CN101778770B - 飞机灯光单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机灯光单元，尤其是飞机着陆和滑行时所用的飞机灯光单元。本发明提供一种飞机灯光单元(4)，其包括具有沿第一方向(9)的主光束轴线的第一光源(5)以及具有沿第二方向(10)的主光束轴线的第二光源(6)，所述第二方向(10)不同于所述第一方向(9)。第一光源和第二光源(5、6)布置成它们可组合而通过改变供应到所述光源上的功率来形成多个不同方向的净光束。

Description

飞机灯光单元

技术领域

本申请涉及飞机灯光单元，具体地但不是排它地来说，本申请涉及飞机着陆和/或滑行时所用的飞机灯光单元。

背景技术

当飞机在由恶劣天气和/或夜间着陆造成的灯光差的条件下着陆时，飞机必须照亮其前面的跑道，以使飞行员可驾驶飞机安全着陆。飞机在着陆时也可改变其俯仰角，例如，5度或5度以上。因此，飞机所要照亮其前面的区域相对于飞机在改变着位置。

现有的飞机灯光单元包括位于飞机底部前端的钨丝灯泡，当飞机开始降落时，就打开这些灯泡。一旦飞机已经着陆，也可能需要照明跑道，在飞机滑行离开着陆跑道时，又要用到钨丝灯泡。钨丝灯泡可以单独地启动，或与着陆灯光单元一起使用。

在使用过程中钨丝灯泡效率不高并产生大量热量。钨丝灯泡通常具有很广的光强度分配，即，当飞机着陆时，总的光输出中只有很小量的光照明着所要照的区域。

此外，由于飞机振动，钨丝灯泡寿命很短，例如，用过30至100小时之后就要进行更换。这导致飞机需要的维护量增加，并提高了飞机运行成本。还有，由于灯泡的损坏率高，因此在飞机照明系统中建立了高度的冗余设置，从而提高了飞机的重量。

增加飞机重量的另一因素是，当飞机接近地面时，飞机俯仰的姿势、相对于地面的高度和速度都在变化。其结果，需要照明的跑道区域在变化。为了令人满意地照亮这些区域，在飞机上有必要装有多个灯光单元，每个单元布置成照亮相对于飞机的不同区域，由此，补偿飞机相对于地面的位置和速度的变化。灯光单元数量越多，则飞机重量越重，这对飞机来说具有众所周知的缺点。

某些飞机灯光单元设置有电动机，以在不同的照亮位置之间致动灯光单元，例如，可见US 5,355,131(Metz等人)。然而，添加电动机就增加了飞机灯光单元的重量和复杂性。

本发明寻求减缓或克服上述与现有技术有关的一个或多个缺点。

发明内容

本发明提供一种飞机灯光单元，其包括：具有沿第一方向的主光束轴线的第一光源；以及具有沿第二方向的主光束轴线的第二光源，所述第二方向不同于所述第一方向；第一光源和第二光源布置成它们可组合而通过改变供应到光源上的功率来形成多个不同方向的净光束。

光源的主光束轴线是光源发射的光强度为最大的方向。通过组合第一光源发射的光分布和第二光源发射的光分布来形成净光束。

有利地，单个灯光单元可提供多个不同方向的照明。还有利地是，无需用电动机来致动灯光单元的任何元件，灯光单元就可提供多个不同方向的照明。

本发明还提供改变飞机灯光单元的照明方向的方法，其中，该方法包括如下步骤：

提供飞机灯光单元，该飞机灯光单元包括多个光源，所述多个光源布置成提供至少两个不同的照明主轴线，以及

改变供应到多个光源上的功率，以改变由光源组合产生的净光束的方向。

有利地，在飞机着陆和滑行过程中，灯光单元的照明方向可以变化，以补偿该过程中飞机俯仰角的变化。照明方向可依据飞机的俯仰角和/或任何其它空间的或时空特征而变化。形成灯光单元一部分的控制单元可提供如此的变化。

