Gambaran Umum Instrument Landing System (ILS) bagian I

PENDAHULUAN
Peralatan Instrument Landing System (ILS) adalah salah satu peralatan radio navigasi penerbangan yang berfungsi sebagai alat bantu pendaratan instrumen yaitu berupa radio pemancar yang dilengkapi dengan monitor, dimana suatu pemancar perangkat ILS melalui gelombang radio frekuensi mampu memberikan sinyal informasi panduan arah pendaratan (azimuth), sudut luncur (glide path) dan jarak terhadap titik pendaratan secara presisi kepada pesawat udara yang sedang melakukan awal pendekatan dan dilanjutkan dengan pendaratan di landasan pacu pada suatu bandar udara.

Gambar 1. Johnson, IFR artinya bukan “I Follow Railroads!” (saya mengikuti rel)

Hingga sekarang, pengalaman anda dalam pendekatan instrumen memungkinkan anda untuk mendarat dalam kondisi cuaca buruk seperti awan mendung pada 400 kaki dan jarak pandang sejauh setengah mil.

Pendekatan NDB dan VOR, dengan panduan lateralnya terhadap landas pacu, sangat meningkatkan kehandalan jadual penerbangan. Namun tanpa kemampuan memberikan panduan vertikal terhadap landas pacu membatasi kegunaannya. Tidak adanya panduan vertikal mengelompokkan mereka sebagai pendekatan non-presisi.

Sistem Pendaratan Instrumen menambahkan sudut luncur, atau informasi ketinggian. Secara umum disebut ILS (Instrument Landing System), sistem ini merupakan ‘kakek’ dari semuanya pada saat tiba waktunya turun mendekati darat. Dalam tiap pengertian, ini merupakan sistem pendekatan presisi dan dengan peralatan yang paling canggih sistem ini dapat memandu hingga menyentuh landas pacu-- Decision Height nol dan jarak pandang nol.

Jika anda melompat ke poin ini dalam website tanpa melalui bagian-bagian sebelumnya, saya sangat menganjurkan anda kembali ke bagian Air Navigation dan meninjau bagian pada VFR Sectional Charts, IFR enroute low altitude charts, dan dasar dalam perencanaan kursus. Lebih jauh, anda harus menuju bagian NDB Approaches/Approach Plates dan membaca dasar-dasar Instrument Approach Plates, yang sekarang disebut Terminal Procedures.

1.1 Komponen ILS

Gambar 2. Gambaran sinyal Glide Slope dan Localizer

Jika anda terbang dengan ILS, anda benar-benar mengikuti dua sinyal: sebuah localizer untuk panduan lateral (VHF); dan sebuah glide slope untuk panduan vertikal (UHF). Jika anda menyetel Nav.receiver pada suatu frekuensi localizer, receiver kedua yaitu glide-slope secara otomatis menyesuaikan dengan frekuensi yang seharusnya. Pasangan frekuensi ini otomatis

Dalam ILS `bukan hanya terdapat sinyal localizer dan glide slope. FAA mengelompokkan komponen-komponennya sebagai berikut:

Informasi panduan : localizer dan glide slope
Informasi jarak : rambu(beacon) outer marker (OM) dan middle marker (MM)
Informasi visual : approach lights, touchdown and cerline lights, runway lights

1.2 Deskripsi komponen ILS

Gambar 3. Gambaran tiga dimensi Sistem Pendaratan Instrumen

Gambaran tiga dimensi Sistem Pendaratan Instrumen. Indikator VOR awal berwarna kuning dan biru seperti tampak di sini, tapi kemudian dihapuskan karena tidak memberikan informasi yang berguna. Antena localizer tampak di ujung landas pacu.

1. 3  Localizer

Sinyal localizer memberikan informasi azimuth atau lateral untuk memandu pesawat pada sumbu/as landas pacu. Ini mirip dengan sinyal VOR kecuali bahwa sinyal localizer memberikan informasi radial untuk satu arah saja; arah landas pacu. Informasi landas pacu ditampilkan pada indikator yang sama dengan informasi VOR.

Saat mengikuti localizer, penerbang berbelok ke arah jarum dengan cara yang sama dengan navigasi VOR.

Gambar 4. Indikator Localizer

Tampilan yang sudah akrab bukan? Mengikuti Localizer ke Runway 067, bandara Green, Providence, R.I. Dari kiri ke kanan, pesawat terlalu ke kanan 1°, dua titik (belok kiri untuk kembali); pesawat berada pada jalur; dan terlalu ke kiri 1° (belok kanan untuk kembali).

Indikator localizer bereaksi secara berbeda dari VOR dalam beberapa cara.

