著陸系統

儀表著陸系統(Instrument Landing System,ILS),又稱儀器降落系統,俗稱盲降系統。ILS系統主要有兩個子系統,一個提供水平引導(航向台Localizer),另一個提供垂直引導(下滑台,Glide Slope或Glide Path)。地面部分為航向台、下滑台、指點信標三組裝置。航向台建在跑道外,位於跑道中心線延長線的500米處,它是一個無線電發射台,發射出兩個調製頻率不同的等強度的甚高頻波束。這兩個波束以跑道中心線為界。左面的波束以90赫頻率調製,右側的波束以l50赫調製,這一對波束很窄,它以3度角上仰向左右各擴散35度,作用距離為40千米。飛機上裝有接受這組電波的儀表,當飛機進入此電波範圍內時,飛機上的儀表指針會擺動,如果收到的90赫電波的強度大於l50赫的電波時,儀表的指針向右偏動,表明此時的飛機在跑道左側,飛機需要向右調整才能對準跑道。反之,則飛機向左調整。儀表上的指標對在正中點表明飛機的航向正對跑道的中心線。

下滑台建立在離跑道某一端不遠的跑道一側。它也發射兩束強度相等調製頻率不同的電波,它們分別分佈在與地面呈3度角的飛機下滑平面(下滑道)的上方和下方。飛機的下滑角度大於3度時,機上儀表接受到的是上方的電波、儀表指標向下,指示駕駛員朝下飛,減少下降坡度;如果下滑角度過小,則儀表指標向上,駕駛員就應該調整飛機使其增大下滑角度;指標在正中,表示飛機下滑的角度正確,可以平穩著陸。指點信標是一組指示距離的無線電信號發射器,一般由三個組成。外指點標裝在離跑道端10千米處,它垂直向上發射的信號使機內儀表板上的藍燈閃亮並發出低音信號;中指點標距離跑道端1000米,飛機越過它時,琥珀色燈光閃亮並發出一個高音信號;內指點標離跑道端只有300米,飛機通過它時,飛行高度應該僅為30米左右,此時白燈閃亮並發出一個尖銳刺耳的聲音。它提醒駕駛員,這時就要立刻判斷出飛機接觸跑道的地點。如果接地地點不合適,應迅速予以改變。

有了儀表著陸系統,駕駛員就可以按照駕駛艙內儀表的指示,在幾十千米之外、1000米以上的高度把飛機調整到對準跑道中心線,而且把飛機的下降坡度調到3度左右,從而順利安全地使飛機飛行在下滑航道上。這一系統把一個原本由人的感覺和經驗操縱的複雜過程轉變為一個由儀表指示按程式操作的比較簡單的過程,體現了民航業科學技術不斷發展的水準。這套設備系統也被稱為“盲降”設備。但實驗證明,人的因素還是最重要的。影響飛機下降因素很多,例如在通用的儀表著陸系統中沒有考慮到側風的大小,飛機接近地面時兩翼是否與地面平行等。針對這些因素,都需要駕駛員對地面的目標及標誌進行目測,然後對飛機運動做出細微調整才能保證飛機安全降落。因此“盲降”這一名稱是不夠準確的。

儀表著陸系統除了為駕駛員提供著陸時的操作依據外,也部分解除了他們對外界標誌的依賴。尤其當天氣不好時,即使外界能見度較低,飛機仍然可以起降,使飛機在很大程度上擺脫了天氣條件的限制。經過不斷改良,儀表著陸系統的精密度不斷提高。現在所使用的儀表著陸系統被分為三類:I類系統是普遍使用,其要求跑道的能見度在800米以上;Ⅱ類系統要求跑道的能見度為360米,目前大型機場都在使用這類系統,飛機可以在雨中或薄霧中起降;Ⅲ類系統又被分為a、b、c三個等級,Ⅲa類允許能見度為200米,Ⅲb為50米,最高等級的Ⅲc級允許在能見度為0米的情況下使用,這才是真正意義上的“盲降”。但這種設備價格非常昂貴,而且一定要用它的情況相當少,因此在全世界僅有少數機場裝備它。

自70年代以來,儀表著陸系統被廣泛使用,它為民航業的發展做出了巨大的貢獻。儘管如此,它仍有不足之處。首先就是因為它的使用範圍在20千米以上,在這麼大的範圍內,一次只能有一架飛機使用,如果等待落地的飛機較多,只能在空中排隊依次降落,不僅浪費時間,也限制了機場的流量。其次,它所發射出的電波受到地面建築物和移動車輛的影響,有時不夠穩定。曾經出現過幾種其他形式的著陸系統,但從經濟性、可靠性等全面綜合考慮起來,還是以目前使用的這套系統最佳。20世紀末衛星定位及導航技術的發展改變了這個狀況,用於軍事方面的衛星導航系統在技術上及經濟上,都超過儀表著陸系統,只是由於多種非技術性的原因,暫時還不能轉移到民航運輸上使用。相信在不久的將來,衛星導航系統就會為民航所使用,到那時儀表著陸系統將會被取代。

經過多年的技術發展,儀表著陸系統的功能滿足了各項安全要求。國際民航組織選擇和認定儀表著陸系統為全世界通用的精密進近裝置。