El sistema de aproximación de precisión ILS (parte I)

En aviación siempre se ha dicho que el secreto de un buen aterrizaje es hacer una buena aproximación. A principios del siglo pasado esta fase de vuelo era una de las que creaba más accidentes. Buen ejemplo de ello se relataba en el gran clásico de Howard Hawks de 1939, Solo los ángeles tienen alas. La aproximación finaliza cuando se alcanza el punto de decisión y en ese mismo punto comienza la maniobra de aterrizaje o en su defecto la maniobra de aproximación frustrada.

Tratar de utilizar sistemas como el VOR o el NDB o el VOR/DME, etc. para una aproximación, no siempre garantiza una gran precisión ni cubre todas las necesidades operacionales. Se tardó bastante tiempo hasta que se consiguió un sistema de aterrizaje con suficiente precisión y fiable. Se experimentó, fundamentalmente en los EEUU y en Alemania, con varios sistemas, como el SBA (Standard Beam Approach), que proporcionaba guiado horizontal, pero no senda de planeo. Con el desarrollo de la tecnología se llegó finalmente al ILS.


El sistema de aterrizaje instrumental (o ILS, del inglés: Instrument Landing System) es el sistema de ayuda a la aproximación y el aterrizaje establecido por OACI (Organización de Aviación Civil Internacional) como sistema normalizado en todo el mundo. Cuando se celebró la reunión de la OACI en Chicago en el año 1946 se determinó incluir este sistema en su Anexo 10 al Convenio sobre Aviación Civil Internacional titulado “Telecomunicaciones Aeronáuticas”. Dicho Anexo entró en vigor en el año 1949. Este sistema de ayuda al aterrizaje basado en tierra permite que un avión sea guiado con precisión durante la aproximación a la pista de aterrizaje y, en algunos casos, a lo largo de la misma. Puede parecer un sistema relativamente moderno, pero el ILS se empezó a estudiar y a utilizar mucho antes de su demostración oficial en 1937.

Ya en los años 20 se hicieron investigaciones serias sobre este sistema en los Estados Unidos y Europa. La posibilidad de crear un sistema que permitiera el aterrizaje de precisión sin visibilidad llevaba elaborándose en la cabeza de los técnicos y científicos desde poco después de que terminara la I GM . En 1928 (Mitchel Field) se iniciaron las pruebas de este sistema en los Estados Unidos. Un joven e intrépido Teniente, de nombre James Doolittle (el mismo que propuso el bombardeo de Tokio), realizó una serie de aterrizajes en septiembre de 1929 sentado en el puesto trasero de su biplano, con la cabina completamente cubierta y guiándose exclusivamente con los instrumentos de a bordo.

El primer aterrizaje de un vuelo comercial usando este sistema se produjo en enero de 1938 (era un Boeing 247D, que utilizó el sistema durante una tormenta de nieve). En 1941, la CAA (Civil Aeronautics Administration, precursora de la FAA), autorizó la instalación del sistema en seis aeródromos. El primer aterrizaje totalmente automático (AUTOLAND) usando un sistema ILS se produjo en 1964, en el Reino Unido.

Debajo se puede ver una representación de las emisiones radioeléctricas que guían al piloto tanto en el plano horizontal como en el vertical. La senda de planeo (GP o Glide Path) mantiene al piloto en la trayectoria vertical adecuada, que generalmente ronda los 3º, considerados como óptimos. Este sistema deja al piloto en el punto denominado mínimos, donde se ejecuta el aterrizaje (o la frustrada). El punto de mínimos puede estar situado a diferentes alturas, dando lugar a las diferentes categorías, como se explicará más adelante.


El instrumento a bordo que indica al piloto las desviaciones es fácil de interpretar incluso en sus versiones más antiguas. basta fijarse en la desviación de las agujas del instrumento para corregir la trayectoria. La aguja indica la posición del haz radioeléctrico, siendo el círculo central la representación de la aeronave.

Avión demasiado alto pero alineado / Avión demasiado bajo y a la derecha / Trayectoria correcta

Algunas definiciones


Aproximación Frustrada: 

  1. Es una maniobra conducida por el piloto cuando una aproximación instrumental no puede completarse hasta el aterrizaje. La ruta y la altitud de la maniobra se muestran en la carta de procedimiento de aproximación instrumental. Un piloto que ejecute la maniobra de Missed Approach, antes de llegar al Punto de Missed Approach, (Missed Approach Point MAP), debe continuar hasta llegar al punto de Missed Approach, sin embargo el piloto puede iniciar inmediatamente el ascenso a la altitud especificada en el procedimiento de aproximación frustrada.
  2. Es el término empleado por el piloto para informar al ATC que el está ejecutando una maniobra de aproximación frustrada.
  3. En localidades donde se dispone de un ATC con servicios de control radar, el piloto debe proceder por los vectores radares indicados por el ATC, durante su procedimiento de aproximación frustrada a cambio de los publicados en la carta de aproximación.

Rango Visual de la Pista (RVR): 

Es un valor determinado por un Transmisiómetro calibrado a ciertos valores normalizados y representa la distancia que el piloto podrá ver en la pista desde el final de su aproximación. Se basa en lo que el piloto podrá observar de la pista desde su aeronave en movimiento. El RVR es la distancia que puede observarse horizontalmente.

Senda de Planeo:

La línea descendente determinada para guiarse verticalmente durante una aproximación final.

