仪表着陆系统原理
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仪表着陆系统的原理及故障维修维护摘要:仪表着陆系统是国际民航标准着陆的引导设备,在航班运行中应用十分广泛。
本文首先介绍仪表着陆系统的原理,接着重点对仪表着陆系统常见故障及维修方法进行分析,并给出了一些维修维护建议,以供同行参考。
关键词:仪表着陆系统;原理;常见故障;维修维护引言近年来,随着民航事业的快速发展,一些现代化先进的设备开始应用于民航领域,促使航班运行安全性得到极大保障。
仪表着陆系统(ILS)是航空运输领域使用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统[1]。
在发生大雾、降雪、降水等低能见度天气情况时,地面导航台与飞机上的通信设备和雷达等建立联系后,仪表着陆系统能够由自动驾驶仪完成跑道对准及后续着陆等行为。
可以说,该系统是否可以正常运行直接关乎于航空飞行安全。
但是长期运行中,仪表着陆系统也时常会出现故障问题,轻则导致航班延误,严重时甚至会引发安全事故。
基于此,本文主要对仪表着陆系统的原理及故障维修维护进行探讨。
1仪表着陆系统原理仪表着陆系统(ILS)是通过仪表引导航空器开展精密进近和着陆的国际标准导航系统。
该系统主要包含航向信标台、下滑信标台和指点标三个部分。
信标台和指点标均是引导航班着陆的机场地面设施,航向信标台负责给出与跑道中心线对准的航向面,下滑信标台则给出仰角2.5°~3.5°的下滑面,这2个面的交线就是航空器进近着陆的准确路线;同时指点标沿下降路线提供校准点,即距离跑道入口一定距离处的高度校验。
从建立盲降到最后着陆,若航空器高于或者低于盲降提供的下滑线,系统便会发出警报并做出修正以确保航空器能够准确进近以及着陆。
仪表着陆系统操作的主要原理是由地面发射的2束无线电信号实现航向道和下滑道指引,航向道即航空器的水平飞行方向,下滑道即航空器的下降角度,进而构建1条由跑道指向空中的虚拟路径。
需要降落的航班凭借机载雷达等通信设备,确定自身和该路径的相对位置,就能够使航空器沿准确方向飞向跑道并顺利下降,最终实现安全着陆[2]。
仪表着陆系统工作原理仪表着陆系统(Instrument Landing System,简称ILS)是一种基于雷达和无线电导航技术的自动着陆辅助系统,用于帮助飞行员在恶劣天气条件下进行精确的着陆。
ILS由三个主要组件组成:1. 放导航信号的地面设备:这个设备通常被称为“局部器”(Localizer),它通过无线电信号发射和导航系统通信。
局部器发射两个信号,水平信号和垂直信号,协助飞行员控制飞机的水平和垂直位置。
飞行员可以通过接收这些信号来确保飞机在正确的航向和下降路径上。
2. 安装在飞机上的接收设备:在飞机上安装了称为接收局部器信号的接收设备。
接收设备接收地面发出的信号,并将其显示在驾驶舱的显示器上。
飞行员通过这个显示器来确定飞机的位置和航向,以便进行准确的着陆。
3. 自动着陆系统(Autoland System):许多现代飞机可以配备自动着陆系统,它使用ILS技术并结合自动驾驶系统,可以在没有飞行员干预的情况下完成整个着陆过程。
自动着陆系统监测ILS信号,并通过控制飞机的引导系统和动力系统来自动调整飞机的飞行姿态和速度,确保精确地着陆。
ILS的工作原理是基于地面设备发射的无线电信号和飞机上的接收设备接收信号。
地面设备发射水平和垂直信号,飞机上的接收设备接收这些信号,并将其显示在驾驶舱的显示器上。
飞行员使用这些信号来导航飞机,以确保飞机安全地降落在目标跑道上。
ILS是民用和军用飞机着陆过程中一项重要的辅助技术,可以大大提高飞行员在恶劣天气条件下的着陆能力。
除了上述提到的基本工作原理外,仪表着陆系统还有其他一些相关的技术和功能。
首先,仪表着陆系统通常配备了仪表陀螺系统,用于提供飞机的姿态和水平信息。
这些信息对于飞行员来说至关重要,因为在低能见度条件下,他们无法依赖外界视觉进行导航和操控。
仪表陀螺系统可以通过加速度计和陀螺仪测量飞机的滚转、俯仰和偏航信息,并将其显示在仪表板上,帮助飞行员保持飞机的平稳飞行。
仪表着陆系统(ILS )简介ILS 的原理ILS 的作用和历史仪表着陆系统ILS (Instrument Landing System )是“非目视”进近和着陆的标准助航系统。
它为飞机提供对准跑道的航向信号和指导飞机下降的下滑道信号,再加上适当的距离指示信号,使飞机能在低的能见度和恶劣天气条件下借助这些仪表提供的信号指示就可以安全着陆。
随着新技术和新器件在ILS 上的应用,ILS 所提供的精确导航信号使得全天候的着陆成为可能。
为了着陆飞机的安全,在目视着陆飞行条例(VFR )中规定,目视着陆的水平能见度必须大于4.8Km ,云底高不小于300M 。
在很大一部分机场的气象条件都不能满足这一要求,这时着陆的飞机必须依靠ILS 提供的引导进行着陆。
ILS 是采用“等信号”原理来实现的,即通过比较两个信号的幅度差来给出左右和上下指示,当飞行器处于指定航线时,两个信号幅度相等,差值为零。
最早的ILS 雏形出现在上个世纪三十年代,那时有一种叫“AN 系统”的设备来帮助飞机着陆。
如图一所示。
它将“A ”和“N ”两个字母的MORSE 码分开发射,当飞机偏离跑道中心线时,飞行员只能听到其中一个字母的MORSE 码,“A ”或“N ”,只有飞机对准跑道时,才能同时听到两个字母。
而飞机下滑的角度是这样形成的:飞机沿着一个固定信号强度(比如100uA )降落。
后来这两个MORSE 码被两个音频所代替(90Hz 和150Hz ),并且载波提高,航向为VHF ,下滑为UHF 。
如图二所示。
但上述两种系统的缺点是显而易见的,就是误差大,波瓣宽度十分大,容易受干扰。
现代的ILS 通过采用多个对数周期天线,并添加其它技术元素,如采用双频系统、分离辐射和空间调制、信号频谱精确控制和变换等措施来提高ILS 的精度和可靠性。
图一:AN 系统图二:双音频系统ILS的有关述语决断高度(DH):ILS引导飞机到达飞行员能看见跑道的最低允许高度,在这个高度上,驾驶员必须做出继续着陆还是复飞的决定。