【淺析LED照明技術(shù)在飛機(jī)照明系統(tǒng)的應(yīng)用5400字（論文）】

LED照明技術(shù)在飛機(jī)照明系統(tǒng)的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u18700摘要 11592引言 331421飛機(jī)外部照明系統(tǒng)的發(fā)展簡介 370662飛機(jī)外部照明系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀 4149962.1飛機(jī)傳統(tǒng)外部照明燈 488182.2飛機(jī)LED照明自動(dòng)化 5228872.3飛機(jī)LED燈應(yīng)用發(fā)展 5291903飛機(jī)外部照明作用介紹 651513.1防撞燈 6155263.2機(jī)頭燈 6242053.3著陸燈 737324LED照明技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)外部照明的設(shè)計(jì) 8175974.1LED使用靈活性 8310304.2LED顯色性 866224.3LED效率高 929915總結(jié) 91912參考文獻(xiàn) 11

引言飛機(jī)照明是航空照明技術(shù)的一個(gè)重要分支。飛機(jī)照明技術(shù)在一定程度上反映了各個(gè)時(shí)期照明技術(shù)的特點(diǎn)。光源是照明技術(shù)的核心，它推動(dòng)了照明技術(shù)的發(fā)展。LED光源是冷光源、高效低壓光源和低功率光源，有10-50%的LED燈、白熾燈和熒光燈。一個(gè)熒光燈泡需要10萬小時(shí)，10次和100次。LED燈，而不是白熾燈。安全、可靠和維護(hù)設(shè)施。在中國，照明占總能源產(chǎn)量的12%。全球航空運(yùn)輸市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，各大機(jī)場(chǎng)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)客運(yùn)現(xiàn)代化。然而，與此同時(shí)，航空公司之間的競爭也在加劇，乘客舒適度逐漸成為航空公司選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。雖然機(jī)上就餐會(huì)在一定程度上降低乘客的出行舒適度，但在利潤率持續(xù)下降的情況下，航空公司必須采取其他創(chuàng)新手段提高品牌競爭力，以吸引更多乘客。目前，飛機(jī)外部照明對(duì)強(qiáng)度、抗振動(dòng)、使用壽命長、可靠性高等性能要求很高。不同的光源實(shí)現(xiàn)不同的功能，對(duì)光分布有一定的要求。傳統(tǒng)的外部照明光源已不能滿足這些日益增長的技術(shù)要求。本發(fā)明具有亮度高、功耗低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，有助于推動(dòng)飛機(jī)外部照明技術(shù)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，智能建筑的發(fā)展受到控制。目前，大多數(shù)飛機(jī)照明效率低，能耗高。這是一個(gè)智能照明系統(tǒng)。許多地方的燈通常是亮著的。當(dāng)光線強(qiáng)度正常時(shí)，無法關(guān)閉光線；相反，當(dāng)自然光的強(qiáng)度滿足人們的需求時(shí)，它就不能被打開。這種照明方式不僅造成能量損失，而且不能滿足人們對(duì)照明的需求，影響很大。除了滿足飛機(jī)照明的基本要求外，還需要研究現(xiàn)代飛機(jī)照明，重點(diǎn)是節(jié)能和個(gè)人使用，以及滿足飛機(jī)照明的要求。照明工程20世紀(jì)90年代，在國外飛機(jī)外部照明系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的背景下，許多企業(yè)連續(xù)10年投入人力資源開發(fā)并取得成效。當(dāng)中國國家主席胡錦濤訪問美國時(shí)，他帶著飛機(jī)的外部照明，參觀了所有連接到電網(wǎng)的電器、智能天氣和智能照明。智能、智能、安全、智能、電氣化等各種“未來技術(shù)”包括或可以說是世界上飛機(jī)外部照明的一種方式，智能照明已成為世界各國的共識(shí)。