Mikrofale System Lądowania (MLS)

Mikrofale System Lądowania (MLS) to naziemna, precyzyjna pomoc nawigacyjna zaprojektowana do zapewnienia trójwymiarowego prowadzenia—azymut (kąt poziomy), elewacja (kąt pionowy) i odległość—dla samolotów podczas podejścia i lądowania. Działa w paśmie mikrofalowym 5 GHz (konkretnie 5031–5091 MHz), zapewniając wytrzymałe, odporne na zakłócenia sygnały, które przewyższają wiele ograniczeń starszych systemów, takich jak Instrumentalny System Lądowania (ILS).

Kluczowe cechy MLS

• Trójwymiarowe prowadzenie: Jednoczesna informacja o azymucie, elewacji i odległości.
• Szeroki zakres kątowy: Do ±60° w azymucie i +20° w elewacji, umożliwiając złożone, zakrzywione lub segmentowe podejścia.
• Elastyczność: Obsługuje różne profile podejścia, w tym nieliniowe ścieżki, bardziej strome schodzenia oraz operacje śmigłowców i samolotów STOL.
• Zmniejszone zakłócenia: Technologia mikrofalowa i konstrukcja wiązki skanującej czynią MLS bardzo odpornym na błędy wielodrożne, terenowe i miejskie przeszkody.
• Transmisja danych pomocniczych: Zapewnia w czasie rzeczywistym dane o pasie startowym, warunkach meteorologicznych i stanie systemu wraz z głównymi sygnałami nawigacyjnymi.

Komponenty systemu

Stacja Azymutu Podejścia

Zlokalizowana za końcem pasa startowego, stacja ta emituje poziomo skanującą wiązkę, zapewniając precyzyjne prowadzenie boczne (lewo-prawo) względem osi pasa. Jej sektor zwykle obejmuje ±40° do ±60°, obsługując zarówno podejścia proste, jak i zakrzywione.

Stacja Elewacji Podejścia

Umieszczona bocznie od pasa startowego, stacja elewacji emituje pionowo skanującą wiązkę, wyznaczającą idealną ścieżkę schodzenia. Jej zakres, często od +0,9° do +15° lub więcej powyżej poziomu, wspiera zarówno standardowe, jak i strome podejścia.

DME/P (Precyzyjny Pomiar Odległości)

DME/P zapewnia bardzo dokładną informację o odległości skośnej (±30 metrów), współlokalizowaną ze stacjami azymutu i elewacji. Jest kluczowy do obliczania tempa schodzenia, sekwencjonowania podejścia oraz operacji autolądowania.

Opcjonalne Stacje Azymutu Wstecznego i Elewacji Flary

Azymut Wsteczny zapewnia boczne prowadzenie podczas odejść nieudanych lub odlotów. Elewacja Flary wspiera automatyczne manewry flare podczas dobiegu po lądowaniu.

Technologia Wiązki Skanującej

MLS korzysta z technologii Time-Reference Scanning Beam (TRSB). Elektronicznie sterowane wiązki przeczesują sektory kątowe, a odbiorniki pokładowe określają pozycję, mierząc odstęp czasu między skanami „do” i „od”.

Jak działa MLS

1. Wiązki skanujące z naziemnych anten przesuwają się po sektorach azymutu i elewacji.
2. Odbiorniki pokładowe wykrywają te skany i w czasie rzeczywistym obliczają pozycję.
3. DME/P mierzy odległość skośną pomiędzy samolotem a stacją naziemną.
4. Dane pomocnicze przesyłane są wraz z sygnałami nawigacyjnymi, dostarczając informacji o pasie, pogodzie i stanie operacyjnym.
5. Ciągły monitoring i kontrole integralności systemu zapewniają wykrycie i eliminację błędnych wskazań.

Zalety względem ILS

• Szerszy i bardziej elastyczny zasięg: Obsługuje nieliniowe, przesunięte i segmentowane podejścia; idealny dla lotnisk z trudnym terenem, przeszkodami lub złożoną przestrzenią powietrzną.
• Większa odporność na zakłócenia: Minimalne błędy wielodrożne i terenowe dzięki wąskim, skanującym wiązkom mikrofalowym.
• Zaawansowana transmisja danych: Aktualizacje operacyjne i stanu pasa w czasie rzeczywistym, wykraczające poza podstawową identyfikację oferowaną przez ILS.
• Zwiększone bezpieczeństwo i efektywność: Umożliwia zmniejszenie separacji dla równoległych pasów, efektywniejsze sekwencjonowanie i lepsze wsparcie dla różnych typów statków powietrznych.

