รู้จัก ILS ระบบที่ทำให้ “อากาศยาน” สามารถลงจอดได้อย่างปลอดภัยแม้ในสภาพอากาศที่ย่ำแย่

ระบบ Instrument Landing System หรือ ILS คือระบบที่ช่วยลงจอดเครื่องบินแบบอัตโนมัติ ที่ช่วยให้การลงจอดในสภาพทัศนวิสัยแย่ปลอดภัยมากขึ้น

ในสภาพอากาศที่ย่ำแย่ เช่น พายุฝนหรือมีหมอกหนา หลายคนอาจจะเคยสงสัยว่านักบินสามารถนำเครื่องบินลงจอดโดยที่มองไม่เห็นได้อย่างไร คำตอบก็คือการมีอยู่ของระบบที่เรียกว่า “ILS” หรือ “Instrument Landing System” ซึ่งช่วยนำทางนักบินไปสู่ทางวิ่งเครื่องบินหรือรันเวย์ได้อย่างปลอดภัยถึงแม้นักบินเองจะมองไม่เห็นรันเวย์ดังกล่าว

การลงจอดของเครื่องบินในสภาพอากาศ IMC หรือสภาพอากาศที่นักบินมีระยะการมองเห็นต่ำ

จุดประสงค์หลักของระบบ ILS คือการช่วยให้นักบินสามารถฝ่าสภาพอากาศที่ย่ำแย่ไปให้ใกล้รันเวย์มากยิ่งขึ้น ด้วยความหวังว่าที่ระยะที่ใกล้ขึ้น สภาพการมองเห็น (Visibility) จะดีขึ้นจนนักบินสามารถนำเครื่องบินลงจอดด้วยสายตาได้ คล้ายกับการที่เวลาเราขับรถแล้วหมอกหนาจนมองไม่เห็นข้างนอก จึงต้องค่อย ๆ ขับตามระบบ GPS จนถึงที่หมาย

ดังนั้นหมายความว่าหากสภาพอากาศบริเวณรันเวย์ย่ำแย่จนเกินไประบบ ILS ก็จะไม่สามารถช่วยเหลือนักบินได้ และนักบินจะต้องยกเลิกการลงจอดและบินวนเพื่อรอให้สภาพอากาศดีขึ้นเสียก่อน

แต่ละขั้นตอนของการลงจอดด้วย ILS โดยหนึ่งในนั้นคือการมองหารันเวย์ก่อนที่จะถึง Decision Altitude และหากหาไม่เจอ ให้ยกเลิก Approach แล้วลองใหม่

อย่างไรก็ตาม ILS ถูกพัฒนาเรื่อยมาจนในปัจจุบันนั้นระบบ ILS ที่ดีที่สุดนั้นมีความสามารถในการลงจอดโดยอัตโนมัติโดยที่ไม่ต้องอาศัยความช่วยเหลือจากนักบินเลย

ระบบ ILS แต่ละระบบมี Decision Height และ Runway Visual Range (RVR) ที่แตกต่างกัน หลักการใช้งานระบบ ILS ที่ยึดถือกันมาเพื่อความปลอดภัยคือการเข้าใจข้อจำกัดของระบบคอมพิวเตอร์นำทางอย่างระบบ ILS ที่อาจสามารถผิดพลาดได้เสมอ จึงมีสิ่งที่เรียกว่า “Decision Height” ขึ้นมาเพื่อกำหนดจุดที่เราจะเลิกเชื่อระบบและยกเลิกการลงจอดแล้ววนกลับมาลองใหม่แทน

Decision Height คือความสูงที่นักบินจะต้องตัดสินใจว่าจะยกเลิก การลงจอดแล้วค่อยวนกลับมาลองใหม่ หรือจะลงจอด ซึ่งกฎเหล็กคือ Decision Height หากนักบินยังมองไม่เห็นรันเวย์ จะต้องยกเลิกการลงจอดทันที แต่ถ้าเห็นรันเวย์ให้ลงจอดต่อได้ด้วยสายตา (Visual Approach) ส่วน “Runway Visual Range” นั้นคือระยะการมองเห็นบนรันเวย์

ระบบ ILS แบ่งออกได้เป็น 5 กลุ่มหลัก ๆ คือ:

Category I: Decision Height ที่ 200 ฟุต และ RVR ที่ 1,800 ฟุต
Category II: Decision Height ที่ 100-200 ฟุต และ RVR ที่ 1,200 ฟุต
Category III A: Decision Height ที่ 100 ฟุต และ RVR ที่ 700 ฟุต
Category III B: Decision Height ที่ 50 ฟุต และ RVR ที่ 150-700 ฟุต
Category III C: ไม่มีขีดจำกัด

จะเห็นได้ว่าที่ Category ที่สูงขึ้นนั้น ILS สามารถถูกใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่า โดย CAT III C นั้นไม่มีขีดจำกัดในการใช้งานเลย หมายความว่า CAT III C สามารถใช้งานได้จนถึง Touchdown หรือวินาทีที่ล้อเครื่องบินแตะพื้นโดยที่นักบินมองไม่เห็นรันเวย์เลย โดยระบบ ILS CAT III C นั้นมักจะถูกนำไปใช้ร่วมกับระบบ Autoland ทำให้เครื่องบินสามารถลงจอดได้โดยอัตโนมัติผ่านการนำทางด้วย ILS CAT III C โดยที่นักบินไม่ต้องทำอะไรเลย

เสาส่งสัญญาณวิทยุสำหรับการนำทางแนวดิ่งหรือ Glideslope ของระบบ ILS

ระบบ ILS แบ่งได้เป็นสองส่วนหลัก ๆ คือ Lateral Guidance และ Vertical Guidance หรือการนำทางแนวราบและการนำทางแนวตรง Lateral Guidance นั้นอาศัยเครื่องส่งสัญญาณวิทยุที่เรียกว่า Localizer ในการบอกระบบนำทางของเครื่องบินว่ารันเวย์อยู่ทิศไหนผ่านการตรวจจับคลื่นวิทยุที่ปล่อยออกมา

ส่วนที่สำคัญที่สุดของ ILS คือ ระบบ Vertical Guidance ซึ่งก็คือการนำทางเครื่องบินให้ร่อนลงรันเวย์ได้พอดี และการร่อนจะต้องร่อนในแนวที่เรียกว่า “Glideslope” ซึ่งมักจะมีความชัน 3 องศา ซึ่งเป็นข้อกำหนดของสนามบินหลาย ๆ แห่ง

หลักการทำงานของทั้งสองระบบคือการตรวจจับคลื่นวิทยุในสองช่วงคลื่น ได้แก่ 90 Hz และ 150 Hz ในกรณีของ Localizer หากเครื่องบินตรวจจับคลื่นวิทยุได้คลื่นที่มีความถี่ 90 Hz เพียงคลื่นเดียว หมายความว่าเครื่องบินนั้นเบนซ้ายมากเกินไป หากตรวจจับได้แค่ 150 Hz ก็หมายความว่าเครื่องบินนั้นเบนขวามากเกินไป หากตรวจจับได้ทั้งสองความถี่ก็หมายความว่าเครื่องบินอยู่ตรงรันเวย์พอดี

เช่นเดียวกับระบบ Glideslope หากเครื่องบินตรวจจับได้แค่ความถี่ 90 Hz ก็หมายความว่าเครื่องบินอยู่สูงเกินไป หากตรวจจับได้แค่ 150 Hz ก็หมายความว่าเครื่องบินนั้นอยู่ต่ำเกินไป หากตรวจจับได้ทั้งสองคลื่น หมายความว่าเครื่องบินอยู่บน Glideslope พอดี

หลักการทำงานของระบบ ILS ซึ่งอาศัยการระบุตำแหน่งของรันเวย์ด้วยการปล่อยคลื่นวิทยุที่สองความถี่ในทิศทางที่ต่างกันให้เครื่องบินตรวจจับ

ดังนั้นในสนามบินที่มีรันเวย์ที่รองรับระบบ ILS ก็จะต้องมีเสาส่งสัญญาณวิทยุสำหรับการนำทาง Glideslope และเสาส่งสัญญาณ Localizer เพื่อให้เครื่องบินสามารถใช้งานระบบ ILS ได้นั่นเอง นอกจากนี้รันเวย์แต่ละรันเวย์ยังรองรับ Category ของ ILS ที่แตกต่างกันอีกด้วย เช่น บางรันเวย์อาจจะไม่รองรับระบบ ILS CAT III C เนื่องจากอุปกรณ์จะต้องมีความแม่นยำสูงมาก

เรียบเรียงโดย : โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech