WO2000010064A1 - Landeanflugverfahren für luftfahrzeuge und instrumentenlandeanlage zur durchführung dieses verfahrens - Google Patents

Landeanflugverfahren für luftfahrzeuge und instrumentenlandeanlage zur durchführung dieses verfahrens

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WO2000010064A1
WO2000010064A1 PCT/EP1999/005846 EP9905846W WO0010064A1 WO 2000010064 A1 WO2000010064 A1 WO 2000010064A1 EP 9905846 W EP9905846 W EP 9905846W WO 0010064 A1 WO0010064 A1 WO 0010064A1
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landing
path
runway
electronic
aircraft
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PCT/EP1999/005846
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Inventor
Heiner PÜTZ
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Dfs Deutsche Flugsicherung Gmbh
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    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
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    • G08G5/0017Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0026Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0043Traffic management of multiple aircrafts from the ground
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/02Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
    • G08G5/025Navigation or guidance aids

Definitions

  • the invention relates to a landing approach method for aircraft, wherein by means of an electronic navigation system (radio navigation) each aircraft is guided along an electronic guideway assigned to a runway with a predetermined glide path angle to a landing threshold on the runway, in particular even if it is two dependent, essentially Runways arranged parallel to each other, as well as an instrument landing system for performing this method.
  • an electronic navigation system radio navigation
  • An instrument landing system is usually used for radio navigation during the landing approach of aircraft, in which an electronic guidance path for the horizontal and vertical position determination of the aircraft is provided in the nearby airspace of a runway.
  • the electronic guidance path is generated in particular by two antenna systems on the ground by emitting positioning signals which form horizontal and vertical guide levels.
  • the horizontal guidance level is referred to as the glide path and the vertical as the landing course.
  • the angle of inclination of the glide path relative to the runway plane defines the glide angle of the guide path.
  • the nominal sliding angle is usually 3.0 °.
  • the positioning signals can be evaluated with a receiving device on board an aircraft, with deviations of the position of the aircraft from these levels due to the increase in the signal strength of the corresponding one Leadership sector can be identified. Such deviations are usually displayed with a cross-pointer instrument, the vertical pointer of which indicates the landing course level and the horizontal pointer of which shows the gliding plane.
  • the object of the present invention is therefore to create a landing approach method of the type mentioned at the outset and an instrument landing system for carrying out this method, in which a higher approach rate is made possible by bypassing the vortex staggering.
  • a first and an easy one Increased second electronic guide path is provided, the second higher electronic guide path having a higher glide path angle than the "normal" electronic guide path, which prevents the occurrence of vortex drag for the following, higher-flying aircraft.
  • Due to the second electronic guideway provided on the runway the pilot of an aircraft is guided safely to the runway even with poor flight visibility, just like on the first electronic guideway.
  • the responsibility for staggering remains with the air traffic controller, who can plan the approach sequence perfectly, and the flight plan coordinator can specifically increase the number of approaches for the airport with the approach approach according to the invention.
  • the method according to the invention is based on the knowledge that air vortex dragging always drops behind an aircraft flying ahead. An aircraft can therefore maintain a smaller distance from the aircraft flying ahead if it is guided on the second glide path radiated slightly above the first glide path, since a wake staggering is no longer necessary.
  • the landing approach method can also be used in an airport with two dependent, essentially parallel landing strips.
  • a first electronic guideway with a first ("normal") glide path angle and a first landing threshold is provided for the first runway, and a slightly raised second electronic guideway with a steeper second glide path angle and a second landing threshold is provided for the second runway, which is essentially parallel to the first runway .
  • a first aircraft is set down by means of the electronic navigation system along the first electronic guide path. threshold of the first runway and the subsequent second aircraft along the somewhat higher second electronic guide path to the touchdown threshold of the second runway. This allows a lower approach density to be achieved per runway and the staggering between the first and second aircraft can be considerably reduced.
  • the glide path angle of the first electronic guideway is generally 3.0 ° (target glide angle)
  • the steeper glide path angle of the second electronic guideway is 3.1 ° according to a preferred embodiment of the invention.
  • the second touchdown threshold is offset from the first touchdown threshold on the runway in the landing direction.
  • the following aircraft can be electronically guided to the offset second landing threshold on the runway by means of the radio navigation system, with the result that the staggering between the first and second aircraft on the final approach can be further reduced.
  • the electronic navigation system for the landing approach along the first electronic guideway and the landing approach along the second electronic guideway are independent radio navigation systems.
  • the different positioning signals for the two electronic guideways can also be emitted by a single radio navigation system.
  • aircraft of lower weight categories always approach the slightly higher second electronic guidance path when approaching behind aircraft of higher weight categories, i.e. be guided on the glide path with the steeper glide path angle.
  • the invention also relates to an instrument landing system for the landing approach of aircraft on a landing threshold of a runway, consisting of a radio navigation system with a transmitter for positioning signals, which form an electronic guideway assigned to the runway with a predetermined glide path angle.
  • this instrument landing system has at least one transmission device for positioning signals for two independent electronic guideways of at least one runway, the second electronic guideway running higher and with a steeper glide path angle than the first electronic guideway.
  • the invention provides that a first electronic guideway with a first glide path angle and a first landing threshold is provided on the first landing strip, and that a slightly elevated second landing strip is provided on the second landing strip, which is essentially parallel to the first landing strip second electronic guidance path with a steeper second glide path angle and a second landing threshold is provided.
