Microwave Landing System

Микроволновая система посадки (MLS, от англ. Microwave Landing System) — это радионавигационная система точного захода на посадку, предназначенная для обеспечения автоматического и ручного управления воздушным судном на этапе снижения и приземления. В отличие от более распространённой системы инструментальной посадки (ILS), MLS работает в сантиметровом диапазоне волн (5,0—5,25 ГГц) и обеспечивает более широкий сектор обзора, большую помехоустойчивость и возможность использования на сложных рельефах местности.

История

Разработка микроволновой системы посадки началась в 1960-х годах в США и Великобритании как альтернатива системе ILS, имевшей ряд ограничений. ILS, принятая в качестве стандарта Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) в 1949 году, требовала прямолинейного подхода к взлётно-посадочной полосе (ВПП) и была чувствительна к отражениям сигналов от зданий и рельефа. В 1978 году ИКАО утвердила MLS как новый международный стандарт для точных заходов на посадку, однако процесс внедрения затянулся из-за высокой стоимости оборудования и конкуренции со стороны спутниковых систем (GNSS).

В СССР работы по созданию аналогичной системы велись с 1970-х годов. В 1985 году была принята на вооружение система «Спутник-2» (MLS-2), предназначенная для аэродромов военной и гражданской авиации. К 1990-м годам MLS была развёрнута на нескольких десятках аэродромов в США, Канаде, Великобритании, Германии и России. Однако с развитием спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС) и систем дифференциальной коррекции (DGPS, SBAS) интерес к MLS снизился. В 2009 году ИКАО объявила о прекращении обязательного внедрения MLS, оставив его как дополнительную опцию для аэропортов со сложными условиями.

Принцип работы

MLS использует метод сканирующего луча (time-reference scanning beam). Наземное оборудование состоит из двух антенн: азимутальной и угломестной (глиссадной). Азимутальная антенна излучает узкий луч, который вращается в горизонтальной плоскости с частотой около 40 Гц. Угломестная антенна аналогично сканирует вертикальную плоскость. Приёмник на борту воздушного судна фиксирует моменты прохождения луча через его положение и вычисляет углы отклонения (азимут и угол места) относительно заданной траектории.

Дополнительно MLS может передавать данные о дальности до ВПП (DME/P — Precision Distance Measuring Equipment) и речевые сообщения. Система обеспечивает точность определения углов до 0,01° и дальности до 10 метров, что позволяет выполнять заходы по категориям ICAO I, II и III (вплоть до автоматической посадки).

Отличия от ILS

Применение

MLS применяется в следующих случаях:

• Аэропорты со сложным рельефом — в горных районах, где ILS не может обеспечить прямолинейный заход (например, аэропорт Инсбрук в Австрии, где MLS использовалась для захода с разворотом).
• Военные аэродромы — для обеспечения посадки на неподготовленные или временные ВПП, а также в условиях радиоэлектронной борьбы.
• Вертолётные площадки — благодаря широкому сектору обзора MLS позволяет выполнять заходы с различных направлений.
• Автоматическая посадка — MLS обеспечивает более высокую точность, чем ILS, что критично для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и пассажирских самолётов в условиях низкой видимости.

В России MLS внедрена на нескольких аэродромах, включая «Внуково» (Москва), «Кольцово» (Екатеринбург) и «Толмачёво» (Новосибирск). Однако с 2010-х годов большинство новых заходов проектируются на основе спутниковых систем, таких как SBAS (в России — система «СДКМ»).

Оборудование

Наземное оборудование MLS включает:

• Азимутальная антенна (AZ) — излучает луч в горизонтальной плоскости.
• Угломестная антенна (EL) — излучает луч в вертикальной плоскости.
• Приёмопередатчик DME/P — измеряет дальность до ВПП.
• Контроллер — управляет режимами работы и передаёт данные на диспетчерский пункт.

Бортовое оборудование включает приёмник MLS (MLS Receiver), который интегрируется с системой автоматического управления полётом (FMS). В современных самолётах (Boeing 737 NG, Airbus A320) MLS может быть установлена как дополнительная опция.

Критика и ограничения

Основные недостатки MLS:

• Высокая стоимость — установка наземного оборудования обходится в 2—3 раза дороже, чем ILS.
• Ограниченная совместимость — не все самолёты оснащены бортовыми приёмниками MLS.
• Конкуренция со спутниковыми системами — GNSS с дифференциальной коррекцией (GBAS, SBAS) обеспечивает аналогичную точность при меньших затратах на инфраструктуру.
• Сложность сертификации — для каждого аэропорта требуется индивидуальная калибровка MLS.

В 2010-х годах ИКАО рекомендовала постепенный переход на GBAS (Ground-Based Augmentation System), которая использует спутниковые сигналы и не требует установки антенн на ВПП. Тем не менее, MLS остаётся востребованной на аэродромах с ограниченным пространством или в военных целях.

Перспективы

Несмотря на снижение популярности, MLS продолжает использоваться в ряде стран. В 2020-х годах ведутся разработки гибридных систем, объединяющих MLS и GNSS, что позволяет повысить надёжность посадки в условиях помех. В России система «Спутник-2» модернизируется для работы в диапазоне 5,0—5,25 ГГц с возможностью интеграции с ГЛОНАСС.

Источники

• ICAO Annex 10 — Aeronautical Telecommunications, Volume I (Radio Navigation Aids), 6th Edition, 2006.
• Federal Aviation Administration (FAA) — Microwave Landing System (MLS) Specification, FAA-E-2721, 1985.
• «Радионавигационные системы посадки» — учебное пособие, МГТУ ГА, 2003.
• «Системы посадки самолётов» — В. А. Григорьев, В. И. Калинин, 1990.
• «MLS: A New Standard for Precision Approach» — Journal of Navigation, Vol. 31, 1978.