Наземная система функционального дополнения

«III. Компетенция»

7. Управление осуществляет следующие полномочия в установленной сфере деятельности:

…

7.2. Участвует в обеспечении руководства функционированием Единой системы организации воздушного движения (далее — ЕС ОрВД), а также в осуществлении контроля за состоянием радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи (далее — РТОП и связи) в целях устойчивого и безопасного функционирования ЕС ОрВД.

…

7.6. Оказывает государственную услугу, с выполнением соответствующих организационных работ, по обязательной сертификации радиотехнического оборудования и оборудования авиационной электросвязи, используемых для обслуживания воздушного движения».

Из представленной выдержки вытекает, что УРТОП обладает полномочиями информирования пользователей АИП РФ об ограничениях и правилах применения некатегорированных РМС.

Ссылки на источники

1. Федеральные авиационные правила «Требования, предъявляемые к аэродромам, предназначенным для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов», утверждены приказом Минтранса России от 25.08.2015 г. №262.
2. Системы инструментального захода самолетов на посадку радиомаячные. Термины и определения. ГОСТ 26121-84.
3. ФАП «Радиотехническое обеспечение полетов воздушных судов и авиационная электросвязь в гражданской авиации». Утверждены приказом  Минтранса России от 20.10.2014 № 297.
4. Нормы годности к эксплуатации аэродромов экспериментальной авиации (НГЭА ЭА). Утверждены приказом Минпромторга РФ от 30.12.2009 №1215.
5. Приложение 10, Том I. Радионавигационные средства. Изд. 6. 2006, изм. 90.
6. Федеральные авиационные правила «Летные проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования гражданской авиации». Утверждены приказом Минтранса России от 18.01.2005 г. №1.
7. Федеральные авиационные правила «Требования к юридическим лицам, индивидуальным предпринимателям, осуществляющим коммерческие воздушные перевозки. Форма и порядок выдачи документа, подтверждающего соответствие юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, осуществляющих коммерческие воздушные перевозки, требованиям федеральных авиационных правил». Утверждены приказом Минтранса России 13.08.2015 г. №246.

1. История

Инструментальные системы посадки, основанные на радионавигационных принципах работы, в наиболее развитых странах начали разрабатывать в начале 1930-х годов. В США после успешных испытаний курсо-глиссадной системы Администрация Гражданской Авиации заключила договор на её установку к 1941 году в 6 аэропортах страны. В 1945 году США использовали КГС на 9 гражданских аэродромах и 50 военных. Созданная немцами в 1930-е годы КГС к 1938 году, помимо самой Германии, продавалась по всему миру и была установлена, в частности, в Дании, Швеции, Польше, Чехословакии, Венгрии, Австралии и Англии. Япония до войны разработала оптическую систему посадки для использования на авианосцах. Во Вторую мировую войну подобной системой на авианосцах обладали только японцы. В СССР первой серийной КГС была СП-50 (система посадки) 1950 года.

Description

An Instrument Landing System is a precision runway approach aid employing two radio beams to provide pilots with vertical and horizontal guidance during the landing approach. The localiser (LOC)provides azimuth guidance, while the glideslope (GS) defines the correct vertical descent profile. Marker beacons and high intensity runways lights may also be provided as aids to the use of an ILS, although the former are more likely nowadays to have been replaced by a DME integral to the ILS or one otherwise located on the aerodrome, for example with a VOR.

Figure 1. Localiser

The ILS LOC aerials are normally located at the end of the runway; they transmit two narrow intersecting beams, one slightly to the right of the runway centreline, the other slightly to the left which, where they intersect, define the «on LOC» indication (see Figure 1). Airborne equipment provides information to the pilot showing the aircraft’s displacement from the runway centreline.

Figure 2. Glide-slope

The ILS GS aerials are normally located on the aerodrome; they transmit two narrow intersecting beams, one slightly below the required vertical profile and the other slightly above it which, where they intersect, define the «on GS» indication (see Figure 2). Aircraft equipment indicates the displacement of the aircraft above or below the GS. The GS aerials are usually located so that the glide-slope provides a runway threshold crossing height of about 50 ft. The usual GS angle is 3 degrees but exceptions may occur, usually to meet particular approach constraints such as terrain or noise abatement.