1飛機(jī)外部照明系統(tǒng)的發(fā)展簡介飛機(jī)外部照明系統(tǒng)是用于在飛機(jī)上提供外部照明的照明系統(tǒng)的一部分。它是飛機(jī)照明的重要組成部分，確保飛機(jī)起飛、巡航和飛行著陸等操作階段。在航空技術(shù)發(fā)展的早期，飛機(jī)外部照明系統(tǒng)仍然非常原始。為了保證飛機(jī)在不同氣候條件下的正常飛行，飛機(jī)外部照明系統(tǒng)逐步完善。由于發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)翼和起落架與駕駛安全密切相關(guān)，它們總是首先出現(xiàn)在人們的腦海中。工程師們非常清楚，釘子和支架之間的差異可能意味著安全和災(zāi)難性事故之間的差異?？諝庹彰饕膊焕?。它們出現(xiàn)在飛機(jī)的外部、駕駛艙和駕駛艙中，每個(gè)設(shè)備都有其特定的用途。工程師面臨的挑戰(zhàn)是在不影響舒適性、實(shí)用性或安全性的情況下，將光學(xué)系統(tǒng)集成到各種設(shè)備中。為了減少物理實(shí)驗(yàn)，工程師們使用視覺模擬來設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)，以滿足航空公司、乘客和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的期望。在1983年，最初擁有飛機(jī)外部照明系統(tǒng)概念的飛機(jī)在美國落成后，飛機(jī)廈的智能化成為了飛機(jī)外部照明系統(tǒng)發(fā)展的主流。發(fā)達(dá)國家在美國、日本、歐洲各國都在飛機(jī)外部照明系統(tǒng)中提出各自的工作計(jì)劃和目標(biāo)。要徹底開發(fā)和LED資源，并首先是對(duì)于飛機(jī)外部照明系統(tǒng)能源。美國從2000年開始投資5億美元實(shí)施了“國家情報(bào)照明計(jì)劃”。美國的能源部預(yù)測(cè)，到2010年左右，美國將有百分之五的LED和熒光燈取代傳統(tǒng)照明，每年省電就達(dá)到350億美元。韓國政府正在實(shí)施將路燈變更為飛機(jī)外部照明系統(tǒng)智能照明系統(tǒng)的計(jì)劃。歐洲聯(lián)盟從2009年9月1日開始，所有飛機(jī)外部照明系統(tǒng)。波士頓大學(xué)教授薩姆拉茲(音)說:“我們正在做的事情是抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，將網(wǎng)絡(luò)的功能嵌入到照明革命中”。希望用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)代替飛機(jī)外部照明系統(tǒng)和熒光燈的方式來嵌入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。2飛機(jī)外部照明系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀2.1飛機(jī)傳統(tǒng)外部照明燈目前，飛機(jī)外部照明主要采用白熾燈、HID燈、氙氣燈等光源。航標(biāo)燈和冰燈的探頭通常使用白熾燈或鹵素?zé)?。由于其使用壽命短，發(fā)光效率低，在高振動(dòng)環(huán)境中含有燈絲，經(jīng)常損壞。標(biāo)志燈、落地?zé)?滑行燈和跑道轉(zhuǎn)彎燈通常用作HID燈。HID燈具有較高的發(fā)光強(qiáng)度和效率，能夠滿足高亮度和高亮度的照明要求，但啟動(dòng)時(shí)間過長。一般來說，15分鐘后可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光輸出。使用壽命僅為4000小時(shí)左右。它需要經(jīng)常更換。為了進(jìn)一步提高飛機(jī)HID系統(tǒng)的電磁負(fù)載，需要進(jìn)一步提高飛機(jī)HID系統(tǒng)的供電效率。2.2飛機(jī)LED照明自動(dòng)化一般來說,手動(dòng)控制系統(tǒng)工作人員:這是按鈕切換,通過旋轉(zhuǎn),開關(guān)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和提高或其他形式進(jìn)行的操作只是改變或一組和調(diào)節(jié)裝置的規(guī)模較小,事實(shí)上它的優(yōu)勢(shì),但與低成本規(guī)模擴(kuò)大、照明系統(tǒng)失去控制的好處的成本。