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ILSILS

InstrumentalInstrumental

Landing SystemLanding System

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DESCRIZIONE GENERALE DESCRIZIONE GENERALE L’ILS o Instrumental Landing System, è uno strumento estremamente accurato ed

affidabile che consente al pilota di portare l’aereo in pista, sia in perfetto allineamento

con essa, sia lungo un sentiero di planata ideale, entro ampi limiti di sicurezza anche

quando le condizioni meteorologiche presentano valori bassissimi di visibilità.

L’ILS consiste di:

- il trasmettitore “Localizer” (o localizzatore);

- il trasmettitore del “Glide Path” (o sentiero di discesa);

- i Markers (possono essere sostituiti da un NDB o altri fix);

- il sistema di illuminazione di avvicinamento.

Questi sistemi permettono quindi :

1) La guida di direzione che consente di mantenere l’aereo in allineamento con l’as-

se della pista.

2) La guida di planata che consente di far scendere l’aereo lungo un sentiero di di-

scesa costante ottimale per quella pista.

3) La misura della distanza dalla pista che consente di conoscere la posizione del-

l’aereo lungo il sentiero di avvicinamento.

Oltre a questi apparati, gli impianti ILS sono corredati anche da un sistema di il-

luminazione dell’ultima porzione dell’avvicinamento finale della pista, nonché da

attrezzature idonee per il rilevamento della portata visuale di pista (RVR o Runway

Visibility Range).

Descrizione dei sistemi

Utilizzo nelle procedure di avvicinamento strumentali di precisione.

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Questi sistemi integrativi sono intesi a facilitare la

transizione dalle condizioni IMC alle condizioni di

atterraggio a vista VMC ed a facilitare la determina-

zione della visibilità lungo l’asse della pista.

Gli impianti ILS vengono classificati in categorie, a

seconda delle capacità che possiedono le apparec-

chiature installate a terra. Prime tra queste sono, la

precisione e l’estensione della guida di direzione e di

planata fornite dalle attrezzature di terra nell’ultima

parte dell’avvicinamento ed eventualmente lungo la

pista; e quella che tiene conto delle minime meteo-

rologiche al di sopra delle quali può essere impiega-

to l’impianto.

Migliore è la qualità, superiore sarà la categoria.

CAT

I

CAT

II

CAT

IIIA

CAT

IIIB

CAT

IIIC

RVR 800 mt 400 mt 200 mt 50 mt 0 mt

DH 200 ft 100 ft 0 ft 0 ft 0 ft

RVR = Runway Visibility Range

DH = Decision Heigh

Per eseguire avvicinamenti e atterraggi sotto le mi-

nime della Categoria I con impianti di Categoria II

e III, gli aeromobili devono essere opportunamente

equipaggiati e certificati, e gli equipaggi devono es-

sere abilitati.

Da notare che con un impianto ILS CAT I non è

consentito effettuare un “Autoland” ovvero una pro-

cedura automatica di atterraggio. Per le CAT II e III

questo è permesso a condizione che tutti gli “Autopi-

lots” siano funzionanti.

NOTA : La categoria di impianto ILS è pubblicata

sulle “Approach Charts”.

IL LOCALIZERIL LOCALIZER

Il componente primario dell’ILS è il cosiddetto “Lo-

calizer” che offre la guida laterale. Il localizer è una

radiotrasmittente che opera in VHF come i radio-

trasmettitori VOR però su frequenze comprese tra

108.10 MHz e 111.95 MHz con intervalli di 50 kHz

e con il primo decimale dispari. L’apparato trasmit-

tente e la relativa antenna sono situate sul prolun-

gamento della “centerline” a circa 300 mt dalla fine

della pista.

