CN106256688B - 飞机垂直稳定器照明灯单元以及操作飞机垂直稳定器照明灯单元的方法 - Google Patents

Abstract

一种飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其被配置成布置在飞机(100)的可旋转式水平稳定器(102)中并且朝向所述飞机(100)的垂直稳定器(104)取向，以用于照明所述垂直稳定器(104)，所述飞机垂直稳定器照明灯单元包括：LED组(4)，其具有多个LED；以及光学系统(6)，其具有至少一个光学元件(8，9)，所述光学系统(6)与所述LED组(4)相关联，以从所述LED组(4)发出的光中形成输出光强度分布。所述LED组(4)和所述光学系统(6)在所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)内是固定的，其中所述LED组(4)中的每个LED具有相对于所述光学系统(6)的设定位置。所述多个LED中的至少一些可独立控制。所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)被配置成在多个操作模式下操作，其中所述多个LED的相应子集在所述多个操作模式中的每个下开启，并且在所述多个操作模式中的每个下，所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)发出不同的输出光强度分布(120，130，140)，其中响应于所述可旋转式水平稳定器(102)的旋转角度，实施所述操作模式的选择。

Description

飞机垂直稳定器照明灯单元以及操作飞机垂直稳定器照明灯 单元的方法

本发明属于飞机外部照明的领域。具体而言，本发明涉及用于飞机机尾的垂直稳定器的照明的灯单元。这种灯单元有时也称为徽标灯。

大型商用飞机可具有许多不同的外部灯。一组示例性的飞机外部灯是用于能见度不佳的灯，例如，导航灯和防撞灯。另一组示例性的飞机外部灯是允许飞行员在坐到驾驶舱中时观察他们面前的区域的前灯，例如，滑行灯、起飞灯、着陆灯和跑道转弯灯。飞机外部灯的又一个实例是允许在黑暗中检查飞机结构的扫描灯，例如，机翼扫描灯。

用于照明飞机机尾的垂直稳定器的灯单元具有许多目的。第一，它们允许在黑暗中检查垂直稳定器，例如，在方向舵的操作检查期间。第二，它们允许在黑暗中提供飞机延伸的指示，因为照明区域良好地判断出飞机尾端的位置。第三，它们有助于在接近飞机场时或在飞机场上滑行期间识别飞机，因为垂直稳定器通常具有航空公司的徽标。为此，垂直稳定器照明灯单元通常也称为徽标灯。

图1中示出飞机100的示例性机尾。飞机100具有两个水平稳定器，其中一个在图1的视角方向上示出并且用参考数字102指示。此外，飞机100具有安装到飞机100的机身顶部的垂直稳定器104。水平稳定器102包括垂直稳定器照明灯单元，其朝向垂直稳定器104发光以进行照明。在图1中，描绘了圆圈150，该圆圈示出照明锥，表示由现有技术垂直稳定器照明灯单元照明的区域。如可从图1中看出，照明锥150照亮了垂直稳定器104的大部分。然而，也发出经过垂直稳定器104的大量光，并且因此，这些光没有用于垂直稳定器 104的照明。换言之，这种现有技术垂直稳定器照明灯单元发出大量“无用的”光。

因此，比较有益的是提供具有改善的光使用效率的飞机垂直稳定器照明灯单元。

本发明的示例性实施例包括飞机垂直稳定器照明灯单元，其被配置成布置在飞机的可旋转式水平稳定器中并且朝向所述飞机的垂直稳定器取向，以照明所述垂直稳定器，所述飞机垂直稳定器照明灯单元包括：LED组，其包括多个LED；以及光学系统，其包括至少一个光学元件，所述光学系统与所述LED组相关联，以从所述LED组发出的光中形成输出光强度分布。所述LED组和所述光学系统在所述飞机垂直稳定器照明灯单元内是固定的，其中所述LED组中的每个LED具有相对于所述光学系统的设定位置。所述多个LED中的至少一些可独立控制。所述飞机垂直稳定器照明灯单元被配置成在多个操作模式下操作，其中所述多个LED的相应子集在所述多个操作模式中的每个下开启，并且其中在所述多个操作模式中的每个下，所述飞机垂直稳定器照明灯单元发出不同的输出光强度分布，其中响应于所述可旋转式水平稳定器的旋转角度，实施所述操作模式的选择。