  • the steeper second glide path angle is kel of the second electronic guide path preferably 3.1 °.
  • the landing thresholds assigned to the first and / or second electronic guiding path, as well as the associated landing zones, can have optical markings and / or firing devices in a development of this inventive concept.
  • the transmitting device of the instrument landing system has, in particular, a landing course transmitter, a glide path transmitter and an arrival sign transmitter for the positioning signals, each of the electronic guidance paths having vertical (landing course level) and horizontal (gliding level) components which are perpendicular to one another.
  • landing course transmit antennas are provided at the end region of the runway, which, according to an advantageous embodiment of the invention, are arranged on the ground side by side offset from one another.
  • the landing course transmit antennas are arranged one behind the other, the rear antenna being raised in particular 1 to 2 m.
  • first and second glide path transmit antennas arranged laterally to the runway are provided according to yet another embodiment of the invention.
  • two or more independent radio navigation systems can be provided as an electronic navigation system for the landing approach along the first electronic guideway and the landing approach along the second electronic guideway, both with only one landing runway and with two or more dependent, essentially parallel landing runways.
  • the radio signals can, however, also come from a single radio navigation system which emits separate signals for both electronic guidance routes.
  • FIG. 1 is a side view of a schematic representation of an instrument landing system according to the invention for a runway with a first and a second electronic guide path,
  • FIG. 2 is a top view of a schematic representation of the runway shown in FIG. 1 with the instrument landing system according to the invention in parallel
  • Fig. 3 is a plan view of a schematic representation of a runway according to FIG. 2, but with spread approach lines.
  • the instrument landing system 1 shown in FIG. 1 serves to enable an aircraft to land safely on a runway 2 in all visibility conditions.
  • the transmitter 3 of the instrument landing system 1 is a radio navigation system operating in the VHF and UHF range. Their main components are a landing course transmitter 4, a glide path transmitter 5 and an entry mark transmitter 6.
  • the landing course system containing the landing course transmitter 4 provides a vertical course level and the glide path system containing the glide path transmitter 5 provides a horizontal glide plane.
  • the carrier frequencies of the landing course and glide path transmitters are amplitude-modulated with low-frequency signals.
  • the type of antenna feed ensures that when approaching the instrument landing system 1, one component predominates on the right and below the prescribed flight path and the other component on the left and above the beacon.
  • the difference in the degrees of modulation is now measured on board the aircraft and on a cross pointer instrument by a vertical pointer for the landing course level and a horizontal len pointer is shown for the gliding plane. Ideally, the intersection of both lines is in the middle of the instrument.
  • the entry sign transmitters 6 additionally provide distance information which enables height control.
  • the instrument landing system 1 is used for the approach of aircraft 7 and 8 to a landing threshold 9 or 10 of the runway 2.
  • Positioning signals are emitted by the transmitter 3 of the radio navigation system, which define a first electronic guide path 11 and a second electronic guide path 12 assigned to the runway 2 .
  • the angle of inclination of the glide path of the first electronic guideway 11 relative to the plane of the runway 2 defines the glide path angle ⁇ of this guideway, which is generally 3.0 °.
  • the glide path of the second electronic guide path 12 which runs at a greater height than the first electronic glide path 11, has a steeper glide path angle ⁇ of 3.1 °.
  • the landing threshold 10 of the second electronic guideway 12 is horizontally offset from the landing threshold 9 of the first electronic guideway 11 in the landing direction.
  • the landing thresholds 9 and 10 of the runway 2 assigned to the first electronic guidance path 11 and the second electronic guidance path 12 and the associated landing zones 13 and 13 have optical markings and corresponding firing devices.
  • the instrument landing system 1 can also be used at airports with two dependent, essentially parallel runways (not shown ). use, a first electronic guideway 11 having a first glide path angle ⁇ and a first landing threshold 9 being provided on the first runway and a slightly raised second electronic guideway 12 with a steeper second glide path angle ⁇ and one on the second runway substantially parallel to the first runway second landing threshold 10 is provided.
  • the landing course transmit antennas 15 and 16 are placed one behind the other at the end region of the runway 2, the rear antenna 16 being arranged approximately 1 to 2 m higher in order to ensure free radiation. Both landing course antennas 15 and 16 radiate in the same direction.
  • Approach baselines 17 and 18 are identical.
  • the arrangement shown schematically in FIG. 3 leads to a crossing radiation of the landing course antennas 19 and 20, with a spread of the approach lines 21 and 22 taking place.
  • the angle of the spread is determined by geographic or air traffic control criteria.
  • the landing course transmit antennas 19 and 20 are built next to one another at ground level.
  • the spreading solution according to FIG. 3 additionally has the advantage of an even greater horizontal distance on approaches for different runways.
  • Independent radio navigation systems can be provided as the electronic navigation system for the landing approach along the first electronic guidance path 11 and the landing approach along the second electronic guidance path 12.
  • a single transmitting device 3 can also radiate the position signals for the two electronic guide paths 11 and 12 at the same time. Even if the transmitting device 3 in the embodiment shown in FIG.
