излучают вдоль неё направленный радиосигнал на разных частотах под небольшими углами. Ровно посредине, на осевой линии ВПП, интенсивность сигналов обоих маяков одинаковая. Левее и правее этой прямой сигнал одного из маяков сильнее другого. Сравнивая интенсивность сигналов, радионавигационная система самолёта определяет, с какой стороны и насколько далеко он находится от осевой линии.
Пара глиссадных маяков стоит возле зоны посадки и аналогично курсовым маякам, излучают сигналы под углом к горизонту, указывая наклонную плоскость в пространстве. Пересечение плоскостей курсового маяка и глиссадного даёт линию глиссады.
Угол наклона глиссады (УНГ) примерно равен 3°, но может зависеть от местности. Чем меньше УНГ, тем удобнее садиться самолёту, так как ниже вертикальная скорость. В России в аэропортах, где местность не мешает низкому заходу, используется УНГ 2°40'. В горах или если глиссада проходит над городом, УНГ больше. Например, в аэропорте Новосибирск Северный, который находится близко к центру города, глиссада, проходящая над лесом, наклонена под углом 2°40' (уклон 4,8 %), а заход со стороны города производится под углом 3°40' (наклон 6,6 %, в 1,5 раза больше). В аэропорту города Кызыла, в горной местности, УНГ равен 4° (7 %).
[править] Компоненты
[править] Курсовой маяк
Кроме навигационных сигналов, курсовой маяк передаёт свой идентификационный код, две или три буквы азбукой Морзе. Это позволяет пилоту или штурману удостовериться, что он настроился на нужную КГС. Глиссадный маяк не передаёт идентификационного сигнала.
В старых КГС курсовые радиомаяки менее направленно излучают сигнал, и его можно принимать также и позади маяка. Это позволяет ориентироваться хотя бы по курсу при заходе с обратной стороны (если на полосе стоит только одна КГС).
[править] Маркерные радиомаяки
Маркерные радиомаяки работают на частоте 75 МГц, излучая сигнал узким пучком вверх. Когда самолёт пролетает над маркерным маяком, включается система оповещения — мигает специальный индикатор на приборной панели и издаётся звуковой сигнал. Ближний и дальний маркерные маяки в отечественных аэропортах обычно устанавливаются вместе с приводными радиомаяками.
[править] Дальний маркерный маяк
Дальний маркерный радиомаяк устанавливается в точке входа в глиссаду, примерно в 4 километрах от торца ВПП. В этой точке самолёт, двигаясь на высоте, указанной в схеме захода, подходит к глиссаде и должен приступить к снижению.
[править] Ближний маркерный маяк
Ближний маяк устанавливается в точке принятия решения, то есть в том месте, где высота глиссады равна высоте принятия решения, обычно это около 1 километра от торца.
[править] Внутренний маркерный маяк
Внутренний маяк используется редко, устанавливается для дополнительного сигнала о проходе над торцом ВПП в условиях низкой видимости. Обычно это место, где самолёт достигает точки минимума по 2 категории ILS.
[править] Мониторинг
Любое отклонение в работе КГС от нормы сразу же влияет на приборы на самолёте, заходящем на посадку и может привести к опасным отклонениям от правильного курса и высоты. Поэтому специальное оборудование следит за работой КГС и, если некоторое время (секунды) отклонение превышает норму, система выключается и подаётся сигнал об аварии в системе, либо система перестаёт передавать свой идентификатор и навигационные сигналы. В любом случае на приборах пилот увидит флажок, сообщающий о неработающей КГС.
[править] Категории КГС
Стандартная КГС, которая определяется как I категории, позволяет выполнять заходы на посадку при облачности не ниже 60 м над полосой и видимости 700 м (2400 фт), либо при видимости 550 м (1800 фт) если есть освещение осевой линии и зоны посадки.
Более сложные системы II и III категоии позволяют выполнять посадку при почти нулевой видимости, но требуют специальной дополнительной сертификации самолёта и пилота.
Заходы по II категории позволяют выполнять посадку при высоте принятия решения 30 м (100 фт) и видимости 400 м (1200 фт).