通过让飞机垂直稳定器照明灯单元的输出光强度分布依赖于水平稳定器的旋转角度，本发明的示例性实施例允许减少无用光，其中所述灯单元在用于飞机的期间安装到所述水平稳定器。与提供的输出光强度分布使得在所述水平稳定器的所有可能的旋转角度都照明垂直稳定器的现有技术方法相比，所述飞机垂直稳定器照明灯单元考虑到水平稳定器的旋转角度并且作为响应来调整输出光强度分布。通过这种方式，可以确保垂直稳定器被充分照明，而同时减少经过垂直稳定器但没有照明所述垂直稳定器的无用光。尽管通过提供较广的输出光强度分布从而产生大量的无用光，现有技术已考虑了安装有灯单元的水平稳定器的旋转，但本发明的示例性实施例响应于水平稳定器的旋转角度来调整输出光分布强度，并且因此，能够减少无用光。这继而可导致电耗减少和/或使用期限更长和/或在水平稳定器的不同旋转角度，垂直稳定器的均匀照明得到优化。具体而言，通过多个操作模式，针对水平稳定器的不同旋转角度(也称为纵倾角)，可以个别优化垂直稳定器的照明。

飞机垂直稳定器照明灯单元非常稳固，因为LED和光学系统在灯单元内是固定的。通过开启/关闭多个LED的不同子集来实现多个操作模式。与移动光源和/或移动光学系统相比，这种方法比较有益，因为它不需要用于调整输出光强度分布的机械致动器。特定操作模式的选择和针对给定操作模式的多个LED的相应子集的驱动是纯粹的电过程，而不依赖于任何机械致动。这导致飞机垂直稳定器照明灯单元的高度可靠性，并且因此，降低维护需要。

如上文所述，多个LED中的至少一些可独立控制。这就意味着与完全共同控制多个LED相比，有可能更精细地控制LED。多个LED 中的每个都有可能独立控制。然而，也有可能一些LED或一些组的 LED可独立控制，而其他LED可共同控制。例如，LED的特定子组有可能在所有操作模式下操作。在这种情况下，它们可能只可共同控制。然而，LED中的至少一些在一个特定操作模式/多个特定操作模式下操作，而不在其他操作模式下操作。因此，与其他LED相比，至少这些LED可采用独立方式控制。

根据又一实施例，飞机垂直稳定器照明单元被配置成以一定方式实施操作模式的选择，从而使得针对预先确定的旋转角度范围内的可旋转式水平稳定器的给定旋转角度，飞机的整个垂直稳定器基本上被照明。换言之，针对预先确定的旋转角度范围内的水平稳定器的任何给定旋转角度，灯单元能够选择操作模式，并且因此选择多个LED 的相应子集，其光发射形成基本上照明飞机的整个垂直稳定器的输出光强度分布。具体而言，飞机垂直稳定器照明灯单元可包括针对水平稳定器的特定旋转角度来选择特定操作模式的控制单元。控制单元可包括用于响应于水平稳定器的旋转角度来选择操作模式的查找表或算法。这个查找表/算法可含有操作模式针对该旋转角度而导致垂直稳定器的充分照明的信息。

根据又一实施例，预先确定的旋转角度范围涵盖至少10°的角度范围，具体而言，介于10°与20°之间的角度范围。通过这种方式，飞机垂直稳定器照明灯单元能够考虑大型商用飞机的水平稳定器的通常旋转角度。例如，预先确定的旋转角度范围可包括介于-14°与4°之间的旋转角度。在另一实例中，预先确定的旋转角度范围可包括介于-6°与4°之间的旋转角度。在又一实例中，预先确定的旋转角度范围可包括介于-10°与2.5°之间的旋转角度。

根据又一实施例，针对多个操作模式中的每个，多个LED的相应子集发光，从而照明通过垂直稳定器的垂直平面的相应照明扇区，其中与垂直稳定器相比，相应照明扇区在面积上少于120％，具体而言，少于110％。换言之，对于穿过飞机的垂直稳定器的假想垂直平面而言，多个操作模式中的任一操作模式的照明扇区的延伸少于垂直稳定器的延伸的120％，具体而言，少于110％。又换言之，照明扇区的面积比垂直稳定器的面积大不到20％，具体而言，不到10％。通过这种方式，离开飞机垂直稳定器照明灯单元的大多数光实际用于照明垂直稳定器，其中只有小部分的发射光经过垂直稳定器而不用于照明。

根据又一实施例，相应的照明扇区在面积上基本对应于垂直稳定器。换言之，由飞机垂直稳定器照明灯单元照明的假想垂直平面的面积基本上与垂直稳定器的面积相同。又换言之，由飞机垂直稳定器照明灯单元发出的基本上所有的光都到达垂直稳定器并且照明该垂直稳定器。通过这种方式，光使用效率甚至进一步优化。

