계기착륙장치(計器着陸裝置, 영어: Instrument Landing System, ILS)는 공항 부근의 지상시설로부터 지향성 유도전파를 발사하여 야간, 악천후 등 시야가 나쁠 때에도 항공기를 안전하게 활주로까지 유도하는 정밀 전파항법 시스템이다. 약칭으로 ILS라고도 부른다.
개요
계기착륙장치는 항공기가 계기 비행 방식으로 활주로에 안전하게 착륙할 수 있도록 수평 및 수직 유도 정보를 제공한다. 현재 사용되는 것과 유사한 형태의 ILS는 1930년대 후반에 등장하였다. ILS는 국제민간항공기구(ICAO)에서 표준으로 지정한 정밀접근 시설이며, 전 세계 대부분의 공항에 설치되어 있다.
구성 요소
계기착륙장치는 크게 세 가지 주요 구성 요소로 이루어진다.
1. 로컬라이저(Localizer, LOC/LLZ) 로컬라이저는 활주로 중심선을 기준으로 항공기의 좌우 방향을 안내하는 역할을 한다. 활주로 끝부분에 위치한 송신기에서 90Hz(좌측)와 150Hz(우측) 신호를 송출하며, 항공기가 중심선에서 벗어날 경우 해당 신호의 세기 차이를 통해 편차를 감지한다. 일반적으로 최대 25해리(NM) 거리에서 신호 수신이 가능하다.
2. 글라이드 슬로프(Glide Slope, GS) 글라이드 슬로프는 항공기의 수직(고도) 방향을 안내하는 구성 요소이다. 활주로 근처에 설치된 GS 송신기에서 90Hz(하단)와 150Hz(상단) 신호를 송출하며, 항공기가 올바른 강하 경로보다 위에 있으면 150Hz 신호가, 아래에 있으면 90Hz 신호가 강하게 수신된다. 표준 강하 각도는 일반적으로 3°이며, 공항의 지형이나 장애물에 따라 2.5°~5.5°까지 변동 가능하다.
3. 마커 비컨(Marker Beacon) 마커 비컨은 항공기가 착륙 접근 중 특정 지점에 도달했음을 조종사에게 알리는 보조 장비이다. 75MHz 주파수로 작동하며, 위치에 따라 외부 마커(Outer Marker, OM), 중간 마커(Middle Marker, MM), 내부 마커(Inner Marker, IM)로 구분된다. 각각 파란색, 주황색, 흰색의 계기 표시등과 서로 다른 오디오 신호를 통해 조종사에게 현재 위치를 알려준다. 최근에는 마커 비컨을 대체하여 DME(Distance Measuring Equipment)가 함께 설치되는 경우가 증가하고 있다.
동작 원리
ILS는 진폭 변조(Amplitude Modulation) 방식을 기반으로 작동한다. 지상 송신기는 90Hz와 150Hz의 두 가지 변조 신호를 혼합하여 송출하며, 이때 캐리어와 사이드 밴드의 결합인 CSB(Carrier and Sidebands) 신호와 사이드 밴드 전용의 SBO(Sidebands Only) 신호를 사용한다. 항공기는 각 안테나를 통해 수신한 LOC 및 GS 전파의 정보로부터 목표 경로와 현재 위치의 차이를 산출하여 코스편차지시기(Course Deviation Indicator)를 포함한 통합 계기에 표시한다. 조종사 또는 자동 조종 장치는 이 차이를 좁히면서 비행함으로써 올바른 경로를 따라 착륙 진입이 가능해진다.
등급 분류
ILS는 저시정 조건에서의 착륙 성능에 따라 CAT I, CAT II, CAT III(Ⅲa, Ⅲb, Ⅲc)로 분류된다. CAT 등급이 높을수록 더 낮은 시정과 운고(雲高) 조건에서도 착륙이 가능하며, CAT IIIb 등급 이상에서는 자동착륙(Autoland)이 수행된다.
한계 및 대체 시스템
ILS는 지상 시설에 의존하므로 설치 및 유지보수 비용이 높고, 설치 위치의 지형적 제약을 받는다. 이러한 한계를 보완하기 위해 GNSS(위성항법시스템) 기반의 GLS(GBAS Landing System) 등 대체 정밀접근 시스템이 개발되어 사용되고 있다.
