Descrizione dei sistemi. Utilizzo nelle procedure di avvicinamento strumentali di precisione. FlightSimulation.it All rights

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1 Navigazione Descrizione dei sistemi ILS Instrumental Landing System Utilizzo nelle procedure di avvicinamento strumentali di precisione. DESCRIZIONE GENERALE L ILS o Instrumental Landing System, è uno strumento estremamente accurato ed affidabile che consente al pilota di portare l aereo in pista, sia in perfetto allineamento con essa, sia lungo un sentiero di planata ideale, entro ampi limiti di sicurezza anche quando le condizioni meteorologiche presentano valori bassissimi di visibilità. L ILS consiste di: - il trasmettitore Localizer (o localizzatore); - il trasmettitore del Glide Path (o sentiero di discesa); - i Markers (possono essere sostituiti da un NDB o altri fix); - il sistema di illuminazione di avvicinamento. Questi sistemi permettono quindi : 1) La guida di direzione che consente di mantenere l aereo in allineamento con l asse della pista. 2) La guida di planata che consente di far scendere l aereo lungo un sentiero di discesa costante ottimale per quella pista. 3) La misura della distanza dalla pista che consente di conoscere la posizione dell aereo lungo il sentiero di avvicinamento All rights Oltre a questi apparati, gli impianti ILS sono corredati anche da un sistema di illuminazione dell ultima porzione dell avvicinamento finale della pista, nonché da attrezzature idonee per il rilevamento della portata visuale di pista (RVR o Runway Visibility Range). 1

2 IN VOLO Questi sistemi integrativi sono intesi a facilitare la transizione dalle condizioni IMC alle condizioni di atterraggio a vista VMC ed a facilitare la determinazione della visibilità lungo l asse della pista. e con il primo decimale dispari. L apparato trasmittente e la relativa antenna sono situate sul prolungamento della centerline a circa 300 mt dalla fine della pista. Gli impianti ILS vengono classificati in categorie, a seconda delle capacità che possiedono le apparecchiature installate a terra. Prime tra queste sono, la precisione e l estensione della guida di direzione e di planata fornite dalle attrezzature di terra nell ultima parte dell avvicinamento ed eventualmente lungo la pista; e quella che tiene conto delle minime meteorologiche al di sopra delle quali può essere impiegato l impianto. Migliore è la qualità, superiore sarà la categoria. I II IIIA IIIB IIIC RVR 800 mt 400 mt 200 mt 50 mt 0 mt DH 200 ft 100 ft 0 ft 0 ft 0 ft RVR = Runway Visibility Range DH = Decision Heigh Per eseguire avvicinamenti e atterraggi sotto le minime della Categoria I con impianti di Categoria II e III, gli aeromobili devono essere opportunamente equipaggiati e certificati, e gli equipaggi devono essere abilitati. Da notare che con un impianto ILS I non è consentito effettuare un Autoland ovvero una procedura automatica di atterraggio. Per le II e III questo è permesso a condizione che tutti gli Autopilots siano funzionanti. NOTA : La categoria di impianto ILS è pubblicata sulle Approach Charts. IL LOCALIZER Il componente primario dell ILS è il cosiddetto Localizer che offre la guida laterale. Il localizer è una radiotrasmittente che opera in VHF come i radiotrasmettitori VOR però su frequenze comprese tra MHz e MHz con intervalli di 50 khz Fig.1 Il segnale emesso dal localizer consiste in effetti da due segnali modulati su due frequenze diverse che si incontrano in corrispondenza della centerline. Il lato destro, visto da un aereo in avvicinamento, è modulato a 150 Hz ed è chiamato area blu. Il lato sinistro è invece modulato a 90 Hz ed è chiamato area gialla (vedi figura 2). La sovrapposizione tra queste due aree fornisce il segnale per la giusta rotta. L ampiezza angolare del segnale può variare da un minimo di 3º fino a 6º in modo che presenti sempre una larghezza lineare di 210 metri (700 piedi) all attraversamento della soglia pista. L ampiezza angolare del segnale aumenta così che a 10 NM dalla trasmittente, il raggio è approssimativamente largo 1 NM. Ma vediamo come funziona : Il localizer in pratica concretizza il piano verticale passante per il prolungamento dell asse della pista (centerline) mediante la modulazione in ampiezza della portante dei due segnali radio 150 Hz e 90 Hz, rispettivamente a destra (area blu) e a sinistra del prolungamento stesso (area gialla), così da creare lungo di esso una zona di equisegnale. Fig.2 2

