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Documentación deEntrenamiento Pista Libre

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SISTEMA DE ATERRIZAJEPOR INSTRUMENTOS

Nociones Básicas ySu Aplicación a Flight Simulator

Daniel Candal – Fundamentos TeóricosEugenio Grigorjev – Referencias de NavegaciónPara Pista Libre y Aerolíneas Argentinas Virtual

EL SISTEMA DE ATERRIZAJE POR INSTRUMENTOS - ILS

PARTE IDescripción

El sistema ILS (Instrument Landing System) fue desarrollado para dar una ayuda precisa alpiloto para realizar el aterrizaje. El objetivo era desarrollar un sistema sencillo de interpretary a la vez útil.Este sistema proporciona al piloto la siguiente información:

a) Posición con relación a la prolongación del eje de pistab) Posición con relación a una senda de descenso ideal a la que se llama senda de planeo

Toda esta información es proporcionada por un numero de transmisores VHF que emitenseñales desde antenas en forma de haz de anchura controlada (equipo de tierra). Estainformación es recibida por el avión y enviada al equipo de ILS el cual es un indicadorsemejante al VOR pero con la adición de una aguja horizontal que da información de lasenda de planeo (equipo de a bordo).

Equipo de tierra:

El equipo de tierra consta de las siguientes unidades,

a) Un transmisor del localizador que esta situado en el extremo opuesto de la pista a laque sirve, lo cual comprende una cantidad de antenas que emiten 2 señales en labanda de 108 a 112 MHz en decimales siempre impares. Estas señales se emiten a laizquierda de la pista en un tono de 90 ciclos y a la derecha de la pista en un tono de150 ciclos y estas dos señales se juntan para formar un haz de 5º con el centro a lolargo del eje de la pista. El objetivo es que un avión que se encuentra sobre el centro delhaz (alineado a la pista) recibirá los tonos de 90 y 150 ciclos con la misma intensidadlo que hará que la aguja vertical del ILS este centrada. Si el avión se encuentradesplazada hacia cualquiera de los lados esto hará que se reciba con mas intensidaduna señal que la otra y esto se vera reflejado en la aguja que estará desplazada hacia laderecha o izquierda. Este localizador a diferencia del VOR tiene solo un alcance de 25millas náuticas y 10º hacia cada lado de la línea central.

b) Un transmisor de trayecto de descenso que se encuentra situado a un lado de la pista ya unos 1000 pies de la cabecera de la pista para la cual se utiliza el cual emite dosseñales en la banda de UHF en 20 puntos de frecuencia desde 329.3 a 335 MHz conseparaciones de 300 kHz. El objetivo de utilizar banda UHF es que el equipo sea maspreciso. Esta frecuencia no es necesario sintonizarla ya que se sintonizaautomáticamente al sintonizar la frecuencia del localizador. Las ventajas son que seactivan dos receptores con un solo interruptor, la selección de las frecuencias es másrápida y fácil ya que no hay que buscar 2 frecuencias, se evitan errores y no se necesitaidentificación separada. Este al igual que el localizador emite dos señales, la de la partesuperior del haz de 90 ciclos y la de la parte baja de 150. Las dos señales se juntanformando un haz de unos 3º de profundidad y el avión que se encuentra situado dentrodel haz recibirá las dos señales con la misma intensidad por lo que la aguja horizontalestará centrada ya que el avión se encuentra en el trayecto de bajada. Este nivel dedescenso puede variar de un aeropuerto a otro por razones geográficas u operativas.

Fig.1 – Transmisor de “senda de planeo”.

c) Balizas del ILS las cuales sirven para informar al piloto sobre su avance hacia la pista.Normalmente se instalan 2 o 3 radiofaros a lo largo de la línea central prolongada Estasbalizas operan en frecuencia de 75 MHz y emiten señales en forma vertical a través deuna antena en un haz muy estrecho hasta una altura calibrada de 3000 pies. Lasbalizas emiten una señal con sonido que va relacionado con la posición de la misma, loque permite al piloto reconocer la señal mediante el equipo de a bordo. Las balizas sonla exterior (OM), la intermedia (MM) y la interior (IM). La baliza exterior generalmentese encuentra a 4 NM de la cabecera, la intermedia a unos 3500 pies y la interna a unos250 pies. Estas distancia pueden variar de un aeropuerto a otro pero mas o menos seencuentran en ese rango.

Fig. 2 – Balizas marcadoras asociadas.

Equipo de a bordo:

Para poder utilizar el sistema del ILS el avión deberá constar de lo siguiente:

a) Receptor del localizador, que aprovechando que transmite en la banda de 108 a 112MHz es común incluir estas frecuencias en el receptor NAV de manera que un soloequipo agregando solo una aguja horizontal pueda utilizarse como VOR y como ILS. Estaaguja es inoperante cuando el equipo se utiliza como VOR.

b) Receptor de la senda de planeo que aunque es un receptor totalmente independiente, esnormal que se encuentre junto con el receptor del localizador. Al encender el receptorNAV y seleccionar la frecuencia del ILS, automáticamente se pone en marcha el receptorde la senda de planeo sin tener que poner a mano la frecuencia de la misma.

Fig. 3 – Equipo de abordo.

c) Receptor de balizas que solo responde a transmisiones en 75 MHz. Generalmente secontrola mediante un mando independiente. Algunos equipos tienen un mandoHIGH/LOW que lo que hace es alterar la sensibilidad del receptor y de hecho ajusta laanchura de la baliza marcadora para compensar la altura del avión cuando este pasasobre ella. Las señales de las balizas proporcionan al piloto dos clases de señales deaviso,

1) Una señal sonora que aumentara de volumen al acercarse el avión a la baliza2) El destello de una luz indicadora de baliza, que se produce al mismo tiempo que

se produce el sonido. Una luz azul para la baliza externa, una luz ámbar para laintermedia y una blanca para la interna.

Fig. 4 – Equipo de abordo – Señal de balizas marcadoras.

d) Indicador del ILS que consta de dos agujas, una de ellas se mueve de izquierda aderecha de acuerdo con las señales del localizador y la otra de desplaza de arribahacia abajo dando información sobre la senda de planeo. Las 2 agujas quedan enposición de centrado cuando el equipo esta apagado o no recibe señales o cuando elavión esta en la línea central del localizador y del trayecto de descenso. A su vez comomedida de seguridad en caso de falla del equipo o si el avión se encuentra fuera delalcance de los transmisores aparecerá una bandera de (sin señal o no señal) junto a laaguja afectada.

Categorías de ILS

En un principio el ILS fue construido para proporcionar un sistema de aterrizajes a ciegaspero no consiguió plenamente su propósito pero si se convirtió en un equipo de gran ayuda.A medida que la aviación civil fue progresando lo mismo sucedió con el ILS. A medida quefue progresando la mejora se fue estableciendo un sistema de categoría para definir lacapacidad de cada ILS en particular. Estas categorías se llaman Categorías defuncionamiento de la instalación ILS y se definen de la siguiente manera:

a) Categoría I - ILS capaz de proporcionar una guía precisa desde el limite de coberturahasta una altura de 200 pies por encima del punto de referencia ILS.

b) Categoría II - ILS capaz de proporcionar una guía precisa desde el limite de coberturahasta un a altura de 50 pies por encima del punto de referencia ILS.

c) Categoría III – ILS capaz de proporcionar una guía precisa desde el limite de coberturahasta la superficie de la pista.

Con esto quedo solucionado el problema del equipo de tierra pero esto no servia para nadasi el equipo de a bordo no reproducía la información obtenida de una manera fiel y fiablepor lo que también se hicieron mejoras en estos.En la actualidad con la tecnología de a bordo controlados por computadoras, un aviónpuede ser certificado a una categoría apropiada de la siguiente clasificación:

a) Categoría I - operación hasta altura de decisión de 200 pies con RVR (distancia visual dela pista) de 800 metros.

b) Categoría II - operación hasta por debajo de mínimos, altura de decisión entre 200 y100 pies con RVR entre 800 y 400 metros.

c) Categoría IIIA – operación hasta la superficie de la pista con RVR de 200 metros.

d) Categoría IIIB - operación hasta la superficie de la pista con RVR de 50 metros.

e) Categoría IIIC - operación hasta la superficie de la pista y accesos sin referencia visualexterna.

PARTE II

REALIZACIÓN DE UNA APROXIMACIÓN ILS

La “pendiente de planeo” de un ILS tradicional tiene un ángulo de unos 3º. Esto implica queuna aproximación comenzará normalmente a unas 10 millas nauticas de la cabecera (puntode toma de tierra), y a unos 3000 pies de altura sobre el terreno (AGL).

Una aproximación ILS consiste básicamente en dos maniobras similares a una maniobraVOR tradicional, sólo que una de ellas será “horizontal”.

Generalmente la maniobra se realiza interceptando primero la señal “vertical” (localizador) yque se realiza exactamente igual a una maniobra de incorporación a un radial determinado,teniendo en cuenta las siguientes particularidades:

1) El localizador emite una sola señal (es como si fuera un solo radial), y por lo tanto elselector OBS no será funcional. El CDI marcará la desviación independientemente delradial selectado en el OBS. (No obstante, se selectará el rumbo de pista, para facilitar lalectura, especialmente en los equipos que cuentan con HSI).

2) La desviación máxima del CDI en modo ILS será de 5º en lugar de 10º como en el VOR.Por lo tanto la sensibilidad es mayor (el doble), de modo que las correcciones deberánser mucho menores a las equivalentes al VOR (la mitad).

3) Las correcciones laterales se deben realizar suavemente y con poco alabeo (inclinaciónlateral).

Normalmente una vez interceptado el localizador, la “senda de planeo” (Glide Path, GP, osimplemente “glide”) queda “por encima” de la aeronave (indicador señalando hacia arriba).Simplemente navegaremos en vuelo recto y nivelado, manteniendo el CDI centrado,mientras vigilamos el acercamiento del “GP”.

Cuando interceptamos el GP, cambiaremos el modo de navegación, de mantener una altura,a mantener un régimen de descenso. Es importante practicar mantener un régimen dedescenso constante, para dominar la maniobra durante una aproximación real.

Fijaremos nuestro régimen de descenso de acuerdo a nuestra velocidad y el ángulo del ILS,de acuerdo a la siguiente tabla aproximada:

grad 2.5 2.75 3 3.25 3.5KIAS FPM FPM FPM FPM FPM

60 269 296 323 350 37770 314 346 377 409 44080 359 395 431 467 50390 404 444 485 525 566

100 449 494 539 584 629110 494 543 592 642 691120 538 592 646 700 754130 583 642 700 759 817140 628 691 754 817 880150 673 741 808 875 943160 718 790 862 934 1006170 763 839 916 992 1069

180 808 889 970 1051 1132190 853 938 1023 1109 1194200 897 987 1077 1167 1257210 942 1037 1131 1226 1320220 987 1086 1185 1284 1383230 1032 1135 1239 1342 1446240 1077 1185 1293 1401 1509250 1122 1234 1347 1459 1572260 1167 1284 1400 1517 1634270 1212 1333 1454 1576 1697280 1256 1382 1508 1634 1760290 1301 1432 1562 1692 1823300 1346 1481 1616 1751 1886

Esta tabla es aproximada y debe recordarse esto. Este régimen será una primeraaproximación, al “ideal” de descenso, y se ajustará posteriormente de acuerdo a lademanda que nos indique el instrumento.

Correcciones Verticales

a) Si la aguja de demanda de descenso se va hacia arriba, NO “IREMOS A CAZARLA” unavez en la senda, NO SE ASCENDERÁ SALVO QUE SE INICIE LA APROXIMACIÓNFRUSTRADA.

Simplemente reduciremos nuestro régimen de descenso de acuerdo a la separación quetengamos respecto del “glide path”. Si la separación es grande (más de 2 puntos haciaarriba), procederemos a nivelar nuevamente (régimen de descenso en cero) aplicandopotencia, hasta que se centre nuevamente.

Debemos estar atentos para efectuar las correcciones ni bien se presenten, y siempreesperaremos la respuesta, que no es instantánea.

Cuando la aguja esté centrada nuevamente, restableceremos el régimen de descenso con lacorrección necesaria (modificaremos ligeramente, de a 50 pies) y veremos el resultado.

b) Si la aguja de demanda de descenso se va hacia abajo, debemos INCREMENTAR elrégimen de descenso. Aumentaremos de a 50 pies por minuto, y veremos el resultado. Si laaguja permanece marcando hacia abajo y no tiende a acercarse incrementaremos un pocomás, hasta que la aguja comience a centrarse lentamente. Hay que saber esperar y estardispuestos a realizar una aproximación frustrada. NUNCA AUMENTAR EL RÉGIMEN DEDESCENSO A VALORES SUPERIORES A 1000 PIES POR MINUTO. Es preferible hacer unnuevo intento de aproximación, a no poder hacer ningún intento nunca más.

Cuando la aguja esté centrada nuevamente, restableceremos el régimen de descenso con lacorrección necesaria.

BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS

Manuel de vuelo Instrumental de W.K. Kershner Editorial Paraninfo ISBN: 84-283-1307-5(edicion española) Deposito legal M. 14282 1984

Radionavegacion para pilotos de A.E. Bramson y N.H. Birch Editorial Paraninfo, ISBN: 84-283-1351-2 (edicion española), Deposito legal M. 38793 1984

Sistemas de navegacion aerea de R.A. Escuer y J.R. Aragoneses Manso, EditorialParaninfo, ISBN: 84-283-1255-9, Deposito legal M. 273 1983