首个完成III B类着陆试飞的机组及团队庆祝试飞成功

（图源：澎湃新闻）

现代民航飞机的起降速度达到了120节甚至更高，滑行经过75/175米的距离分别只需要一秒多和三秒左右的时间。光凭飞行员的视觉，显然是不可能在这么短的反应时间内，安然应付起降阶段的复杂状况的。

那么，是什么在这样的天气中保障机场的安全高效运行？这就要请出本文、也是这次试飞真正的主角——“盲降”，也就是仪表着陆系统（ILS）。

【0】序章：穿云破雾的慧眼

ILS是什么？

我们在搭乘飞机即将抵达目的地的时候，总会听到空乘“我们的飞机已经开始下降”的温柔广播，而后我们与所有人一起调直座椅靠背，静静等待抵达。然而，在驾驶舱里，客舱的各位不能离开座位的30分钟，并不是一句简单的“下降”可以概括的。

飞行员在这段时间内需要执行一系列复杂的程序；从飞行流程上来看，这些程序可以分为下降（Descent，或称“下高”）和进近（Approach）两部分。下降阶段，飞机从万米高空按照航路逐渐降低高度，为进近做好准备。而到了进近阶段，飞机对准机场跑道不断接近、下降，最终精确地“踩”在小小的跑道接地区上，完成着陆。

俗话说“天高任鸟飞”，但对飞机而言，这话恐怕要反过来理解——越是在接近机场的低空，为了保证一步“踩”中安全的着陆点，对飞行轨迹的要求与限制就越是严格。同时，另一个雪上加霜的问题是，低空不像云端之上的高空，没有一望千里的干净空气，很多时候飞机甚至要在浓雾中穿行。

飞机在浓雾中着陆

（图源：Léo Chambert视频截图）

又要求精确又看不见，怎么办？

人的其他感觉显然是没有那么靠谱的，那就只能依靠飞机的”感觉”——无线电了。

让无线电得以精准地引导飞机进近的，正是ILS。

【1】 第一幕：御波而行的力量

从1930年代——那个无线电导航领域基本是一张白纸的年代开始，人类就开始探索利用无线电引导进近的技术。

1932年，德国洛伦兹公司（和洛伦兹力的洛伦兹没有关系）设计出了第一套无线电降落装置：LFF。尽管它的技术现在看来有些原始，但其原理与现代ILS系统已十分接近。LFF系统在跑道的左右两侧末端，平行地朝跑道延长线方向各发射一束信息不同的无线电波——左侧不断发送 “短点”而右侧不断发送“长划”。当飞机相对正确的水平航道（即“航向道”）偏左时，飞行员会从耳机中听到 “短点”，反之听到“长划”。只有飞机在航向道上时，飞行员会同时听到来自两个信号源的声音，连起来恰好成为持续的“嘟——”声。除此之外，LFF系统还在航向道下方设置了两个指点信标，以为飞行员提供距离信息。当飞行员接收到飞越指点信标的信号时，ta就可以确定飞机离接地点的距离，并据此控制好高度和速度直到落地。

LFF航向台工作原理

（除特别说明外，以下示意图均来自Wikipedia）

此后，英、美、苏等航空强国基于类似的“左右信号比对确定航向道+指点信标确认距离”的技术框架，分别设计了不同类型的无线电引导系统。

不过显而易见的是，这些掌握核心科技的新系统并不会继承LFF简单得有些发傻的“短点”和“长划”比对方式。作为替代，英国研发的系统用两侧信号的强度差来确定飞机相对正确航向道的位置（左边信号强度大则偏左，反之偏右）即比幅原理，而苏联则选择了相位差（左边相位领先意味着飞机离左侧发射台近即偏左，反之偏右）即比相原理。

比幅式仪表着陆系统的航向台工作原理

此外，另一个令朴素的引导系统成为真正实用的精密着陆系统的改进，则是增加了垂直航道（即“下滑道“）”的精确引导。

垂直引导的方式几乎就是水平引导的翻版：两个信号台分别向下滑道偏上及偏下方向定向发送信号，通过这两个信号的比对来确认飞机相对下滑道的位置。这样飞机的高度就不再需要飞行员通过指点信标与航图进行手动控制了，而是同样可以享受无线电精密引导的“待遇“。

下滑台工作原理示意图

新的无线电技术令引导更加精准，而航向道与下滑道的组合赋予了飞机一条精密的降落航迹，再加上指点信标提供的精准距离参考，构成了现代的ILS系统的开端。1948年，在国际民航组织（ICAO）的芝加哥大会上，ILS被确立为进近着陆引导的标准设备。[1]

【2】 第二幕：聚光灯下的舞蹈

在此后到来的喷气机时代中，ILS成为全球民航通用的着陆设施。值得一提的是，民航领域的ILS后来几乎全部采用了英国的比幅式原理。