Sistemas de pouso por instrumentos: tudo o que você precisa saber sobre o ILS

O Instrument Landing System (ILS) foi introduzido pela primeira vez no final dos anos 1930, mesmo antes da eclosão da Segunda Guerra Mundial.

(Foto: Getty Images)

O Instrument Landing System (ILS) foi introduzido pela primeira vez no final dos anos 1930, mesmo antes da eclosão da Segunda Guerra Mundial. E até hoje continua sendo a forma mais precisa de auxílio à navegação de aproximação para pilotos.

O ILS pode fornecer orientação horizontal e vertical para uma pista. Ele pode ser tão preciso que os pilotos podem usar o sistema para pousar em um aeroporto sem sequer ver a pista . Como o ILS pode fornecer orientação lateral e vertical, uma abordagem ILS é considerada uma abordagem de precisão.

Uma breve introdução ao ILS

O ILS, até hoje, fornece a orientação de aproximação e pouso mais precisa (Foto: Getty Images)

O ILS consiste em dois componentes principais. O Localizer (LLZ) e o Glide Path (GP), que é mais comumente chamado de Glide Slope. O localizador orienta o piloto e a aeronave no plano lateral, enquanto o glide slope fornece orientação de trajetória vertical.

Nos ILS mais antigos, os beacons - ou mais especificamente, os sinalizadores - são usados ​​para que os pilotos possam verificar se estão na altura correta no momento. Esses sinalizadores acendem no cockpit ao passar por um determinado ponto da aproximação.

Os ILS mais recentes possuem Equipamentos de Medição de Distância (DME) que podem calcular a distância com precisão. Assim, os beacons de marcação têm sido amplamente obsoletos.

As frequências operacionais do ILS

(Imagem: flymag.com)

O ILS é sintonizado pelos pilotos usando uma frequência definida. O localizador do sistema opera na faixa VHF (Very High Frequency), entre 108 e 111,975 MHz. Mais de 40 canais são alocados para o localizador das operações ILS.

O Glide Slope opera na banda UHF (Ultra High Frequency). As frequências alocadas estão entre 329,15 e 335 MHz. Assim como o localizador, 40 canais são fornecidos para a transmissão do glide slope.

Para facilitar a vida dos pilotos e evitar a chance de sintonizar a frequência errada, o localizador e as frequências do glide slope são emparelhados.

O pareamento é feito pela ICAO. Por exemplo, a frequência do localizador de 109,1 MHz é emparelhada com a frequência do glide slope de 331,4 MHz.

Portanto, se a frequência do ILS for 108,1 MHz, o piloto precisará apenas sintonizar 108,1 MHz e obterá o localizador e o sinal do glide slope, pois a frequência do glide slope é emparelhada com 108,1 MHz.

(Foto: Airbus)

O DME também está emparelhado com a frequência ILS. Assim, com um interruptor, os pilotos podem obter o localizador, glide slope e o sinal DME.

O princípio de operação ILS

O localizador

A antena localizadora é colocada na extremidade de aproximação da pista. O localizador do ILS é composto por dois lóbulos. Um lóbulo à direita da linha central da pista e um lóbulo à esquerda da linha central. Os lóbulos se sobrepõem bem na linha central e são transmitidos na direção da aeronave que se aproxima da pista para pouso.

Antena localizadora (Foto: goldcoastairport.com)

Para diferenciar os dois lóbulos, o lóbulo direito é modulado para uma frequência de 150 Hz, enquanto o lóbulo esquerdo é modulado para 90 Hz. Dessa forma, o receptor ILS a bordo (aeronave) pode identificar o lóbulo no qual está voando.

Quando uma aeronave se move ou se afasta da linha central, a profundidade da modulação (DOM) ou a amplitude do sinal aumenta. O que isso significa é que, por exemplo, se uma aeronave estiver à esquerda da linha central da pista, ela receberá mais do sinal de 90 Hz em comparação com o sinal de 150 Hz da direita. Essa diferença é conhecida como diferença de profundidade de modulação (DDM). Este DDM é convertido em deslocamento angular pelo receptor da aeronave, que é mostrado ao piloto em seus instrumentos e o comanda para ir para a direita.

