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[科普中国]-防撞灯

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组成结构

防撞灯常常是强化导航灯,它可以采用闪光灯、旋转信标灯或两者的组合。防撞灯还可用做警告灯,表示发动机正在运转或准备启动。它们一般在地面人员可以安全地接近飞机时才会关闭。闪光灯一般位于垂直尾翼、翼尖、翼尾、机翼下表面和机身。

防撞灯由一个单独的开关控制,带有单独的保护装置,防撞灯与导航灯一起使用可以增强附近飞行员的现场感知能力,尤其是夜间飞行或能见度比较低的情况下。旋转灯柱式防撞灯通常是由灯泡和发动机组成的,电动机用来驱动反射器,传动系统常常是大小齿轮啮合而成,并可改变旋转速度。所有的部件都安装在一个由红色玻璃封盖的壳体里。供给灯的电源通常为28V,但是有相当数量的供电采用交流电源、电动机需要115V供电,而灯只通过变压整流器转换成28V直流供电。通过调节电机的转速和齿轮的齿轮比使得反射器和灯泡提高一个恒定转速的光柱,通常设计成转速为40-45r/min。

闪光灯位于翼尖和垂直尾翼,以强化导航灯的效果。闪光灯通过白色或红色滤光片产生高亮度白色闪光灯,发光时间为1ms,频率约为每分钟70次。1

发展历程

二战后,美国经济蓬勃发展,大多数的战斗机飞行员和军用运输机飞行员转为民航飞行员。到了20世纪50年代,这些因素使航空公司数量激增;天空比历史上任何时候都更加拥挤,飞机开始定期运送乘客。由于大型飞机及夜航飞行的需要促使了防撞灯的出现。

最早的防撞灯用的是白色的旋转信标。不久,人们就发现,闪亮的白色灯光使驾驶舱内有明显的、耀眼的反向散射光,这使机组人员辨不清方向。因此,用红色滤光器来覆盖白灯以降低这种影响。由于频闪灯光的发展,防撞灯的功能也得以扩展,它包含了旋转信标或频闪灯。

今天,按照取证时间不同,对防撞灯有四类不同的合格审定要求。1971年8月11日之前取得的合格证书的飞机,必须至少有一个红色旋转信标。1971年8月11日(含)之后取得合格证书的飞机,条例要求飞机有一个白炽灯,这种灯比传统的红灯要亮许多。对于1977年7月18日之后取得合格证的飞机,对防撞灯的功率和覆盖范围的要求更加严格。

飞机长时间使用后,可以用更先进的防撞灯代替老式防撞灯,因为老式防撞灯已经不能适合今天密集的空中交通环境了。现在所有的飞机都配备了简单、廉价的频闪灯,很多时候这种灯只需利用机体上现有的线路和照明用电即可。 FAR23.1401部对旋转信标和频闪防撞灯系统所做的详细说明,包含了一个或多个航空红灯或白灯。条例对亮度要求也进行了详细的说明,以确保足够的能见度。要求灯光布局必须是“照亮飞机周围的重要区域”,意味着飞机灯光从功能上必须能绕飞机竖轴3600发射出来。同时在飞机水平面上、下方各75。的范围内,必须能发出光亮。随着与中心轴线角度的增大,要求的有效光强度减小(条例提供了详细说明各角度允许的容差),但在飞机的前方,防撞灯至少要产生400cd的亮度,并且这些灯的光频率为40~100次/每分钟。尽管频闪灯非常有效,但仍有一些缺点需要飞行员注意。2

适航要求

(a)总则飞机必须具有满足下列要求的防撞灯系统:

(1)由一个或几个经批准的防撞灯组成,其安装部位应使其发射的光线不影响机组的视觉,也不损害航行灯的明显性。

(2)满足本条(b)至(f)的要求。

(b)作用范围

该系统必须有足够数量的灯,以照亮飞机周围重要的区域(从飞机的外部形态和飞行特性考虑)。其作用范围必须至少达到飞机水平平面上、下各75度范围内的所有方向,但向后绕飞机纵轴等于O.15球面度的立体角内,允许有一个或几个被遮蔽的立体角,其总和不得超过0.03球面度。

(c)闪光特性

该系统的布局,即光源数目、光束宽度、旋转速度以及其他特性,必须给出40至100次/分的有效闪光频率,有效闪光频率指从远处看到的整个飞机防撞灯系统的闪光频率。当系统有一个以上的光源时,对有效闪光频率的规定也适用于有重叠部分的灯光区。在重叠区内,闪光频率可以超过100次/分,但不得超过180次/分。

