(Glideslope)和指点信标三个部分组成,如图7-9所示。飞机上的系统是由无线电接收机和仪表组成,它的任务是给驾驶员指示出跑道中心线并给出按照规定的坡度降落到跑道上的航路。
1.航向台:是一个甚高频发射台,位于跑道中心线的延长线上,通常距跑道端300—500m。它发射两个等强度的无线电波束,称为航向信标波束,使用的频率为108.10~111.95MHz,两个波束分布在沿跑道中心线的两侧,使用两种调幅频率,左侧是90Hz调幅,右侧是150Hz调幅。飞机的接收机收到90Hz的电波强于150Hz电波时,表明飞机在跑道左侧,表上指针指向右,飞机要向右调整;反之收到150Hz的电波强于90Hz时飞机应向左调整。如果收到的两个电波强度相等,机上的ILS仪表指针指在正中,说明飞机飞在跑道中心线向上延伸的垂直平面上,飞机可沿着波束方向准确地在跑道中线上着陆。信标波束作用距离为25海里,在10海里距离内是一个与水平成3o上仰的很窄的波束,向左、右各延伸35o ;在10~25海里,在两侧延伸只有10o,高度为7o。航向台发射的波束在天线的背面也能收到,但比正面要弱,天线正面的叫前航道,背面叫后航道,通常飞机都使用前航道降落,在特定情况下,(如风向不利)也可以用后航道降落。
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2.下滑台:航向台提供了飞机下降时的水平导航(航向导航),下滑台向飞机提供垂直导航,下滑台在跑道一侧500ft,离跑道的进近端1 000ft,它使用的频率在325~329MHz之间,和航向台的波束相似。下滑道信标波束也是两个强度相等的波束,分布在与地平面成3o的下滑道的上、下两侧,在下滑道上侧是以90Hz调幅,在下滑道下侧是用150Hz调幅。飞机下降坡高于下滑道,则90Hz的电波强,仪表指针向下,驾驶员使飞机机头向下;反之,如150Hz电波强,飞机则应升高;当两束电波强度相当,飞机则保持正常的3o坡度下降,平稳地降在跑道上。
3.指点信标:为了使驾驶员在降落时准确知道飞机所在位置,仪表着陆系统一般设置三个指点信标,使用75MHz电波,每个信标信号有自己的编码。外指点标距跑道端5海里,飞机飞越它时,驾驶舱内相应的蓝灯闪亮并有400Hz的声音信号。中指点标的位置距跑道端0.5海里,飞机飞越它上空时琥珀色的灯闪亮,并有1300Hz的声音信号提醒驾驶员注意,这时飞行的高度约为60m。内指点标的位置离跑道端只有300m,飞机通过它时高度只有30m,这是二类仪表着陆的决断高度,通过时驾驶舱的白灯闪亮并有3000Hz声音警告信号。
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仪表着陆系统按着陆的最小能见度分为3类。现在使用的标准仪表着陆系统为I类,它可以在跑道目视视程为800m以上,决断高度60m以上时使用。Ⅱ类仪表着陆系统可在跑道视程为360m、决断高度为30m以上的情况使用。Ⅲ类仪表着陆系统没有决断高度限制,但是根据跑道目视视程不同又分为三个类别,Ⅲa类对应视程为200m,Ⅲb类为50m,Ⅲc类则可在视程为0的情况下使用。随着仪表着陆系统类别的提高,机场设备和机上设备都要更换,使装置费用大幅度提高,同时驾驶员也要经过特殊的培训。从经济角度考虑,I类仪表着陆系统目前被广泛使用,Ⅱ类仪表着陆系统只在大城市的繁忙机场使用(如我国的北京、上海),Ⅲ类仪表着陆系统只在世界上少数机场使用,而且装有Ⅲ类仪表着陆系统接收仪表的飞机数量也不很多。
由于使用Ⅱ类以上仪表着陆系统能见度有一定限制,因而在装有仪表着陆系统的机场都要装置跑道目视视程(RVR)测试仪表,如图7—10所示。它由一个透射发光器和一个透射光检测器组成,发光器和检测器都沿跑道安装,一般位于跑道的中点附近,相距150m。发光器发出高强度的光,检测器是一个由光电管构成的电流检测仪,通过测电流的大小测出这束光的强度,当天气变化或有烟雾出现,光
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的强度就会降低,检测器把测出的光强转化成能见距离(以m或英尺为单位),并把这个数据自动传送至塔台,塔台管制员以此来决定飞机能否在此机场降落。在有长跑道的繁忙机场,有时沿跑道安装2~3个能见距离测试仪,以测出准确的目视视程。
仪表着陆系统的使用受到许多限制,有许多不足之处:
第一,它在单一航道上使用,这个航道下降坡道为3o,这使航道在低高度上延伸10海里,从而对机场在这一方向上的净空提出较严格的要求,而且飞机只能在这个距离之外以一定角度进人航路,使交通流量受到限制。
第二,系统的性能受到地形和建筑物的影响,有时还受到移动车辆的影响。
第三,在200英尺以下,下滑道信号有时因受地面干扰不够稳定。
㈡精密进近雷达系统(PAR)
由发射器、显示器和两个天线组成。一般装在可移动的车辆
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上,一个天线水平扫描,确定飞机相对跑道的横向位置,一个天线垂直扫描显示飞机的飞行高度,这两个信号同时出现在管制员的显示屏上,管制员根据显示出的航道向驾驶员发出指令或建议,引导飞机安全着陆。
精密进近雷达系统装置体积小,可移动而且不需要飞机上装很多设备,因而成为军用导航的首选系统,但它的精确程度和可靠性受管制员的水平影响很大而不如ILS系统稳定和易于掌握,因而民用航空最终在70年代选定ILS系统作为标准系统。精密进近雷达系统目前只有在偏远地区或紧急情况(如出现地震,突然事件等)时才在民航中使用。
㈢微波着陆系统(MLS)
由于空中流量的迅速增加,仪表着陆系统在地形要求上,飞机进入下滑道的时间上以及波段频率的分配上对流量的增大都有限制。在20世纪70年代开发了微波着陆系统,国际民航组织也推荐这一系统,作为20世纪90年代末逐步取代现有的仪表着陆系统的标准系统。20世纪80年代末,在北美和欧洲已经有微波着陆系统在使用。
微波着陆系统使用5031~5091MHz的频段,这是超高频
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(UHF)波段,不易受干扰,而且频道数目为ILS的5倍。它的组成部分与仪表着陆系统类似,它以方位发射机发射相当于ILS中的航向道波束,以确定飞机的横向位置,但它的宽度为±40o,飞机可在跑道中线两侧40o范围内进人航道。它的高度发射机发射出相当于仪表着陆系统中的下滑道波束的垂直导航波束,驾驶员可选择的下滑坡度范围在3o~15o之间,同时微波着陆系统使用精密测距仪为驾驶员提供准确的距离信号以取代仪表着陆系统的指点标系统。这样,微波着陆系统以和仪表着陆系统相似的方法实现飞机着陆导航任务。但微波着陆系统的流量通过能力,精确度和安装的初成本都比仪表着陆系统优越。可是卫星导航技术的迅速发展超过了人们的预计,在20世纪90年代初已经看出卫星着陆系统要大大优于微波着陆系统,因而国际民航组织不再积极推荐微波着陆系统,因而它只能在民航中得到有限的应用。尽管对我国装备MLS尚有争论,但可预计MLS在我国不会再有太大发展。
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