計器着陸装置
計器着陸装置（けいきちゃくりくそうち、英語: Instrument Landing System ILS）とは、着陸進入する航空機に対して、空港・飛行場付近の地上施設から指向性誘導電波を発射し、視界が悪いときでも安全に滑走路上まで誘導する計器進入システム[1]。
日本の電波法施行規則において『ILS』とは計器着陸方式（航空機に対し、その着陸降下直前又は着陸降下中に、水平及び垂直の誘導を与え、かつ、定点において着陸基準点までの距離を示すことにより、着陸のための一の固定した進入の経路を設定する無線航行方式）をいう」と定義されている（電波法施行規則2条1項49号）。
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[編集] 原理
空港・飛行場側の施設は、
- 進入方向（横位置）を示すローカライザ (LLZ、LOC)
- 降下経路（縦位置あるいは高さ）を示すグライドパス（GP、グライドスロープGSとも）
- 滑走路までの距離を示すマーカービーコン（MB、マーカーMKRとも）またはT-DMEまたは代替フィックス
から構成される[1]。
ローカライザは、滑走路反対端（滑走路中心線上）からややずれた異なる方向に150Hzおよび90Hzで変調された電波を発射する。ローカライザの周波数は108.10 MHz - 111.95 MHz（50kHz間隔だが100kHz部分は奇数のみなので、108.10、108.15、108.30、108.35、108.50等となる）の範囲で、空港ごとにまた滑走路ごとに異なっている。航空機の側ではローカライザ用のアンテナで受信した信号を復調し、150Hzと90Hzの成分の強度を比較することにより、右または左にずれている量を知ることができる。
グライドパスは329.30 MHz - 335.00 MHzが用いられるが、滑走路手前の接地点横 (PAPIの横付近) から上下に異なる低周波信号で変調されており、ローカライザと同様の原理である。グライドパスの周波数 (後述するT-DMEの機上および地上周波数も) はローカライザの周波数と連動しているため、一般に空港のILSの周波数というとローカライザの周波数を示す。したがってこれら設備が用いる周波数はセットになっており、40種類のチャンネルがあることになる。
航空機側の受信機は左右・上下のずれ量を検出し、パイロットにはCDI（Course Deviation Indicator, コース偏向指示器）またはCDIを含む統合計器に表示し提示する。または自動操縦装置を動作させる。パイロットまたは自動操縦装置がこの差を無くすように飛行することで、正しい経路に沿っての進入が可能となる。
MKRまたはT-DMEで滑走路までの距離がわかる。MKRは上空に指向性がある75MHzの信号で、航空機が通過したとき滑走路までの距離を表示と音によってパイロットに知らせる。インナーマーカー (IM) ・ミドルマーカー (MM) ・アウターマーカー (OM) の3種類がある。一般的には滑走路末端までそれぞれ 0.1nm（海里）・0.5 - 0.8nm・3.6 - 6nmであり、理想的なグライドスロープに航空機がのっていれば、それぞれ接地寸前・200ft・1400ft付近を通過したことが分かるようになっている。インナーマーカー・ミドルマーカー・アウターマーカーはそれぞれ、3kHz・1.3kHz・400Hzで変調された信号である。T-DMEはDMEと同じ原理であり、接地点まで連続的に距離測定が可能である。MKRまたはT-DMEが利用できないときは、それに代わるレーダーフィックスが必要であり、日本では認められていないが外国ではコンパスロケーター（最終進入路の開始地点にあるNDB局）等の航法施設によるフィックスで代替が可能となる場合もある。
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VOR指示計（CDI）での表示。縦線が左右、横線が上下の振れを表す。表示は正確にコースに乗っている状態を示す。
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HSI[2]での表示。黄色縦線が左右、左右にある黄色の矢印が上下を表す。
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アウターマーカー（OM）航空機側に搭載された機器での表示
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ミドルマーカー（MM）