在傳統(tǒng)控制下，飛機(jī)LED照明控制系統(tǒng)簡單、高效、直接，但也依賴于人員控制能力、相對(duì)分散的管理控制，而不是有效的、實(shí)際的時(shí)間和自動(dòng)化程度太低。這就是為什么LED照明自動(dòng)化非常重要的原因。一種基于微處理器的控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于該文件的照明控制系統(tǒng)，它提供了技術(shù)和理論，在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上。智能照明控制系統(tǒng)，而不是傳統(tǒng)的或半手動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在需要確保質(zhì)量執(zhí)行照明節(jié)能措施,飛機(jī)LED控制的照明是必然的結(jié)果的控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是不可避免的發(fā)展方向的管理體系的建筑照明。采用飛機(jī)照明和推廣控制系統(tǒng)，不僅起到很好的效果，還可以提高飛機(jī)照明的管理水平，并產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2.3飛機(jī)LED燈應(yīng)用發(fā)展B/E認(rèn)為，大多數(shù)客戶將飛機(jī)外部照明系統(tǒng)從led改為led的一個(gè)關(guān)鍵原因是，由于鹵素照明系統(tǒng)的頻繁故障，許多更改沒有計(jì)劃。LED燈非?？煽?，即使在最新的飛機(jī)上也可以安裝在服務(wù)艙中，因?yàn)樗鼈兡軌虺惺軜O端寒冷、振動(dòng)、沖擊和壓力變化。然而，LED燈的唯一缺點(diǎn)是不耐高溫。在高溫環(huán)境下工作會(huì)縮短其使用壽命。外部LED照明系統(tǒng)也可以控制光束。鹵素?zé)粢蠓浅８叩牧炼?，以確保尾燈和飛機(jī)燈滿足光學(xué)要求，但由于LED燈方向良好，LED燈可以集中在視覺要求突出的部位。此外，LED燈的色溫可調(diào)，這使得LED燈的對(duì)比度更高，可以完成更長距離的照明任務(wù)。雖然航空公司目前只專注于機(jī)艙照明系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但除了簡單的涂裝外，飛機(jī)表面還有許多不錯(cuò)的選擇，如電致發(fā)光層和外部照明，預(yù)計(jì)將是商用飛機(jī)用戶在這一領(lǐng)域的首次測(cè)試。采用LED燈條的照明系統(tǒng)每米客艙長度就需要使用100只LED燈管，HelioJet系統(tǒng)卻只需4只，這也是HelioJet所具備的明顯優(yōu)勢(shì)。若使用傳統(tǒng)LED燈條作為照明系統(tǒng)，寬體飛機(jī)的客艙需要的LED燈光為11000只左右，窄體飛機(jī)的客艙需要4000只左右。如果任何一支LED燈管出現(xiàn)了故障需要進(jìn)行更換，制造商首先需要對(duì)其LED燈管備件按照累計(jì)工作時(shí)長和制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，從中挑選出與故障燈管狀態(tài)一致的更換件，才能夠保證燈光的一致性，不得不說這是一件非常繁瑣且復(fù)雜的任務(wù)。3飛機(jī)外部照明作用介紹最早使用全LED照明的客機(jī)是日本全日航空公司于2011年投入運(yùn)營的一架波音787飛機(jī)。盡管空客A320neo、波音737MAX、波音777X等第四代機(jī)型將全部采用LED照明系統(tǒng)，但現(xiàn)有機(jī)隊(duì)在進(jìn)行客艙內(nèi)飾改裝時(shí)大多數(shù)都會(huì)選擇在現(xiàn)有傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝部分LED燈。但也有一些區(qū)域的LED加改裝需求并不那么強(qiáng)烈，因?yàn)檫@些區(qū)域使用低電壓服務(wù)燈的頻率極低，并不值得耗費(fèi)額外成本完成LED燈改裝。3.1防撞燈圖1紅色防撞燈信標(biāo)燈，英文為EACONLIGHT或BEACON，其分別安裝在飛機(jī)的上、下和中部各一只。