  • the transmitting device 3 leads the following second aircraft 8 leads along the slightly raised second electronic guideway 12 with the steeper second glide path angle ⁇ of 3.1 ° to the second landing threshold 10, which is offset to the rear on the runway, it can also be provided, with suitable geographic and aeronautical conditions, that the two electronic Guide paths 11 and 12 lead two aircraft 7 and 8 landing one after the other onto a single landing threshold, in particular landing threshold 9, on runway 2.
  • the landing approach method for aircraft made possible by the instrument landing system 1 makes an increased vortex staggering for landing approaches superfluous.
  • aircraft of lower weight categories should increase the capacity of the

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Abstract

Es wird ein Landeanflugverfahren für Luftfahrzeuge und eine Instrumentenlandeanlage für den Landeanflug beschrieben, bei denen mittels eines elektronischen Navigationssystems ein jedes Luftfahrzeug entlang eines einer Landebahn (2) zugeordneten elektronischen Führungsweges mit einem vorbestimmten Gleitpfadwinkel zu einer Aufsetzschwelle auf der Landebahn (2) geführt wird. Damit durch Umgehung der Wirbelschleppenstaffelung eine höhere Anflugrate ermöglicht wird, ist vorgesehen, daß beim aufeinanderfolgenden Anflug mehrerer Luftfahrzeuge ein erstes Luftfahrzeug entlang eines der Landebahn (2) zugeordneten ersten elektronischen Führungsweges (11) mit einem ersten Gleitpfadwinkel (α) zu einer ersten Aufsetzschwelle (9) auf der Landebahn (2) geführt wird und das darauffolgende zweite Luftfahrzeug entlang eines höheren zweiten elektronischen Führungsweges (12) mit einem zweiten Gleitpfadwinkel (β) zu einer zweiten Aufsetzschwelle (10) auf der Landebahn (2) geführt wird, wobei der höhere Gleitweg (12) gegenüber dem ersten Gleitweg (11) in einem steileren Winkel geführt ist, und daß für die Funknavigation beim Landeanflug des ersten Luftfahrzeuges der erste elektronische Führungsweg (11) und für die Funknavigation beim Landeanflug des nachfolgenden zweiten Luftfahrzeuges der obere zweite elektronische Führungsweg (12) gewählt wird.

Description

Landeanflugverfahren für Luftfahrzeuge und Instrumentenlande- anlage zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Landeanflugverfahren für Luftfahrzeuge, wobei mittels eines elektronischen Navigationssystems (Funknavigation) ein jedes Luftfahrzeug entlang eines einer Landebahn zugeordneten elektronischen Führungsweges mit einem vorbestimmten Gleitpfadwinkel zu einer Aufsetzschwelle auf der Landebahn geführt wird, insbesondere auch wenn es sich um zwei abhängige, im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Landebahnen handelt, sowie eine Instrumentenlandeanlage zur Durchführung dieses Verfahrens .
Zur Funknavigation beim Landeanflug von Luftfahrzeugen wird üblicherweise ein Instrumentenlandesystem (ILS) verwendet, bei dem im nahen Luftraum einer Landebahn ein elektronischer Führungsweg für die horizontale und vertikale Positionsbestimmung des Luftfahrzeugs zur Verfügung gestellt wird. Der elektronische Führungsweg wird insbesondere von zwei Antennensystemen am Boden durch Abstrahlung von Positioniersignalen erzeugt, die horizontale und vertikale Leitebenen bilden. Die horizontale Leitebene wird als Gleitweg und die vertikale als Landekurs bezeichnet. Der Neigungswinkel des Gleitweges gegenüber der Ebene der Landebahn legt den Gleitwinkel des Führungsweges fest. Der Sollgleitwinkel beträgt in der Regel 3,0°. Mit einem an Bord eines Luftfahrzeugs befindlichen Empfangsgerät lassen sich die Positioniersignale auswerten, wobei Abweichungen der Position des Luftfahrzeugs von diesen Ebenen aus dem Anwachsen der Signalstärke des entsprechenden Leitebenensektors identifiziert werden können. Die Anzeige solcher Abweichungen erfolgt üblicherweise mit einem Kreuzzeigerinstrument, dessen vertikaler Zeiger die Landekursebene und dessen horizontaler Zeiger die Gleitwegebene darstellt.
