Wie funktioniert das Instrumentenlandesystem – ILS

Mit über 60 Dienstjahren ist das ILS eines der erfolgreichsten Anflugsysteme im Bereich der professionellen Luftfahrt und auch heute noch unverzichtbar.

Das Reisen mit Flugzeugen gehört inzwischen schon lange zur Selbstverständlichkeit im Alltagsleben, täglich kreuzen tausende Flugzeuge den Himmel über Deutschland, viele von Ihnen starten oder landen auch hier. Ausfälle von Flügen oder Umleitungen auf andere Flughäfen sind eine seltene Ausnahme im hochtechnisierten Luftfahrtsystem. Wie aber ist es möglich, dass Flugzeuge auch bei schlechtesten Wetterbedingungen und im Nebel sicher auf der Landebahn aufsetzen können?

Sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Ebene bietet das ILS eine Führung

Als so genanntes Präzisionsanflugverfahren sendet die Bodenanlage des Instrumentenlandesystems zwei Leitstrahlen aus: in der vertikalen Ebene für den Gleitweg (Höheninformationen) und in der horizontalen Ebene für den Landekurs. Damit im Flugzeug nun die exakte Position angezeigt werden kann, strahlen der Landekurs- und Gleitwegsender wiederum jeweils zwei unterschiedlich modulierte Signale zu beiden Seiten des Anflugbereichs aus. Ein Signal wird dabei mit 90 Hz, das andere mit 150 Hz moduliert. Genau an der Position, wo diese beiden Signale die gleiche Stärke aufweisen, befindet sich der optimale Anflugweg (Abbildungen 3 und 4). Die Bordanlage im Flugzeug vergleicht nun die empfangenen Signalstärken und kann dadurch eindeutig die Position bestimmen.

Im Cockpit wird dem Piloten angezeigt, in welche Richtung er korrigieren muss

Die Anzeigemöglichkeiten im Cockpit können je nach Ausführung stark variieren, das Prinzip ist jedoch immer dasselbe. Zwei bewegliche Nadeln zeigen die Abweichung vom vorgegebenen Flugweg an. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich das eigene Flugzeug in der Mitte des Instrumentes befindet und die Nadeln den Gleitweg, bzw. den Landekurs darstellen. Weicht die eine Nadel nach rechts und die andere nach oben von der Mitte ab, befindet sich das Flugzeug dementsprechend zu weit links und unterhalb des vorgesehenen Flugweges. Somit sind leichte Korrekturen notwendig. Befinden sich beide Nadeln in der Mitte, ist das Flugzeug hingegen auf dem vorgesehenen Anflugweg.

Das ILS-Anflugverfahren ist für jeden Flughafen genau festgeschrieben

Bevor der Pilot nach den Anzeigen des Instrumentenlandesystems fliegen kann, muss er an die Anfluggrundlinie (die verlängerte Pistenmittellinie in Anflugrichtung) herangeführt werden. Dies kann entweder durch Kurs- und Höhenanweisungen von einem Lotsen oder durch veröffentlichte Standardverfahren geschehen. Parallel zur Heranführung an den Landekurs sinkt der Pilot auf eine Höhe, in welcher mit dem Anflug begonnen wird. Während des Anfluges überwacht die Besatzung die Flughöhe zusätzlich anhand von Entfernungsangaben in der Anflugkarte, die entsprechenden Höhenwerten zugeordnet sind. Alternativ sind im Anflugbereich so genannte Markierungsfunkfeuer (Marker) aufgestellt. Dies sind kleine Sender, die entsprechend ihrer Entfernung von der Landebahn einen Morsecode abstrahlen, aufgrund dessen die Besatzung ebenfalls ihre Flughöhe überprüfen kann.

Das Instrumentenlandesystem ist in jedem Fall präzise – aber es kann auch präziser sein

Nur an wenigen Flughäfen bietet das Instrumentenlandesystem dem Piloten eine Anflughilfe bis an den Erdboden. In den meisten Fällen führt das ILS das Flugzeug bis in eine bestimmte Flughöhe – die so genannte Entscheidungshöhe (Decision Altitude) – in welcher Sichtkontakt zur Piste bestehen muss, damit der Anflug fortgesetzt werden kann. Ist die Piste hingegen nicht in Sicht, muss das Durchstarteverfahren (Missed Approach Procedure) eingeleitet werden. Bei einem normalen ILS-Anflug der Kategorie I darf diese Entscheidungshöhe nicht unterhalb von 200 Fuß (etwa 60 Meter) liegen und die Pistensicht muss wenigstens 550 Meter betragen.

Große Verkehrsflughäfen verfügen meist über ILS-Anlagen der Kategorien II oder III, bei welchen diese Minima immer weiter herabgesetzt werden, bis schließlich keine Entscheidungshöhe und Mindestsicht mehr vorgeschrieben ist. Um diese Anflüge durchführen zu können, müssen der Flughafen, das Flugzeug und die Besatzung über entsprechende Berechtigungen verfügen. In Deutschland gibt es an vielen Flughäfen ILS-Anflüge der Kategorien II und III, jedoch sind diese wenigstens noch an Beschränkungen bei der Pistensicht gebunden.

Die Zukunft des Instrumentenlandesystems ist ungewiss

Ob sich das ILS auch in Zukunft behaupten wird, ist derzeit nicht abzusehen. Bereits Ende der 1970er Jahre wurde mit dem MLS (Mikrowellenlandesystem) ein Nachfolgesystem entwickelt, dass sich allerdings auch aufgrund der hohen Kosten bis heute nicht durchsetzen konnte – auch wenn es mehr Möglichkeiten bietet und deutlich flexibler ist als das Instrumentenlandesystem.

Und dann wäre da noch die Satellitennavigation, derzeit vor allem das us-amerikanische GPS. Dieses ist im Betrieb deutlich kostengünstiger und lange nicht so wartungsintensiv für die Flughäfen. Allerdings kann es derzeit nur begrenzt als Präzisionsanflugverfahren eingesetzt werden und unterliegt als ursprünglich militärische Entwicklung ausschließlich den Entscheidungsbefugnissen des us-amerikanischen Verteidigungsministeriums. So wird es vorerst wohl noch einige Jahre im Cockpit heißen „Cleared for ILS-Approach“.

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