ILS Navegación Aérea por Precision

SISTEMA DE ATERRIZAJE POR INSTRUMENTOS (ILS)

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Para poder aterrizar con seguridad el avión en condiciones de vuelo visual (VFR), esto es, sin ninguna indicación instrumental de la posición del avión relativa a la senda de aproximación deseada, el piloto debe disponer al menos de una visibilidad horizontal de 3 millas con un techo de nubes no inferior a 1000 pies. Aunque la mayor parte de los aterrizajes se realizan en estas condiciones, un número significativo de ellos no; en consecuencia, si no fuese por las ayudas instrumentales al aterrizaje, se perdería una parte considerable de las ganancias debido a cancelaciones y desviaciones de vuelos.

Un método para ayudar a un piloto en la aproximación a un aeropuerto es el uso de un radar de aproximación de precisión (PAR) en que el controlador de tráfico, teniendo el avión "en el radar", puede suministrar un guiado por comunicaciones de radio en VHF. El método alternativo es disponer instrumentación en la cabina para proporcionar al piloto información direccional que, si se sigue, haga que el avión realice un descenso y toma con precisión y seguridad. Este último, que puede complementarse/controlarse mediante un PAR, es el método que ahora nos ocupa.

El primer ILS se remonta a antes de la segunda guerra mundial; constituyendo un ejemplo el equipo Lorenz alemán. Durante esa guerra se desarrolló e hizo estándar el ILS actual en Estados Unidos. El sistema básico ha permanecido sin cambios hasta hoy, pero ha ganado en precisión y fiabilidad, dando como resultado una disminución en las condiciones de visibilidad mínimas para el aterrizaje.

La OACI ha definido tres categorías de visibilidad, la tercera de las cuales se subdivide a su vez. Todas las categorías se definen en términos de alcance visual de pista (RVR) (definido en el Anexo 14 de OACI) y, excepto la Categoría III, de altura de decisión (DH) cero, por debajo de la cual el piloto debe tener contacto visual con la pista o realizar un aterrizaje frustrado.

Las diversas categorías se definen en la siguiente Tabla, donde se dan los estándares en metros. A veces a las categorías III A y B se les llama "de visión de tierra" y "de visión de rodaje".

El equipo ILS se categoriza usando los mismos números romanos de acuerdo con sus capacidades operativas. Por tanto, si la ayuda ILS es de categoría II, el piloto debe ser capaz de hacer aterrizar el avión en las condiciones que corresponden a las que se establecen en la Tabla anterior. Una extensión obvia de la idea de que el piloto guíe manualmente el avión sin referencia visual externa es el piloto automático, que guía el avión de acuerdo con señales del ILS (y otros sensores incluyendo el radioaltímetro), esto es, el aterrizaje automático.

PRINCIPIOS BÁSICOS

La senda de aproximación correcta a una pista queda definida mediante haces de radio direccionales, modulados de modo que permitan al equipo de a bordo identificar el centro de los haces. Además, una serie de haces direccionales verticales permiten medidas puntuales de la distancia a recorrer en aproximación.

El sistema total está formado por tres partes, cada una con un transmisor en tierra y un receptor y procesador de señal en el avión. La orientación lateral la suministra el localizador para rumbo frontal; la senda de planeo suministra orientación vertical para el rumbo frontal solamente mientras las balizas realizan medidas de distancia, o esté asociado al ILS un DME (Distance Measurement Equipment).

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                                Figura 3.20 - ILS

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                                    Figura 3.21 – Ubicación subsistemas ILS

LOCALIZADOR

Se dispone de cuarenta canales espaciados 50 kHz en la banda de 108,10 a 111,95 MHz usando sólo aquellas frecuencias en que sean impares las décimas de MHz; así, por ejemplo, 108,10 y 108,15 MHz son canales del localizador mientras que 108,20 y 108,25 no lo son (estos son canales VOR).

La cobertura del radiofaro será normalmente como se muestra en las zonas sombreadas en la siguiente figura, pero las características topográficas pueden imponer una cobertura restringida, por lo que el sector de ± 10° puede reducirse a un alcance de 18 millas náuticas.

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                                      Figura 3.22 – Cobertura ILS

Los transmisores suelen tener potencias del orden de 50 vatios de potencia, para conseguir un alcance de 25 millas y alimentan a un sistema de antenas de polarización horizontal, generalmente formado por dipolos, en cantidad variable, pero que suele ser de 12, 16 ó 24.

El sistema funciona bajo los principios de “modulación espacial”, es decir, que la modulación es diferente en diferentes puntos del espacio, y “referencia cero”, es decir, que la trayectoria de guiado está fijada por un cero de un diagrama de radiación

El localizador establece un patrón de irradiación en el espacio que proporciona una señal de desviación en el instrumental del avión cuando la aeronave se desplaza lateralmente desde el plano vertical que contiene el eje de la pista.

Esta señal de desviación impulsa la aguja izquierda-derecha del instrumento de a bordo CDI (Course Deviation Indicator) y puede ser conectado al sistema de control de vuelo (piloto automático) para un aterrizaje automático.

Para formar el rumbo del localizador, se genera una portadora de RF en el transmisor, la cual se modula en amplitud modulada (AM) con tonos 90 Hz y 150 Hz, de modo crear bandas laterales de igual amplitud ubicados 90 Hz y 150 Hz por encima y por debajo de la frecuencia portadora.

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