In den letzten Jahren führten die steigenden Verkehrszahlen größerer Flughäfen zu vermehrten Anstrengungen, die Kapazität des jeweiligen Flughafens zu erhöhen. Da in den meisten Fällen keine Möglichkeit zur geographischen Ausdehnung des Flughafens besteht, wurde versucht, die Anflugrate ohne größere Änderungen am Landebahnsystem zu steigern. Dabei müssen jedoch die sogenannten Luftwirbelschleppen berücksichtigt werden. Dieses sind Bereiche von zum Teil hochturbulenter Luft, die sich unmittelbar hinter einem Luftfahrzeug bilden. Wenn nun Luftfahrzeuge geringerer Gewichtskategorien, insbesondere solche der Kategorien "L" (Light) und "M" (Medium), Luftfahrzeugen höherer Gewichtskategorien, insbesondere der Kategorie "H" (Heavy), d.h. solchen mit mehr als 136 Tonnen folgen, ist zur Vermeidung von Instabilitäten die Einhaltung eines ausreichenden horizontalen oder vertikalen Abstands des nachfolgenden Luftfahrzeugs erforderlich. Diese sogenannten Wirbelschleppenstaffelung reduziert die an sich mögliche Anflugrate einer Landebahn mit der Folge einer geringeren Gesamtkapazitätsauslastung des Flughafens und z.B. aufgrund von Warteschleifen erhöhter Kosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Landeanflugverfahren der eingangs genannten Art und eine Instrumen- tenlandeanlage zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei dem durch Umgehung der Wirbelschleppenstaffelung eine höhere Anflugrate ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der
Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Danach ist bei einem gattungs- gemäßen Landeanflugverfahren ein erster und ein leicht erhöhter zweiter elektronischer Führungsweg vorgesehen, wobei der zweite höhere elektronische Führungsweg gegenüber dem "normalen" elektronischen Führungsweg einen höheren Gleitpfadwinkel aufweist, der das Auftreten von Wirbelschleppen für das nachfolgende, höher geführte Luftfahrzeug verhindert. Aufgrund des auf der Landebahn vorgesehenen zweiten elektronischen Führungsweges wird der Pilot eines Luftfahrzeuges auch bei schlechter Flugsicht genau wie auf dem ersten elektronischen Führungsweg sicher zur Landebahn geführt. Die Staffelungsver- antwortung liegt wie beim bisherigen Landeanflugverfahren weiterhin beim Fluglotsen, der die Anflugsequenz perfekt planen kann und der Flugplankoordinator kann mit dem erfindungsgemäßen Landeanflugverfahren die Anflugzahlen für den Flughafen gezielt erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der Erkenntnis aus, das Luftwirbelschleppen hinter einem vorausfliegendem Flugzeug immer absinken. Ein Luftfahrzeug kann daher, wenn es auf dem leicht oberhalb des ersten Gleitweges abgestrahlten zweiten Gleitweg geführt wird, gegenüber dem vorausfliegenden Luftfahrzeug einen geringeren Abstand einhalten, da eine Wirbelschleppenstaffelung nicht mehr erforderlich ist.
Das Landeanflugverfahren kann erfindungsgemäß auch bei einem Flughafen mit zwei abhängigen, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Landebahnen eingesetzt werden. Dabei sind für die erste Landebahn ein erster elektronischer Führungsweg mit einem ersten ("normalen") Gleitpfadwinkel und einer ersten Aufsetzschwelle und für die zur ersten Landebahn im wesentlichen parallele zweite Landebahn ein leicht erhöhter zweiter elektronischer Führungsweg mit einem steileren zweiten Gleitpfadwinkel und einer zweiten Aufsetzschwelle vorgesehen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Landeanflugverfahren werden beim aufeinanderfolgenden Anflug mehrerer Luftfahrzeuge ein erstes Luftfahrzeug mittels des elektronischen Navigationssystems entlang des ersten elektronischen Führungsweges zur Aufsetz- schwelle der ersten Landebahn und das nachfolgende zweite Luftfahrzeug entlang des etwas höheren zweiten elektronischen Führungsweges zur Aufsetzschwelle der zweiten Landebahn geführt. Hiermit läßt sich pro Landebahn eine geringere Anflugdichte erreichen und die Staffelung zwischen dem ersten und zweiten Luftfahrzeug kann erheblich reduziert werden.
Wenn der Gleitpfadwinkel des ersten elektronischen Führungsweges in der Regel 3,0° (Sollgleitwinkel) beträgt, beträgt der steilere Gleitpfadwinkel des zweiten elektronischen Führungsweges gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung 3,1°.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Aufsetzschwelle gegenüber der ersten Aufsetzschwelle auf der Landebahn in Landerichtung versetzt angeordnet. Beim Landeanflug zweier aufeinanderfolgender Luftfahrzeuge läßt sich das nachfolgende Luftfahrzeug dabei mittels des Funknavigationssystems elektronisch zu der versetzten zweiten Aufsetzschwelle auf der Landebahn führen, womit die Staffelung zwischen dem ersten und zweiten Luftfahrzeug im Endanflug weiter reduziert werden kann.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das elektronische Navigationssystem für den Landeanflug entlang des ersten elektronischen Führungsweges und den Landeanflug entlang des zweiten elektronischen Führungsweg unabhängige Funknavigationssysteme sind. Die unterschiedlichen Positioniersignale für die beiden elektronischen Führungswege können aber auch von einem einzigen Funknavigationssystem abgestrahlt werden.
Da die Luftwirbelschleppen für Luftfahrzeuge höherer Gewichtskategorien, insbesondere solche der Kategorie "H", weniger problematisch sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Luftfahrzeuge dieser Gewichtskategorie nur auf dem ersten elektronischen Führungsweg, d.h. dem niedrigeren normalen Gleitweg geführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Luftfahrzeuge geringerer Gewichtskategorien beim Landeanflug hinter Luftfahrzeugen höherer Gewichtskategorien stets auf dem etwas höheren zweiten elektronischen Führungsweg, d.h. auf dem Gleitweg mit dem steileren Gleitpfadwinkel geführt werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Instrumentenlande- anlage für den Landeanflug von Luftfahrzeugen auf einer Aufsetzschwelle einer Landebahn, bestehend aus einer Funknavigationsanlage mit einer Sendeeinrichtung für Positionier- Signale, die einen der Landebahn zugeordneten elektronischen Führungsweg mit einem vorbestimmten Gleitpfadwinkel bilden. Diese Instrumentenlandeanlage weist erfindungsgemäß wenigstens eine Sendeeinrichtung für Positioniersignale für zwei unabhängige elektronische Führungswege wenigstens einer Landebahn auf, wobei der zweite elektronische Führungsweg gegenüber dem ersten elektronischen Führungsweg höher und mit einem steileren Gleitpfadwinkel verläuft.