根据又一实施例，多个操作模式包括：参考操作模式，其用于当可旋转式水平稳定器处于参考位置时，使用参考输出光强度分布照明垂直稳定器；以及多个调整操作模式，其具有相应调整的输出光强度分布，其中所述调整输出光强度分布中的每个补偿飞机垂直稳定器照明灯单元的特定旋转。通过这种方式，当可旋转式水平稳定器处于最常用的位置时，例如，地面上的位置或巡航飞行位置，垂直稳定器可在参考操作模式下被照明，而调整操作模式可用在通常与水平稳定器的延伸旋转相关联的飞行阶段，例如，飞行的起飞和着陆阶段。所述调整操作模式可以具有调整的输出光强度分布，其形成与上述穿过垂直稳定器的假想垂直平面的照明非常类似或甚至基本上相同的照明。具体而言，当灯单元安装在水平稳定器中并且调整操作模式用在飞机垂直稳定器照明灯单元的相应特定旋转处时，参考操作模式和调整操作模式的输出光强度分布在穿过垂直稳定器的垂直平面上可具有 95％以上的重叠。

根据又一实施例，多个操作模式中的每个具有基于垂直稳定器的高度延伸的垂直光输出打开角度，以及基于垂直稳定器的长度延伸的水平光输出打开角度，其中所有的多个操作模式的组合水平光输出打开角度比多个操作模式中的每一个的水平光输出打开角度大5°到 20°，具体而言，10°到15°。换言之，在灯单元参照系中，不同操作模式的水平光输出打开角度彼此弥补，即，不同的操作模式具有覆盖不同水平扇区的不同光输出强度分布，如从灯单元中看出。通过这种方式，可以实现在不同的操作模式下，飞机垂直稳定器照明灯单元的输出光强度分布在飞机参照系中是类似或甚至相同的，但在飞机参照系中，水平稳定器的旋转会使灯单元旋转。与单个操作模式相比，所有操作模式的组合输出光强度分布的总体更大的水平打开角度允许针对灯单元的给定取向来选择适当操作模式，所述适当操作模式提供对应于垂直稳定器的位置的水平打开角度。不同操作模式的水平光输出打开角度可以重叠。

垂直光输出打开角度和水平光输出打开角度可取决于飞机的类型以及灯单元与垂直稳定器之间的安装距离。具体而言，根据垂直稳定器的高度延伸、垂直稳定器的长度延伸以及灯单元与垂直稳定器之间的距离，可以选择操作模式的垂直光输出打开角度和水平光输出打开角度。基于特定设置中呈现的几何条件，可以实现输出光强度分布的特定打开角度和特定形状。针对参考位置，可测量水平和垂直光输出打开角度。例如，针对在高度方向上延伸穿过垂直稳定器的中心的水平线，可以测量水平光输出打开角度。例如，针对在长度方向上延伸穿过垂直稳定器的中心的垂直线，可以测量垂直光输出打开角度。术语垂直和水平是指当灯单元安装在飞机中并且飞机在地面上静止时的垂直和水平方向。在灯单元参照系中，垂直和水平光输出打开角度是穿过灯单元的两个正交平面中的打开角度。

根据又一实施例，针对多个操作模式中的每个，垂直光打开角度在70°与90°之间，具体而言，在80°与85°之间，和/或其中针对多个操作模式中的每个，水平光打开角度在70°与110°之间。通过这种方式，飞机垂直稳定器照明灯单元能够照明普通大型商用飞机的垂直稳定器。垂直和水平打开角度可适应特定类型的飞机，具体取决于垂直稳定器的延伸以及飞机垂直稳定器照明灯单元与垂直稳定器之间的距离。

根据又一实施例，飞机垂直稳定器照明灯单元具有恰好一个光学系统，其中所有的多个LED都与所述恰好一个光学系统相关联，并且鉴于所述多个LED相对于所述光学系统的不同定位，多个LED输出的光受到所述恰好一个光学系统的不同影响。通过这种方式，可实现灯单元的高度整合和较低的整体空间需求。LED都与所述恰好一个光学系统相关联，即，只存在一个形成输出光强度分布的光学系统。由于具有不同的位置，因此，LED中的每个受到光学系统的不同影响，并且因此以不同的方式促成输出光强度。通过操作LED的相应子集，可实现不同操作模式的不同输出光强度分布。