Existe uma maneira mais fácil de imaginar isso. Se você receber 20% do sinal de 90 Hz e 5% do sinal de 150 Hz, haverá uma diferença de frequência de 15%. Como a aeronave recebe uma porcentagem maior do sinal de 90 Hz, verifica-se que ela está à esquerda do centro e o indicador no cockpit deve direcionar o piloto para a direita.

O localizador tem dois feixes (Foto: rohde-schwarz.com)

Quando o piloto voa o indicador centrado, o DDM é zero e a aeronave está no eixo da pista.

A rampa de deslizamento

O transmissor ou antena do glide slope é colocado em um lado da pista a cerca de 300 m ou cerca de 1000 pés da soleira da pista. A distância lateral entre o transmissor e a borda da pista é de cerca de 120 m.

Antena Glide Slope (Foto: Herr-K por Wikimedia)

Também consiste em dois lóbulos. E assim como o localizador, um feixe (feixe superior) é modulado para uma frequência de 90 Hz e o outro feixe (feixe inferior) é modulado em 150 Hz. Isso é semelhante ao localizador, onde os lóbulos se encontram é o ponto onde a aeronave está no planeio correto. A maioria das rampas de deslizamento são calibradas para um ângulo de descida de 3 graus.

O princípio de funcionamento também é o mesmo do localizador. O receptor da aeronave usa o DDM detectado para encontrar sua localização em relação ao planeio calibrado. Se o piloto estiver alto, ele comanda o piloto para descer, e se o piloto estiver baixo no planeio, o indicador comanda o piloto para voar para cima.

Os dois lóbulos do sinal de glideslope (Foto: Fred the Oyster por Wikimedia)

Uma falácia do glideslope é a presença de falsos glideslopes. Como o sinal de glide slope está em contato com o solo, ele causa reflexões de sinal, o que gera falsos glideslopes. Essas inclinações estão sempre acima do glideslope real e estão em múltiplos de três, com a primeira ocorrendo a 6 graus.

Pode ser muito perigoso entrar em um falso glide slope, especialmente em condições de baixa visibilidade. Por esse motivo, os pilotos devem sempre conferir a distância até a pista e a altura da aeronave. Para um glide slope de 3 graus, há um aumento de altitude de 300 pés por milha náutica. Assim, por exemplo, se a aeronave está a 5 NM, a altitude da aeronave deve ser (300 x 5) = 1.500 pés. Este cálculo simples pode ser usado para determinar se a aeronave está no glide slope correto.

Falsas rampas de deslizamento (Foto: Airbus)

O localizador e a cobertura do glide slope

Para o localizador, a cobertura é de 25 NM dentro de mais ou menos 10 graus da linha central da pista. Quando a 17 NM, deve ocorrer entre 10 graus e 35 graus.

A cobertura do glide slope se estende da linha central da pista até 10 NM com setores de 8 graus a partir da linha central.

(Imagem: Oxford ATPL)

A cobertura vertical é tal que, no nível mais baixo, é de 0,3 x o planeio definido e até 1,75 x o planeio definido. Para um glide slope de 3 graus, isso significa que uma aeronave pode receber o sinal quando estiver entre -5,25 graus e -0,90 graus do glideslope.

(Imagem: Airbus)

Como voar uma aproximação ILS

O instrumento ILS dentro do cockpit consiste em duas agulhas - uma para indicar o glideslope e outra para indicar o localizador. Quando o ponteiro do glide slope se move para cima, o piloto deve se inclinar para cima, pois está abaixo do planeio. E quando a agulha do localizador se move para a esquerda, o piloto deve manobrar a aeronave para a esquerda, pois isso indica que a aeronave está à direita do eixo da pista.

Fica mais complexo em condições de vento, principalmente em ventos cruzados, que podem desviar a aeronave do localizador. Assim, os pilotos devem corrigir os ventos durante tais aproximações.