Międzynarodowe standardy i osiągi

MLS jest standaryzowany przez ICAO (Aneks 10, Tom I) oraz regulowany krajowo (np. FAA 14 CFR Część 171 Podrozdział J). Kluczowe wymagania wydajności obejmują:

• Dokładność azymutu: Błędy śledzenia ścieżki nawet do 0,001°, z odchyleniami bocznymi na progu pasa w granicach ±3,5 metra dla operacji CAT III.
• Dokładność elewacji: Utrzymywana w całym sektorze ścieżki schodzenia; obsługuje strome i zmienne profile zniżania.
• Dokładność DME/P: Błędy odległości w granicach ±30 metrów, kluczowe dla autolądowania i wymagających podejść.
• Monitoring integralności: Automatyczne wyłączenie lub alarmy w przypadku wykrycia anomalii sygnału.

MLS we współczesnym lotnictwie

Choć MLS oferuje znaczące zalety techniczne i elastyczność, jego globalne wdrożenie zostało wyprzedzone przez szybki rozwój systemów nawigacji satelitarnej, takich jak GPS i GBAS. Zapewniają one podobną lub większą dokładność przy zredukowanej infrastrukturze naziemnej. Niektóre lotniska, zwłaszcza te o skomplikowanym terenie lub ograniczeniach operacyjnych, wciąż wykorzystują MLS do procedur specjalistycznych lub jako zapas dla nawigacji satelitarnej.

Słownik pojęć MLS

Azymut

Kąt poziomy lub kierunek statku powietrznego względem osi pasa startowego. Prowadzenie azymutowe MLS wykorzystuje wiązkę skanującą do precyzyjnego pozycjonowania bocznego, wspierając szerokie, zakrzywione lub przesunięte podejścia.

Elewacja

Kąt pionowy podejścia względem pasa startowego, określający ścieżkę schodzenia. Stacje elewacji MLS oferują szeroki zakres pionowy, umożliwiając zarówno standardowe, jak i strome podejścia z wysoką precyzją dla lądowań precyzyjnych.

DME/P (Precyzyjny DME)

Bardzo dokładny system pomiaru odległości, DME/P jest zintegrowany z MLS, aby dostarczać informacje o odległości skośnej, niezbędne do obliczeń zniżania i możliwości autolądowania.

Wiązka skanująca

MLS wykorzystuje elektronicznie sterowane, wąskie wiązki, które przeczesują sektory azymutu i elewacji. Statki powietrzne określają swoją precyzyjną pozycję kątową, mierząc czas tych skanów, co zapewnia niezawodną, odporną na zakłócenia nawigację.

Dane pomocnicze

MLS przesyła dane operacyjne—takie jak warunki pasa, pogoda i stan systemu—wraz z sygnałami nawigacyjnymi, zwiększając świadomość sytuacyjną pilota i wspierając podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym.

Oś pasa startowego

Linia odniesienia zgodna z podłużną osią pasa. Prowadzenie azymutowe MLS jest wycentrowane na tej linii, zapewniając precyzyjne ustawienie do przyziemienia.

Azymut podejścia

Funkcja MLS zapewniająca boczne (poziome) prowadzenie w celu wyrównania statku powietrznego z zamierzoną ścieżką podejścia, zwykle wycentrowaną na pasie startowym.

Elewacja podejścia

Funkcja MLS zapewniająca pionowe (ścieżka schodzenia) prowadzenie, zapewniając prawidłowy kąt zniżania do pasa startowego.

Azymut wsteczny

Opcjonalna funkcja MLS, oferująca boczne prowadzenie dla procedur odejścia nieudanego lub odlotu, zwiększając bezpieczeństwo podczas przerwanego podejścia i startu.

Zastosowania MLS

• Lotniska z trudnym terenem lub w środowisku miejskim.
• Operacje śmigłowców i STOL (krótkiego startu i lądowania).
• Operacje na równoległych pasach wymagające ścisłej separacji.
• Procedury wymagające zakrzywionych, segmentowych lub przesuniętych podejść.
• Zapas lub uzupełnienie dla systemów nawigacji satelitarnej.

Podsumowanie

Mikrofale System Lądowania (MLS) stanowi znaczący krok w ewolucji technologii precyzyjnego podejścia, oferując większą elastyczność, dokładność i dane operacyjne w porównaniu do starszych rozwiązań. Choć jego wdrożenie zostało częściowo wyparte przez nawigację satelitarną, MLS pozostaje istotnym rozwiązaniem dla specjalistycznych lotnisk i operacji wymagających niezawodnego, odpornego na zakłócenia, naziemnego prowadzenia.

Dla lotnisk i operatorów poszukujących zaawansowanych możliwości podejścia, MLS stanowi sprawdzoną, międzynarodowo standaryzowaną opcję zapewniającą bezpieczne i efektywne lądowania nawet w najbardziej złożonych środowiskach.