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インナーマーカー（IM）
[編集] ILSのカテゴリー（精度）
ICAOでは、ILSをその設置・運用精度により以下の5つのカテゴリーに分類している。
| カテゴリー | 決心高(DH) | 滑走路視距離(RVR) |
|---|---|---|
| カテゴリーI (CAT I) | 200ft以上 | 550m (1800ft) 以上または視程800m以上 |
| カテゴリーII (CAT II) | 100ft以上200ft未満 | 350m (1200ft) 以上 |
| カテゴリーIIIA (CAT IIIA) | 100ft未満または設定なし | 200m (700ft) 以上 |
| カテゴリーIIIB (CAT IIIB) | 50ft未満または設定なし | 50m (150ft) 以上、200m (700ft) 未満 |
| カテゴリーIIIC (CAT IIIC) | - | - |
カテゴリーの数字が大きくなるほど着陸決心高度（Decision Altitude ; DA、着陸するかゴーアラウンドするかを決定する高度）は低くなっており、悪天候・低視程での着陸が可能となる。
ただし、これにはパイロットおよび航空機がカテゴリーを満たしている必要がある。パイロットを例にすると、通常は上位のカテゴリーほど本装置を頼りに悪条件下であってもより低い高度までの降下が可能だが、万が一装置に異常が発生した場合にそれだけ低視程、低高度といった状況で緊急対応を必要とされる可能性があるためである。本装置が単純にパイロットの技量を補ったり、代わりになったりするものではないことに注意されたい。航空機も同様で、高精度のカテゴリーでは構成する機器の冗長化に関する規定がより厳しくなっている。
また、CAT II以上の場合には航空機およびパイロットだけでなく、航空会社などが国土交通大臣による「特別な方式による航行」の許可を受けなければならず、さらに空港でも低視程下での地上体制、LVP（Low Visibility Procedure）体制が発動されなければならない。LVP体制のことを日本ではSSP（Special Safeguards and Procedure）体制と呼んでいる。
加えて飛行場灯火（滑走路灯等）も必要条件であり、CAT II以上ではより高規格の進入灯等が求められる。
なお、DAは平均海面上からの高度で表されるが、これに対し滑走路端からの高さで表されるものを決心高（Decision Height ; DH）と呼ぶ。DHに滑走路端標高を加えればDAになる。CAT I では気圧高度計によるDAを使用するのに対し、CAT II以上では電波高度計によるDHを用いる。電波高度計を用いる理由は、低高度においてより精密な高さが要求されるからである。（気圧高度計では温度誤差等があるため）。さらに実際の運航では地形の凹凸も加味し、単純な滑走路端からの高さではなく、その地点の地表までの鉛直距離を1フィート単位で表した数値がDHになる。
またCAT IIIでDHを設定しない(= 0ft)場合は、警戒高（Alert Height ; AH）が設定される。AHは機材または地上設備の異常がないことを確認するための最低の高さである。DHとの違いは、DHではその高さに達した時点で所定の灯火または地上施設が見えることを要求されるが、AHを設定する場合何も見えなくとも進入を継続できることにある。よってCAT IIIa、IIIbで定められたRVRがあればそのまま自動着陸することが可能である。
最も精度が高いCAT IIIcのILSもまた前述の通りDHは設定されておらず、航空機およびパイロットの条件が整えば全く視界がなくても自動操縦装置を使用して着陸をおこなえる。ただし、2007年現在CAT IIIcの運用例はない。これはCAT IIIcの精度が要求される視程無しの条件下で着陸したとしても、その後のスポット等へのタキシングが極めて困難であり、また支援車両（トーイングカーや消防車、救急車など）も同じく視界不良のため対応に向かえないからである。運用開始に当たってはそれぞれに空港内を無視界で走行できる装備が必要となり、その開発が待たれる。
[編集] 日本での運用状況
日本の1500m以上のジェット化空港には、最低1本の滑走路の少なくとも片側にフルILSが設置されているケースが多いが、富山空港・南紀白浜空港・出雲空港・広島西飛行場・徳之島空港・福江空港・対馬空港・大島空港・八丈島空港などはローカライザー+T-DMEのみでグライドパス未設置。また信州まつもと空港は未設置（VOR/DME非精密進入）。また、日本で唯一、民間パイロットの訓練空港である下地島空港（沖縄県）にはILSが両側に設置されており、これは東京国際空港などの大規模空港を含めても数少ない例の一つである。設置出来ない主な理由は、地形や滑走路長などである。ILSが利用できるためには少なくとも10nm程度のグライドスロープが延ばせる必要があり、これが山などに遮られる場合は、ILSが設置できない。