根据替代实施例，LED组包括至少两个LED子组，并且光学系统包括至少两个光学子系统，其中每个LED子组形成具有相应光学子系统的光学集合，并且每个光学集合与其他光学集合在光学上独立。通过这种方式，提供可被设计成彼此独立的光学集合。每个光学集合可进行优化，以便特定贡献于输出光强度分布。通过这种方式，输出光强度分布可以是不同光学集合的组合操作的结果，从而可导致不同操作模式下的垂直稳定器的更优化照明。这种方法可导致更自由地设计用于特定应用的灯单元。LED子组可能由一个LED构成。然而，也有可能存在多个光学集合，如上所述，并且多个光学集合中的每个或一些具有所含的若干LED。通过这种方式，可实现高度准确的光输出与低空间需求之间的优化折衷。

根据又一实施例，飞机垂直稳定器照明灯单元包括被配置成感测水平稳定器的旋转角度的旋转角度传感器。通过这种方式，飞机垂直稳定器照明灯单元是可调整输出光强度分布但不需要输入数据的独立系统。

根据替代实施例，飞机垂直稳定器照明灯单元被配置成从飞机操作传感器和/或从飞机机载计算机接收旋转角度。飞机垂直稳定器照明灯单元可被配置成接收携载有关水平稳定器的瞬时旋转角度的信息的旋转角度输入信号。旋转角度输入信号可由飞机操作传感器生成并且直接供应到灯单元。飞机机载计算机也有可能将旋转角度输入信号供应到灯单元。在这种情况下，旋转角度输入信号可能含有有关水平稳定器的瞬时旋转角度的测量的信息。然而，旋转角度输入信号也有可能对应于飞机机载计算机供应到水平稳定器的控制信号。飞机垂直稳定器照明灯单元可被配置成响应于控制信号而推断出水平稳定器将承担的旋转角度，并且可被配置成作为响应来选择适当的操作模式。

本发明的示例性实施例进一步包括飞机，其在所述飞机的机尾部分中具有垂直稳定器、左侧可旋转式水平稳定器和右侧可旋转式水平稳定器，其中左侧可旋转式水平稳定器和右侧可旋转式水平稳定器中的每个包括如上述实施例中的任一实施例所述的飞机垂直稳定器照明灯单元，其朝向垂直稳定器取向，以便进行照明。具体而言，飞机垂直稳定器照明灯单元中的每个可发出大体横穿飞机机身的输出光强度分布。具体而言，飞机垂直稳定器照明灯单元可发出具有围绕输出方向的垂直打开角度和水平打开角度的输出光强度分布，所述输出方向在与飞机机身的纵向延伸正交的平面中。也可说成飞机垂直稳定器照明灯单元的大体取向可以处于与飞机机身正交的平面中。上述关于飞机垂直稳定器照明灯单元的额外特征、更改和效果同样适用于飞机并且在飞机的背景下随其明确公开。

本发明的示例性实施例进一步包括一种操作飞机垂直稳定器照明灯单元的方法，所述飞机垂直稳定器照明灯单元安装在飞机的可旋转式水平稳定器中，以用于照明所述飞机的垂直稳定器，所述方法包括下列步骤：当可旋转式水平稳定器处于参考位置时，在参考操作模式下操作飞机垂直稳定器照明灯单元，所述参考操作模式具有参考输出光强度分布，以用于基本上照明整个垂直稳定器；以及响应于所述可旋转式水平稳定器从所述参考位置旋转特定旋转角度，在多个调整操作模式中的一个下操作飞机垂直稳定器照明灯单元，每个调整操作模式都具有调整的输出光强度分布，其中所述多个调整的输出光强度分布中的每个补偿所述飞机垂直稳定器照明灯单元的相应特定旋转角度，从而使得在所述多个调整操作模式中的每个下基本上照明整个垂直稳定器。无论水平稳定器的旋转角度如何，这个方法都允许照明垂直稳定器，而同时可实现较高的光使用效率。这可导致较低的电耗和/或灯单元的较长使用期限。上述关于飞机垂直稳定器照明灯单元的额外特征、更改和效果同样适用于操作飞机垂直稳定器照明灯单元的方法。随其明确公开了类似的方法步骤。

根据又一实施例，飞机垂直稳定器照明灯单元包括多个LED，并且所述方法包括针对参考操作模式和多个调整操作模式中的每个，开启多个LED的相应子集，以便照明垂直稳定器。

根据又一实施例，针对参考操作模式和多个调整操作模式中的每个，多个LED的相应子集发光，从而照明穿过垂直稳定器的垂直平面的相应照明扇区，其中与垂直稳定器相比，相应照明扇区在面积上少于120％，具体而言，少于110％。