Il segnale emesso dal localizer consiste in effetti da

due segnali modulati su due frequenze diverse che

si incontrano in corrispondenza della centerline. Il

lato destro, visto da un aereo in avvicinamento, è

modulato a 150 Hz ed è chiamato “area blu”. Il lato

sinistro è invece modulato a 90 Hz ed è chiamato

“area gialla” (vedi figura 2). La sovrapposizione tra

queste due aree fornisce il segnale per la giusta

rotta.

L’ampiezza angolare del segnale può variare da un

minimo di 3º fino a 6º in modo che presenti sem-

pre una larghezza lineare di 210 metri (700 piedi)

all’attraversamento della soglia pista. L’ampiezza

angolare del segnale aumenta così che a 10 NM

dalla trasmittente, il raggio è approssimativamente

largo 1 NM.

Ma vediamo come funziona :

Il localizer in pratica concretizza il piano verticale

passante per il prolungamento dell’asse della pista

(centerline) mediante la modulazione in ampiezza

della portante dei due segnali radio 150 Hz e 90 Hz,

rispettivamente a destra (area blu) e a sinistra del

prolungamento stesso (area gialla), così da creare

lungo di esso una zona di equisegnale.

Fig.1

Fig.2

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L’aereo riceve questi segnali con un ricevitore ge-

neralmente accoppiato con il VOR che presenta un

ago, detto “Track Bar” o TB, il quale viene azionato

dal localizer tramite questa coppia di segnali.

Quando l’aereo è allineato con il prolungamento

della centerline, il ricevitore capta i due segnali con

la stessa intensità e pertanto il TB risulterà perfetta-

mente allineato al centro dello strumento stesso. Nel

caso in cui l’aereo fosse invece situato a sinistra o

a destra del prolungamento dell’asse pista (ovvero

nella zona gialla o nella zona blu), il ricevitore di bor-

do capterà i due segnali con diverse intensità facen-

do deflettere o spostare la TB dal lato del segnale

piu debole.

Quando la TB è usata in congiunzione col VOR,

bisogna fare attenzione perchè la piena deviazio-

ne dell’ago sulla scala per il VOR corrisponde ad

una deviazione pari a 10º su entrambi i lati. Invece

quando lo stesso ago è usato come un indicatore

di localizer di ILS, la deviazione completa dell’ago

sulla scala è approssimativamente 2.5º da entrambi

i due lati.

Questo significa che la sensibilità della TB è ap-

prossimativamente quattro volte più grande quando

viene usata come un indicatore di localizer piuttosto

che come indicatore di radiale VOR.

Nella funzione “localizer”, la corretta indicazione

della TB dipende dall’aver selezionato la corretta di-

rezione della pista sull’OBS ed è infatti buona norma

che il pilota metta un promemoria nella “approach

check list”.

Quando una bandierina “OFF” appare di fronte

all’ago verticale, sta ad indicare che il segnale è

troppo debole e, perciò, l’indicazione dell’ago risul-

ta inattendibile. Un momentanea apparizione della

bandierina “OFF”, o alcune brevi deviazioni della

TB, o in alcuni casi entrambi, può accadere quando

si presentano delle ostruzioni oppure quando un al-

tro aereo in atterraggio si contrappone tra l’antenna

che emette il segnale e l’aereo ricevente.

IL GLIDE SLOPEIL GLIDE SLOPE

Il “Glide Slope” o sentiero di discesa, fornisce al pilo-

ta la cosiddetta guida verticale.

Il GS dell’ILS è fornito da un trasmettitore di terra

UHF con relativa antenna, operante su un range di

frequenze che va da 329.30 MHz to 335.00 MHz,

con intervalli di 50 kHz tra ogni canale. Questo trasmettitore è posto a una distanza dalla soglia pista che puo andare da 750 fi no a 1.250 piedi (ft) ed è posto a lato della pista ad una dis-

tanza di 400/600 piedi (ft) dalla centerline.

Generalmente questi apparati (GS) sono accoppiati

ai Localizer nel senso che, quando si seleziona a

bordo sulla Radio NAV la frequenza ILS del Locali-

zer, automaticamente gli risulta accoppiata la corri-

spondente frequenza del Glide Slope.

