Instrumentenlandesysteme (ILS)
Ein ILS wird verwendet, um ein Flugzeug bei schlechter Sicht zu landen. Dieses Funknavigationssystem führt das Flugzeug einen Abhang hinab zum Aufsetzbereich auf der Landebahn. Es werden mehrere Funkübertragungen verwendet, die einen exakten Landeanflug mit einem ILS ermöglichen. Ein Localizer gehört zu den Funkübertragungen. Es wird verwendet, um eine horizontale Führung zur Mittellinie der Landebahn bereitzustellen. Eine separate Gleitwegübertragung sorgt für eine vertikale Führung des Flugzeugs den richtigen Hang hinab zum Aufsetzpunkt. Kompass-Ortungsübertragungen für äußere und mittlere Anflugmarkierungsfeuer unterstützen den Piloten beim Abfangen des Anflug-Navigationshilfesystems. Markierungsbaken liefern Informationen zur Entfernung von der Landebahn. Zusammen machen all diese Funksignale ein ILS zu einem sehr genauen und zuverlässigen Mittel zum Landen von Flugzeugen.
Lokalisierer
Die Localizer-Sendung ist eine VHF-Sendung im unteren Bereich der VOR-Frequenzen (108 MHz–111,95 MHz) nur auf ungeraden Frequenzen. Zwei modulierte Signale werden von einem horizontal polarisierten Antennenkomplex hinter dem fernen Ende der Landebahn erzeugt. Sie erzeugen ein expandierendes Feld mit einer Breite von 2 1/2° (ca. 1.500 Fuß) 5 Meilen von der Landebahn entfernt. Das Feld verjüngt sich in der Nähe der Landeschwelle auf die Landebahnbreite. Die linke Seite des Anflugbereichs ist mit einer VHF-Trägerwelle gefüllt, die mit einem 90-Hz-Signal moduliert ist. Die rechte Seite des Ansatzes enthält ein 150 MHz moduliertes Signal. Der VOR-Empfänger des Flugzeugs ist auf die UKW-Frequenz des Lokalisierers abgestimmt, die auf veröffentlichten Anflugtafeln und Luftfahrtkarten zu finden ist.
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Die für den Standard-VOR-Empfang spezifische Schaltung ist inaktiv, während der Empfänger eine Localizer-Schaltung und Komponenten verwendet, die beiden gemeinsam sind. Die empfangenen Signale werden durch Filter geleitet und in Gleichstrom gleichgerichtet, um den Kursabweichungsanzeiger anzusteuern. Wenn das Flugzeug ein 150-Hz-Signal empfängt, schlägt der CDI des VOR/ILS-Displays nach links aus. Dies zeigt an, dass sich die Landebahn auf der linken Seite befindet. Der Pilot muss den Kurs mit einer Drehung nach links korrigieren. Dies zentriert die Kursabweichungsanzeige auf dem Display und zentriert das Flugzeug mit der Mittellinie der Landebahn. Wird das 90-Hz-Signal vom VOR-Empfänger empfangen, schlägt die CDI nach rechts aus. Der Pilot muss nach rechts drehen, um den CDI und das Flugzeug mit der Mittellinie der Landebahn zu zentrieren.
Gleitweg
Die vertikale Führung, die ein Flugzeug benötigt, um für eine Landung abzusinken, wird durch die Gleitbahn des ILS bereitgestellt. Funksignale leiten das Flugzeug in einem Winkel von etwa 3° zum Aufsetzpunkt auf der Landebahn. Die sendende Gleitwegantenne befindet sich an der Seite der Anflugbahn, etwa 1.000 Fuß von der Schwelle entfernt. Es sendet in einem keilförmigen Muster, wobei sich das Feld verengt, wenn es sich der Landebahn nähert.
Die Glideslope-Sendeantenne ist horizontal polarisiert. Der Sendefrequenzbereich ist UHF zwischen 329,3 MHz und 335,0 MHz. Die Frequenz ist mit der Localizer-Frequenz des ILS gekoppelt. Wenn der VOR/ILS-Empfänger auf den Anflug abgestimmt ist, wird der Glideslope-Empfänger automatisch abgestimmt. Wie der Localizer sendet der Glideslope zwei Signale, eines mit 90 Hz und das andere mit 150 Hz moduliert. Der Glideslope-Empfänger des Flugzeugs entschlüsselt die Signale ähnlich dem Verfahren des Localizer-Empfängers. Es treibt einen vertikalen Kursabweichungsanzeiger an, der als Gleitweganzeiger bekannt ist. Der Gleitweganzeiger arbeitet identisch zum Localizer CDI nur 90° dazu. Der VOR/ILS-Localizer-CDI und der Gleitweg werden zusammen auf der Art der Instrumentierung im Flugzeug angezeigt.
