INSTRUMENTS   DE   RADIONAVIGATION

INSTRUMENT LANDING SYSTEM


Introduction

L' ILS (Instrument Landing System) est un système d'aide à l'atterrissage aux instruments par visibilité réduite. Les informations délivrées au pilote sont des informations:
    - continues de position par rapport à l'axe de la piste Localizer
    - continues de position par rapport à un plan oblique de descente aboutissant à la piste Glide Path
    - discontinues de distance par rapport au seuil de piste Markers
    - continues de distance par rapport au seuil de piste si l'ILS est couplé avec un DME
L'avion est autonome et aucune liaison sol-air n'est nécessaire.

Plan gene ILS

Localizer ou Radiophare d’alignement de piste (LLZ)

Le but du localizer est de donner une information continue d'écart dans un plan horizontal (azimut), en émettant grâce à un ensemble d'antennes des signaux radioélectriques dans l'axe de piste.
Les fréquences utilisées se situent dans la gamme VHF entre 108 et 111.95MHz, la progression est de 50KHz ou 150KHz, la première décimale étant toujours impaire 108,1MHz - 108,15MHz - 108,3MHz - 108,35MHz - 108,5MHz - 108,55MHz etc...
Les fréquences du glide path et DME lorsqu'il existe sont dans des gammes de fréquences différentes UHF mais l'utilisateur affiche une seule fréquence, celle du localizer pour utiliser le système de l'ensemble de l'ILS.
Les antennes sont normalement situées à 300m après l'extrémité de piste opposée au point d'impact à l'atterrissage.

ILS photo du Localizer

Principe de fonctionnement du Localizer

Un ensemble d'antennes au sol rayonne une porteuse VHF modulée en amplitude par deux fréquences 90 et 150 hz. Les taux de modulation dépendent de la direction d'émission, de telle sorte que soient délimitées de part et d'autre de l'axe de piste deux zones.

ILS Loc Fonction 01

En cours de création

Couverture volumètrique

C'est le volume délimité dans l'espace ou les signaux ILS sont normalement reçus.
En France, le rayonnement arrière d'un ILS ne peut en aucun cas être utilisé comme un moyen de guidage ou de confirmation de position. En effet, quel que soit le type de matériel, ce rayonnement, lorsqu'il existe, n'est jamais surveillé et peut fournir des informations aberrantes.

Couverture en azimut

La plage d'utilisation normale du radiophare d’alignement de piste est de ±35° sur 17NM, et ±10° sur 25NM. Dans certains cas le premier secteur peut même être plus étroit du fait de perturbations dues à l’environnement.

ILSLoc en azimut

Couverture en site

Les signaux localizer doivent être normalement reçu à l'intérieur du volume délimité par un plan incliné de sur l'horizontale. Le signal devra être également reçu au plu haut des deux points suivants:
- 600 mètres au-dessus du seuil ou
- 300 mètres au-dessus du niveau du point le plus élevé des aires d'approche intermédiaire ou finale.

ILSLoc en site

Instrument de bord - Récepteur

L'avion équipé d'une antenne de réception à polarisation horizontale reçoit les signaux du localizer par le même récepteur VHF que pour la réception des signaux VOR.
Une fois le signal capté, il est ensuite démodulé puis envoyé vers:
- le filtre 1020 Hz pour l'indicatif
- les deux filtres passe bande de 90 Hz et 150 Hz. Ces tensions alternatives 90 et 150 obtenues sont redressées et transformées en tensions continues de V90 et V150.
Dans un premier circuit on effectue la différence de ces deux tensions et on obtient une tension proportionnelle à la différence de taux de modulation DDM. Cette tension est utilisée pour dévier l'aiguille de guidage vertical azimut.
En effet si le récepteur est régulé par une C.A.G extrêmement efficace , les variations des fréquences 90 Hz et 150 Hz du signal composite ne résulteront que des variations des taux de modulation 90 et 150 du signal d'entrée et non pas de la porteuse.

ILS recepteur Loc

L'intégrité du signal est évaluée dans un second circuit. En effet on peut remarquer que la somme des modulations SDM reste constante et sensiblement égale à 0,4 dans la zone d'azimut considérée. Toute diminution de SDM entraînera l'apparition d'un drapeau d'alarme Flag .