Allo stesso modo del Localizer, anche il segnale del

Glide Slope consta in effetti di due segnali, modulati

a 150 Hz e 90 Hz. Però a differenza del Localizer,

nel GS i due segnali sono allineati l’uno sopra l’altro,

TRACK

BAR

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e si vengono a sovrapporre nella parte centrale che,

in definitiva, è l’area del sentiero di discesa.

L’ampiezza dell’area di sovrapposizione dei due

segnali è pari a 1,4° con una escursione quindi di

0,7° sopra il sentiero (inteso come sentiero ottimale)

e con 0,7° al di sotto dello stesso. Ovviamente la

pendenza del sentiero stesso può variare a secon-

da della conformazione del suolo e degli ostacoli a

terra, in genere una pendenza del sentiero GS può

oscillare da 2,5° a 3,0° a seconda dei casi.

Come il localizer, anche il GS può captare dei falsi

segnali. Questo però accade solamente al di sopra

del sentiero di discesa ma mai al di sotto di esso.

Comunque se si vola seguendo attentamente cio

che viene riportato sulle carte “approach charts”,

non si incorre in questo incoveniente.

Il ricevitore del GS posto a bordo dell’aereo è an-

ch’esso un ricevitore UHF che, nella moderna avio-

nica presente ormai negli aerei, ha i controlli com-

pletamente integrati con il ricevitore VOR, in modo

tale che la frequenza del Glide Slope viene sintoniz-

zata automaticamente quando viene selezionata la

frequenza del Localizer.

Appena l’apparato a bordo riceve il segnale del GS,

viene immediatamente attivato l’ago del Glide Slope

e questo inizia a muoversi congiuntamente a quello

del Localizer (TB).

Come accade per il Localizer, anche in questo caso,

il presentarsi di una bandierina “OFF” sta ad indicare

che il segnale GS è debole e che quindi l’indicazione

non è attendibile.

Nel momento in cui le due barre (TB e GS) sono

perfettamente perpendicolari formando una croce al

centro dello strumento, significa che l’aereo è perfet-

tamente allineato con il sentiero di discesa.

In poche parole questo significa che il pilota in qual-

siasi istante e con il solo ausilio di uno strumento, è

in grado di sapere quale è la corretta posizione del-

l’aereo rispetto al sentiero di discesa (vedi figura).

Come è stato detto all’inizio, fanno parte di un si-

stema ILS anche i “Markers Beacon” e un sistema

di illuminazione di avvicinamento. Vediamoli nel

dettaglio.

I MARKERS I MARKERS

I cosiddetti ILS Markers, forniscono al pilota informa-

zioni riguardanti la distanza dalla soglia pista identi-

ficando dei determinati punti lungo il tratto finale di

avvicinamento.

Questi, non sono altro che trasmittenti a bassa po-

tenza (max 3W) che operano ad una frequenza

di 75 MHz. Irradiano un raggio ellittico dal suolo

diretto verso l’alto (vedi figura 1 a pag.2). Ad un’al-

titudine di 1,000 ft, le dimensioni del raggio sono

2,400 ft lungo e 4,200 ft largo. Ad altitudini più alte,

le dimensioni aumentano significativamente.

L’Outer Marker (OM) o marker esterno, è posto ad

una distanza dalla soglia pista che può variare da

3,5 NM a 6 NM comunque sempre entro 250 ft dal

prolungamento della centerline. Questo segnale,

in genere, interseca quello del Glide Slope ad una

altezza di circa 1.400 ft dal suolo.

L’OM fornisce al pilota l’indicazione del punto sulla

rotta di avvicinamento in cui si intercetta il Glide

Slope e quindi il punto iniziale del segmento finale

dell’avvicinamento.