用途是防止航空器相撞。此燈根據(jù)機(jī)型適配的控制器不同，以一定地頻率爆破閃爍。此燈在飛機(jī)推出及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)打開！只要飛機(jī)發(fā)動(dòng)就必開。3.2機(jī)頭燈英文為NOSE，此燈安裝在前起落架上，兩個(gè)燈分別叫做起飛燈和滑行燈。將選擇電門放在“T.O”位置時(shí)起飛燈和滑行燈都亮，放在“TAXI”時(shí)只有滑行燈亮。此燈用于滑行道及跑道的前方照明，飛機(jī)滑行時(shí)電門應(yīng)放在“TAXI”位，進(jìn)跑道后放在“T.O”位置。飛機(jī)起飛后關(guān)閉。前起落架收起時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。圖2機(jī)頭燈3.3著陸燈英文為LANDINGLIGHT，此燈安裝在兩側(cè)機(jī)翼翼根，左右各兩只，用于起飛著陸時(shí)照亮跑道。此燈功率很大，使用時(shí)產(chǎn)熱很高，因此需要高速氣流進(jìn)行冷卻，故而在地面起飛滑跑前才能打開，離地后關(guān)閉。在落地時(shí)也是如此，臨近地面時(shí)候打開，落地后就關(guān)閉了。圖3著陸燈4LED照明技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)外部照明的設(shè)計(jì)4.1LED使用靈活性飛機(jī)的外部照明系統(tǒng)LED改裝工作可在過夜檢修中完成，但正如在飛機(jī)客艙內(nèi)部進(jìn)行LED加改裝一樣，將飛機(jī)外部的鹵素照明燈改裝為LED燈也需要取得STC。由于如導(dǎo)航燈、防撞燈、起落架燈等外部組件對(duì)于飛行安全至關(guān)重要，所以申請(qǐng)STC的標(biāo)準(zhǔn)改裝更為嚴(yán)格。LED優(yōu)勢(shì)方法：因?yàn)樘?，飛機(jī)在跑道滑行和等待起飛時(shí)，沒有跑道許可禁止打開。FL100以上可關(guān)閉。落地脫離跑道前要關(guān)閉。白色防撞燈也被稱為白色頻閃燈，此燈根據(jù)機(jī)型適配的控制器不同，以一定的頻率爆閃，亮度很高。因?yàn)樗鼈?，即使飛機(jī)在40000英尺的高空，也很容易被看到。而在飛行中，飛行員可以看到20英里以外的其他飛機(jī)的白色頻閃燈。和紅色防撞燈一樣，一些新機(jī)型的白色防撞燈也采用了LED燈。一些空客飛機(jī)的白色防撞燈是自動(dòng)控制的，使用“空地開關(guān)”，當(dāng)輪子離開地面（減震支柱伸展）時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)打開；當(dāng)輪子在地面（減震支柱壓縮）時(shí)，則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。4.2LED顯色性發(fā)光面積小是LED的重要特點(diǎn),傳統(tǒng)的白熾燈燈絲長,氣體放電燈的氣體放電區(qū)域很大,因此發(fā)光面積都比較大,大面積光源的照明光學(xué)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,缺乏有效的設(shè)計(jì)方法,而飛機(jī)外部照明系統(tǒng)對(duì)光分布的要求很高,采用大面積光源時(shí)燈具的光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,光利用率很低。1W大功率LED發(fā)光芯片為1mm×1mm×0.1mm,封裝后的LED發(fā)光面積也只有約1.5mm×1.5mm,發(fā)光面積非常小,近似點(diǎn)光源,在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)機(jī)外照明系統(tǒng)中各類燈的具體照明要求,通過成熟的非成像設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的透鏡或反光碗的光學(xué)結(jié)構(gòu),將這類光學(xué)結(jié)構(gòu)和LED光源相結(jié)合能得到高性能的照明燈具。清華大學(xué)集成光電子國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室羅毅教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組提出的三維自由曲面非成像光學(xué)設(shè)計(jì)方法,這一方法能有效解決給定三維照度的透鏡設(shè)計(jì)。