If marker beacons are provided, they will be located on the ILS approach track at notified distances from touch-down (see Figure 2). Typically, the first marker beacon (the Outer Marker) would be located about 5 NM from touch-down while the second marker beacon (the Middle Marker) would be located about 1 NM from touch-down.

An approach may not normally be continued unless the runway visual range (RVR) is above the specified minimum. When an approach is flown, the pilot follows the ILS guidance until the decision height (DH) is reached. At the DH, the approach may only be continued if the specified visual reference is available, otherwise, a go-around must be flown.

Special categories of ILS approach are defined which allow suitably qualified pilots flying suitably equipped aircraft to suitably equipped runways using appropriately qualified ILS systems to continue an ILS approach without acquiring visual reference to a lower DH than the Category I standard of 200 feet above runway threshold elevation (arte) and do so when a lower reported RVR than the 550 metres usually associated with Category I:

• Category II permits a DH of not lower than 100 ft and an RVR not less than 300 m;
• Category IIIA permits a DH below 100 ft and an RVR not below 200 m;
• Category IIIB permits a DH below 50 ft and an RVR not less than 50 m;
• Category IIIC is a full auto-land with roll out guidance along the runway centreline and no DH or RVR limitations apply. This Category is not currently available routinely primarily because of problems which arise with ground manoeuvring after landing.

The special conditions which apply for Category II and III ILS operation cover aircraft equipment; pilot training and the airfield installations. In the latter case, both function, reliability and operating procedures are involved. An example of the latter is the designation of runway holding points displaced further back from the runway so as to ensure that aircraft on the ground do not interfere with signal propagation. Reliability requirements for Category II and III ILS include a secondary electrical power supply which should be fully independent of the primary one.

The transmission of ILS signals is continuously monitored for signal integrity and an installation is automatically switched off leading to the immediate display of inoperative flags on aircraft ILS displays selected to the corresponding frequency if any anomaly is detected. The reliability of this monitoring function is increased where approaches to minima lower than Category I are permitted and all ILS systems are subject to regular calibration flights to check that signals are being correctly transmitted. These checks only validate that the ILS is performing as intended and do not routinely investigate the indications which aircraft would receive if flown beyond signal validity.

It is very important to note that only a full ILS with LOC and GS signals is a precision approach. If only the LOC is transmitting then it can only support a Non-Precision Approach with increased minima, albeit this should be a lower minima than an equivalent VOR would enable.

Validity of ILS Guidance

An ILS is only valid if used within strict boundaries either side of the transmitted LOC and GS beams as documented on the corresponding AIPs Instrument Approach Procedure (IAP). From a pilot perspective, these limits are defined as Full Scale Deflection (FSD) of the deviation indication on the ILS displays in the flight deck, since once the deviation in respect of either the LOC or GS reaches FSD, it becomes impossible to know the extent of the deviation.

Because of this, pilots navigating their aircraft onto an ILS, whether from below the GS or above, have always been expected, when acquiring an ILS GS, to cross-check their range from touchdown against their indicated altitude/height and confirm that their aircraft is on the promulgated IAP GS.

6. Будущее

Развитие глобальной системы позиционирования, GPS, создало альтернативу традиционным средствам радионавигации в авиации. Однако сама по себе GPS, без вспомогательных средств, не достаточно точна́ даже в сравнении с КГС I категории. Рассматривались разные способы повышения точности: Wide Area Augmentation System (WAAS), её аналог Европейская служба геостационарного навигационного покрытия (EGNOS). Они могут предоставить навигацию соответствующую I категории.

Чтобы использовать GPS в условиях заходов по II и III категориям, требуется точность большая, чем у этих систем. Локальная наземная система (LAAS) пока что соответствует только I категории, разрабатывается, и системы II и III категорий могут включить её в себя. Эта техника, возможно, заменит КГС, хотя они, наверное, останутся в использовании как резервное средство на случай выхода из строя оборудования.

Европейская система Галилео также призвана давать достаточно точные данные, чтобы позволить выполнять автоматическую посадку.

