Systèmes d'atterrissage aux instruments (ILS)
Un ILS est utilisé pour faire atterrir un avion lorsque la visibilité est mauvaise. Ce système de radionavigation guide l'avion sur une pente jusqu'à l'aire de toucher des roues sur la piste. Plusieurs transmissions radio sont utilisées pour permettre une approche exacte de l'atterrissage avec un ILS. Un localisateur est l'une des transmissions radio. Il est utilisé pour fournir un guidage horizontal jusqu'à l'axe de la piste. Une diffusion séparée de la pente de descente fournit un guidage vertical de l'avion sur la pente appropriée jusqu'au point de toucher des roues. Les transmissions de localisation de boussole pour les balises de marquage d'approche extérieure et centrale aident le pilote à intercepter le système d'aide à la navigation d'approche. Les balises de marquage fournissent des informations sur la distance par rapport à la piste. Ensemble, tous ces signaux radio font d'un ILS un moyen très précis et fiable pour l'atterrissage des avions.
Localisateur
L'émission d'alignement de piste est une émission VHF dans la gamme inférieure des fréquences VOR (108 MHz à 111,95 MHz) sur les fréquences impaires uniquement. Deux signaux modulés sont produits à partir d'un complexe d'antennes polarisées horizontalement au-delà de l'extrémité éloignée de la piste d'approche. Ils créent un champ en expansion de 2 1/2° de large (environ 1 500 pieds) à 5 milles de la piste. Le champ se rétrécit jusqu'à la largeur de la piste près du seuil d'atterrissage. Le côté gauche de la zone d'approche est rempli d'une onde porteuse VHF modulée avec un signal de 90 Hz. Le côté droit de l'approche contient un signal modulé à 150 MHz. Le récepteur VOR de l'avion est réglé sur la fréquence VHF d'alignement de piste qui se trouve sur les plaques d'approche et les cartes aéronautiques publiées.
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Le circuit spécifique à la réception VOR standard est inactif tandis que le récepteur utilise un circuit de localisateur et des composants communs aux deux. Les signaux reçus sont passés à travers des filtres et redressés en courant continu pour piloter l'indicateur d'écart de cap. Si l'avion reçoit un signal de 150 Hz, le CDI de l'affichage VOR/ILS dévie vers la gauche. Cela indique que la piste est à gauche. Le pilote doit corriger sa trajectoire en virant à gauche. Cela centre l'indicateur d'écart de cap sur l'écran et centre l'avion avec l'axe de la piste. Si le signal 90 Hz est reçu par le récepteur VOR, le CDI dévie vers la droite. Le pilote doit tourner vers la droite pour centrer le CDI et l'avion avec l'axe de piste.
Alignement de descente
Le guidage vertical nécessaire à la descente d'un aéronef pour un atterrissage est assuré par la pente de descente de l'ILS. Les signaux radio dirigent l'avion vers le point de toucher des roues sur la piste à un angle d'environ 3°. L'antenne émettrice d'alignement de descente est située sur le côté de la piste d'approche à environ 1 000 pieds du seuil. Il transmet selon un schéma en forme de coin, le champ se rétrécissant à l'approche de la piste.
L'antenne de l'émetteur d'alignement de descente est polarisée horizontalement. La gamme de fréquences d'émission est UHF entre 329,3 MHz et 335,0 MHz. La fréquence est couplée à la fréquence d'alignement de piste de l'ILS. Lorsque le récepteur VOR/ILS est réglé pour l'approche, le récepteur d'alignement de descente est automatiquement réglé. Comme le localizer, le glide transmet deux signaux, l'un modulé à 90 Hz et l'autre modulé à 150 Hz. Le récepteur d'alignement de descente de l'avion déchiffre les signaux de manière similaire à la méthode du récepteur d'alignement de piste. Il pilote un indicateur d'écart de cap vertical appelé indicateur de pente de descente. L'indicateur d'alignement de descente fonctionne de manière identique au localizer CDI à seulement 90° de celui-ci. Le localisateur VOR/ILS CDI et la pente de descente sont affichés ensemble sur n'importe quel type d'instrumentation dans l'avion.