3 L aereo riceve questi segnali con un ricevitore generalmente accoppiato con il VOR che presenta un ago, detto Track Bar o TB, il quale viene azionato dal localizer tramite questa coppia di segnali. Quando l aereo è allineato con il prolungamento della centerline, il ricevitore capta i due segnali con la stessa intensità e pertanto il TB risulterà perfettamente allineato al centro dello strumento stesso. Nel IN VOLO 3 Quando una bandierina OFF appare di fronte all ago verticale, sta ad indicare che il segnale è troppo debole e, perciò, l indicazione dell ago risulta inattendibile. Un momentanea apparizione della bandierina OFF, o alcune brevi deviazioni della TB, o in alcuni casi entrambi, può accadere quando si presentano delle ostruzioni oppure quando un altro aereo in atterraggio si contrappone tra l antenna che emette il segnale e l aereo ricevente. TRACK BAR caso in cui l aereo fosse invece situato a sinistra o a destra del prolungamento dell asse pista (ovvero nella zona gialla o nella zona blu), il ricevitore di bordo capterà i due segnali con diverse intensità facendo deflettere o spostare la TB dal lato del segnale piu debole. Quando la TB è usata in congiunzione col VOR, bisogna fare attenzione perchè la piena deviazione dell ago sulla scala per il VOR corrisponde ad una deviazione pari a 10º su entrambi i lati. Invece quando lo stesso ago è usato come un indicatore di localizer di ILS, la deviazione completa dell ago sulla scala è approssimativamente 2.5º da entrambi i due lati. Questo significa che la sensibilità della TB è approssimativamente quattro volte più grande quando viene usata come un indicatore di localizer piuttosto che come indicatore di radiale VOR. Nella funzione localizer, la corretta indicazione della TB dipende dall aver selezionato la corretta direzione della pista sull OBS ed è infatti buona norma che il pilota metta un promemoria nella approach check list. IL GLIDE SLOPE Il Glide Slope o sentiero di discesa, fornisce al pilota la cosiddetta guida verticale. Il GS dell ILS è fornito da un trasmettitore di terra UHF con relativa antenna, operante su un range di frequenze che va da MHz to MHz, con intervalli di 50 khz tra ogni canale. Questo trasmettitore è posto a una distanza dalla soglia pista che puo andare da 750 fino a piedi (ft) ed è posto a lato della pista ad una distanza di 400/600 piedi (ft) dalla centerline. Generalmente questi apparati (GS) sono accoppiati ai Localizer nel senso che, quando si seleziona a bordo sulla Radio NAV la frequenza ILS del Localizer, automaticamente gli risulta accoppiata la corrispondente frequenza del Glide Slope. Allo stesso modo del Localizer, anche il segnale del Glide Slope consta in effetti di due segnali, modulati a 150 Hz e 90 Hz. Però a differenza del Localizer, nel GS i due segnali sono allineati l uno sopra l altro, 3

