Mikrovlnný naváděcí systém (MLS)

Mikrovlnný naváděcí systém (MLS) je pozemní vysoce přesná radionavigační pomůcka navržená pro poskytování trojrozměrného navádění—azimut (vodorovný úhel), výška (svislý úhel) a vzdálenost—letadlům během přiblížení a přistání. Pracuje v mikrovlnném frekvenčním pásmu 5 GHz (konkrétně 5031–5091 MHz), poskytuje robustní, vůči rušení odolné signály, které překonávají mnohá omezení starších systémů, jako je přístrojový přistávací systém (ILS).

Klíčové vlastnosti MLS

• Trojrozměrné navádění: Současné informace o azimutu, výšce a vzdálenosti.
• Široké úhlové pokrytí: Až ±60° v azimutu a +20° ve výšce, umožňující složitá, zakřivená nebo segmentovaná přiblížení.
• Flexibilita: Podpora různých profilů přiblížení, včetně nelineárních tratí, strmějších sestupových úhlů a provozu vrtulníků i letadel STOL.
• Snížené rušení: Mikrovlnná technologie a konstrukce se skenovacím paprskem činí MLS vysoce odolným vůči chybám způsobeným odrazy, terénem a městskými překážkami.
• Přenos pomocných dat: Poskytuje v reálném čase údaje o dráze, meteorologických podmínkách a stavu systému spolu s primárními navigačními signály.

Komponenty systému

Stanice přiblížení azimutu

Umístěná za koncem dráhy pro zastavení vysílá vodorovně skenovaný paprsek, který poskytuje přesné boční (levopravé) navádění vzhledem k ose dráhy. Její sektor obvykle zahrnuje ±40° až ±60°, což umožňuje jak přímá, tak zakřivená přiblížení.

Stanice přiblížení výšky

Umístěná bokem od dráhy, tato stanice vysílá svisle skenovaný paprsek, který definuje ideální sestupovou trajektorii. Její pokrytí, často od +0,9° do +15° nebo více nad horizontálou, podporuje standardní i strmá přiblížení.

DME/P (přesné měření vzdálenosti)

DME/P poskytuje vysoce přesné informace o šikmé vzdálenosti (±30 metrů), je umístěno spolu se stanicemi azimutu a výšky a je zásadní pro výpočet sestupových rychlostí, pořadí přiblížení a automatické přistání.

Volitelné stanice zpětného azimutu a flare elevation

Zpětný azimut poskytuje odchozí boční navádění pro nezdařená přiblížení nebo odlety. Flare elevation podporuje automatizované manévry flare během dojezdu po přistání.

Technologie skenovacího paprsku

MLS využívá technologii časově referenčního skenovacího paprsku (TRSB). Elektronicky řízené paprsky zametají úhlové sektory a palubní přijímače určují polohu měřením časového intervalu mezi skenováním „tam“ a „zpět“.

Jak MLS funguje

1. Skenovací paprsky z pozemních anténních polí zametají azimutové a výškové sektory.
2. Palubní přijímače detekují tyto zametání a v reálném čase vypočítávají polohu.
3. DME/P měří šikmou vzdálenost mezi letadlem a pozemní stanicí.
4. Pomocná data jsou přenášena spolu s navigačními signály a poskytují informace o dráze, počasí a provozu.
5. Nepřetržité monitorování a kontrola integrity systému zajišťují, že chybné navádění je odhaleno a vyřazeno z provozu.

Výhody oproti ILS

• Širší a flexibilnější pokrytí: Podpora nelineárních, posunutých a segmentovaných přiblížení; ideální pro letiště s terénními překážkami, zástavbou nebo složitým vzdušným prostorem.
• Větší odolnost vůči rušení: Minimální chyby způsobené odrazy a terénem díky úzkým, skenovacím mikrovlnným paprskům.
• Pokročilý přenos dat: Provozní informace a stav dráhy v reálném čase, nad rámec základní identifikace poskytované ILS.
• Vyšší bezpečnost a efektivita: Umožňuje menší rozestupy u paralelních drah, efektivnější pořadí přistání a lepší podporu různých typů letadel.