Ограничения и альтернативы

Директорные системы в самолётах (системы, определяющие местоположение относительно глиссады и показывающие его на приборах) чувствительны к отражениям сигналов КГС, возникающим из-за присутствия разных объектов в её области действия, например, домов, ангаров, а находящиеся вблизи радиомаяков самолёты и автомобили могут создавать серьёзные искажения сигналов. Земля под уклоном, холмы и горы и другие неровности местности также могут отражать сигнал и вызывать отклонения показаний приборов. Это ограничивает область надёжной работы КГС.

Также для нормальной работы КГС в аэропортах приходится вводить дополнительные ограничения передвижения самолётов на земле, чтобы они не затеняли и не отражали сигналы, а именно увеличивать минимальное расстояние между самолётом на земле и ВПП, закрывать некоторые рулёжные дорожки или увеличивать интервал между посадками, чтобы севший самолёт успел уехать из проблемной зоны, и следующий садящийся самолёт не испытывал радиопомех. Это сильно снижает пропускную способность аэропортов, когда им приходится работать в сложных метеоусловиях по II и III категориям.

Кроме того, КГС может служить только для прямых заходов, поскольку линия равной интенсивности маяков всего одна. В то же время, во многих аэропортах сложная местность требует более сложного захода, как, например, в аэропорту Инсбрука.

В 1970-е годы в США и Европе были приложены большие усилия по разработке и внедрению микроволновой системы посадки (MLS). Она не испытывает проблем с отражениями и точно определяет местоположение самолёта не только прямо перед ВПП, но и в любой точке вокруг. Это позволяет выполнять по ней непрямые заходы, уменьшить интервалы безопасности и поэтому увеличить пропускную способность аэропорта в сложных метеоусловиях. Однако авиакомпании и аэропорты не решались инвестировать средства во внедрение этой системы. Появление GPS окончательно остановило прогресс в области МСП[источник не указан 2435 дней].

Принцип работы

КГС состоит из двух радиомаяков: курсового (КРМ) и глиссадного (ГРМ).

Антенная система КРМ представляет собой многоэлементную антенную решётку, состоящую из линейного ряда направленных антенн метрового диапазона частот с горизонтальной поляризацией. Для расширения рабочего сектора радиомаяка до углов ±35° часто используется дополнительная антенная решётка. Диапазон рабочих частот КРМ 108—112 МГц (используется 40-канальная сетка частот, где каждой частоте КРМ поставлена в соответствие определённая частота ГРМ). КРМ размещают за пределами взлётно-посадочной полосы на продолжении её осевой линии. Его антенная система формирует в пространстве одновременно две горизонтальные диаграммы излучения. Первая диаграмма имеет один широкий лепесток, направленный вдоль осевой линии, в котором несущая частота промодулирована по амплитуде суммой сигналов с частотой 90 и 150 Гц. Вторая диаграмма имеет два узких противофазных лепестка по левую и правую сторону от осевой линии, в которых радиочастота промодулирована по амплитуде разностью сигналов с частотой 90 и 150 Гц, а несущая подавлена. В результате сложения сигнал распределяется в пространстве таким образом, что при полёте вдоль осевой линии глубина модуляции сигналов 90 и 150 Гц одинакова, а значит разность глубин модуляции (РГМ) равна нулю. При отклонении от осевой линии глубина модуляции сигнала одной частоты растёт, а другой — падает, следовательно, РГМ увеличивается в положительную или отрицательную сторону. При этом сумма глубин модуляции (СГМ) в зоне действия маяка поддерживается на постоянном уровне. Бортовое пилотажно-навигационное оборудование измеряет величину РГМ, определяя сторону и угол отклонения воздушного судна от посадочного курса.