При посадке по III категории самолёт приземляется с использованием системы автоматической посадки, высота принятия решения отсутствует, а видимость должна быть не ниже 250 м (700 фт) по категории IIIa, либо от 50-250 м по категории IIIb. Каждая КГС, сертифицированная по III категории, имеет свои собственные установленные высоты принятия решения и минимумы. Некоторые КГС имеют сертификацию для посадок в условиях нулевой видимости (категория IIIc).
Системы II и III категорий должны иметь освещение осевой линии, зоны посадки и другие вспомогательные средства.
КГС должна выключаться в случае сбоев. С увеличением категории оборудование должно выключаться быстрее. Например, курсовой маяк I категории должен выключиться через 10 секунд после обнаружения сбоя, а маяк III категории должен выключиться менее чем через 2 секунды.
[править] Ограничения и альтернативы
Директорные системы в самолётах (системы, определяющие местоположение относительно глиссады и показывающие его на приборах) чувствительны к отражениям сигналов КГС, возникающим из-за разных объектов в её области действия, например, домам, ангарам, а вблизи к радиомаякам самолёты и автомобили могут создавать серьёзные искажения сигналов. Земля под уклоном, холмы и горы и другие неровности местности также могут отражать сигнал и вызывать отклонения стрелок приборов. Это ограничивает область надёжной работы КГС.
Также для нормальной работы КГС в аэропортах приходится вводить дополнительные ограничения передвижения самолётов на земле, чтобы они также не затеняли и не отражали сигналы, а именно увеличивать минимальное расстояние между самолётом на земле и ВПП, закрывать некоторые рулёжные дорожки или увеличивать интервал между посадками, чтобы севший успел уехать из проблемной зоны, и следующий садящийся самолёт не испытывал радиопомех. Это сильно снижает пропускную способность аэропортов, когда им приходится работать в сложных метеоусловиях по II и III категориям.
Кроме того, КГС может служить только для прямых заходов, поскольку линия равной интенсивности маяков всего одна. В то же время, во многих аэропортах сложная местность требует более сложного захода, как, например, в аэропорту Инсбрука.
В 1970-е годы в США и Европе были приложены большие усилия по разработке и внедрению Микроволновой системы посадки. Она не испытывает проблем с отражениями и точно определяет местоположение самолёта не только прямо перед ВПП, но и в любой точке вокруг. Это позволяет выполнять по ней непрямые заходы, уменьшить интервалы безопасности и поэтому увеличить пропускную способность аэропорта в сложных метеоусловиях. Однако авиакомпании и аэропорты не решались инвестировать средства во внедрение этой системы. Появление GPS окончательно остановило прогресс в области МСП.
Ещё одна альтернатива КГС — транспондерная система посадки, может работать там, где традиционная КГС не работает или слишком дорога́.
[править] Будущее
Развитие глобальной системы позиционирования, GPS, создало альтернативу традиционным средствам радионавигации в авиации. Однако сама по себе GPS, без вспомогательных средств, не достаточно точна́ даже в сравнении с КГС I категории. Рассматривались разные способы повышения точности: Wide Area Augmentation System (WAAS), её аналог Европейская служба геостационарного навигационного покрытия (EGNOS). Они могут предоставить навигацию соответствующую I категории.
Чтобы использовать GPS в условиях заходов по II и III категориям, требуется точность бо́льшая, чем у этих систем. Вероятно, самый многообещающий способ — установка псевдоспутников рядом на земле, которые бы работали на небольшой дальности и эмулировали бы один из спутников GPS, но намного точнее. Локальная транспондерная система (LAAS) пока что соответствует только I категории, разрабатывается, и системы II и III категорий могут включить её в себя. Эта техника, возможно, заменит КГС, хотя они, наверное, останутся в использовании как резервное средство на случай выхода из строя оборудования.
Медленное развитие точных систем на основе GPS вновь пробудило интерес к микроволновой системе посадки, спустя 15 лет после того, как она была сдана в архив ради GPS. В 2003 году аэропорт Хитроу объявил об установке этой системы в аэропорту и на всех самолётах компании Бритиш Эйруэйз.
Европейская система Галилео также призвана давать достаточно точные данные, чтобы позволить выполнять автоматическую посадку.