良好的節(jié)能效果和延長燈具壽命：最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、照明控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)飛機(jī)的照明會(huì)關(guān)掉白天的燈，晚上關(guān)掉燈。在飛機(jī)照明LED控制系統(tǒng)中，根據(jù)不同情況的移動(dòng)狀況，在不同的時(shí)間段，在一定程度上，可以關(guān)閉不必要的照明。同時(shí)，可以利用自然光自動(dòng)調(diào)節(jié)飛機(jī)照明。照明操作系統(tǒng)的控制系統(tǒng)在不同的情況下，需要確保照明的照明，減少時(shí)間，節(jié)省不必要的能量，以延長使用壽命。改善工作環(huán)境，提高工作效率：良好的工作環(huán)境是提高工作效率的必要條件。選擇光源與照明還有非常好的高性能的控制系統(tǒng)，能夠提高照明質(zhì)量。智能照明控制系統(tǒng)有交換機(jī)和兩種控制方式。媒體的價(jià)值可以有效地改進(jìn)照明，以改善照明。另外，系統(tǒng)基于不同的時(shí)間，根據(jù)不同的人的需求，自動(dòng)地調(diào)整照明。提高管理水平：智能照明控制系統(tǒng)主要用來控制自動(dòng)控制系統(tǒng)，即，對(duì)飛機(jī)的控制。在多數(shù)情況下，不需要的人參與、照明系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)整的作用和調(diào)整，降低管理者的數(shù)量。4.3LED效率高由于可以通過調(diào)整熒光粉的成分改變發(fā)光光譜,白光LED可以做到很高的顯色性能,在應(yīng)用中還可以定制不同色度的LED以適應(yīng)不同照明場(chǎng)合的需要。在使用RGB組合封裝的LED模塊中,分別改變各芯片的電流,調(diào)節(jié)RGB三類芯片的發(fā)光量,從而調(diào)節(jié)整個(gè)模塊的發(fā)光色度,實(shí)現(xiàn)在光源層上的光色調(diào)節(jié),理論上通過RGB可以實(shí)現(xiàn)的色度范圍。因此,使用RGBLED可以方便地實(shí)現(xiàn)色坐標(biāo)、色溫等參數(shù)的調(diào)節(jié),相對(duì)傳統(tǒng)光源來說,這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì),高顯色性能有效提高視覺的舒適性及視覺效率,給飛行員提供高效的視覺信息,同時(shí),根據(jù)外部照明各部分的功能需要,可以配置不同色度的光,提高視覺效率,如對(duì)于防撞燈系統(tǒng),采用紅光LED可以直接實(shí)現(xiàn)高性能的航空紅色,避免了紅光燈罩帶來的各種不利影響。總結(jié)與傳統(tǒng)照明技術(shù)相比,LED照明技術(shù)具有其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),其光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)都與傳統(tǒng)照明技術(shù)截然不同,國內(nèi)外的高校、研究所及公司對(duì)這些問題都已經(jīng)有了深入的研究并取得了豐碩的成果,應(yīng)用這些先進(jìn)技術(shù)成果可以極大地提升飛機(jī)外部照明系統(tǒng)的性能。LED照明技術(shù)正處在飛速發(fā)展的時(shí)期,這次照明技術(shù)變革為提高我國照明產(chǎn)業(yè)的競爭力提供了契機(jī)。大型民用飛機(jī)項(xiàng)目作為提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的推進(jìn)器,擔(dān)負(fù)了提升產(chǎn)業(yè)領(lǐng)航者的使命,如何將LED照明技術(shù)應(yīng)用于大型民用飛機(jī)項(xiàng)目是一個(gè)非常有意義的研究課題。理論和實(shí)踐的重要性。只有理論不夠，理論聯(lián)系實(shí)際，我才知道，只有理論與實(shí)踐相結(jié)合的理論，得出結(jié)論，才能真正提