附图说明

现参照附图，借助于实例来描述本发明的一个实施例，附图中：

图1表示净光束控制原理；

图2示出根据本发明第一实施例的灯光单元的剖切的侧视图；

图3示出根据本发明第一实施例的灯光单元的前视图；以及

图4示出根据本发明的灯光单元的剖切的侧视图，显示其与飞机的连接。

具体实施方式

图1示出根据本发明的灯光单元所使用的净光束控制原理的图解法表示。曲线图的水平轴表示光束方向(度数)，在此情形中，0度表示水平线。当应用到飞机上时，水平线可以是从飞机前面到飞机后面的飞机水平轴线。曲线图的垂直轴表示光束强度。因此，钟形曲线1表示第一光源在度数范围上的强度，主光束轴线(光强度为最大的方向)是-2度。钟形曲线2表示第二光源的强度，主光束轴线是-1度，第二光源的强度和分布与第一光源的相同，不同的只是主光束轴线。在此实例中，第一光源和第二光源产生其最大强度50％的强度。钟形曲线3示出第一和第二光源如何组合产生主光束轴线是-1.5度的净光束，其强度是第一光源和第二光源的组合。

通过改变施加在第一光源和第二光源上的功率，可改变净光束的主光束轴线。例如，如果所需要的净光束方向在-1.5度和-1度之间，则第一光源的功率降低，比如降到最大强度的40％，而第二光源的功率升高，比如升到最大强度的60％。然后，组合光束来给出介于-1.5度和-1度之间的光束。

图2示出本发明一实施例的剖切侧视图，而图3示出图3中所示实施例的前视平面图。灯光单元4包括四个发光二极管(LED)5、6、7和8，它们成2×2布置。在此情形中，有四个LED，各个LED有不同的定向。在替代的实施例中，可有多个享有一个定向的LED，例如，用一LED阵列来代替本实施例的各个LED。诸LED可不同地布置，例如，布置成4×1。或者，可有不同数量的LED，例如，2和10之间的任何数量的LED。

使用LED是有利的，因为相对于其它光源它们比较小且重量轻。进一步有利地是，产生狭窄光分布所需的光部件可以是非常小，它们常常集成到LED和其包装内。这是有利的，且与灯丝灯泡所需的庞大而沉重的反光器和透镜形成对比。LED还能在各种不同的水平上供电，强度变化之间的过渡时间也很短。LED还具有长寿命，且不像钨丝灯泡那样易受飞机振动的影响。

尽管未在本实施例中予以描述，但所述灯光单元可包括与至少一个光源相关联的聚焦元件。

飞机灯光单元布置安装在飞机外面，例如，机身前端或主起落架或机翼的前沿边缘。

LED 5、6、7和8布置成不同的定向(分别为-4度、-6度、-2度和0度)，这些定向确定了各个LED的主光束轴线。定向角度是从飞机水平轴线所定义的水平轴线量起。图2分别示出LED 5和LED 6的主光束轴线9和10。灯光单元4布置成相对于灯光单元固定LED的定向。因此，0度处的LED 8沿着飞机水平轴线被引导朝向前。-2度处的LED 7被引导朝向前并相对于水平线向下-2度。本实施例能够提供主光束轴线在0度(LED 8完全发光)和-6度(LED 6完全发光)之间的照明，通过组合不同LED产生的光线，使许多方向在这之间。

图4示出图2所述的灯光单元，还有保护LED 5、6、7和8的透明盖子11，附连有LED的主体12，与飞机功率系统14和飞机俯仰角和高度信息15对接的控制单元13，以及从主体12延伸用来附连到飞机上的突出部16。

灯光单元连接到控制单元13，在本实施例中控制单元13形成为灯光单元的一部分，但同样可单独地设置。控制单元13布置成可改变施加到各个LED 5、6、7和8上的功率，于是改变由LED 5、6、7和8组合而产生的净光束。控制单元13可布置成将飞机的功率调节成适合于驱动灯光单元的LED的形式，例如，使用脉宽调制器。

控制单元13还布置成其可接收有关飞机着陆和滑行过程中飞机俯仰角和高度变化的数据。这可通过连接到包括该信息的飞机上的数字网络来实现。控制单元13布置成可控制由LED 5、6、7和8产生的净光束，以在飞机着陆和滑行过程中一直能对地面提供最佳的照明。当飞机高于一定高度时，布置的控制单元13可关闭该灯光单元。

最佳的照明状态被储存在与控制单元13相关联的存储器内。尤其是，最佳的照明状态可依据飞机的俯仰角、高度、速度或其它空间的或时空特征而定。正如本技术领域内的技术人员将会认识到的，不同的飞机在着陆和滑行操纵过程中会有不同的特征，因此，灯光单元可特别地布置以用于特殊的飞机。或者，与控制单元13相关联的存储器可根据使用该控制单元的特殊飞机来重写入。在还有一个替代方案中，存储器可储存有关多种飞机、特殊飞机在安装灯光单元过程中所规定的信息。

