ILS

ILS

Definición

El ILS (del inglés Instrument Landing System) es un sistema de ayuda a la aproximación y aterrizaje basado en tierra, que da indicación de alineación con el eje de pista y de senda de planeo hacia la zona de toque de la misma.

En una carta aeronáutica, se lo puede reconocer con el siguiente símbolo:

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Es importante resaltar que el ILS, como todo sistema, está conformado por varios subsistemas que se relacionan o se complementan entre sí. Los dos principales dos subsistemas son los que proporcional la guía lateral y vertical. El primero es denominado Localizador, comúnmente abreviado como LOC o LLZ (en inglés Localizer), mientras que el segundo es la Senda de planeo, más conocido por sus denominaciones en inglés: Glide Slope (GS) en EEUU o Glide Path (GP) según OACI, generalmente acoplado con un DME.

Principio básico de funcionamiento:

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El conjunto de antenas direccionales transmisoras de la señales para el LOC, está situado generalmente a  300 metros de la cabecera opuesta de la pista asistida. De manera muy simplificada, se puede decir que esta señal, cuya frecuencia portadora está comprendida entre los 108.100 y los 111.975 MHz (primer decimal impar), es transmitida direccionalmente con dos modulaciones en amplitud (AM) diferentes, una a 150 y otra a 90 Hz, formando dos lóbulos simétricos con respecto al eje de la pista.

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La transmisión del LOC asegura una cobertura lateral de hasta 35° a cada lado del eje de pista a una distancia de 10 NM, y de 10° a cada lado del eje a una distancia mínima de 18 NM, tal como se observa en el siguiente gráfico.

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La señal de GP es transmitida desde una antena situada lateral a la pista, a unos 300 metros desde el comienzo de la pista asistida. La señal de GP es transmitida mediante una portadora cuyo rango de frecuencia está comprendido entre los 328.6 y los 335.4 MHz. Con la misma lógica que el LOC, la señal de GP también está modula con dos modulaciones distintas de 90 y 150 Hz. en AM, siendo transmitida direccionalmente que forman dos lóbulos simétricos con respecto a una línea ideal, cuya pendiente hacia la zona de toma de contacto de la pista es de entre 2.5° y 3.5°. El alcance de dichas señales deben ser de 10 NM como mínimo.

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Cada frecuencia de LOC, tiene una frecuencia asociada de GP, las cuales se pueden observar en al siguiente tabla:

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Es así como al selectar la frecuencia de LOC en el equipo NAV del avión, el mismo también sintoniza automáticamente la frecuencia de GP, no siendo posible una selección manual a cargo del piloto.

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El equipo NAV compara, tanto para el LOC como para el GP, la “cantidad de señal” modulada en 90 y 150 Hz, pudiendo determinar la posición con respecto  a los ejes de simetría lateral y vertical.

El equipo NAV muestra la posición relativa con respecto a los ejes ideales de localizador y senda de planeo en dos instrumentos: el un HSI y/o en un CDI.

Componentes complementarios

Balizas Marcadoras: las balizas marcadoras, generalmente conocidas por su nombre en inglés Marker Beacon, son balizas utilizadas para permitir conocer la distancia restante hacia la pista, dando al piloto un aviso visual y sonoro, posibilitando a su vez realizar el control cruzado distancia versus altitud en la aproximación. Estas balizas, cuya frecuencia son de 75 MHz, trasmiten un haz de señal casi vertical, por lo que solo se tiene marcación si se está prácticamente encima de ellas. Como complemento a un ILS, pueden estar instaladas desde 1 a 3 balizas, que de acuerdo a la distancia que están colocadas desde la pista, se denominan OM (del inglés Outer Marker), entre 4 y 7 NM, MM (del inglés Middle Marker) entre 0.6 y 1.0 NM e IN (del inglés Inner Marker) entre 60 y 100 metros antes del umbral de pista.

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Localizador de balizas marcadoras.

