Como o ILS (Instrument landing system) funciona?

O ILS funciona usando dois componentes, um localizador e um glideslope. As frequências para o localizador estão entre 108,1-111,95 MHz e a inclinação do planeio entre 329,15-335,0 MHz. Essas freqüências são as ondas portadoras que a modulação que você menciona ocorre. Um piloto está preocupado apenas com a frequência do localizador, pois o equipamento de navegação conhece a freqüência de glideslope emparelhada para qualquer frequência de localizador.

O equipamento para transmitir os sinais está bem descrito na sua pergunta. A antena do localizador transmite dois lóbulos ao longo do comprimento da pista por alguns quilômetros (tipicamente 18 nm, mas alguns aeroportos como o LAX têm uma distância útil muito maior). A antena de glideslope fica em torno dos marcadores de zona de aterrissagem de 1000 pés na pista, compensando um pouco da pista. Ele transmite seus próprios dois lóbulos centrados em torno de uma inclinação de 3 graus (isso pode variar de acordo com a instalação). O glideslope é geralmente utilizável a cerca de 10 nm da pista, mas geralmente não é usado tão longe.

O equipamento no avião responsável por usar este sinal vem em poucas partes, uma antena, um rádio e um instrumento de navegação.

O sinal do localizador é recebido pela antena usada para os sinais normais de navegação (VOR) e haverá uma antena adicional para o sinal do glideslope. Esses sinais irão primeiro para um rádio de navegação, que o piloto usa para selecionar a frequência do localizador (ou uma freqüência de VOR). Se uma freqüência do localizador for selecionada, o rádio também ouvirá em uma freqüência específica do glideslope.

Os dados do rádio são então enviados para qualquer instrumento em que você esteja exibindo os dados.

O instrumento mais primitivo é a cabeça VOR com o tipo de instrumento de navegação de tipo agulhado glideslope.

Um passo em frente disso é um HSI, que é um pouco mais intuitivo para voar e tem melhores facilidades para lidar com cursos de back-end do localizador.

Na extremidade superior, você tem monitores de voo primários eletrônicos que exibem dados em um monitor CRT ou LCD.

A base de tudo isso está seguindo duas agulhas que são mostradas ao piloto. Um move-se de um lado para o outro e rastreia o localizador, enquanto o outro se move para cima e para baixo e acompanha o glideslope. Se ambos estiverem centralizados, você estará no meio de ambos os feixes e no curso. A posição da agulha é determinada por qual lóbulo do transmissor está sendo recebido mais strong que o outro. Quando ambos os lóbulos são recebidos igualmente, a agulha será centralizada.

Para sua última pergunta, o piloto tem controle sobre o avião para toda a aproximação. O ILS não assume o controle do avião. O piloto automático pode ser slaved para seguir apenas o localizador, ou o localizador e o glideslope, ou o piloto pode executar a aproximação. Em ambos os casos, no entanto, o piloto está no controle, não o ILS.

O ILS é utilizável por pelo menos 10 milhas das antenas. Em muitos aeroportos, você rastreará a parte do localizador do sinal muito além disso. Você vai parar de usar o ILS normalmente a 200 pés acima do solo, embora existam abordagens ILS especiais com altitudes mínimas mais baixas que requeiram equipamento e treinamento especiais. A maioria das abordagens de ILS, no entanto, exige que o piloto observe certas pistas visuais antes de descer abaixo de 200 pés AGL.

Para adicionar um pouco mais de detalhes no lado do receptor e como ele é usado;

Os sinais do localizador e do glideslope são transmitidos em diferentes freqüências (a freqüência da "portadora") e estes são filtrados para deixar uma mistura de 90Hz e 150Hz para cada um. O 90 e o 150 são filtrados separadamente.

Se você tem mais 90Hz do que 150Hz, está muito longe do local ou muito alto no glideslope. O indicador de orientação é apenas uma exibição da relação entre 90Hz e 150Hz. Uma proporção de 50% significa apenas certo!

Na sua pergunta de "por quanto tempo?", um procedimento comum (pode ser diferente para um determinado campo ou abordagem) é voar em direção à linha central do localizador e abaixo do glideslope em um ângulo de cerca de 30 graus para interceptar o localizador a cerca de 10 milhas de distância.

O ATC enviará o vetor da aeronave até este ponto (por exemplo, Speedbird 93, descend and maintain 1500 feet, turn left heading 300 degrees. Cleared ILS approach 27L report established ). O piloto automático geralmente está no modo de aproximação, o que significa que ele capturará o localizador e, por sua vez, o glideslope, e seguirá o ILS para baixo.

Quando o localizador for capturado, o piloto automático transformará a aeronave na linha central e os relatórios piloto serão estabelecidos no ATC.

É um procedimento normal capturar o localizador a uma altura menor que o glideslope no ponto de captura, para que você capture o glideslope a partir de baixo. Isso é por segurança. Se você capturou o glideslope de cima, então a aeronave pode muito bem descer através do glideslope e nivelar para recapturar. Descendo abaixo do glideslope, no que poderia ser centenas de pés por minuto, não é bom.

Por fim, a maioria dos procedimentos exige uma abordagem estabilizada (configurada corretamente, seguindo o ILS, velocidade correta, listas de verificação completas, sem grandes desvios nas configurações de curso, altura ou potência) por volta de 1000 '. Muitos pilotos, dependendo dos procedimentos e condições de suas companhias aéreas, desconectarão o piloto automático pelos últimos 300 metros, às vezes para dar prática ao primeiro oficial. Algumas aeronaves são removidas até o fim (auto-bandeira), mas isso também dependerá das operações da empresa, da moeda da equipe e dos procedimentos locais.

[EDITAR] Eu deliberadamente deixei de fora os harmônicos. Eu percebi que eu só tinha uma página;)