1. Localizer hanya terdiri atas satu arah.
2. Jarum penunjuk localizer empat kali lebih sensitif jarum VOR. Penyetelan heading/arah harus jauh lebih kecil karena meningkatnya sensitivitas indikator. Untuk VOR, tiap titik di bawah jarum mewakili deviasi/penyimpangan 0.5° dari jalur.
3. Karena localizer memberikan informasi hanya untuk satu radial, arah landas pacu, Nav.receiver secara otomatis memotong kenop/tombol OBS (Omni Bearing Selector). Dengan memutar OBS berarti juga memutar course ring pada peralatan, tetapi tidak memiliki pengaruh apapun terhadap jarum.

Gambar 5. Indikator Localizer

Pada ketiga kasus di sini, pesawat melacak Localizer di Providence, Runway 5, heading 047°. Perhatikan bahwa OBS disetel pada tiga posisi berbeda dan hal ini tidak berpengaruh apa-apa terhadap posisi jarum di tengah. Ini merupakan karakteristik indikator Localizer.

Penerbang yang pintar memutar OBS ke arah localizer yang diinginkan sebagai pengingat arah yang akan mereka tuju, sebagaimana pada gambar pertama sebelah kiri di atas.

Seberapa sensitif Localizer? Dekat Outer Marker, satu titik penyimpangan adalah 500 kaki dari as landasan. Dekat Middle Marker, satu titik berarti anda di luar jalur hingga 150 kaki.

1.4  Spesifikasi Localizer

1. Antena localizer terletak jauh di ujung landas pacu.
2. Approach course localizer disebut front course.
3. Course line dalam arah berlawanan terhadap front course disebut back course.
4. Sinyal localizer umumnya dapat dipakai dalam jarak 18 NM.
5. Morse code Identification (Identifikasi kode Morse) localizer terdiri atas pengidentifikasi tiga huruf dimulai dengan huruf I. Berikut ini adalah pengidentifikasi localizer untuk Runway 5 Providence.

Gambar 6. Antena Localizer.

Bukan, itu bukan localizer Providence. Itu adalah antena localizer di bandara internasional (N.C.) Douglas, Charlotte pada suatu hari yang mendung dan akan turun salju.

1.5  Glide Slope

Glide Slope merupakan sinyal yang memberikan panduan vertikal bagi pesawat selama pendekatan ILS. Glide-slope path standar adalah 3° menurun ke ujung approach runway. Ikuti dengan seksama dan ketinggian anda akan benar dengan tepat saat anda mencapai touchdown zone pada runway.

Bayangkan glide slope sebagai localizer yang berada di samping, memberikan sinyal hingga 3° ke udara.

Melacak glide slope identik dengan melacak sebuah localizer. Jika jarum glide-slope bergeser dari tengah, ke atas atau ke bawah, gerakan pesawat ke arah jarum jam dengan menyetel engine power. Jangan mengarahkan hidung pesawat ke atas atau ke bawah.

Gambar 7. Glide Path Indikator

Mengarah ke Runway 5, bandara Green, Providence, R.I dari kiri ke kanan, pesawat di atas glide path, tepat pada glide path, dan di bawah glide path.

Ingat pendekatan stabil yang sudah kita lakukan untuk mencapai pendekatan NDB dan VOR? Setiap detilnya penting saat melacak glide slope. Mengarahkan hidung pesawat ke atas atau ke bawah menganggu kestabilan tersebut. Merubah engine power tidak menyebabkan kestabilan terganggu.

Sudut proyeksi glide path normalnya disetel 3 derajat di atas horisontal sehingga berpotongan dengan MM pada 200 kaki dan OM pada ketinggian 1400 kaki di atas elevasi runway. Glide slope secara normal digunakan pada jarak 10 NM.

Seberapa sensitif glide slope? Sangat lebih sensitif daripada localizer. Pada Outer Marker, tiap titik penyimpangan glide slope sama dengan kurang lebih ekskursi 50 kaki dari glidepath yang telah ditentukan. Pada Middle Marker,sensitivitasnya delapan kaki per titik.

1.6  Marker Beacon

Marker beacon digunakan untuk kesiapan pilot terhadap suatu tindakan (misal, cek ketinggian) diperlukan. Informasi ini diperuntukkan kepada pilot oleh isyarat audio dan visual. ILS terdiri dari tiga marker beacon: inner, middle dan outer. Inner marker digunakan hanya untuk operasi Category II. Marker beacon ditempatkan ditempatkan di interval yang ditetapkan sepanjang ILS approaches dan dikenali dengan audio yang terpisah dan karakteristik-karakteristik visual (lihat tabel di bawah). Semua marker beacon beroperasi pada frekuensi 75 MHz.

