Un componente crítico en la aviación moderna, el sistema de aterrizaje por instrumentos conocido como ILS ha revolucionado la forma en que los aviones se aproximan y aterrizan en los aeropuertos. Al emplear una combinación de señales de radio terrestres e instrumentación de aviónica, el ILS desempeña un papel fundamental en la mejora de la precisión y la seguridad de los aterrizajes de aeronaves , particularmente en condiciones climáticas adversas.
Este artículo profundizará en el funcionamiento del sistema de aterrizaje por instrumentos, desentrañando la tecnología detrás de él y arrojando luz sobre su importancia para la industria de la aviación.
Descripción general del ILS
Definición y propósito
El ILS es una sofisticada ayuda a la navegación utilizada en la aviación para ayudar a los pilotos durante las fases de aproximación y aterrizaje. Su objetivo principal es proporcionar orientación precisa a las aeronaves, permitiéndoles aterrizar de forma segura, especialmente en condiciones climáticas adversas. ILS logra esto ofreciendo guía lateral y vertical para garantizar una alineación precisa con la pista. Los pilotos en la cabina reciben datos transmitidos a sus instrumentos que les ayudan a mantener una trayectoria de vuelo predeterminada.
Evolución histórica
El desarrollo de ILS se remonta a principios del siglo XX y se han realizado continuos avances a lo largo de los años. Las pruebas iniciales del ILS comenzaron en los Estados Unidos (EE. UU.) cuando, el 24 de septiembre de 1929, Jimmy Doolittle fue el primer piloto en realizar un vuelo completo, incluido el despegue, el vuelo y el aterrizaje, basándose únicamente en instrumentos sin referencia visual fuera de la cabina.
El 26 de enero de 1938, un Boeing 247D de Pennsylvania Central Airlines ejecutó el primer aterrizaje programado de un avión de pasajeros estadounidense utilizando el ILS. El vuelo, de Washington DC a Pittsburgh, Pensilvania, aterrizó con éxito durante una tormenta de nieve, confiando únicamente en el ILS.
El primer aterrizaje totalmente automático utilizando ILS tuvo lugar en marzo de 1964 en el aeropuerto de Bedford, en el Reino Unido . Cuando el ILS de Categoría IIIC realiza una aproximación y aterrizaje por instrumentos de precisión sin altura de decisión y alcance visual ilimitado en la pista, se convierte en una aproximación para el aterrizaje completamente automática. La altura de decisión es una altitud específica, expresada en pies sobre el suelo o el nivel del mar, a la que un piloto debe decidir si realiza una aproximación por instrumentos.
Componentes clave del ILS
Localizador (LOC)
Un componente crucial del ILS es el localizador, que proporciona guía lateral a la aeronave durante la aproximación. Ubicada al costado de la pista en el punto de aterrizaje, la antena del localizador transmite una señal de radio a lo largo de la línea central de la pista. Al interpretar esta señal, los sistemas de aviónica de las aeronaves determinan si están en el rumbo correcto. Básicamente, el localizador guía al piloto hacia la izquierda o hacia la derecha, asegurando que la aeronave permanezca alineada con la línea central de la pista. También es posible volar en el lado opuesto del localizador para acercarse a la pista, lo que se conoce como rumbo de retorno del localizador.
Ruta de planeo (GP)
Trabajando con el localizador, la trayectoria de planeo proporciona guía vertical para ayudar en la fase de descenso del aterrizaje. Situado en el otro extremo de la pista, emite una señal que crea una trayectoria de descenso precisa. La señal de senda de planeo está alineada para establecer una trayectoria de planeo que está aproximadamente a 3 grados sobre el nivel horizontal o del suelo. Los pilotos utilizan esta señal para ajustar la velocidad de descenso de la aeronave, asegurando una aproximación suave y precisa a la pista en el ángulo correcto.
Modos operativos de ILS
Enfoque de precisión
ILS ofrece diferentes categorías de aproximación de precisión, cada una con requisitos y capacidades específicas.
- Categoría I : Adecuado para operaciones de rutina con una altura de decisión no inferior a 200 pies y un alcance visual en la pista de al menos 1.800 pies o visibilidad de 2.600 pies.
- Categoría II : Alturas de decisión más bajas (hasta 100-200 pies) y requisitos de visibilidad reducidos (hasta 1.200 pies según la Organización de Aviación Civil Internacional ( OACI ) y 1.000 pies para la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea ( EASA )).
- Categoría III : Subdividida en IIIA, IIIB y IIIC, donde IIIB tiene las alturas de decisión más bajas (50 pies) y requisitos de visibilidad (ICAO 150-700 pies y EASA 250-700 pies), las alturas de decisión IIIA son 100 pies y la visibilidad de 700 pies, hasta cero/cero para IIIC. Para realizar aproximaciones CAT-III no sólo debe estar certificado el piloto sino también la aeronave específica.