Altitud de Intercepción de la Senda de Planeo:

Altitud mínima para interceptar la senda de planeo instrumental en un procedimiento de aproximación de precisión.

Inner Marker (IM)/ inner marker beacon:

Es la señal utilizada en las aproximaciones de precisión ILS (CAT II) localizada entre la demarcación intermedia y el final del ILS de la pista en uso, que transmite un patrón de seis puntos por segundo para indicar al piloto, a través de señales auditivas y visuales, que se encuentra en la altitud de decisión (DH), -normalmente de 100 pies- sobre la elevación del punto de contacto en aproximaciones ILS de Categoría II.
LOCALIZER. Localizador: El componente de un ILS que señala el curso a la pista.

Middle marker (MM) o Demarcación Intermedia:

Es la señal que define un punto sobre la senda de planeo instrumental (Glide Slope) de un ILS, ubicada normalmente en la altura de decisión o cercana a ella. (ILS Categoría I).

Los mínimos de operación:

Los procedimientos y mínimos de operación de CAT I, se establecen para asegurar que se alcanza el nivel deseado de seguridad operacional en condiciones de visibilidad reducida asociada con esas operaciones. El propósito de los mínimos de operación consiste en asegurar que la combinación de información disponible de los instrumentos de la aeronave y las fuentes visuales externas son suficientes para la operación segura de la aeronave a lo largo de la trayectoria de vuelo deseada.

Los mínimos de operación establecen alturas mínimas seguras para vuelo por instrumentos y los mínimos de visibilidad/RVR necesarios para completar con seguridad la operación de aproximación y aterrizaje que está siendo conducida, por referencias visuales externas. A medida que la información visual externa disminuye debido a la reducción de las condiciones de visibilidad, se debe incrementar la calidad y cantidad de la información de los instrumentos y la habilidad de las tripulaciones de vuelo para mantener el nivel deseado de seguridad operacional.

Como se puede ver en el detalle de la carta FAA que se ve a continuación, se intercepta la senda de planeo cuando estamos como poco a 2.000 pies de altura. Si la senda de planeo no funciona, pero el localizador si, se puede seguir la señal de este, pero en ese caso los mínimos serán más altos. Pasan de ser 492 pies en el ILS completo a 760 para el localizador solo.



Las partes de un sistema ILS


El sistema ILS en tierra tiene tres partes bien diferenciadas:
  1. Información de guiado (en dos planos)
  2. Información de distancia (balizas y DME)
  3. Información visual (luces de aproximación zona de contacto y eje de pista)
El equipo de tierra está compuesto de:
  1. Equipo VHF del localizador
  2. Equipo UHF de trayectoria de planeo
  3. Radiobalizas VHF

Cada uno de estos elementos cuenta con sistemas de monitorización e indicadores y sistemas de control remoto. Estos componentes pueden ser complementados con diversas instalaciones, como luces de aproximación (ALS), luces de pendiente visual de descenso (VASI, PAI, etc.) y otras instalaciones como VOR, DME, etc. El piloto debe de saber que no está permitido descender por debajo de los mínimos a menos que los componentes básicos estén funcionando, a excepción de las balizas o su reemplazo, el DME. La instalación de estos equipos se puede ver en el siguiente diagrama.

En este figura vemos los dos haces del localizador en azul y amarillo así como los indicadores que han de formar una cruz centrada en el instrumento de a bordo para indicara la posición correcta. También se muestran las radiobalizas exterior e intermedia.

El tipo y la precisión de las instalación que posea un sistema ILS instalado en un aeropuerto concreto dará lugar a las diferentes categorías de actuaciones, las cuales tienen los objetivos operacionales siguientes:

 Categorías (CAT) de ILS

Categoría I

Permite aterrizajes con una RVR o visibilidad mínima de 2.400 pies (732 m) o 1.800 pies (549 m) en caso de que haya iluminación de la línea central y zonas de toma de la pista y un mínimo de techo de nubes de 200 pies (60 m).

Categoría II

Los sistemas más avanzados de Categoría II y Categoría III permiten operaciones en visibilidad casi cero (sin posibilidad de visión). Esta categoría requiere una certificación adicional del avión y la tripulación.

Las aproximaciones de Categoría II permiten aterrizar con una altura de decisión de 100 pies y una visibilidad (RVR) de tan solo 1.200 pies (350m).

Categoría III

La Categoría III está diseñada para ser volada por el sistema de aterrizaje automático de la aeronave y permite operaciones incluso sin altitudes de decisión:

  • CAT IIIa con visibilidad mayor de 700 pies (213 m)
  • CAT IIIb con visibilidad entre 150 pies (46 m) y 700 pies (213 m)
  • CAT IIIc sin rango visual de la pista de aterrizaje (hasta el 2012 no se tenía ningún aeropuerto con esta certificación)

Cada aparato certificado para operaciones CAT III tiene una altitud de decisión y mínimos de visibilidad establecidos, únicos para cada certificación. Las instalaciones CAT II/III incluyen iluminación de la línea central de la pista y zona de contacto, así como otras ayudas y mejoras.

Debajo se muestra la típica carta de aproximación de la FAA. Aproximación por instrumentos para el ILS en la pista 17 del Aeropuerto de Tacoma Narrows. Las reglas para la aproximación frustrada se destacan en rojo. Este gráfico es de enero de 2012 y está obsoleto - NO USAR-.


En la segunda parte de este post dedicado al ILS entraré en más detalles técnico.

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