Mezinárodní normy a výkonnost

MLS je standardizován ICAO (Příloha 10, svazek I) a regulován na národní úrovni (například FAA 14 CFR Part 171 Subpart J). Klíčové požadavky na výkonnost zahrnují:

• Přesnost azimutu: Chyby sledování dráhy až 0,001°, s bočními odchylkami na prahu v rozmezí ±3,5 metru pro provoz CAT III.
• Přesnost výšky: Udržována v celém sektoru sestupové trajektorie; podporuje strmé i proměnlivé sestupy.
• Přesnost DME/P: Chyby v měření vzdálenosti v rozmezí ±30 metrů, což je zásadní pro automatické přistání a přísné tolerance při přiblížení.
• Monitorování integrity: Automatické vypnutí nebo výstrahy v případě zjištění anomálií signálu.

MLS v moderním letectví

Ačkoliv MLS nabízí významné technické výhody a flexibilitu, jeho celosvětové zavedení bylo předstiženo rychlým rozvojem satelitních navigačních systémů, jako jsou GPS a GBAS. Tyto systémy poskytují podobnou nebo vyšší přesnost s menší potřebou pozemní infrastruktury. Některá letiště, zejména ta s náročným terénem nebo provozními omezeními, stále MLS využívají pro speciální postupy nebo jako záložní systém k satelitní navigaci.

Slovníček pojmů MLS

Azimut

Vodorovný úhel nebo směr letadla vůči ose dráhy. Azimutové navádění MLS využívá skenovací paprsek pro přesné boční navedení, což umožňuje široká, zakřivená či posunutá přiblížení.

Výška

Svislý úhel přiblížení vzhledem k dráze, který určuje sestupový úhel. Výškové stanice MLS nabízejí široké vertikální pokrytí, umožňují standardní i strmá přiblížení s vysokou přesností pro přesná přistání.

DME/P (přesné DME)

Vysoce přesný systém pro měření vzdálenosti, DME/P je integrován s MLS a poskytuje informace o šikmé vzdálenosti, nezbytné pro výpočty sestupu a schopnost automatického přistání.

Skenovací paprsek

MLS používá elektronicky řízené úzké paprsky, které zametají azimutové a výškové sektory. Letadla určují svoji přesnou úhlovou polohu načasováním těchto zametání, což přináší robustní a vůči rušení odolnou navigaci.

Pomocná data

MLS přenáší provozní údaje—jako jsou podmínky na dráze, počasí a stav systému—spolu s navigačními signály, čímž zvyšuje situační povědomí pilotů a podporuje rozhodování v reálném čase.

Osa dráhy

Referenční čára zarovnaná s podélnou osou dráhy. Azimutové navádění MLS je centrováno na této ose, což zajišťuje přesné zarovnání pro dosednutí.

Azimut přiblížení

Funkce MLS poskytující boční (vodorovné) navádění k zarovnání letadla s požadovanou přibližovací tratí, obvykle centrovanou na dráze.

Výška přiblížení

Funkce MLS poskytující vertikální (sestupové) navádění, zajišťující správný sestupový úhel k dráze.

Zpětný azimut

Volitelná funkce MLS nabízející boční navádění pro odlety nebo nezdařená přiblížení, což zvyšuje bezpečnost při go-around a odletech.

Příklady použití MLS

• Letiště s náročným terénem nebo městskou zástavbou.
• Provoz vrtulníků a letadel STOL (krátký vzlet a přistání).
• Provoz na paralelních drahách vyžadující těsné rozestupy.
• Postupy vyžadující zakřivená, segmentovaná nebo posunutá přiblížení.
• Záloha nebo doplnění satelitních navigačních systémů.

Závěr

Mikrovlnný naváděcí systém (MLS) představuje významný vývoj v technologii přesného přiblížení, nabízí vyšší flexibilitu, přesnost a provozní data ve srovnání se staršími systémy. Přestože jeho přijetí bylo částečně zastíněno rozvojem satelitní navigace, MLS zůstává důležitým řešením pro specializovaná letiště a operace vyžadující robustní, vůči rušení odolné, pozemní navádění.

Pro letiště a provozovatele hledající pokročilé možnosti přiblížení poskytuje MLS osvědčenou, mezinárodně standardizovanou volbu pro bezpečná a efektivní přistání i v těch nejsložitějších podmínkách.