Enfoque de no precisión
A diferencia de las aproximaciones de precisión, las aproximaciones que no son de precisión o las aproximaciones por instrumentos proporcionan guía lateral, pero carecen de la guía vertical de una trayectoria de planeo. Los pilotos deben utilizar instrumentos de altitud y otros instrumentos que no sean de precisión para navegar y descender, lo que hace que el proceso sea menos preciso en condiciones climáticas desafiantes en comparación con las aproximaciones de precisión.
Frecuencias de radio y características de la señal.
Bandas UHF y VHF
Para la comunicación entre el equipo terrestre y la aeronave, ILS utiliza bandas de frecuencia ultra alta (UHF) de alrededor de 329,15 a 335 MHz y bandas de frecuencia muy alta (VHF) de alrededor de 108 y 137 MHz . VHF se utiliza comúnmente para el localizador, mientras que UHF se emplea para la senda de planeo.
Técnica de modulación
La señal del localizador utiliza modulación de amplitud (AM), variando la amplitud de la señal entre las señales de 90 Hz y 150 Hz para transmitir información.
Capacidad de aterrizaje automático
El sistema de aterrizaje automático mejora las capacidades del ILS al automatizar el proceso de aterrizaje. En condiciones adversas o con poca visibilidad, el sistema de aterrizaje automático puede tomar el control de la aeronave, siguiendo con precisión la guía del ILS. Esta capacidad reduce la carga de trabajo y garantiza un aterrizaje seguro incluso en situaciones difíciles.
Mantenimiento y calibración del ILS.
ILS requiere un mantenimiento regular para garantizar la precisión y confiabilidad de sus señales. Los equipos de mantenimiento en tierra realizan comprobaciones y calibraciones de rutina, verificando que el localizador y las señales de trayectoria de planeo cumplan con estándares estrictos.
Se está desarrollando un número cada vez mayor de drones para mejorar las operaciones de inspección ILS, reduciendo significativamente la necesidad de verificaciones de vuelos de aeronaves tripuladas. Esto ha resultado en una notable disminución de los costos operativos generales en los aeropuertos.
Alternativas y desarrollos futuros
El sistema de aterrizaje por microondas conocido como MLS es un sistema de guía por radio de precisión diseñado para los principales aeropuertos, que brinda asistencia a las aeronaves durante todo tipo de clima durante los aterrizajes, incluidos aquellos realizados en condiciones de visibilidad limitada. En 1994, la Administración Federal de Aviación (FAA) de EE.UU. detuvo el programa MLS , optando en su lugar por el Sistema de Posicionamiento Global basado en satélites conocido como GPS.
El sistema de aterrizaje por transpondedor conocido como TLS es una tecnología de aterrizaje de precisión adecuada para todas las condiciones climáticas. Utiliza ILS y el transpondedor aéreo existente para establecer una aproximación precisa en lugares donde un ILS convencional podría no ser viable o donde la dependencia de la navegación por satélite podría resultar poco confiable. Desde 1998, el TLS ha recibido la certificación de la FAA para el uso de ILS de Categoría I, también aprobada por la OACI.
El rendimiento del localizador con guía vertical (LPV) es un procedimiento de aproximación de alta precisión utilizado en la aviación que aprovecha las señales de GPS para proporcionar guía lateral y vertical durante las fases de aproximación y aterrizaje de la aeronave. Además, no requieren que la tripulación aérea reciba formación especializada. Al 5 de octubre de 2021, la FAA ha confirmado que ha habido 4140 aproximaciones LPV en 2017 aeropuertos .
El sistema de aumento terrestre conocido como GBAS es una tecnología de navegación por satélite diseñada para mejorar la confiabilidad y precisión de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), por ejemplo, el GPS. Los principales aeropuertos de todo el mundo han adoptado GBAS para mejorar sus capacidades de navegación, proporcionando más flexibilidad en los procedimientos de aproximación y aumentando la eficiencia operativa.
A diferencia del ILS tradicional, que se basa en señales de radio terrestres, GBAS utiliza señales basadas en satélites , lo que ofrece varias ventajas. El sistema es especialmente beneficioso en áreas con terreno desafiante o donde la instalación de ayudas a la navegación terrestres tradicionales podría resultar poco práctica.
Si bien parece que el ILS seguirá utilizándose en el futuro previsible debido a su precisión y confiabilidad, los aeropuertos situados en áreas de terreno variadas pueden realizar la transición a aproximaciones GBAS.
Fuente: https://www.aerotime.aero/articles/how-instrument-landing-system-works-and-why-its-important