4 IN VOLO e si vengono a sovrapporre nella parte centrale che, in definitiva, è l area del sentiero di discesa. L ampiezza dell area di sovrapposizione dei due segnali è pari a 1,4 con una escursione quindi di 0,7 sopra il sentiero (inteso come sentiero ottimale) e con 0,7 al di sotto dello stesso. Ovviamente la pendenza del sentiero stesso può variare a seconda della conformazione del suolo e degli ostacoli a terra, in genere una pendenza del sentiero GS può oscillare da 2,5 a 3,0 a seconda dei casi. Come il localizer, anche il GS può captare dei falsi segnali. Questo però accade solamente al di sopra del sentiero di discesa ma mai al di sotto di esso. Comunque se si vola seguendo attentamente cio in grado di sapere quale è la corretta posizione dell aereo rispetto al sentiero di discesa (vedi figura). Come è stato detto all inizio, fanno parte di un sistema ILS anche i Markers Beacon e un sistema di illuminazione di avvicinamento. Vediamoli nel dettaglio. I MARKERS I cosiddetti ILS Markers, forniscono al pilota informazioni riguardanti la distanza dalla soglia pista identificando dei determinati punti lungo il tratto finale di avvicinamento. Questi, non sono altro che trasmittenti a bassa potenza (max 3W) che operano ad una frequenza di 75 MHz. Irradiano un raggio ellittico dal suolo diretto verso l alto (vedi figura 1 a pag.2). Ad un altitudine di 1,000 ft, le dimensioni del raggio sono 2,400 ft lungo e 4,200 ft largo. Ad altitudini più alte, le dimensioni aumentano significativamente. L Outer Marker (OM) o marker esterno, è posto ad una distanza dalla soglia pista che può variare da 3,5 NM a 6 NM comunque sempre entro 250 ft dal prolungamento della centerline. Questo segnale, in genere, interseca quello del Glide Slope ad una altezza di circa ft dal suolo. che viene riportato sulle carte approach charts, non si incorre in questo incoveniente. Il ricevitore del GS posto a bordo dell aereo è anch esso un ricevitore UHF che, nella moderna avionica presente ormai negli aerei, ha i controlli completamente integrati con il ricevitore VOR, in modo tale che la frequenza del Glide Slope viene sintonizzata automaticamente quando viene selezionata la frequenza del Localizer. Appena l apparato a bordo riceve il segnale del GS, viene immediatamente attivato l ago del Glide Slope e questo inizia a muoversi congiuntamente a quello del Localizer (TB). Come accade per il Localizer, anche in questo caso, il presentarsi di una bandierina OFF sta ad indicare che il segnale GS è debole e che quindi l indicazione non è attendibile. Nel momento in cui le due barre (TB e GS) sono perfettamente perpendicolari formando una croce al centro dello strumento, significa che l aereo è perfettamente allineato con il sentiero di discesa. In poche parole questo significa che il pilota in qualsiasi istante e con il solo ausilio di uno strumento, è L OM fornisce al pilota l indicazione del punto sulla rotta di avvicinamento in cui si intercetta il Glide Slope e quindi il punto iniziale del segmento finale dell avvicinamento. Il segnale dell OM è modulato ad una frequenza di 400 Hz, ovvero un tono basso ed udibile, con codice Morse continuo di due trattini al secondo. Il ricevimento di questo segnale ovvero la rilevazione dell outer marker viene fornita al pilota anche da un indicatore luminoso di colore Blu. Dove le condizioni geografiche pregiudicano il posizionamento di un marker esterno, può essere incluso come parte del sistema ILS, anche un DME in modo tale che il pilota riesca a stabilire la posizione corretta lungo il localizer. Nella maggior parte dei sistemi ILS comunque l OM è sostituito da un NDB. Il Middle Marker (MM) o marcatore medio è localizzato approssimativamente da 0,5 a 0,8 NM dalla soglia pista sul prolungamento della centerline. Questo marker attraversa il Glide Slope approssimativamente a ft sopra l elevazione della pista ed è posto in prossimità del punto di Missed Approach Point (MAP) per gli impianti ILS di I, ovvero il punto dove si interrompe la procedura di 4

5 IN VOLO 3 OM 1400 ft AGL ft AGL MM IM L Inner Marker (IM) o marcatore interno è invece posto in genere in prossimità della soglia pista (1000 ft) e corrisponde con il punto della DH relativamente agli avvicinamenti di II. 3,5-6 NM 0,5-0,8 NM Il Back Marker (BM) o marcatore posteriore, se è installato, normalmente è localizzato approssimativamente sul localizer e quindi ad una distanza da quattro a sei miglia dalla soglia di piano di scorrimento. avvicinamento strumentale su sistemi ILS di categoria I. Il segnale del MM è udibile da parte del pilota tramite una serie di punti-linea alternati con una frequenza di 1300 Hz ed è segnalato da una luce color ambra. IL SISTEMA DI ILLUMINAZIONE DI AV- VICINAMENTO Come gia ampiamente illustrato nel fascicolo n.2 dedicato ai sistemi di illuminazione aeroportuale, fanno parte dl Sistema ILS anche un Sistema di illuminazione di avvicinamento chiamato ALS (Approach Lighting System). Questo sistema (visibile in una sua tipica configurazione qui nell immagine a lato) è stato implementato per agevolare il pilota durante la fase di transizione da quelli che sono i riferimenti interni, quindi prettamente strumentali, a quelli esterni e quindi puramente visivi. Ovviamente sono molto di ausilio in condizioni quindi di scarsa visibilità dovuta ad avverse condizioni meteo oppure durante le ore notturne. GLI APPARATI DI BORDO Gli apparati ILS di bordo normalmente sono costituiti da un comune ricevitore VOR/LOC e da un ricevitore UHF del Glide Slope, entrambi collegati ad un unico indicatore, ovvero la lancetta verticale collegata al VOR/LOC, e la lancetta orizzontale collegata al ricevitore del Glide Slope. Quando si sintonizza una frequenza VOR il ricevitore del glide slope non si attiva e pertanto l indicatore orizzontale rimane nella sua posizione di riposo, e nell apposita finestrella comparirà la classica bandierina con le lettere GS o OFF. Quando invece l apparato viene sintonizzato su una frequenza ILS, questo funziona sempre come un normale VOR, con l aggiunta dell indicazione del sentiero di discesa. La lancetta verticale, infatti, è collegata al ricevitore del localizzatore, e si sposta 5

