飞行理论图解 · 仪表进近

ILS 图解

航向道 · 下滑道 · 指点标

两束电波,铺成一条 3° 下滑斜坡
航向道管方向,下滑道管高低

LOC · GS · MB · Cat I~III

仪表着陆系统 ILS 用航向道与下滑道两根波束为飞机铺出一条下滑道:航向道管左右,下滑道管高低,再配合指点标报位置、进近灯光给目视引导,让飞机沿 3° 下滑坡对准跑道。这一页把四大组成、三套波束和六种仪表状态一次画清楚。

01 四大组成与下滑道定义

LOC · GS · MB · ALS

跑道 入口 顺序进近灯 ALS(入口向外排布) OM MM IM 指点标 MB · 沿中心延长线 2~3 个 航道面(LOC 垂直平面) LOC 天线阵 · 水平横排在跑道末端 GS 下滑信标台(接地区侧方) 下滑面(与跑道水平面成下滑角) 下滑道 飞机 沿下滑道下降 → 对准跑道中心线并保持规定下滑角 下滑角:最佳 3°,按净空条件可在 2°–4° 间调整 下滑道 航道面 指点标 进近灯光 ALS 侧视示意 · 角度与高度比例放大
进近灯光系统实景:一排进近灯横排灯安装在门架上
实景 · 进近灯光系统(ALS)横排灯——多个灯头装在门架上,沿跑道中心延长线向进近方向排开(德国 Bremen 机场;Wikimedia Commons,公有领域)
四大组成
仪表着陆系统一般含四个系统:航向信标(LOC)下滑信标台(GS)指点标(MB)进近灯光系统(ALS)
航道面
LOC 天线阵位于进近跑道末端中心延长线,在进近方向垂直平面内形成航道面,提供横向引导信号
下滑面
GS 位于进近跑道接地区侧方,提供偏离下滑面的垂直引导信号;下滑面与跑道水平面夹角即下滑角
下滑角
最佳 ,按机场净空条件可在 2°–4° 间调整
下滑道
航道面与下滑面的交线;沿下滑道下降即对准跑道中心线并保持规定下滑角,准确进近着陆

注 · 四大系统各管一段:LOC 管左右、GS 管高低、MB 报位置、ALS 给目视引导——下滑道只是 LOC 与 GS 两束"电波平面"相交的那条线。

02 航向道 LOC

108.10–111.95 MHz · 扇形工作范围

航向道中心线 ±35° ±10° 跑道 LOC 天线阵(跑道末端) ±10° 内 25 nm 10–35° 17 nm 35° 以外 10 nm 反航道:无下滑信号 · 仪表指示相反 VHF 振荡器 108.10–111.95 MHz 频段中任一航向信标频率 航道偏离杆(CDI) 杆偏左=飞机偏右 显示偏离方向与大小 ±10° 内 25 nm 10–35° 17 nm 35° 以外 10 nm 扇形半径不按实际比例 · 反航道用红色箭头表示
LOC 航向信标天线阵实景:跑道末端一排偶极子天线
实景 · LOC 航向信标天线阵——跑道末端中心延长线上一排偶极子天线(图中橙红色阵列),向进近方向发出航道信号(德国 Hannover EDDV 27R;Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)
频率
VHF 振荡器产生 108.10–111.95 MHz 频段中任一航向信标频率
指示
由指示仪表「航道偏离杆」显示飞机偏离航向道的方向大小
工作范围
中心线左右 10°25 nm10–35°17 nm35° 以外 10 nm
反航道
反航道区域无下滑信号;沿反航道进近只能用航向信标,仪表指示与正常进近相反
截获顺序
ILS 工作时,必须先截获航向道,才能截获下滑道信号

注 · 记"先左右、后高低":先把航向道抓稳,下滑道信号才谈得上截获——反航道没有下滑信号,别指望下滑道。

03 下滑道 GS

1.4° 厚下滑面 · ±8° 覆盖区

波束剖面 · 1.4° 厚下滑面 跑道 上扇区 下扇区 两扇区等强处 = 下滑道 1.4° 厚 GS 下滑发射天线 3° 下滑角 覆盖区 · 平面(跑道中心延长线两侧各 8°) 跑道 GS 下滑台 两侧各 8° 有效距离 10 nm 跑道中心(延长)线 高度范围(剖面) 1.75° 0.3° 跑道平面以上 0.3–1.75° 上扇区 下扇区 覆盖区 ±8° 上:波束剖面 · 下:覆盖区平面 · 比例放大
下滑信标台实景:红白条纹天线塔,带侧臂天线,塔脚小机房
实景 · GS 下滑信标台——红白条纹天线塔立在接地区侧方,塔身侧臂对着陆方向发上下两束波,塔脚小房子是机房(德国 Hannover EDDV 09R;Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)
发射
下滑发射天线沿着陆方向发两个与跑道平面成一定仰角(下滑角)的波束
下滑面
两个波束形成 1.4° 厚下滑面,分上扇区 / 下扇区
覆盖区
跑道中心(延长)线两侧各 内、跑道平面以上 0.3–1.75° 范围,有效距离 10 nm
下滑角
两波束与跑道平面成一定仰角(下滑角)