Tabel 1

Gambar 8

Melihat tabel  di atas bahwa bunyi dapat lebih cepat dan nada lebih tinggi seperti ketika pesawat terbang bergerak ke arah arah airport – pertama dash, lalu dot dan dash, akhirnya hanya dot.

OM, 4 sampai 7 NM dari runway threshold, secara normal menandakan di mana pesawat terbang menangkap glide path ketika di ketinggian yang diterbitkan.

MM, 3500 feet dari runway threshold, adalah titik Decision Height untuk suatu ILS approach yang normal. Pada glide path di MM suatu pesawat terbang akan kira-kira 200 feet di atas runway.

IM, 1000 feet dari runway threshold, adalah titik Decision Height untuk suatu approach Category II. Kemudian lihat untuk penjelasan dari kategori ILS approaches.

BC ...... yang paling, hanya tidak semua, airport dengan suatu ILS juga  memberikan bimbingan pada back course. BC marker mengidentifikasi FAF untuk back course. Suatu Back-Course approach adalah non-precision karena tidak ada glide path yang berhubungan dengannya.

Mayoritas permasalahan di dalam menempatkan marker beacon adalah ketersediaan kepemilikan tanah dan akses untuk kegunaan-keguanaannya.

1.7  Decision Height

ILS membawakan suatu istilah yang baru, Decision Height, atau DH yang mana anda akan selalu mendengarnya dari sini. Sampai sekarang, ketinggian yang diterbitkan dalam bagian minimum dari approach plates bahwa anda sudah menggunakan MDA, atau minimum Descent Altitude. Ketika terbang dengan suatu non-precision approach, anda tidak diberi hak untuk turun di bawah MDA kecuali jika anda dapat melihat landasan terbang atau approach light dan membuat suatu pendaratan yang normal.

DH mempunyai suatu maksud yang serupa. DH untuk satu ILS approach adalah suatu titik pada glide slope yang ditentukan oleh altimeter dimana suatu keputusan harus dibuat untuk melanjutkan mendarat atau melaksanakan suatu missed approach.

Menganggap minimum, di bawah, untuk Runway 5 pada airport Green di Providence, R.I.

Tabel 2

Catatan : Untuk contoh ini, data militer minimum sudah dihilangkan. Di sini adalah penafsiran data minimum dari tabel di atas, untuk setiap pesawat terbang Category A atau B, yaitu., 13 × Stall Speed sama atau kurang dari 120 knots.

• Minimum untuk suatu straight-in ILS approach pada Runway 5 adalah 253 ft. DH dan 1800 ft. RVR. Ketika anda turun sepanjang glide slope, ketika altimetermu membaca 253 ft., anda harus membuat suatu keputusan apakah melanjutkan pendaratan dan pendekatan, atau melaksanakan suatu missed approach.
• Minimum untuk suatu straight-in ILS approach pada Runway 5 adalah 253 ft. DH dan 1800 ft. RVR. Ketika anda turun sepanjang glide slope, ketika altimetermu membaca 253 ft., anda harus membuat suatu keputusan apakah melanjutkan pendaratan dan pendekatan, atau melaksanakan suatu missed approach.
• Jika Glide Slope adalah tak tersedia karena suatu alasan, orang bisa terbang dengan suatu Localizer approach straight di Runway 5. Dalam kasus tersebut, tanpa adanya glide slope, pendekatan itu sudah tidak lagi presisi karena tanpa informasi bimbingan vertikal yang disediakan. 460 ft. di bagan itu kini MDA, bukan DH, dan RVR minimum sudah meningkat kepada 2400 ft. Di sini, seperti VOR dan NDB approaches yang mana anda telah terbang, anda boleh turun ke MDA secepat anda melewati FAF.
• Pendekatan melingkar, tentu saja, adalah juga suatu pendekatan non presisi. MDA nya adalah 560 ft dan jarak penglihatan minimum adalah satu mil, catatan adalah RVR tidak digunakan disini. RVR adalah sempurna untuk jarak penglihatan yang menurun pada suatu runway. Di suatu pendekatan melingkar, perhatian pilot adalah kemampuannya untuk menjaga airport dalam pengelihatan selagi bermanuver untuk suatu runway yang berbeda dari approach course.

Banyak airline pengangkut memerlukan Category D minimum untuk suatu pendekatan melingkar sekali pun pesawat terbang masuk dalam barisan range Category A atau B. Pendekatan melingkar pendekatan adalah sulit dan meningkatkan beberapa pengurangan minimum dari tekanan.