(d)颜色

防撞灯必须为航空红色或航空白色,且必须满足第25.1397条的有关要求。

(e)光强

装上红色滤色镜(如使用时)测定并以“有效”光强表示的所有垂直平面内的最小光强,必须满足本条(f)的要求。必须采用下列关系式:

式中为有效光强;I(t)为作为时间的函数的瞬时光强;t2-t1为闪光持续时间。

(f)防撞灯的最小有效光强

每个防撞灯的有效光强必须等于或大于右图规定的相应值。3

相关概念飞机外部灯光系统

飞机的外部灯光有着不同的作用和特殊含义,在使用中也有一定的程序和要求。由于机型、厂商的不同,飞机的灯光系统也不尽相同,但基本规则相差不大。常见的标准外部灯光系统有:

1、防撞灯(anti-collision light)一般为红色,在飞机机身的顶部和底部各设置一个。用途是提醒附近的人员和车辆飞机发动机正在运转状态中,注意与飞机保持安全距离。防撞灯在飞机运行时会一直保持开启。

2、机翼灯(wing light)位于两侧机翼上,每侧有两束单光灯光,照明机翼前缘及发动机进气口。用于检查结冰情况。机翼灯一般在结冰时打开。

3、三色航行灯(naviagation light)的作用是避免飞机在空中相撞,世界各国对航行灯的颜色有统一规定:顺着飞机飞行的方向看去,左翼尖上有红灯,右翼尖上有绿灯,垂尾顶端则为白灯。从飞行员的位置来看,简单地讲就是左红、右绿、尾白。之所以选择红、绿、白三种颜色,是因为它们在漆黑的夜里非常醒目,而且相互之间的差别很大,不会混淆。三盏灯可以连续亮,也可以间隙亮。如果飞行员看见前方飞机的航灯是左红右绿尾白,则知道它与自己的飞机顺航,也是向前飞行,只要保持一定距离便不会相撞。如果看见前方飞机的航灯为左绿右红,便知道它是朝自己的方向飞来,应立即采取避让措施,以免发生撞机事故。飞机在飞行状态必须开启三色航行灯。

4、机头灯(nose light)安装在前起落架上,用于滑行道及跑道的前照明。飞机起飞时开启,起飞后关闭。

5、着陆灯(landing light)安装在两侧机翼翼根,左右各两只,用于着陆时照亮跑道。着陆灯功率大,使用时产生大量热量,需要高速气流进行冷却,因次在着陆前才能打开。飞机着陆时,这些灯就沿飞机的下滑线方向成一定角度照向跑道,方便飞行员看清地面,纠正与跑道的偏角,做好着陆动作。

6、跑道脱离灯(runway takeoff light)又叫转弯灯或跑道边灯,安装在前起落架减震支柱上,左右各一个,分别提供机头前方两侧照明,用于照明滑行道、跑道边线。跑道脱离灯在启动发动机后打开,起飞后关闭。

7、高亮度白色频闪灯(strobe light)安装在翼稍和尾椎位置,用途是防止航空器相撞。其中,波音飞机安装在左右翼稍后尖各一个,尾椎一个,共3个;空客飞机安装在左右机翼前后翼尖及尾椎,共5个。高亮度白色频闪灯只有得到跑道许可后才可以打开,脱离跑道前要关闭此灯。4

灯光使用顺序

1、 飞机打开总电源开关后,由航前机务打开航行灯,根据需要打开机翼灯、LOGO灯;

2、 飞机推出时打开红色防撞灯;

3、 飞机启动发动机后,打开转弯灯准备滑出;

4、 得到滑出许可后,打开滑行灯开始滑行;

5、 进入跑道后,白色防撞灯;

6、 得到起飞许可后打开着陆灯起飞;

7、 离地后,关闭滑行灯、转弯灯;

8、 高度上升至10000英尺以上关闭白色闪光灯;

9、 巡航时至少应该保持红色闪光灯、航行灯常开; 根据需要打开LOGO灯和机翼灯;

10、飞机下降至10000英尺以下打开白色闪光灯;

11、飞机放起落架后打开滑行灯;

12、最后进近阶段打开着陆灯;

13、接地后,打开转弯灯,关闭着陆灯、关闭白色闪光灯;

14、滑行到位后关闭滑行灯、红色闪光灯;

15、飞机如果不再有航班任务停机过夜,由航后机务最后关闭航行灯后,关闭飞机总电源离机。5