Антенная система ГРМ представляет собой в простейшем случае решётку из двух разнесенных по высоте направленных антенн дециметрового диапазона с горизонтальной поляризацией (решётка «0»). Диапазон рабочих частот ГРМ 329—335 МГц. ГРМ размещают со стороны, противоположной участку застройки и рулёжным дорожкам, на расстоянии 120—180 м от оси ВПП напротив зоны приземления. Удаление ГРМ от порога ВПП определяется таким образом, чтобы при заданном угле наклона глиссады опорная точка (точка над торцом ВПП, через которую проходит прямолинейная часть глиссады) находилась на высоте 15±3 м для радиомаячных систем посадки I и II категории и 15+3−0 м для систем III категории. Диаграмма направленности антенной системы ГРМ формируется в результате отражения радиоволн от поверхности земли, поэтому к чистоте зоны, непосредственно прилегающей к антенной системе ГРМ, предъявляются особые требования. Чтобы уменьшить влияние неровностей подстилающей поверхности на диаграмму направленности, а, следовательно, и искривления линии глиссады, используется антенная решётка из трёх вертикально разнесенных антенн (решётка «M»). Она обеспечивает пониженную мощность излучения под малыми углами к горизонту. ГРМ использует тот же принцип работы, что и КРМ. Его антенная система формирует в пространстве одновременно две вертикальных диаграммы излучения, с одним широким лепестком и с двумя узкими — выше и ниже плоскости глиссады (плоскости нулевого значения РГМ). Пересечение плоскости курса и плоскости глиссады даёт линию глиссады. Линию глиссады можно назвать прямой только условно, так как в идеальном случае она представляет собой гиперболу, которая в дальней зоне приближается к прямой, проходящей через точку приземления. В реальных условиях из-за неровностей рельефа местности и препятствий в зоне действия радиомаяков линия глиссады подвержена искривлениям, величина которых нормируется для каждой категории системы посадки.

Угол наклона глиссады (УНГ) примерно равен 3°, но может зависеть от местности. Чем меньше УНГ, тем удобнее садиться самолёту, так как ниже вертикальная скорость. В России в аэропортах, где местность не мешает низкому заходу, используется УНГ 2°40′. В горах или если глиссада проходит над городом, УНГ больше. Например, в аэропорту Новосибирск Северный, который находится близко к центру города, глиссада, проходящая над лесом, наклонена под углом 2°40′ (уклон 4,7 %), а заход со стороны города производится под углом 3°40′ (наклон 6,4 %, в 1,5 раза больше). В аэропорту города Кызыла, в горной местности, УНГ равен 4° (7 %).

КРМ
ВПП
ГРМ
ВПРМ
УНГ
БПРМ
ДПРМ
Сигнал PAPI

Значения других единиц, равные введённым выше

 открыть 

 свернуть 

Международная система (СИ)

Единицы:

мегаватт
(МВт)

 /
киловатт
(кВт)

 /
ватт
(Вт)

 /
вольт-ампер
(В-А)

 открыть 

 свернуть 

СГС и внесистемные единицы

Единицы:

гигакалорий в секунду

 /
килокалорий в секунду

 /
калорий в секунду

 /
гигакалорий в минуту

 /
килокалорий в минуту

 /
калорий в минуту

 /
гигакалорий в час

 /
килокалорий в час

 /
калорий в час

 /
котловая лошадиная сила
(hp(S))

 /
электрическая лошадиная сила
(hp(E))

 /
гидравлическая лошадиная сила

 /
механическая лошадиная сила
(hp(I))

 /
метрическая лошадиная сила
(hp(M))

 /
килограмм-сила метр в секунду
(кгс*м/с)

 /
джоуль в секунду

 /
джоуль в минуту

 /
джоуль в час

 /
эрг в секунду

 /
метрическая тонна охлаждения
(RT)

 /
фригория в час
(fg/h)

 открыть 

 свернуть 

Британские и американские единицы

Единицы:

американская тонна охлаждения
(USRT)

 /
британская термальная единица в секунду
(BTU/s)

 /
британская термальная единица в минуту
(BTU/min)

 /
британская термальная единица в час
(BTU/hr)

 /
фут фунт-сила в секунду
(ft*lbf/s)

 открыть 

 свернуть 

Естественнные единицы

В физике естественные единицы измерения базируются только на фундаментальных физических константах. Определение этих единиц никак не связано ни с какими историческими человеческими построениями, только с фундаментальными законами природы.

Единицы:

планковская мощность
(L²MT⁻³)

Компоненты

Курсовой и глиссадный маяки

Глиссадный радиомаяк в международном аэропорту Ганновер—Лангенхаген (HAJ)

Кроме навигационных сигналов, курсовой маяк передаёт свой идентификационный код, две или три буквы азбукой Морзе. Это позволяет пилоту или штурману удостовериться, что он настроился на нужную КГС, о чём обязательно сообщает экипажу. Глиссадный маяк не передаёт идентификационного сигнала. Существует возможность использовать приемник КГС на самолёте для получения сообщений от диспетчера.