Sedih untuk mengatakan bahwa ada pilot angkutan udara yang menolak untuk menerima apapun selain dari suatu ILS approach karena ketiadaan pengalaman mereka dengan prosedur-prosedur yang lain. Mereka akan lebih suka mengahadapi suatu runway dengan angin badai yang kuran baik. Ataupun mereka mempercayai “kotak hitam” tanpa pengalaman mereka di pendekatan yang lain.

1.8  Kategori ILS

Untuk waktu yang paling lama, minimum untuk suatu ILS approach adalah setengah mil jarak penglihatan dan suatu ketinggian 200 ft. Lalu berbagai hal mulai berubah, terutama keandalan, ketelitian, dan kemampuan autopilot. RVR, suatu pengukuran lebih dapat dipercaya dari penglihatan, mulai muncul di approach plates, juga.

Seperti perubahan-perubahan yang meningkat, FAA menunjuk tiga kategori dari ILS approaches, dengan berturut-turut menurunkan minimum.

Kemudian, mereka memutuskan  bahwa tiga kategori tidak cocok untuk semua situasi yang diinginkan dan lebih lanjut mengembangkannya. Tabel berikut menunjukkan keseluruhan ILS approaches.

Tabel 3

Data dari Aeronautical Information Manual, AIM, FAA.gov. Anda akan mengenali bahwa Cat. IIIC approach adalah suatu zero-zero approach.

Autopilot adalah dalam kendali penuh dari pesawat terbang untuk setiap pendekatan di bawah Cat. I dan anda tidak bisa memulai suatu Cat. II atau Cat. III approch pada hanya setiap airport hanya karena cuaca minimum memerlukannya. Pendekatan itu, seperti semua yang lainnya, harus disetujui dan diterbitkan.

1.9  Apakah menurunkan kemampuan ILS minimum apapun benar-benar dapat diterima?

Pertanyaan baik. FAA menyimpan banyak sekali statistik di sepanjang landing pesawat terbang U.S saya tidak mengetahui apakah bahwa data yang termasuk statistik pada kategori dari suatu pendaratan ILS, tetapi tidak akan menarik untuk mengetahui berapa persen dari pendaratan pesawat komersil adalah Cat. II atau lebih rendah? Atau bahkan Cat. I? Barangkali kapten senior suatu perusahaan penerbangan utama dapat menulis dan mengatakan kepada kita pengalamannya.

Dari keinginan, meskipun, adalah penurunan progressif minimum karena masing-masing dari pendekatan untuk situasi yang riil. Perhatikan tabel berikut yang membandingkan DH/MDA dan RVR untuk masing-masing jenis dari pendekatan pada Green Airport di Providence R.I.

Tabel 4

*   terdapat lampu identifikasi touch down zone dan runway centerline

** NDB tidak lagi terdapat di Providence tapi tetap ada dalam tabel ini untuk menggambarkan angka-angkanya.

*** Nilai-nilai MDA ditunjukkan pada approach plate dalam penambahan 20 kaki karena dengan cara itulah altimeter ditandai/dicatat. (dan MDA selalu dibulatkan)

Pendekatan “LOC” adalah pendekatan Localizer yang hanya memakai komponen localizer dari suatu ILS. Maka dari itu merupakan pendekatan non presisi dengan nilai minimal yang lebih tinggi. Pendekatan localizer merupakan subjek pertama yang dibicarakan dalam bab berikut.

1.10 Compass Locator

Gambar 9. Compass Locator

Anda berpikir telah melihat yang terakhir dari RMI? Tidak. Penerbang menggunakannya lebih sering daripada yang anda kira, bahkan jika hal ini jarang untuk pendekatan NDB.

Menjadi lebih umum untuk menempatkan pemancar compass locator bersama dengan rambu/beacon Outer Marker. Beberapa bandara juga menempatkannya dengan rambu Middle Marker dan Inner Marker. LF NDB ini melakukan dua fungsi yaitu menjaga penilaian penerbang atas posisi relatifnya terhadap marker beacon dan juga dapat sebagai alat bantu navigasi bagi mereka sendiri.

NDB compass locator biasanya memiliki daya kurang dari 25 watt, dengan jangkauan setidaknya 15 mil dan beroperasi diantara 190 dan 535 KHz. Di beberapa lokasi, rambu radio dengan daya lebih besa, hingga 400 watt, digunakan sebagai compass locator OM. Hal ini umumnya membawa informasi Transcibed Weather Broadcast (TWEB).

Compass locator memancarkan kelompok identifikasi dua huruf. Outer locator memancarkan dua huruf pertama dari localizer ident Morse Code dan middle locator memancarkan dua huruf terakhir localizer ident code. Pada kedua kasus, ident dimulai dengan huruf “I”. Sebagai contoh, di Providence, Runway 5: (anggap compass-locator beacon ada pada dua marker ini).

                        Localizer Ident            :  I-PVD

                        OM Ident                     :  I-PV

                        MM Ident                     :  I-VD

1.11  Distance Measuring Equipment (DME)

Gambar 10. DME Indikator.

Ini adalah suatu DME yang bagus, di samping fakta bahwa saya tidak dapat membaca digitnya hingga saya mewarnai ulang dengan warna putih. Versi FSX lebih menarik.

Kontrol dan bacaan/tampilannya akan anda lihat dengan jelas. Yang paling atas adalah jarak dalam NM (5.1), ground speed dalam knot (80) dan waktu untuk tiba di station dalam menit (4). Model ini memungkinkan anda memilih VOR mana yang digunakan DME untuk mengukur jarak – yang satu ini disetel dengan Nav receiver nomor 1 (N1) seperti dalam kasus ini, atau Nav receiver nomor 2 (N2).

Masalah kecil adalah pengingat bahwa jarak yang diindikasikan pada panel DME adalah dalam kisaran yang menurun, bukan jarak di bumi. Pesawat berada di udara dan jarak yang diukur adalah dari atas sana menuju station, seperti hipotenusa segitiga. Jadi anda akan selalu lebih dekat ke station daripada yang diindikasikan oleh DME.

Error/kesalahan lebih besar untuk jarak pendek daripada jarak yang besar. Sebagai contoh, jika anda menjelajah pada ketinggian 5000 kaki dan DME menunjukkan 5.1 NM seperti dalam ilustrasi, jarak darat ke station adalah sekitar 4.9 NM, dengan error 3%. Jika DME anda melaporkan 30 mil masih pada 5000 kaki, jarak darat sekarang adalah 70 kaki lebih pendek daripada jangkauan menurun, sebuah error yang tidak signifikan.

Distance Measuring Equipment dapat menjadi bagian penting dalam pemasangan ILS. Tidak hanya apakah DME membantu dalam pendekatan, tapi DME dapat menjadi komponen yang diperlukan untuk memandu anda ke FAF untuk memulai pendekatan. Anda akan mendapat kesempatan untuk mengerjakan beberapa latihan untuk DME pada akhir bagian pendekatan ILS.

Fungsi-fungsi DME dalam pendekatan :

1. Jika dipasang dengan ILS dan ditetapkan dalam prosedur pendekatan : DME dapat digunakan: Sebagai pengganti OM,
2. Sebagai back course (BC) final approach fix (FAF), dan
3. Untuk menentukan ketetapan lain pada localizer course

Pada beberapa kasus, DME dari fasilitas terpisah dapat digunakan :

1. untuk memberikan segmen pendekatan awal
2. sebagai FAF untuk pendekatan BC, dan
3. sebagai pengganti OM

1.12  ILS awal

Anda mungkin terkejut mempelajari bahwa Instrument Landing System mendahului penemuan dan penyebaran sistem VOR. Instalasi pengujian sistem VOR pada akhir tahun 1940-an segera menunjukkan kegunaannya dan sebelum awal tahun 1950-an pemasangan sitem ini yang tersebar luas merupakan prioritas tinggi untuk FAA, kemudian diketahui sebagai CAA.

Eksperimen pada sistem pendekatan dan pendaratan instrument, bagaimanapun telah dilakukan dengan baik sejak tahun 1928. ILS pertama dipasang untuk pengujian layanan bandara Indianapolis pada tahun 1940.

Gambar 11. Instrumen Landing System pertama, bandara Municipal indianapolis (Ind.), tahun 1940  

       Satu-satunya perbedaan yang perlu dicatat : Inner Marker tersebut kini menjadi Middle Marker

Indianapolis tidak dipilih karena kebetulan saja. CAA telah memperkuat fasilitas pengembangan teknik disana pada tahun 1939, berdekatan dengan bandara Municipal tersebut. Tempat itu merupakan pusat pengembangan alat bantu navigasi udara hingga tahun 1985 ketika dipindahkan ke atlantik city, NJ.

Gambar 12. ILS Indikator Tahun 1940

Tampilan indicator tahun 1940 tidak tampak terlalu berbeda dengan jaman kita, 60 tahun kemudian. Warna biru dan kuning dimaksudkan untuk mengingatkan penerbang, pada sisi pancaran ILS sebelah mana sedang berada namun kemudian dianggap tidak perlu.