Bei Flughäfen mit zwei abhängigen, im wesentlich parallel zueinander angeordneten Landebahnen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf der ersten Landebahn ein erster elektronischer Führungsweg mit einem ersten Gleitpfadwinkel und einer ersten Aufsetzschwelle vorgesehen ist und daß auf der zur ersten Landebahn im wesentlichen parallelen zweiten Landebahn ein leicht erhöhter zweiter elektronischer Führungsweg mit einem steileren zweiten Gleitpfadwinkel und einer zweiten Aufsetzschwelle vorgesehen ist.
Wenn der Gleitpfadwinkel des ersten elektronischen Führungs- weges 3,0° beträgt, beträgt der steilere zweite Gleitpfadwin- kel des zweiten elektronischen Führungsweges vorzugsweise 3,1°.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Aufsetzschwelle des zweiten elektronischen Führungsweges gegenüber der Aufsetzschwelle des ersten elektronischen Führungsweges in Landerichtung horizontal versetzt angeordnet ist. Damit wird ein Luftfahrzeug auf jedem der beiden elektronischen Führungswege zu einer eigenen Aufsetzschwelle auf der Landebahn geführt, wobei die zweite Aufsetzschwelle zu dem etwas höheren elektronischen Führungsweg mit dem etwas steileren Gleitpfadwinkel gehört. Sofern es die räumlichen Gegebenheiten des Flughafens zulassen, können beide elektronischen Führungswege auch zu einer einzigen Aufsetzschwelle auf einer Landebahn oder auf zwei etwa gleich angeordnete Aufsetzschwellen zweier im wesentlichen parallelen Landebahnen geführt werden.
Die dem ersten und/oder zweiten elektronischen Führungsweg zugeordneten Aufsetzschwellen einer Landebahn sowie die dazugehörigen Aufsetzzonen können in Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens optische Markierungen und/oder Befeuerungseinrichtungen aufweisen.
Die Sendeeinrichtung der erfindungsgemäßen Instrumentenlande- anläge weist für die PositionierSignale insbesondere einen Landekurssender, einen Gleitwegsender und einen Einflugzei- chensender auf, wobei jeder der elektronischen Führungswege senkrecht zueinander stehende vertikale (Landekursebene) und horizontale (Gleitwegebene) Komponenten aufweist. Zur Abstrahlung der Landekurskomponenten der Positioniersignale des ersten und/oder zweiten Führungsweges sind am Endbereich der Landebahn Landekurssendeantennen vorgesehen, die gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung seitlich zueinander versetzt ebenerdig nebeneinander angeordnet sind. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Landekursεendeantennen hintereinander angeordnet, wobei die hintere Antenne insbesondere 1 bis 2 m erhöht ist. Wenn jeder der elektronischen Führungswege jeweils senkrecht zueinander stehende horizontale und vertikale Gleitweg- und Landekurskomponenten aufweist, können die üblichen Sende- und Empfangsgeräte sowie Anzeigeinstrumente auch für die Funknavigation des einen steileren Gleitpfadwinkel aufweisenden höheren zweiten elektronischen Führungsweg eingesetzt werden.
Zur Abstrahlung der Gleitwegkomponenten der Positioniersignale des ersten und/oder zweiten Führungsweges sind gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung seitlich zur Landebahn angeordnete erste und zweite Gleitwegesendeantennen vorgesehen.
Sowohl bei nur einer Landebahn als auch bei zwei oder mehreren abhängigen, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Landebahnen können als elektronisches Navigationssystem für den Landeanflug entlang des ersten elektronischen Führungsweges und den Landeanflug entlang des zweiten elektronischen Führungsweges erfindungsgemäß zwei oder mehrere unabhängige Funknavigationssysteme vorgesehen sein. Die Funksignale können aber auch von einem einzigen Funknavigationssystem stammen, das für beide elektronischen Führungswege getrennte Signale aussendet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Elemente für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen :
Fig. 1 in einer Seitenansicht eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Instrumentenlande- anläge für eine Landebahn mit einem ersten und einem zweiten elektronischen Führungsweg,
Fig. 2 in Draufsicht eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Landebahn mit der erfindungs- gemäßen Instrumentenlandeanlage bei parallelen
Anfluggrundlinien und
Fig. 3 in Draufsicht eine schematische Darstellung einer Landebahn gemäß Fig. 2, jedoch mit gespreizten Anfluggrundlinien.
