How fungerar ILS (Instrument Landing System)?

ILS arbetar med två komponenter, en lokaliserare och en glidflygning. Frekvenserna för lokaliseraren är mellan 108,1-111,95 MHz och glidlängden mellan 329,15-335,0 MHz. Dessa frekvenser är bärvågorna som moduleringen du nämner äger rum. En pilot berör endast lokaliseringsfrekvensen, eftersom navigeringsutrustningen känner till den parade glidlängdsfrekvensen för vilken lokaliseringsfrekvens som helst.

Utrustningen för sändning av signalerna är ganska väl beskriven i din fråga. Localizer-antennen sänder två lobar längs banans längd för några miles (vanligtvis 18 nm, men vissa flygplatser som LAX har ett mycket längre användbar avstånd). Glideslope-antennen sitter runt de 1000 ft touchdown-zonmarkörerna på landningsbanan, offset lite från banan. Den sänder sina egna två lobar centrerad runt en 3 graders sluttning (det kan variera med installationen). Glideslopen är i allmänhet användbar ca 10 nm från landningsbanan, men används vanligtvis inte så långt ut.

Utrustningen i planet som ansvarar för att använda denna signal kommer i några delar, en antenn, en radio och ett navigationsinstrument.

Lokaliseringssignalen mottas antennen som används för de normala navigeringssignalerna (VOR) och det kommer att finnas en extra antenn för glideslopsignalen. Dessa signaler går först till en navradio, vilken piloten använder för att välja lokaliseringsfrekvensen (eller en VOR-frekvens). Om en lokaliseringsfrekvens väljs kommer radion också att lyssna på en viss glidlängdsfrekvens.

Data från radion skickas sedan till vilket instrument du visar data på.

Det mest primitiva instrumentet är VOR-huvudet med glidlöpningstyp av nålarnavigeringsinstrument.

EttsteguppfråndetärenHSI,somärlitemerintuitivattflygaochharbättremöjligheteratthanteralokaliseringsbackkurser.

På övre änden har du elektroniska primära flygdisplayer som visar data på en CRT- eller LCD-skärm.

Basen för alla dessa följer två nålar som visas för piloten. En rör sig sida vid sida och spårar lokaliseraren, och den andra rör sig upp och ner och spårar glidbanan. Om båda dessa är centrerade är du mitt i både strålar och på kurs. Nålens position bestäms genom vilken sändarens lob mottas starkare än den andra. När båda lobarna tas emot lika kommer nålen att centreras.

För din sista fråga har piloten kontroll över flygplanet för hela tillvägagångssättet. ILS tar inte över flygplanet. Autopiloten kan vara slaved för att följa antingen lokaliseraren, eller både lokaliseraren och glidskytten, eller piloten kan lämna flygningen. I båda fallen är piloten dock i kontroll, inte ILS.

ILS kan användas i minst 10 mil från antennerna. På många flygplatser kommer du att spåra lokaliseringsdelen av signalen mycket längre ut än detta. Du kommer sluta använda ILS normalt vid 200 ft över marken, även om det finns speciella ILS-tillvägagångssätt med lägre minimihöjder som kräver särskild utrustning och träning. Majoriteten av ILS-tillvägagångssätt kräver dock att piloten observerar vissa visuella signaler innan de faller under 200 fot AGL.

För att lägga till lite mer detaljer på mottagarsidan och hur den används

Lokaliserings- och glidlöpssignalerna överförs på olika frekvenser ("bärarens" frekvens) och dessa filtreras ut för att lämna en blandning av 90Hz och 150Hz för var och en. 90 och 150 filtreras sedan separat.

Om du har mer än 90Hz än 150Hz är du för långt kvar på lokaliseraren eller för högt på glidlöpningen. Riktningsindikatorn är bara en visning av förhållandet mellan 90Hz och 150Hz. Ett 50% förhållande betyder bara rätt!

På din fråga om "hur länge?" kan ett gemensamt förfarande (det kan vara annorlunda för ett visst fält eller tillvägagångssätt) flyga mot lokaliserarens mittlinje och under glidbanan i en vinkel på cirka 30 grader att avlyssna lokaliseraren på ca 10 miles ut.

ATC kommer att vektor flygplanet till denna punkt (t ex Speedbird 93, descend and maintain 1500 feet, turn left heading 300 degrees. Cleared ILS approach 27L report established ). Autopiloten är vanligtvis i tillvägagångssätt vilket innebär att den kommer att fånga lokaliseraren, och i sin tur glidbanan och följa ILS nere.

När lokaliseraren fångas, kommer autopiloten att flytta flygplanet till mittlinjen och pilotrapporterna etableras tillbaka till ATC.

Det är normalt för att fånga lokaliseraren i en höjd som är lägre än glidskytten vid infångningsplatsen så att du kan fånga glidbanan nedanifrån. Detta är för säkerheten. Om du fångade glidskytten ovanifrån, kan det hända att flygplanet sänker sig genom glidskytten och sedan ut för att återta. Nedstigning under glidskytten, vid vad som kan vara hundratals fot per minut, är inte bra.

Slutligen kallas de flesta förfarandena för ett stabiliserat tillvägagångssätt (korrekt konfigurerad, efter ILS, snabbkorrigering, kontrolllistor komplett, inga stora avvikelser i kurs, höjd eller effektinställningar) med 1000 'eller gå runt. Många piloter, beroende på flygoperatörens rutiner och förhållanden, kommer att koppla bort autopiloten för de sista 1000 foten, ibland att ge övning till den första officeraren. Vissa flygplan rensas hela vägen (autoland) men det beror också på företagets verksamhet, besättningsmedlem och lokala förfaranden.

[EDIT] Jag slog medvetet ut övertonerna. Jag tänkte att jag bara hade en sida;)