Voando para o localizador (Imagem: Oxford ATPL)

Voando para o Glide Slope (Foto: Oxford ATPL)

Os tipos de abordagens ILS

Abordagem ILS do curso de volta

A antena do localizador pode gerar uma imagem espelhada atrás dela. Isso significa que ele cria um sinal localizador para a pista oposta. Este sinal pode ser usado para voar um ILS de volta. A principal diferença entre um ILS de curso reverso e um ILS normal é que a agulha indicadora do localizador está invertida. O que isso implica é que, se o ponteiro apontar para a esquerda, o piloto deve ir para a direita e, se o ponteiro apontar para a direita, o piloto deve voar para a esquerda.

O glideslope não pode ser usado em tal abordagem e, portanto, é considerado uma abordagem de não precisão. Este tipo de abordagem é proibido na maioria dos países.

A abordagem do localizador

As abordagens do localizador usam apenas o componente localizador do ILS. Aqui, a trajetória vertical da aproximação ou glideslope não está disponível, e os pilotos devem descer cruzando distâncias e altitudes.

Este tipo de abordagem é usado em muitos aeroportos quando o glide slope de uma determinada pista está fora de serviço. Esta também é uma abordagem de não precisão.

Localizador de deslocamento ou abordagem de auxílio direcional (LDA) do tipo localizador

Em tal abordagem, a aeronave é guiada no localizador não diretamente para a pista, mas para longe dela. Às vezes, isso é feito para reduzir o ruído, pois colocar um feixe localizador no caminho de aproximação da pista pode colocar os aviões que chegam bem acima dos bairros próximos. As aproximações LDA são executadas no localizador até uma certa altitude de descida, ponto em que o piloto deve identificar visualmente a pista e fazer uma curva e pilotar a aeronave visualmente até o pouso.

O aeroporto de Haneda, no Japão, possui dois procedimentos de aproximação LDA muito famosos para as pistas 23 e 22. Isso evita que aeronaves sobrevoem a área da cidade durante a aproximação para pouso.

Abordagem LDA, Haneda, Tóquio (Imagem: Jeppesen)

Os mínimos de ILS

O mínimo para um ILS é chamado de Altitude de Decisão (DA) para aproximações ILS CAT I. Esta altitude é a altitude barométrica dada pelo altímetro da aeronave. Os mínimos para aproximações CAT II e CAT III são conhecidos como Altura de Decisão (DH), que é a altura acima da pista medida pelo rádio-altímetro.

O DA/DH é a altitude na qual o piloto deve ter pistas visuais suficientes para continuar o pouso. Se visuais suficientes não estiverem disponíveis em DA/DH, uma aproximação perdida deve ser iniciada. O DA é calculado com base nos obstáculos e na aeronave. Em alguns aeroportos, os DA para aeronaves mais pesadas são maiores quando comparados aos mais leves, pois é esperado que eles fiquem abaixo do DA durante a arremetida devido à inércia.

Aeronaves mais pesadas têm mínimos de ILS mais altos (Foto: Qantas)

As categorias ILS

ILS tem muitas categorias. O mais básico é o ILS categoria I ou ILS CAT I. É usado em operações normais. Os mínimos CAT I são baseados na altitude barométrica. As aproximações CAT II e CAT III são usadas em condições de baixa visibilidade. Isso requer equipamentos ILS mais refinados e tem um mínimo baseado em rádio-altímetros de aeronaves. As operações ILS CAT II e III podem suportar pousos automáticos e podem fornecer orientação de lançamento automático para automação de aeronaves após o pouso.

CAT I

• DA não inferior a 200 pés
• Alcance visual da pista (RVR) não inferior a 550 m.

CATII

• DH inferior a 200 pés, mas não inferior a 100 pés
• RVR não inferior a 300 m.

CATIIIA

• DH inferior a 100 pés ou sem DH
• RVR não inferior a 200 m.

CAT IIIB

• DH inferior a 50 pés ou sem DH
• O RVR é inferior a 200 m, mas não inferior a 75 m.

O RVR é uma medida da visibilidade da pista.

As abordagens CAT II/III são usadas em condições de baixa visibilidade
(Foto: Mathieu Neuforge via Wikimedia Commons)

Edição de texto e imagens por Jorge Tadeu (com Simple Flying)