Los localizadores de balizas marcadoras, llamados “Compass Locator” son balizas NDB de baja potencia (inferior a los 25 Watts), que pueden ir instaladas junto a las marker beacon OM y MM.

Cada una de estas balizas NDB tienen una frecuencia propia de entre 200 y 400 KHz. Cuando son parte del sistema ILS, son denominadas LOM (baliza externa ubicada junto a OM) y LMM (baliza intermedia ubicada junto a MM). Su sintonización se realiza a través del ADF del avión, siendo su marcación (al igual que cualquier otro NDB), representada en el RMI.

Nota: si no están denominadas de esta manera (LOM y LMM), no son parte del sistema ILS, como por ejemplo las balizas marcadoras de eje de pista LO y LI.

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DME

En la práctica, todos los ILS cuentan con un equipo medidor de distancia DME, asociado a la senda de planeo, cuya ausencia imposibilita realizar una aproximación de precisión.

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Además de la distancia, el DME también proporciona información de velocidad sobre el terreno (Ground Speed), siendo esta información especialmente útil para predecir el régimen de descenso aproximado a mantener durante la aproximación.

Al igual que sucede en un DME asociado a un VOR, las distancias indicadas son oblicuas, pero tratándose de alturas menores, la diferencia entre la distancia oblicua y la real es despreciable.

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Luces de aproximación y balizamiento de pista.

Todo ILS requiere necesariamente de al menos un sistema de balizamiento de pista, independiente que la operación sea de día. En las imágenes a continuación se pueden observar distintas condiciones meteorológicas de aproximación final, comprobando  la importancia del balizamiento. De izquierda a derecha, se observa una aproximación final en una condición visual, instrumental diurna, instrumental nocturna e instrumental nocturna con cero visibilidad.

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Las luces se pueden agrupar en tres tipos o categorías diferentes, las cuales se conocen generalmente por sus abreviaturas en inglés.

  • Sistemas de iluminación de aproximación.
    • ALS – Approach Lighting System.
    • PAPI – Precision Approach Path Indicator.
    • VASI – Visual Approach Slope Indicator.
  • Sistemas de iluminación de pista.
    • REIL – Runway End Identifier Lights.
    • RELS – Runway Edge Light Systems.
    • RCLS – Runway Centerline Lighting System.
    • TDZL – Touchdown Zone Lights (TDZL).
  • Sistemas de iluminación de calles de rodaje.
    • Taxiway Centerline Lead-Off Lights.
    • Taxiway Centerline Lead-On Lights.
    • Land and Hold Short Lights.
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Categorías de ILS

Los sistemas ILS se clasifican en categorías, de acuerdo a los mínimos de visibilidad y techo de nubes con los que se puede operar, de acuerdo al siguiente detalle:

  • Categoría I  (CAT I): aproximación y aterrizaje de precisión por instrumentos con  una altura de decisión no inferior a 60 metros (200 pies) y con una visibilidad no inferior a 800 metros, o un alcance visual en la pista no inferior a 550 metros.
  • Categoría II (CAT II): aproximación y aterrizaje de precisión por instrumentos con una altura de decisión inferior a 60 metros (200 pies), pero no inferior a 30 metros (100 pies) y con un alcance visual en la pista no inferior a 350 metros.
  • Categoría III:
  • (CAT III A): aproximación y aterrizaje de precisión por instrumentos hasta una altura de decisión inferior a 30 metros (100 pies), o sin limitación de altura de decisión; y con un alcance visual en la pista no inferior a 200 metros.
  • (CAT III B): aproximación y aterrizaje de precisión por instrumentos hasta una altura de decisión inferior a 15 metros (50 pies), o sin limitación de altura de decisión; y con un alcance visual en la pista inferior a 200 metros, pero no inferior a 50 metros.
  • (CAT III C): aproximación y aterrizaje de precisión por instrumentos sin altura de decisión ni limitaciones en cuanto al alcance visual en la pista.