尽管参照特殊的实施例描述和图示了本发明，但本技术领域内的技术人员将会认识到，本发明还服从许多这里尚未具体说明的不同变化。举例来说，现将描述某些可能的变化。

例如，净光束可依据飞机速度而变化。透明盖子11可用作第二光学部件来聚焦由LED发射的光线。附连的突出部和/或灯光单元的主体可用作组成灯光单元的光源的散热器。用于灯光单元中的光源可以是高亮度的灯泡。灯光单元可用作对其它飞机或空中交通控制器的警示或信号灯光，其一闪一闪地发光以提高飞机的可见度。

在以上描述中，提到了整体或元件，它们具有已知的、明显的或可预见的等同物，然后，如此的等同物纳入到本文中，就好似个别地已经阐述过。应该参照用来确定本发明真正范围的权利要求书，它们应被看作包括了任何如此的等同物。读者还将认识到，被描述为优选、有利、方便等等的本发明的整体或特征只是可供选择的选项，并不限制独立权利要求书的范围。

Claims (21)

1.一种飞机灯光单元，包括：

具有沿第一方向的主光束轴线的第一光源；以及

具有沿第二方向的主光束轴线的第二光源，所述第二方向不同于所述第一方向；

所述第一、第二光源的所述主光束轴线是由所述第一、第二光源发射的光强度为最大的方向，所述第一方向的主光束轴线的定向和所述第二方向的主光束轴线的定向是相对于所述灯光单元固定的；

所述第一光源和第二光源布置成它们可组合而通过改变供应到所述第一、第二光源上的功率来形成多个不同方向的主光束轴线而获得不同方向的净光束，这样所述单个灯光单元可提供多个不同方向上的照明。

2.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元布置成使所述净光束依据飞机的至少一个空间的或时空的特征而变化。

3.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元布置成使所述净光束依据飞机的俯仰角而变化。

4.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元布置成使所述净光束依据飞机的高度而变化。

5.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元布置成使所述净光束依据飞机的速度而变化。

6.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元布置成控制供应到所述第一光源和第二光源的功率。

7.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述第一光源和第二光源中的至少一个是LED。

8.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，还包括飞机附连点，所述飞机附连点布置成用作所述光源的散热器。

9.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，还包括具有沿第三方向的主光束轴线的第三光源，所述第三方向的主光束轴线的定向是相对于所述灯光单元固定的，所述第三方向不同于所述第一方向和第二方向，其中，所述第一光源、第二光源和第三光源布置成：它们可组合而通过改变供应到所述光源上的功率来形成多个不同方向的净光束。

10.如权利要求9所述的飞机灯光单元，其特征在于，还包括具有沿第四方向的主光束轴线的第四光源，所述第四方向的主光束轴线的定向是相对于所述灯光单元固定的，所述第四方向不同于所述第一方向、第二方向和第三方向，其中，所述第一光源、第二光源、第三光源和第四光源布置成：它们可组合而通过改变供应到所述光源上的功率来形成多个不同方向的净光束。

11.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元用在所述飞机的外面。

12.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述灯光单元是着陆和/或滑行灯。

13.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元布置成用来安装在飞机机翼的前沿边缘上。

14.如权利要求1所述的飞机灯光单元，其特征在于，所述飞机灯光单元布置成用来安装在飞机前部或主起落架上。

15.一种飞机，包括如权利要求1至14中任何一项所述的飞机灯光单元。

16.一种改变飞机灯光单元的照明方向的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

提供飞机灯光单元，所述飞机灯光单元包括多个光源，所述多个光源布置成提供至少两个不同的照明主光束轴线，以及

所述光源的所述主光束轴线是由所述光源发射的光强度为最大的方向，所述至少两个不同的照明主光束轴线的定向是相对所述灯光单元固定的；改变供应到所述多个光源上的功率来形成多个不同方向的主光束轴线而获得不同方向的净光束，这样所述单个灯光单元可提供多个不同方向上的照明。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，通过与所述灯光单元相关联的控制单元来改变所述功率。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，供应到所述多个光源上的所述功率依据飞机的至少一个空间的或时空的特征而变化。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括测量所述飞机的俯仰角并根据测量结果来改变所述光源的照明方向的步骤。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括测量所述飞机的速度并根据所述结果来改变所述光源的照明方向的步骤。

21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括测量所述飞机的高度并根据测量结果来改变所述光源照明方向的步骤。

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