Die UHF-Antenne für den Flugzeugempfang der Gleitwegsignale gibt es in vielen Formen. Eine einzelne Dipolantenne, die in der Nase des Flugzeugs montiert ist, ist eine übliche Option. Antennenhersteller haben auch den Glideslope-Empfang in dieselbe Dipolantenne eingebaut, die für den VHS-VOR/ILS-Localizer-Empfang verwendet wird. Es werden auch Blattantennen verwendet. Die Abbildung zeigt ein VOR und einen Gleitwegempfänger für ein ILS eines GA-Flugzeugs.
Kompass-Ortungsgeräte
Es ist unbedingt erforderlich, dass ein Pilot in der Lage ist, das ILS abzufangen, um seine Verwendung zu ermöglichen. Ein Kompass-Ortungsgerät ist ein Sender, der für diesen Zweck entwickelt wurde. Normalerweise befindet sich eines am äußeren Markierungsfeuer 4 bis 7 Meilen von der Landebahnschwelle entfernt. Ein weiteres kann sich am mittleren Markierungsfeuer etwa 3.500 Fuß von der Schwelle entfernt befinden. Der äußere Markierungskompass-Ortungsgerät ist ein 25-Watt-NDB mit einer Reichweite von etwa 15 Meilen. Es sendet omnidirektionale NF-Funkwellen (190 Hz bis 535 Hz) aus, die mit den ersten beiden Buchstaben der ILS-Kennung verschlüsselt sind. Der ADF-Empfänger wird zum Abfangen des Ortungsgeräts verwendet, sodass keine zusätzliche Ausrüstung erforderlich ist. Wenn ein Mittelmarkierungs-Kompass-Ortungsgerät vorhanden ist, ist es ähnlich, wird jedoch mit den letzten beiden Buchstaben der ILS-Kennung identifiziert. Sobald er lokalisiert ist, manövriert der Pilot das Flugzeug, um den Gleitpfad hinunter zur Landebahn zu fliegen.
Markierungsbaken
Markierungsfeuer sind die letzten Funksender, die im ILS verwendet werden. Sie senden Signale, die die Position des Flugzeugs entlang des Gleitpfads zur Landebahn anzeigen. Wie bereits erwähnt, befindet sich ein äußerer Markierungssender 4–7 Meilen von der Schwelle entfernt. Es sendet eine 75-MHz-Trägerwelle, die mit einem 400-Hz-Audioton in einer Reihe von Strichen moduliert ist. Die Übertragung ist sehr eng und direkt nach oben gerichtet. Ein Marker-Beacon-Empfänger empfängt das Signal und verwendet es, um ein blaues Licht auf der Instrumententafel zum Leuchten zu bringen. Dies, plus der mündliche Ton in Kombination mit dem Lokalisierer und dem Gleitweganzeiger, ortet das Flugzeug sicher bei einem Anflug.
Es wird auch ein mittleres Markierungsfeuer verwendet. Es befindet sich im Anflug ungefähr 3.500 Fuß von der Landebahn entfernt. Es sendet auch mit 75 MHz. Die Übertragung der mittleren Markierung wird mit einem 1300-Hz-Ton moduliert, der aus einer Reihe von Punkten und Strichen besteht, um nicht mit dem Ganzstrich-Ton der äußeren Markierung verwechselt zu werden. Wenn das Signal empfangen wird, wird es im Empfänger verwendet, um ein bernsteinfarbenes Licht auf dem Armaturenbrett zum Leuchten zu bringen.
Einige ILS-Ansätze haben ein inneres Markierungsfeuer, das ein mit 3000 Hz moduliertes Signal nur in einer Reihe von Punkten sendet. Es wird am Land-or-go-around-Entscheidungspunkt des Anflugs in der Nähe der Landebahnschwelle platziert. Falls vorhanden, wird das empfangene Signal verwendet, um ein weißes Licht auf dem Armaturenbrett zum Leuchten zu bringen. Die drei Markierungsfeuerlichter sind normalerweise in das Audiopanel eines Flugzeugs der allgemeinen Luftfahrt integriert oder können in einem größeren Flugzeug unabhängig voneinander vorhanden sein. Flugzeuge mit elektronischer Anzeige enthalten normalerweise Markierungslichter oder Anzeigen in der Nähe der Gleitpfadanzeige in der Nähe der Fluglageanzeige.
ILS-Funkkomponenten können mit einem ILS-Testgerät getestet werden. Localizer-, Glideslope- und Marker Beacon-Signale werden generiert, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Empfänger und die korrekte Anzeige auf den Cockpit-Instrumenten sicherzustellen.