Lorsque l’avion se trouve sur l’axe de piste, les harmoniques 90 et 150 Hz ont la même amplitude et la DDM est nulle. L’aiguille indicatrice est positionnée au centre du cadran.

ILSLoc AigCentre

Lorsque l’avion se trouve à gauche de l‘axe de piste, la tension sortant du filtre 90 Hz est inférieure à la tension du filtre 150 Hz. L’aiguille dévie à droite.

ILSLoc AigDroit

Lorsque l’avion se trouve à droite de l‘axe de piste, la tension sortant du filtre 90 Hz est supèrieure à la tension du filtre 150 Hz. L’aiguille dévie à gauche.

ILSLoc AigGauche

Note:L’aiguille indique toujours le sens de la correction à effectuer, mais n’indique en aucun cas la distance par rapport à l’axe. Seul un écart angulaire est fourni au pilote par l’intermédiaire de 5 points de par et d’autre du centre de l’écran. La pleine déviation correspond à un écart de 2,5° soit 0,5° entre deux graduations.

Glide path ou Radiophare d’alignement de descente (GP).

Le Glide Path est une aide à la navigation courte distance. Son but est de donner une information continue d'écart en grandeur et en signe par rapport à un plan oblique matérialisant le plan de descente.
Il est utilisé dans la bande de fréquence UHF entre 329,15 et 335 MHz. Chaque fréquence est espacée de 150 kHz et est appareillée à une fréquence LOC.
Il suffit donc de se caler sur une fréquence LOC pour bénéficier automatiquement de l’alignement de descente.

ILS photo du Glide

Principe de fonctionnement du Glide path

En cours de création

Couverture volumètrique

Couverture en azimut

Le même découpage de l'espace est utilisé dans le plan vertical pour as- surer le guidage en site.Un secteur où les indications sont proportionnelles à l'écart angulaire par rapport à l'axe de descente complété par une zone de couverture où les signaux indiquent au pilote sa position par rapport à l'axe de descente. La couverture en azimut de l'alignement de descente est limité à de part et d'autre de l'axe de la piste, ce qui est bien inférieur à la couverture de l'alignement de piste en azimut.

ILSGlide en azimut

Couverture en site

G est le point où le prolongement en ligne droite de l'alignement de descente ILS coupe l'axe de piste.
A est l'angle de site d'alignement de descente ILS (généralement 3 degrés).
Soit une limite de couverture basse de 3°X 0,45 = 1,35°
et une limite de couverture haute de 3°X 1,75 = 5,25°

ILSGlide en site

Instrument de bord - Récepteur

ILS recepteur Glide

C'est un récepteur VHF à changement de fréquence. La sortie de ce récepteur GLIDE est identique à celle du récepteur LOC. L’information d’écart par rapport au plan de descente est fourni au pilote par une barre horizontale qui indique le sens de la correction à effectuer.
Lorsque l’avion se trouve sur plan de descente, les harmoniques 90 et 150 Hz ont la même amplitude et la DDM est nulle. La DDM est nulle et l’aiguille est positionnée au centre du cadran.

ILSGlide AigCentre

L’avion se trouve en-dessous du plan de descente, la tension sortant du filtre 90 Hz est inférieure à la tension du filtre 150 Hz. La DDM n'est pas nulle et l’aiguille dévie vers le haut.

ILSGlide AigDroit

L’avion se trouve au-dessus du plan de descente, la tension sortant du filtre 90 Hz est supèrieure à la tension du filtre 150 Hz. La DDM n'est pas nulle et l’aiguille dévie vers le bas.

ILSGlide AigGauche

Présentation de l'information

Les informations de l'I.L.S (Localizer et glide) peuvent être affichées sur des instruments classiques indépendants.

ILSPresentation Classique

et les ADI (Attitude director indicator) et HSI (Heading situation indicator) affichent également les indications I.L.S.

ILSPresentation Classique

Sur les E.F.I.S les I.L.S sont affichés sur les Primary Flight Display ainsi que sur les Navigation Display

ILSPresentation Efis

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