注 · 上、下扇区在"电波等强"处重合=正确下滑道;飞低了掉进下扇区、飞高了掉进上扇区,仪表就告诉你该收还是该降。

04 指点标

IM · MM · OM · 灯亮与声音

指点标 2 或 3 个 · 装在着陆方向跑道中心延长线规定距离上 每个指点信标台发射垂直向上的扇形波束 机上指点标灯 OM 蓝 MM 琥珀 IM 白 跑道 入口 OM 外指点标 MM 中指点标 IM 内指点标 下滑道切入点附近 DH 60 m · 复飞点 DH 30 m — — — · 慢 — · — · 中 · · · · 急促尖锐 400 Hz 1300 Hz 3000 Hz 灯亮 耳机 / 喇叭 网屏式指点标台(实物见下图) 距跑道越近 · 声音越急促尖锐 → 垂直扇形波束 灯亮 · 声音
中指点标台站实景:设备小屋上架一面金属网屏天线,立在草地围栏内
实景 · 中指点标(MM)台站——杜塞尔多夫机场:设备小屋上架金属网屏天线阵;指点标也有本图左侧碟形天线立杆的制式,两种都是真台(Wikimedia Commons,GFDL 1.2)
数量
2 或 3 个,装在着陆方向跑道中心延长线规定距离上,分别叫内(IM)中(MM)外(OM)指点标
作用
提供位置并指示距跑道头距离
OM / LOM
外指点标(OM)或带示位台的外指点标(LOM)通常装在下滑道切入点附近
MM / LMM
中指点标(MM)或带示位台的中指点标(LMM)一般位于决断高 DH 60 m 处;非精密进近或下滑道不工作时通常作复飞点
IM
内指点标装在决断高 DH 30 m
机上指示
飞过不同指点标上空时,机上设备使灯亮、耳机或喇叭听到不同声音;距跑道越近的指点标声音越急促、尖锐

注 · 记忆顺序"由外到内、由慢到快":OM 慢而低沉(远)、MM 中速、IM 急促尖锐(近)——耳朵听到节奏,就知道离跑道头还有多远。

05 运行分类

Cat I · II · IIIA · IIIB · IIIC

精密进近运行按决断高(DH)和跑道视程(RVR)或能见度(VIS)分类 Cat I DH 不低于 60 米(200 英尺) VIS 不小于 800 米 或 RVR 不小于 550 米 Cat II DH 低于 60 米但不低于 30 米(100 英尺) RVR 不小于 300 米 Cat III A DH 低于 30 米(100 英尺)或无决断高 RVR 不小于 175 米 Cat III B DH 低于 15 米(50 英尺)或无决断高 RVR 小于 175 米但不小于 50 米 Cat III C 无决断高 无跑道视程限制 DH 与 RVR 递减 决断高 DH DH 见跑道→落地 阶梯越往下:决断高越低 · 跑道视程要求越低 · 着陆自动化程度越高
类别决断高 DH能见度 / 跑道视程 VIS · RVR
I 类 Cat I不低于 60 米(200 英尺)VIS 不小于 800 米 或 RVR 不小于 550 米
II 类 Cat II低于 60 米但不低于 30 米(100 英尺)RVR 不小于 300 米
III A 类 Cat III A低于 30 米(100 英尺)或无决断高RVR 不小于 175 米
III B 类 Cat III B低于 15 米(50 英尺)或无决断高RVR 小于 175 米但不小于 50 米
III C 类 Cat III C无决断高无跑道视程限制

注 · 记三个"分水岭":60 米(200 英尺)是 I 类底线、30 米(100 英尺)是 II 类底线、15 米(50 英尺)是 III B 类底线;RVR 从 550 → 300 → 175 → 50 米一路往下,IIIC 彻底"零限制"。

06 仪表识读

CDI / HSI · 偏左偏右 · 偏高偏低

进近阶段用 CDI 或 HSI 跟踪航向道与下滑道 · 降到决断高做继续进近或复飞决断 ① 航道偏离杆偏左 · 飞机偏右 杆偏左 = 飞机偏右 ← 向偏离杆方向切入 ② 航道偏离杆偏右 · 飞机偏左 杆偏右 = 飞机偏左 → 向偏离杆方向切入 ③ 下滑偏离指标在上 · 飞机低于下滑道 指标在上 = 飞机低于下滑道 ↑ 减小下降率切回 ④ 下滑偏离指标在下 · 飞机高于下滑道 指标在下 = 飞机高于下滑道 ↓ 增大下降率切入 HSI 表盘 · 中心=中立位(基准线)· 回到下滑道后保持在下滑偏离指标 1/2 个点以内 · 航道 5 点每点 0.5° / 下滑每点 0.35°
HSI 实景:L159 座舱水平状态指示器,罗盘卡、航道箭头、偏离杆与右侧下滑刻度三角指标齐全
实景 · HSI(Aero L159 座舱)——罗盘卡 + 航道箭头 + 航道偏离杆 + 右侧下滑刻度,与本图四只表盘一一对应(Wikimedia Commons,公有领域)
仪表
进近阶段用 CDI 或 HSI 跟踪航向道和下滑道;降到决断高做继续进近或复飞决断
航向道偏差
航道偏离杆偏左=飞机偏右偏右=飞机偏左;大小从偏离刻度读
航向道刻度
5 点刻度:每偏 1 点偏离航向道 0.5°、满偏 2.5°2 点刻度:每偏 1 点偏离 1.25°、满偏 2.5°
航向道修正
发现偏离后及时调整航向,向偏离杆方向切入
下滑道偏差
下滑偏离指标在中立位以上=飞机低于下滑道,以下=飞机高于下滑道
下滑道刻度
HSI 下滑偏离指标每偏一点 0.35°、满偏 0.7°
下滑道修正
高于下滑道增大下降率切入;低于下滑道减小下降率切回,必要时可平飞切入;回到下滑道后保持在下滑偏离指标 1/2 个点以内飞行

注 · 口诀"偏杆方向切、低降高收":航向道向偏离杆方向切;下滑道高了增大下降率、低了减小下降率。落地前把偏差压进 1/2 个点以内。