Die in der Fig. 1 dargestellte Instrumentenlandeanlage 1 dient dazu, einem Luftfahrzeug bei allen Sichtverhältnissen eine sichere Landung auf einer Landebahn 2 zu ermöglichen. Die Sendeeinrichtung 3 der Instrumentenlandeanlage 1 ist eine im VHF- und UHF-Bereich arbeitende Funknavigationsanlage. Deren Hauptkomponenten sind ein Landekurssender 4, ein Gleitwegsender 5 und ein Einflugzeichensender 6. Die den Landekurssender 4 enthaltende Landekursanlage liefert eine vertikale Kursebene und die den Gleitwegsender 5 enthaltende Gleitweganlage eine horizontale Gleitebene. Die Trägerfrequenzen von Landekurs- und Gleitwegsender werden mit niederfrequenten Signalen amplitudenmoduliert. Durch die Art der Antenneneinspeisung wird erreicht, daß beim Anflug auf die Instrumenten- landeanlage 1 rechts und unterhalb vom vorgeschriebenen Flugweg die eine Komponente und links und oberhalb des Leitstrahls die andere Komponente überwiegt. An Bord der Luftfahrzeuge wird nun die Differenz der Modulationsgrade gemessen und auf einem Kreuzzeigerinstrument durch einen vertikalen Zeiger für die Landekursebene und einen horizonta- len Zeiger für die Gleitwegebene dargestellt. Im Idealfall liegt der Schnittpunkt beider Linien in der Mitte des Instrumentes. Die Einflugzeichensender 6 liefern zusätzlich noch Entfernungsinformationen, die eine Höhenkontrolle ermöglichen.
Die instrumentenlandeanlage 1 dient dem Landeanflug von Luftfahrzeugen 7 und 8 auf eine Aufsetzschwelle 9 bzw. 10 der Landebahn 2. Dabei werden mittels der Sendeeinrichtung 3 der Funknavigationsanlage Positioniersignale abgestrahlt, die einen der Landebahn 2 zugeordneten ersten elektronischen Führungsweg 11 und einen zweiten elektronischen Führungsweg 12 festlegen. Der Neigungswinkel des Gleitweges des ersten elektronischen Führungsweges 11 gegenüber der Ebene der Landebahn 2 legt den Gleitpfadwinkel α dieses Führungsweges fest, der in der Regel 3,0° beträgt. Gegenüber diesem Sollgleitwinkel von 3,0° weist der Gleitweg des zweiten elektronischen Führungsweges 12, der in einer größeren Höhe als der erste elektronische Gleitweg 11 verläuft, einen steileren Gleitpfadwinkel ß von 3,1° auf.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Aufsetzschwelle 10 des zweiten elektronischen Führungsweges 12 gegenüber der Aufsetzschwelle 9 des ersten elektronischen Führungsweges 11 in Landerichtung horizontal versetzt angeordnet. Die dem ersten elektronischen Führungsweg 11 und dem zweiten elektronischen Führungsweg 12 zugeordneten Aufsetzschwellen 9 und 10 der Landebahn 2 sowie die dazugehörigen Aufsetzzonen 13 und 13 weisen (nicht dargestellt) optische Markierungen und entsprechende Befeuerungseinrichtungen auf.
Die erfindungsgemäße Instrumentenlandeanlage 1 läßt sich auch bei Flughäfen mit zwei abhängigen, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Landebahnen (nicht dargestellt) einsetzen, wobei auf der ersten Landebahn ein erster elektronischer Führungsweg 11 mit einem ersten Gleitpfadwinkel α und einer ersten Aufsetzschwelle 9 vorgesehen ist und auf der zur ersten Landebahn in wesentlichen parallelen zweiten Landebahn ein leicht erhöhter zweiter elektronischer Führungsweg 12 mit einem steileren zweiten Gleitpfadwinkel ß und einer zweiten Aufsetzschwelle 10 vorgesehen ist.
In den Fig. 2 und 3 sind zwei Möglichkeiten der Platzierung der Landekurssender 4 dargestellt. In der in Fig. 2 dargestellten Anordnung sind die Landekurssendeantennen 15 und 16 am Endbereich der Landebahn 2 hintereinander aufgestellt, wobei die hintere Antenne 16 ca. 1 bis 2 m erhöht angeordnet ist, um eine freie Abstrahlung zu gewährleisten. Beide Landekurssendeantennen 15 und 16 strahlen in die gleiche Richtung. Die Anfluggrundlinien 17 und 18 sind identisch.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Anordnung führt zu einer kreuzenden Abstrahlung der Landekurssendeantennen 19 und 20, wobei eine Spreizung der Anfluggrundlinien 21 und 22 stattfindet. Der Winkel der Spreizung wird durch geographische bzw. flugsicherungstechnische Kriterien bestimmt. Die Landekurssendeantennen 19 und 20 sind ebenerdig nebeneinander aufgebaut. Bei dem oben beschriebenen Parallelbahnsystem bringt die Spreizungslösung gemäß der Fig. 3 zusätzlich den Vorteil eines noch größeren horizontalen Abstandes bei Anflügen für verschiedene Landebahnen.