L'antenne UHF pour la réception par avion des signaux d'alignement de descente se présente sous de nombreuses formes. Une antenne dipôle unique montée à l'intérieur du nez de l'avion est une option courante. Les fabricants d'antennes ont également intégré la réception d'alignement de descente dans la même antenne dipôle utilisée pour la réception du radiophare d'alignement de piste VHS VOR/ILS. Des antennes de type lame sont également utilisées. La figure montre un VOR et un récepteur d'alignement de descente pour un ILS d'avion GA.
Localisateurs de boussole
Il est impératif qu'un pilote puisse intercepter l'ILS pour permettre son utilisation. Un localisateur de boussole est un émetteur conçu à cet effet. Il y en a généralement un situé à la balise extérieure à 4 à 7 milles du seuil de piste. Un autre peut être situé à la balise médiane à environ 3 500 pieds du seuil. Le localisateur de boussole de marqueur extérieur est un NDB de 25 watts avec une portée d'environ 15 milles. Il transmet des ondes radio LF omnidirectionnelles (190 Hz à 535 Hz) codées avec les deux premières lettres de l'identifiant ILS. Le récepteur ADF est utilisé pour intercepter le localisateur, aucun équipement supplémentaire n'est donc nécessaire. Si un localisateur de boussole de marqueur central est en place, il est similaire mais est identifié avec les deux dernières lettres de l'identifiant ILS. Une fois localisé, le pilote manœuvre l'avion pour voler le long de la trajectoire de descente jusqu'à la piste.
Balises de marqueur
Les balises de marquage sont les derniers émetteurs radio utilisés dans l'ILS. Ils transmettent des signaux qui indiquent la position de l'avion le long de la trajectoire de descente vers la piste. Comme mentionné, un émetteur de balise de marquage extérieur est situé à 4 à 7 milles du seuil. Il transmet une onde porteuse de 75 MHz modulée avec une tonalité audio de 400 Hz dans une série de tirets. La transmission est très étroite et dirigée vers le haut. Un récepteur de balise de marquage reçoit le signal et l'utilise pour allumer une lumière bleue sur le tableau de bord. Ceci, plus la tonalité orale en combinaison avec le radiophare d'alignement de piste et l'indicateur d'alignement de descente, localise positivement l'avion en approche.
Une balise centrale est également utilisée. Il est situé en approche à environ 3 500 pieds de la piste. Il transmet également à 75 MHz. La transmission du marqueur central est modulée avec une tonalité de 1300 Hz qui est une série de points et de tirets afin de ne pas être confondue avec la tonalité entièrement en tirets du marqueur extérieur. Lorsque le signal est reçu, il est utilisé dans le récepteur pour allumer une lumière de couleur ambre sur le tableau de bord.
Certaines approches ILS ont une balise de marquage interne qui transmet un signal modulé à 3000 Hz en une série de points uniquement. Il est placé au point de décision d'atterrissage ou de remise des gaz de l'approche à proximité du seuil de piste. S'il est présent, le signal lorsqu'il est reçu est utilisé pour allumer une lumière blanche sur le tableau de bord. Les trois balises lumineuses sont généralement incorporées dans le panneau audio d'un avion d'aviation générale ou peuvent exister indépendamment sur un avion plus gros. Les aéronefs à affichage électronique intègrent généralement des feux de position ou des indicateurs à proximité de l'affichage de l'alignement de descente près de l'indicateur du directeur d'attitude.
Les composants radio ILS peuvent être testés avec une unité de test ILS. Des signaux d'alignement de piste, d'alignement de descente et de balise de marquage sont générés pour assurer le bon fonctionnement des récepteurs et un affichage correct sur les instruments du poste de pilotage.