6 IN VOLO LOCALIZER PERFETTAMENTE ALLINEATI SUL SENTIERO DI DISCESA GLIDE SLOPE 6 quindi in modo da indicare la posizione del piano equisegnale che costituisce la guida di direzione; l indice orizzontale compie la stessa funzione rispetto al piano che costituisce la guida di planata. Per effettuare una corretta procedura di avvicinamento, occorre mantenere sempre entrambe le lancette al centro. La figura in basso mostra come l indicatore ILS abbia entrambi gli indicatori allineati al centro quando si trova esattamente sul sentiero di discesa (glide path), costituito dalla linea di intersezione fra il piano localizzatore ed il piano di planata. Quando l aereo è in avvicinamento lungo il front course, le indicazioni che il pilota riceve sono istintive, in quanto la posizione delle lancette rispetto al centro dello strumento corrisponde alla posizione dei piani verticale e orizzontale del sentiero di avvicinamento rispetto all aereo stesso. Le indicazioni del localizer sono antistintive quando l aereo è in avvicinamento lungo il back course. NOTE SULL USO DELL ILS I segnali radioelettrici ILS sono altamente direzionali e delimitano nello spazio settori di copertura ben definiti. Al di fuori dei settori suddetti, la corretta tecnica di condotta dell a/m per potersi portare sui segnali ILS validi prescrive l uso delle altre radioassistenze terminali disponibili (tecnica da utilizzare anche durante i vettoramenti radar). Ciò per evitare l esposizione ad irregolarità ed anomalie dei segnali (particolarmente in procedure di tipo II e III),con possibili errate interpretazioni degli stessi. All ILS, pertanto, va riservata la funzione di radioassistenza terminale. Come per altre radioassistenze aeronautiche di navigazione, i segnali irradiati da un impianto aeroportuale ILS sono garantiti entro aree nominali di copertura ben definite. Fuori di tali aree i segnali ILS possono essere inaffidabili anche se apparentemente accettabili (non compaiono gli avvisi flag alarm ). Ai fini dell affidabilità, sono anche da considerare le possibili anomalie di propagazione dei segnali e le interferenze, provocate da disturbi sia esterni (emissioni in radiofrequenza da sorgenti non aeronautiche) che interni all a/m (uso di dispositivi elettronici portatili non consentiti a bordo). Non possono essere escluse, infine, anomalie interne agli apparati di bordo tali da generare false indicazioni (non necessariamente segnalate da flag alarm ). Come esempio esplicativo, abbiamo preso una classica procedura ILS che è quella di Fiumicino Rwy 16R (vedi pagina seguente). Come si può vedere è una procedura ILS con accoppiato un DME in grado di fornire indicazioni sulla distanza dalla soglia pista. In corrispondenza del Middle Marker troviamo, come detto, l NDB. L entrata della procedura ILS, varia a seconda della provenienza. Da Nord-Nord Ovest è il VOR di Tarquinia; da Nord-Nord Est il VOR di Campagnano; da Sud invece o l NDB di Ciampino oppure Campagnano VOR a seconda delle indicazioni ricevute dal controllo. E sempre consigliabile intercettare per primo il localizer (in questo caso 163 ) e poi il Glide Slope che ci guiderà fino al contatto del carrello con la pista. In caso di mancato avvicinamento (il MAP è stabilito nelle vicinanze del MM marker) bisogna salire a 400 ft ed effettuare poi una piccola virata verso dx fino ad intercettare la radiale 193 di OST VOR. Proseguire poi la salita a 2000 ft entro le 9 NM dal VOR e la salita a 3000 ft fino a raggiungere il circuito di attesa posto a 19 NM dal VOR di Ostia. Flightsimulation.it

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