當天氣不好,能見度不佳,飛機該如何安全地降落在跑道上呢?
此時就要靠設置於機場的儀器降落系統 (Instrument Landing System, ILS) 來輔助降落。
ILS 是目前應用最廣泛的飛機精密近場和著陸引導系統,它的作用是由地面發射無線電信號,給即將降落的飛機。飛機上 ILS 接收器會接收地面發出的無線電信號,將信號轉換為可視的指示,並在飛機駕駛艙的電子儀表上顯示落地跑道的中心線、下滑道及與著陸點距離之相對位置,並建立一條地對空的虛擬路徑。飛機只要沿這路徑平穩下降,就可以在能見度極低的情況下,安全地著陸。
ILS 是由以下這些裝備組成:
1. 左右定位台 (Localizer, LOC)
左右定位台設置在落地跑道末端,一整排金屬天線桿,發射出的無線電波,會勾畫出跑道中心線。飛機相容之導航設備只要調成指定的頻率,就可以顯示飛機是否在跑道中心線上。
2. 滑降台 (Glide Slope, GS 或 Glide Path, GP)
滑降台設置在落地跑道最佳著陸點的側邊,以 3 度仰角向飛機進場方向發射無線電波,提供航機進場之下滑道。
3.信標台 (Marker Beacon)
信標台可分為以下三種:
- 外信標 (OM):大約距落地 5~8 浬,駕駛員接收到外信標發出的信號後,依照下滑道指示開始下降。
- 中信標 (MM):在第一類的 ILS 中,若通過此點無法目視到機場跑道,則立刻執行重飛。
- 內信標 (IM):只有第二、三類的 ILS 有裝,取代中信標之決定高度點的功能。
航機在每飛過一個信標上空時,駕駛艙內的信標燈 (Marker Light) 就會發出一次閃光,還可以聽到調變電波的聲音,駕駛可以經由這些加以確認。
4. 測距儀 (Distance Measuring Equipment, DME)
測距儀設置在落地跑道頭或著陸點邊,用來精準測量航機與測距儀之間的距離,在某些場合代替信標台的作用。
5. 精密近場軌跡指示器 (Precision Approach Path Indicator, PAPI)
精密近場軌跡指示器提供航機正確的下滑道位置,功能類似滑降台。主要由一排兩個紅燈及兩個白燈組成。當顯示兩紅兩白,表示飛機在正確的下滑位置;當顯示一紅三白,表示飛機飛太高了;當顯示三紅一白,表示飛機飛太低了。提供一個好記的口訣:If white over read, you fly all the day; If red over white, then you die.
6. 近場燈光系統 (Approach Light System,ALS)
近場燈光系統使用在夜間或者能見度低時,一排向跑道入口快速順序閃亮的近場燈,是 ILS 的基本配備。
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上圖:左右定位台 (Localizer, LOC):設置在落地跑道末端,發射兩組扇形電波,分別以 90HZ 及 150HZ 勾畫出跑到中心線。
下圖:滑降台 (Glide Slope, GS 或 Glide Path, GP):發射的扇形電波,指示航機是否在正確的下滑道上,其位置在落地跑道端前1000呎,也是最佳的著陸點,通過距落地跑道端高度 50ft,其下滑角設定為 3 度。
左右定位台、滑降台是提供航機方向的導引;信標台、測距儀是提供航機距離的參考;而精密近場軌跡指示器、近場燈光系統則是幫助駕駛員目視飛行。 延伸閱讀:《知識》淺談飛行的目視進場及儀器進場
ILS 依照精確度分為不同類別 Category 簡稱 CAT。不同的類別有不同的降落條件。飛行員和航機設備都需要滿足這些條件,才可以降落在該機場。
- CAT I:通常要求飛機能見度不低於 550 公尺,高度不低於 200 英尺。也就是說,如果一個機場的分類是CAT I,當飛機降落時,能見度要在 550 公尺以上,高度要在 200 英尺以上,才可以降落該機場,否則就要轉降到其它機場。
- CAT II:通常要求飛機能見度不低於 350 公尺,高度不低於 100 英尺。
- CAT III:為最高等級的儀器進場和著陸操作類別。CAT III又 分為 A、B 和 C 三個子類別,隨著子類別的提升,可以讓飛機在更低能見度和高度降落。CAT III C級的 ILS,幾乎可以在能見度為零的時候降落,但條件是飛機的儀器設備達到標準,以及飛行員有通過 CAT III 類型檢定後,才能實行 ILS 降落。
上述說明了,在天氣不好的情況下,能否降落在目的地機場,取決於機場設置的 ILS 類別、航機設備,以及飛行員有無相應的 ILS 證照檢定等。這也是為什麼有時可以在新聞看到,天氣不佳時,有些航空公司可以降落,有些航空公司必須轉降其它機場的其中一個可能原因。通常廉價航空在天氣不佳時,轉降其它機場的機會比較大,因為營運成本考量,廉價航空可能不會像傳統航空一樣,選擇持有 CAT III 類型的檢定證照。
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Introduction To Instrument Landing System
What is ILS?
ILS is a facility that helps guide planes to land safely, especially when it's hard to see outside. It's like a special set of directions that the plane follows to reach the runway.
How does it work?
On the ground, there are special devices that send out radio signals. The plane picks up these signals and uses them to figure out exactly where it is in relation to the runway. These signals create an imaginary path that the plane can follow.
Parts of an ILS:
Different Levels of ILS
Parts of an ILS:
- Localizer: This helps the plane stay centered on the runway.
- Glide Slope: This tells the plane how steep to descend.
- Markers: These mark specific points along the approach path.
- DME: This measures the distance between the plane and a ground station.
- PAPI: This gives the pilot a visual indication of whether the plane is too high, too low, or on the correct glide path.
- Approach Lights: These lights help the pilot see the runway at night or in low visibility.
ILS systems are categorized by how precise they are. For example, a CAT III ILS is the most precise and allows planes to land in almost zero visibility conditions.