飞机外部照明系统中LED照明技术的应用探究

飞机外部照明系统中LED照明技术的应用探究
【摘要】飞机照明系统中外部照明是其重要的组成部分,外部照明在飞机的起航、巡航和降落过程中传达运行信息。飞机对于外部照明灯的要求很高,外部照明灯,应该具备高强度、寿命长、高可靠性等特点,并且飞机外部照明灯所具备的作用不同,对于光线的分布要求很高,因此传统的照明灯很难满足飞机的需求。LED照明灯的出现促进了飞机外部照明系统的发展。
【关键词】飞机外部;照明系统;LED照明技术
飞机照明技术研究一直都是致力于照明系统研究人员的难题,飞机外部照明又是飞机照明的一个重要分支,每一个时期飞机的照明系统都可以反映世界照明技术的发展。光源是照明技术的基本核心,光源的研究变革是照明技术发展的关键。近年来LED技术被开发研究,成为新时期的代表性技术,其发光原理是采用半导体发光原理实现的。LED照明系统具有省电、灯光泽好、灯光的颜可调和应用寿命长等优点,LED技术必然会推进飞机外部照明技术的发展。
一、LED照明技术介绍
1.随着科技的发展,半导体技术不断被应用到现实生活中,LED照明就是应用半导体的特性,研究出来的新型照明技术。其主要的组成部分是半导体发光二极管,LED的出现引起照明领域大变革,其优秀的性能,促使其被广泛应用。
2.然而在飞机照明系统中,LED照明技术的应用,成为研究人员不断探索的目标,LED照明技术的采用可以提高飞机照明系统的整体性能。飞机外部照明中,应用LED照明系统可以提高实用效益并增加安全性,可以为飞行员提供舒适的视觉环境。
3.LED照明系统现今逐渐被应用到大型飞机上,当今一些新型的飞机和一些老式飞机的改进型都开始应用LED照明系统,如表1对一些飞机照明系统灯光的选着进行比较:
从表中不难看出,一些新型的飞机中已经开始大量采用LED技术,特别是标志灯的应用极为广泛。
二、飞机外部照明系统发展现状
1.当前飞机的照明系统主要应白炽灯、HID灯、氙气灯。飞机的航行灯、探冰灯通常采用白炽灯和卤素灯。这两种灯发光的效率低,使用的寿命短,飞机的飞行速度很高,引起的震
动非常大,极容易然灯丝损坏,并且灯光的颜不能灵活变化,只能在光源外面套上一个带颜的灯罩,其应用过程复杂。大功率白光led
2.标志灯、滑行灯、跑道转弯灯等常采用HID灯,HID灯的发光强度高、发光效率好,能够满足标志灯和滑行灯对灯光强度要求大的地方。但HID灯通常启动较慢,达到稳定的光线输出需要15分钟左右,灯光的寿命短,需要经常更换。HID灯在飞机上应用需要复杂的升压过程,应用效率较低,对飞机造成更大负担。
3.频闪灯和防撞灯常采用氙气灯,氙气灯工作原理跟HID灯相似,但在启动的时候会引起电磁干扰情况出现,在启动的瞬间在电线中产生大量的干扰电流,对飞机的安全问题造成影响。在闪光工作中,氙气灯工作寿命还会降低很多,并且在防撞灯的应用上需要增加红光灯罩,温度对红光灯罩有极大影响,发出的红光不稳定。
4.当前飞机的外部照明系统存在很大问题,灯光的使用寿命短、应用效率低、结构复杂、对安全影响都是急需解决的问题,LED灯的出现改变了这尴尬局面,但LED技术刚刚起步,对其研究还不够完善,需要科学家的长期探索。
三、飞机外部照明系统中对LED照明技术应用优势
飞机外部照明系统对于照明的要求较高,环境对照明的影响极大,因此传统的照明系统无法满足飞机外部照明系统,LED照明技术的出现,对照明领域起到重大改革作用,相对传统的照明系统,LED照明系统具备传统照明系统不具备的优点。
1.LED照明具有高效、节能性能。传统的飞机照明系统中卤素灯发光效率是17~33lm/W,而HID灯和氙气灯的发光效率在40~1001m/W之间。大功率白光LED灯的发光效率可以达到1200m/W以上,并且发光效率可以达到2830m/W,随着科技的不断发展,其发展空间极大。
2.光学设计方法比较先进。随着科技的不断发展,非成像光学设计技术不断创新,非成像技术与LED照明技术结合出现高性能的LED外部照明系统。LED照明技术设计简单,按照飞机航行的要求,结合非成像技术,可以设计出满足适航标准的航行灯。
3.LED灯显性好、颜可调,大功率白光LED灯有很高的显性能,可以通过不同颜的荧光粉进行颜调整。在防撞灯系统中,采用红LED灯,可以直接实现红的防撞灯,避免传统的红灯罩带来的一些不利影响。
4.LED灯使用寿命长,半导体材料应用寿命可以达到10万个小时以上,而LED灯也可以达到2万小时之上。卤素灯和HID灯的寿命则短了很多,大约在2500小时左右。因此LED灯的应用在飞机上更换的频率减少,维修的次数降低,提高了使用可靠度。LED灯对于恶劣环境的抵抗力较高,也增加灯的寿命。
5.LED灯响应速度快,其响应的时间在纳秒量级,且在脉冲驱动下对灯的影响不大,因此LED灯可以应用脉宽调制的方式驱动,实现灯光亮度方便控制,在飞机中的频闪灯、防撞灯等都需要一定的闪光频率,传统的氙气灯频闪对其伤害很大,严重影响灯的使用寿命。因此LED的应用增加了灯具的使用寿命。
6.LED灯可靠性高,其采用的是恒流源,不会引起电磁感应状况,并且面对飞机震动等恶劣的环境不易损坏。传统的灯具面对频闪,严重时候会产生火花,容易,发生重大事故。
四、结束语
LED技术的出现成为照明领域的以此巨大变革,LED照明系统的出现对于我国照明技术产生很大冲击,面对激烈的竞争,会取得极大的发展。飞机是科技的高阶产物,承载了运输
的重大责任,飞机上应用的都是最先进的科学技术,LED的介入,定然会对飞机的照明系统产生极大促进作用。
参考文献
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