またローカライザとグライドスロープを両方装備している空港であっても、計器進入方式でローカライザのみ使うよう指定される場合もある。例えば過去の東京国際空港で深夜にILSを使う場合、方位のみローカライザで誘導し高度は航空機の高度計とDME距離で制御する方式がとられていた（オートパイロットはほとんどの場合降下率を設定できるので精密といえないまでも実用的な降下プロファイルが得られる）。現在の東京国際空港は陸上を通過しない深夜用のILS進入コースが設定され、特別なローカライザ進入は行っていない。
日本で最も精度の高いCAT III及びCAT IIのILSを設置しているのは以下の空港[3]
- CAT IIIb
- 成田国際空港 (R/W16R) ・釧路空港（R/W17側）・熊本空港・中部国際空港（R/W36側）・広島空港[4]
- CAT IIIa
- 青森空港・新千歳空港（R/W19R[5]）
- CAT II
- 東京国際空港 (R/W34R)[6]・関西国際空港・中部国際空港（R/W18側）
これらの空港では霧で視界不良になることが多かったり、視界不良時に到着便が滞ると影響が大きいためである。
[編集] オフセットローカライザ
ILSは滑走路延長にローカライザのパスが延びるように設置されるのが普通であるが、中にはこれと異なる角度に設置し（オフセットILS）、着陸直前に航空機が進入角度を変更して滑走路にあわせるような利用がなされる場合もある。
具体例としては2010年から供用開始の東京国際空港（羽田空港）のD滑走路があり、浦安市の設備への影響を考慮して海側に2度オフセットしてある。 また、羽田の現B滑走路供用前のA滑走路でもローカライザ用地の都合からオフセット運用が行われていた。その他広島西、富山、大島、那覇などでオフセットローカライザの設置例がある。またイタリアのジェノヴァ・クリストーフォロ・コロンボ空港 (LIMJ) では山岳地帯を避けるため、台湾の金門空港 (RCBS) では中華人民共和国との国境が迫っているためそれぞれオフセットILSを設置している。
[編集] ILSまたはローカライザの応用施設
香港の旧啓徳空港(1998年閉港)にはILSと同様の機器としてIGS (Instrument Guidance System) が設置されており、航空機側はILSの受信装置をそのまま利用できた。着陸の手順としては、まずIGSによって空港近くの山へ向けて飛行する。ILSと同様ローカライザに沿って進入方向が与えられ、グライドパスに乗って降下していく。その後は地上に並べられた進入灯を目印に手動で右に47度旋回して滑走路を目指すというものであった。
またローカライザのみを利用するLDA (Localizer-Type Directional Aid)もある。これは滑走路とは違う方向からローカライザによって進入していき、滑走路を視認できた地点から旋回して着陸するというものである。日本では東京国際空港にB滑走路のRunway22、及びD滑走路のRunway23への誘導を目的として、東方向の東京湾上へ向けたものが設置[7]されている。これによって両滑走路への進入時に海上を飛行させることで市街地の騒音軽減を図ると共に、その際の安全な左右間隔を確保している。（好天時に利用されており、悪天時は通常のILS進入となる。）
[編集] 諸元
| 電波型式 | アンテナ型式 |
| A2A | 対数周期型 (LPDA) |
[編集] 脚注
- ^ a b “航空実用辞典”. 日本航空 2011年11月13日閲覧。
- ^ Horizontal Situation Indicator、水平姿勢指示計。グライドパスはやや上方、ローカライザーはやや右寄りを表している表示。つまり指示よりも低く左寄りを飛行している。
- ^ 計器着陸装置（ILS）のカテゴリー（CAT）IIIB化について (PDF)（Centrair Group News）
- ^ 広島空港の着陸誘導で新施設
- ^ 2011年11月17日運用開始
- ^ 2010年2月25日にはCAT IIIのILSが必要になる濃さの霧が発生した
- ^ 羽田空港 LDA装置 (PDF)
[編集] 関連項目
[編集] 外部リンク
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