Il segnale dell’OM è modulato ad una frequenza

di 400 Hz, ovvero un tono basso ed udibile, con

codice Morse continuo di due trattini al secondo. Il

ricevimento di questo segnale ovvero la rilevazione

dell’outer marker viene fornita al pilota anche da un

indicatore luminoso di colore “Blu”. Dove le condizio-

ni geografiche pregiudicano il posizionamento di un

marker esterno, può essere incluso come parte del

sistema ILS, anche un DME in modo tale che il pilota

riesca a stabilire la posizione corretta lungo il loca-

lizer. Nella maggior parte dei sistemi ILS comunque

l’OM è sostituito da un NDB.

Il Middle Marker (MM) o marcatore medio è loca-

lizzato approssimativamente da 0,5 a 0,8 NM dalla

soglia pista sul prolungamento della centerline.

Questo marker attraversa il Glide Slope approssi-

mativamente a 200-250 ft sopra l’elevazione della

pista ed è posto in prossimità del punto di “Missed

Approach Point” (MAP) per gli impianti ILS di CAT

I, ovvero il punto dove si interrompe la procedura di

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avvicinamento strumentale su sistemi ILS di

categoria I.

Il segnale del MM è udibile da parte del pilota

tramite una serie di punti-linea alternati con

una frequenza di 1300 Hz ed è segnalato da

una luce color ambra.

1400 ft AGL

200-250 ft AGL

OM

MM

3,5 - 6 NM

0,5 - 0,8 NM

IM

L’Inner Marker (IM) o marcatore

interno è invece posto in genere in

prossimità della soglia pista (1000

ft) e corrisponde con il punto della

DH relativamente agli avvicinamenti

di CAT II.

Il Back Marker (BM) o marcatore

posteriore, se è installato, normal-

mente è localizzato approssimativa-

mente sul localizer e quindi ad una

distanza da quattro a sei miglia dalla

soglia di piano di scorrimento.

IL SISTEMA DI ILLUMINAZIONE DI AV-IL SISTEMA DI ILLUMINAZIONE DI AV-VICINAMENTOVICINAMENTO

Come gia ampiamente illustrato nel fascicolo n.2 de-

dicato ai sistemi di illuminazione aeroportuale, fanno

parte dl Sistema ILS anche un Sistema di illumina-

zione di avvicinamento chiamato ALS (Approach

Lighting System).

Questo sistema (visibile in una sua tipica configura-

zione qui nell’immagine a lato) è stato implementato

per agevolare il pilota durante la fase di transizione

da quelli che sono i riferimenti interni, quindi pretta-

mente strumentali, a quelli esterni e quindi puramen-

te “visivi”. Ovviamente sono molto di ausilio in con-

dizioni quindi di scarsa visibilità dovuta ad avverse

condizioni meteo oppure durante le ore notturne.

GLI APPARATI DI BORDO GLI APPARATI DI BORDO

Gli apparati ILS di bordo normalmente sono costi-

tuiti da un comune ricevitore VOR/LOC e da un rice-

vitore UHF del Glide Slope, entrambi collegati ad un

unico indicatore, ovvero la lancetta verticale collega-

ta al VOR/LOC, e la lancetta orizzontale collegata al

ricevitore del Glide Slope.

Quando si sintonizza una frequenza VOR il ricevito-

re del glide slope non si attiva e pertanto l’indicatore

orizzontale rimane nella sua posizione di riposo, e

nell’apposita finestrella comparirà la classica ban-

dierina con le lettere GS o OFF.

Quando invece l’apparato viene sintonizzato su una

frequenza ILS, questo funziona sempre come un

normale VOR, con l’aggiunta dell’indicazione del

sentiero di discesa. La lancetta verticale, infatti, è

collegata al ricevitore del localizzatore, e si sposta

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quindi in modo da indicare la posizione del piano

equisegnale che costituisce la guida di direzione;

l’indice orizzontale compie la stessa funzione rispet-

to al piano che costituisce la guida di planata.