В старых КГС курсовые радиомаяки менее направленно излучают сигнал, и его можно принимать также и позади маяка. Это позволяет ориентироваться хотя бы по курсу при заходе с обратной стороны (если на полосе стоит только одна КГС). Также существует опасность захвата паразитного лепестка и входа в ложную глиссаду. Ввиду этого экипаж воздушного судна осуществляет комплексное самолётовождение, что подразумевает наблюдение за работой одних навигационных систем с помощью других. Например, если при захвате ложной глиссады и снижении на высоту пролёта ДПРМ экипаж не отметил пролёта маркера, снижение обязательно прекращается, самолёт переводится в горизонтальный полет или набор высоты.

Курсовой радиомаяк (КРМ) представляет собой наземное радиотехническое устройство, излучающее в пространство радиосигналы, содержащие информацию для управления воздушным судном относительно посадочного курса при выполнении захода на посадку до высоты принятия решения. Антенна КРМ устанавливается на продолжении осевой линии ВПП на расстоянии 425—1200 м от ближнего торца ВПП со стороны противоположной направлению захода на посадку, боковое смещение антенны КРМ от продолжения осевой линии ВПП не допускается.

Глиссадный радиомаяк (ГРМ) представляет собой наземное радиотехническое устройство, излучающее в пространство радиосигналы, содержащие информацию для управления воздушным судном в вертикальной плоскости относительно установленного угла наклона линии глиссады при выполнении захода на посадку до высоты принятия решения. Антенна ГРМ устанавливается сбоку от ВПП на расстоянии 120—180 м от её оси и 200—450 м от торца ВПП со стороны захода на посадку.

Маркерные радиомаяки

Основная статья: Маркерный радиомаяк

Маркерные радиомаяки работают на частоте 75 МГц, излучая сигнал узким пучком вверх. Когда самолёт пролетает над маркерным маяком, включается система оповещения — мигает специальный индикатор на приборной панели и издаётся звуковой сигнал. Ближний и дальний маркерные маяки в отечественных аэропортах обычно устанавливаются вместе с приводными радиостанциями. Данные сооружения называются БПРМ (ближняя приводная радиостанция с маркером) и ДПРМ (дальняя приводная радиостанция с маркером) соответственно.

Дальний маркерный маяк

Дальний маркерный радиомаяк устанавливается на расстоянии 3,5 — 4 км от торца ВПП ± 75 м. В этой точке самолёт, двигаясь на высоте, указанной в схеме захода, (примерно 210—220 метров) должен проконтролировать работу КГС, текущую высоту полёта и продолжить снижение. Частота модуляции данного маяка — 400 Гц, а код модуляции представляет собой серию из двух «тире» кода Морзе.

Ближний маркерный маяк

Ближний маяк устанавливается в том месте, где высота глиссады обычно равна высоте принятия решения. Это соответствует удалению в 1050 ± 75 метров от торца полосы. Таким образом сигнализация пролёта данной точки дополнительно информирует пилотов, что они находятся в непосредственной близости от полосы и по-прежнему находятся на посадочной прямой. Частота модуляции данного маяка — 1300 Гц, а код модуляции — комбинация из шести точек и двух тире Азбуки Морзе.

Внутренний маркерный маяк

Внутренний маяк используется редко, устанавливается для дополнительного сигнала о проходе над торцом ВПП в условиях низкой видимости. Обычно это место, где самолёт достигает точки минимума по категории II КГС (примерно 10-20 м).

Мониторинг

Индикатор прибора слепой посадки ПСП-48

Любое отклонение в работе КГС от нормы сразу же влияет на приборы в самолёте, заходящем на посадку, и может привести к опасным отклонениям от правильного курса и высоты. Поэтому специальное оборудование следит за работой КГС и, если некоторое время (секунды) отклонение превышает норму, система выключается, и подаётся сигнал об аварии, либо система перестаёт передавать свой идентификатор и навигационные сигналы. В любом случае на приборах пилот увидит флажок, сообщающий о неработающей КГС.

При использовании КГС на аэродроме существуют специальные «зоны КГС». Руление воздушного судна в зоне излучения КГС возможно только при отсутствии на глиссаде другого воздушного судна, осуществляющего заход на посадку.