Als elektronisches Navigationssystem für den Landeanflug entlang des ersten elektronischen Führungsweges 11 und den Landeanflug entlang des zweiten elektronischen Führungsweges 12 können unabhängige Funknavigationssysteme vorgesehen sein. Es kann aber auch eine einzige Sendeeinrichtung 3 die Positionssignale für die beiden elektronischen Führungswege 11 und 12 gleichzeitig abstrahlen. Auch wenn die Sendeeinrichtung 3 bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform das Luftfahrzeug 7 auf dem ersten elektronischen Führungsweg 11 mit einem ersten Gleitpfadwinkel α von 3,0° auf die erste Aufsetzschwelle 9 der Landebahn 2 führt und die Sendeeinrichtung 3 das nachfolgende zweite Luftfahrzeug 8 entlang des leicht erhöhten zweiten elektronischen Führungsweges 12 mit dem steileren zweiten Gleitpfadwinkel ß von 3,1° auf die auf der Landebahn nach hinten versetzt angeordnete zweite Aufsetzschwelle 10 führt, kann bei geeigneten geogra- phischen und flugtechnischen Gegebenheiten auch vorgesehen sein, daß die beiden elektronischen Führungswege 11 und 12 zwei nacheinander landende Luftfahrzeuge 7 und 8 auf eine einzige Aufsetzschwelle, insbesondere die Aufsetzschwelle 9, auf der Landebahn 2 führen.
Das durch die Instrumentenlandeanlage 1 ermöglichte Landeanflugverfahren für Luftfahrzeuge macht eine erhöhte Wirbelschleppenstaffelung für Landeanflüge überflüssig. Bei dem erfindungsgemäßen Landeanflugverfahren sollten Flugzeuge geringerer Gewichtskategorien zur Kapazitätssteigerung des
Flughafens stets hinter Flugzeugen höherer Gewichtskategorien auf dem höheren Gleitweg des zweiten elektronischen Führungsweges 12 geführt werden. Selbst wenn die Aufsetzschwelle 10 des zweiten elektronischen Führungsweges 12 auf einer Landebahn von etwa 4000 m gegenüber der Aufsetzschwelle 9 des ersten elektronischen Führungsweges 11 in Landerichtung nach hinten versetzt ist, so ist die verbleibende Restbahnlänge für landende Flugzeuge der Kategorien "M" und "L", wenn sie hinter Flugzeugen der Kategorie "H" geführt werden, mit etwa 3000 m immer noch mehr als ausreichend. Den Flugzeugen der Kategorie
"H", die auf dem ersten elektronischen Führungsweg 11 geleitet werden, steht weiterhin die volle Bahnlänge von beispielsweise 4000 m zur Verfügung. Bezugszeichenliste:
1 Instrumentenlandeanlage
2 Landebahn
3 Sendeeinrichtung
4 Landekurssender
5 Gleitwegsender 6 Einflugzeichensender
7 erstes Luftfahrzeug
8 zweites Luftfahrzeug
9 Aufsetzschwelle (erster elektron. Führungsweg) 10 Aufsetzschwelle (zweiter elektron. Führungsweg) 11 erster elektronischer Führungsweg
12 zweiter elektronischer Führungsweg
13 Aufsetzzone
14 Aufsetzzone
15 Landekurssendeantenne 16 Landekurssendeantenne
17 Anfluggrundlinie
18 Anfluggrundlinie
19 Landekurssendeantenne
20 Landekurssendeantenne 21 Anfluggrundlinie
22 Anfluggrundlinie
α erster Gleitwinkel ß zweiter Gleitwinkel

Claims

Patentansprüche;
1. Landeanflugverfahren für Luftfahrzeuge, wobei mittels eines elektronischen Navigationssystems, insbesondere eines Funknavigationssystems, ein jedes Luftfahrzeug entlang eines einer Landebahn zugeordneten elektronischen Führungsweges mit einem vorbestimmten Gleitpfadwinkel zu einer Aufsetzschwelle auf der Landebahn geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim aufeinanderfolgenden Anflug mehrerer Luftfahrzeuge ein erstes Luftfahrzeug entlang eines der Landebahn zugeordneten ersten elektronischen Führungsweges mit einem ersten Gleitpfadwinkel zu einer ersten Aufsetzschwelle auf der Landebahn geführt wird und daß das darauffolgende zweite Luftfahrzeug entlang eines höheren zweiten elektronischen Führungsweges mit einem zweiten Gleitpfadwinkel zu einer zweiten Aufsetzschwelle auf der Landebahn geführt wird, wobei der höhere Gleitweg gegenüber dem ersten Gleitweg in einem steileren Winkel geführt ist, und daß für die Funknavigation beim Landeanflug des ersten Luftfahrzeuges der erste elektronische Führungsweg und für die Funknavigation beim Landeanflug des nachfolgenden zweiten Luftfahrzeuges der obere zweite elektronische Führungsweg gewählt wird.
2. Landeanflugverfahren nach Anspruch 1 für Flughäfen mit zwei abhängigen, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Landebahnen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Landebahn ein erster elektronischer Führungsweg mit einem ersten Gleitpfadwinkel und einer ersten Aufsetzschwelle vorgesehen ist und daß auf der zur ersten Landebahn im wesentlichen parallen zweiten Landebahn ein leicht erhöhter zweiter elektronischer Führungsweg mit einem steileren zweiten Gleitpfadwinkel und einer zweiten Aufsetzschwelle vorgesehen ist und daß beim aufeinanderfolgenden Anflug mehrere Luftfahr- zeuge ein erstes Luftfahrzeug mittels des elektronischen Navigationssystems entlang des ersten elektronischen Führungsweges zur Aufsetzschwelle der ersten Landebahn und das nachfolgende zweite Luftfahrzeug entlang des etwas höheren zweiten elektronischen Führungsweges zur Aufsetzschwelle der zweiten Landebahn geführt werden.
3. Landeanflugverfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitpfadwinkel α des ersten elektro- nischen Führungsweges 3,0° und der steilere Gleitpfadwinkel ß des höheren zweiten elektronischen Führungsweges 3,1° betragen.
4. Landeanflugverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufsetzschwelle gegenüber der ersten Aufsetzschwelle auf der Landebahn in Landerichtung nach hinten versetzt angeordnet ist.
5. Landeanflugverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronisches Navigationssystem für den Landeanflug entlang des ersten elektronischen Führungsweges und den Landeanflug entlang des zweiten elektronischen Führungsweges zwei unabhängige Funknavigationssysteme vorgesehen sind.
6. Landeanflugverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Luftfahrzeuge höherer Gewichtskategorien auf dem ersten elektronischen Führungsweg (normaler Gleitweg) geführt werden.
7. Landeanflugverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Luftfahrzeuge geringerer Gewichtskategorien hinter Luftfahrzeugen höherer Gewichtskategorien auf dem etwas höheren zweiten elektronischen Führungsweg (höherer Gleitweg) geführt werden.
8. Instrumentenlandeanlage für den Landeanflug von Luftfahrzeugen auf eine Aufsetzschwelle einer Landebahn bestehend aus einer Funknavigationsanlage mit einer Sendeeinrichtung für Positioniersignale, die einen der Landebahn zugeordneten elektronischen Führungsweg mit einem vorbestimmten Gleitpfadwinkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß von wenigstens einer Sendeeinrichtung (3) Positioniersignale für zwei unabhängige elektronische Führungswege (11, 12) wenigstens einer Landebahn (2) sendbar sind, wobei der zweite elektro- nische Führungsweg (12) gegenüber dem ersten elektronischen Führungsweg (11) höher und mit einem steileren Gleitpfadwinkel ß verläuft.
9. Instrumentenlandeanlage nach Anspruch 8 für Flughäfen mit zwei abhängigen, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Landebahnen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Landebahn ( 2 ) ein erster elektronischer Führungsweg (11) mit einem ersten Gleitpfadwinkel und einer ersten Aufsetzschwelle (9) vorgesehen ist und daß auf der zur ersten Landebahn im wesentlichen parallelen zweiten Landebahn ein leicht erhöhter zweiter elektronischer Führungsweg (12) mit einem steileren zweiten Gleitpfadwinkel ß und einer zweiten Aufsetzschwelle (10) vorgesehen ist.
10. Instrumentenlandeanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gleitpfadwinkel α des ersten elektronischen Führungsweges (11) 3,0° und der steilere zweite Gleitpfadwinkel ß des höheren zweiten elektronischen Führungsweges (12) 3,1° betragen.
11. Instrumentenlandeanlage nach einem der Ansprüche 8 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufsetzschwelle (10) gegenüber der ersten Aufsetzschwelle (9) auf der Landebahn (2) in Landerichtung nach hinten versetzt angeordnet ist.
12. instrumentenlandeanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten und/oder zweiten elektronischen Führungsweg (11, 12) zugeordneten Aufsetzschwellen (9, 10) einer Landebahn sowie die dazugehörigen Aufsetzzonen (13, 14) optische Markierungen und/oder Befeuerungseinrichtungen aufweisen.
13. Instrumentenlandeanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Sendeeinrichtung insbesondere aus Landekurs- sender, Gleitwegsender und Einflugzeichensender besteht und jeder der elektronischen Führungswege senkrecht zueinander stehende vertikale (Landekursebene) und horizontale (Gleitwegebene) Komponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abstrahlung der Landekurskomponenten der Positionier- Signale für den ersten und/oder zweiten Führungsweg (11, 12) am Endbereich der Landebahn (2) vorgesehenen Landekurssendeantennen (19, 20) seitlich zueinander versetzt, ebenerdig nebeneinander angeordnet sind.
14. Instrumentenlandeanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Sendeeinrichtung insbesondere aus Landekurssender, Gleitwegsender und Einflugzeichensender besteht und jeder der elektronischen Führungswege senkrecht zueinander stehende vertikale (Landekursebene) und horizontale (Gleitweg- ebene) Komponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abstrahlung der Landekurskomponenten der Positioniersignale für den ersten und/oder zweiten Führungsweg (11, 12) am Endbereich der Landebahn (2) vorgesehenen Landekurssendeantennen (15, 16) hintereinander angeordnet sind, und die hintere Antenne (16) insbesondere 1 bis 2 m erhöht ist.
15. Instrumentenlandeanlage nach einem der Ansprüche 8 bis
14. wobei die Sendeeinrichtung insbesondere aus Landekurssender, Gleitwegsender und Einflugzeichensender besteht und jeder der elektronischen Führungswege senkrecht zueinander stehende vertikale (Landekursebene) und horizontale (Gleitwegebene) Komponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstrahlung der Gleitwegkomponenten der Positioniersignale für den ersten und/oder zweiten Führungsweges (11, 12) seitlich zur Landebahn (2) Gleitwegsender (5) angeordnet sind.
16. instrumentenlandeanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronisches Navigationssystem für den Landeanflug entlang des ersten elektro- nischen Führungsweges (11) und den Landeanflug entlang des zweiten elektronischen Führungsweges (12) zwei unabhängige Funknavigationssysteme vorgesehen sind.
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