Per effettuare una corretta procedura di avvicina-

mento, occorre mantenere sempre entrambe le

lancette al centro.

La figura in basso mostra come l’indicatore ILS ab-

bia entrambi gli indicatori allineati al centro quando

si trova esattamente sul sentiero di discesa (glide

path), costituito dalla linea di intersezione fra il piano

localizzatore ed il piano di planata.

Quando l’aereo è in avvicinamento lungo il front cour-

se, le indicazioni che il pilota riceve sono istintive, in

quanto la posizione delle lancette rispetto al centro

dello strumento corrisponde alla posizione dei piani

verticale e orizzontale del sentiero di avvicinamento

rispetto all’aereo stesso. Le indicazioni del localizer

sono antistintive quando l’aereo è in avvicinamento

lungo il back course.

NOTE SULL’USO DELL’ILSNOTE SULL’USO DELL’ILS

I segnali radioelettrici ILS sono altamente direzionali

e delimitano nello spazio settori di ”copertura” ben

definiti.

Al di fuori dei settori suddetti, la corretta tecnica di

condotta dell’a/m per potersi portare sui segnali ILS

validi prescrive l’uso delle altre radioassistenze ter-

minali disponibili (tecnica da utilizzare anche duran-

te i vettoramenti radar).

Ciò per evitare l’esposizione ad irregolarità ed ano-

malie dei segnali (particolarmente in procedure di

tipo CATII e III),con possibili errate interpretazioni

degli stessi. All’ILS, pertanto, va riservata la funzio-

ne di radioassistenza terminale.

Come per altre radioassistenze aeronautiche di

navigazione, i segnali irradiati da un impianto ae-

roportuale ILS sono garantiti entro aree nominali di

copertura ben definite.

PERFETTAMENTE PERFETTAMENTE

ALLINEATI SUL ALLINEATI SUL

SENTIERO DISENTIERO DI

DISCESADISCESA

LOCALIZERLOCALIZER

GLIDE SLOPEGLIDE SLOPE

Fuori di tali aree i segnali ILS possono essere inaf-

fidabili anche se apparentemente accettabili (non

compaiono gli avvisi ”flag alarm”).

Ai fini dell’affidabilità, sono anche da considerare le

possibili anomalie di propagazione dei segnali e le

interferenze, provocate da disturbi sia esterni (emis-

sioni in radiofrequenza da sorgenti non aeronauti-

che) che interni all’a/m (uso di dispositivi elettronici

portatili non consentiti a bordo).

Non possono essere escluse, infine, anomalie in-

terne agli apparati di bordo tali da generare false

indicazioni (non necessariamente segnalate da ”flag

alarm”).

Come esempio esplicativo, abbiamo preso una clas-

sica procedura ILS che è quella di Fiumicino Rwy

16R (vedi pagina seguente).

Come si può vedere è una procedura ILS con ac-

coppiato un DME in grado di fornire indicazioni sulla

distanza dalla soglia pista. In corrispondenza del

Middle Marker troviamo, come detto, l’NDB.

L’entrata della procedura ILS, varia a seconda della

provenienza. Da Nord-Nord Ovest è il VOR di Tar-

quinia; da Nord-Nord Est il VOR di Campagnano;

da Sud invece o l’NDB di Ciampino oppure Campa-

gnano VOR a seconda delle indicazioni ricevute dal

controllo.

E’ sempre consigliabile intercettare per primo il loca-

lizer (in questo caso 163°) e poi il Glide Slope che ci

guiderà fino al contatto del carrello con la pista.

In caso di mancato avvicinamento (il MAP è stabilito

nelle vicinanze del MM marker) bisogna salire a 400

ft ed effettuare poi una piccola virata verso dx fino ad

intercettare la radiale 193° di OST VOR. Proseguire

poi la salita a 2000 ft entro le 9 NM dal VOR e la

salita a 3000 ft fino a raggiungere il circuito di attesa

posto a 19 NM dal VOR di Ostia.

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