En el siguiente gráfico, se concentra toda la información referente a los requerimientos para cada una de las categorías de ILS:

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La información referente a la categoría de un ILS para un aeródromo dado, se puede obtener de la Publicación de Información Aeronáutica (AIP), en la parte AD – Aeródromos. A modo de ejemplo, podemos observar toda la información relacionada a los dos ILS instalados en el Aeropuerto Internacional de Ezeiza, uno para la pista 11 y otro para la pista 35. Vemos como además de la categoría, también disponemos de información relacionada a la frecuencia, identificación, coordenadas de las antenas, ángulo de descenso del GP, y también la cantidad y tipo de balizas o marcadores instalados.

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Instrumentos ó indicadores de a bordo

Para “volar un ILS” debemos contar necesariamente con un HSI o con un CDI como mínimo. En alguno de estos instrumentos se podrá observar la desviación lateral con el eje de pista, y la desviación vertical con respecto a la pendiente de aproximación.

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En estos ejemplos, se observa que para ambos casos la aeronave se encuentra a la derecha del eje de pista y por debajo de la pendiente de aproximación.

También será necesario contar con un indicador de balizas marcadoras, las cuales darán el aviso visual y sonoro cuando el avión las sobrevuele. La indicación visual se da a través del encendido de luces en un “semáforo”, siendo la luz AZUL la que corresponde a la baliza OM, la luz ÁMBAR la que corresponde a la baliza MM, y la luz BLANCA cuando se sobrevuela la IM.

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El otro indicador necesario es el DME, que como se dijo anteriormente, es sintonizado automáticamente por el equipo NAV del avión. Es mismo dará indicación de distancia a la zona de toma de contacto, ya que la antena del DME estará ubicada en la misma posición que la antena del GP.

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Por último, para poder tener marcación de los localizadores de balizas marcadoras “compass locator”, es necesario que el avión posea ADF, siendo la información representada en un RMI.

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Tipo de aproximaciones

Existen diferentes formas de que el avión llegue a realizar una aproximación ILS. Lo ideal es que pueda conducirse por sí solo o sea conducido por el control de tránsito aéreo a interceptar inicialmente el LOC, y una vez estabilizado en este, interceptar luego el GP, de la manera más directa posible desde su ruta hacia el aeródromo de destino. Un ejemplo de esto es la aproximación ILS para la cabecera de la pista 17 del aeropuerto El Palomar.

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 No obstante, también  son  comunes otros tipos de aproximaciones, donde la aeronave sobrevuela la vertical del aeródromo de destino, alejando por un radial o por un QDR, para luego realizar un viraje de procedimiento que le permite interceptar el Localizador. Este es el caso, por ejemplo, del Aeropuerto Sauce Viejo de la ciudad de Santa Fe.

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Toda aproximación ILS tiene varios puntos de referencia muy importantes, que marcan el inicio y final de los segmentos de aproximación:

  • IAF (del inglés Initial Approach Fix), donde se inicia la aproximación en sí, dando comienzo al segmento inicial.
  • IF (del inglés intermediate fix) o punto intermedio donde culmina el segmento inicial y se inicio el segmento intermedio de aproximación.
  • FAF (del inglés Final Approach Fix), punto donde finaliza el segmento intermedio y se da inicio al segmento de aproximación final.
  • MAP (del inglés Missed Approach Point), punto donde se realizar el escape si no se ha conseguido tener contacto con la pista para aterrizar.

Perfiles

A modo de ejemplo, vemos que para el caso de El Palomar, el inicio de la aproximación (IAF) se da a una cierta distancia DME del AD, mientras que en Sauce Viejo, se realiza en el bloqueo inicial sobre la vertical del aeródromo.

PERFIL DE APROXIMACIÓN EN EL PALOMAR.

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PERFIL DE APROXIMACIÓN EN SAUCE VIEJO.

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