参考附图描述本发明的进一步示例性实施例，在附图中：

图1示出飞机机尾的侧视图，其中垂直稳定器被现有技术灯单元照明；

图2示出飞机机尾的透视图，其中根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元布置在水平稳定器中；

图3示出根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元的示意图；

图4示出LED组和光学系统的组合的示意图，所述组合可用在根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元中；以及

图5示出飞机机尾的侧视图，其中在三个操作模式下，垂直稳定器被根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元照明。

图2示出飞机100的机尾部分的透视图。在图2的透视图中，示出安装到飞机100的机身上的左侧可旋转式水平稳定器102和垂直稳定器104。左侧可旋转式水平稳定器102包括根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元2。飞机垂直稳定器照明灯单元2 设置在左侧可旋转式水平稳定器102的上侧上。它布置在左侧可旋转式水平稳定器102的主体中，并且具有与左侧可旋转式水平稳定器 102的上表面齐平的覆盖透镜。操作中的飞机垂直稳定器照明灯单元 2穿过覆盖透镜朝向垂直稳定器104发光，并且照明所述垂直稳定器。如下文将详细说明，响应于左侧可旋转式水平稳定器102的旋转，飞机垂直稳定器照明灯单元2调整其输出光强度分布。

图3a示出根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元2的示意图。飞机垂直稳定器照明灯单元2包括外壳10，所述外壳的内部空间被安装板12分成两个部分。连接到安装板12上的是 LED组4。LED组4包括LED的二维阵列，其中一行在图3a的示意图中示出。在该示例性实施例中，所示行由布置成线性配置的八个单独的LED构成。飞机垂直稳定器照明灯单元2进一步包括光学系统 6。在图3a的示例性实施例中，光学系统6由透镜8构成。在操作中， LED组4中的LED朝向光学系统6的透镜8发光。

在安装板12的另一侧上，设有控制单元14。控制单元14耦接到电源输入16和旋转角度信号输入18。通过这种方式，控制单元14 经由电源输入16从外部电源接收电力，例如，飞机电网。所述控制单元进一步经由旋转角度信号输入18来接收旋转角度信号，所述旋转角度信号含有直接指示水平稳定器的旋转角度或让控制单元14推断出水平稳定器的旋转角度的数据，飞机垂直稳定器照明灯安装到单元水平稳定器。在图3a的示例性实施例中，旋转角度信号由飞机机载计算机提供到飞机垂直稳定器照明灯单元2。飞机垂直稳定器照明灯单元2也有可能包括旋转角度传感器，所述旋转角度传感器可设置在外壳10中。旋转角度传感器可感测飞机垂直稳定器照明灯单元2 的旋转角度，并且因此感测水平稳定器的旋转角度，飞机垂直稳定器照明灯单元2安装到水平稳定器。旋转角度传感器可耦接到控制单元14，并且将旋转角度信号提供到控制单元14。

控制单元14进一步耦接到LED组4，并且单独控制LED组4 中的每个LED。具体而言，控制单元14被配置成选择性地开启LED 组4中的每个LED，具体取决于控制单元14确定适合水平稳定器的当前旋转角度的操作模式。控制单元14基于旋转角度来确定适当的操作模式，所述旋转角度是根据从旋转角度信号获得的信息推断的，而所述旋转角度信号是在旋转角度信号输入18处接收到的。下文将描述设置适当操作模式的进一步细节。

在图3a中，示出了飞机垂直稳定器照明灯单元2的第一说明性操作模式。在所述第一说明性操作模式中，LED组4的所示部分的两个中间LED开启，即，在第一说明性操作模式下，两个中间的LED 发光。如可从所示三个示例性灯阵列中看出，透镜8基本上使LED 发出的光准直，并且在第一主发光方向40上输出所述光。在图3b中，示出了图3a的飞机垂直稳定器照明灯单元2的第二说明性操作模式。具体而言，在第二说明性操作模式中，LED组4的所示部分的顶部两个LED开启。LED组4的两个顶部LED发出的光被透镜8转换成第二说明性操作模式的输出光强度分布。如可从三个所示示例性灯阵列中看出，LED组4的顶部两个LED的光形成略微朝向图3b的绘图平面的底部倾斜的输出光强度分布。第二说明性操作模式的输出光强度分布的主发光方向42稍微朝向图3b的绘图平面的底部倾斜。

从图3a与图3b的比较中可以看出，LED组4中的每个LED对飞机垂直稳定器照明灯单元2的整体输出光分布强度具有不同的贡献。显然通过操作LED组4中的LED的不同子集可以实现各种输出光强度分布。因此，通过操作LED的不同子集，可以实现具有不同输出光强度分布的飞机垂直稳定器照明灯单元2的各种不同的操作模式。

图3的示例性飞机垂直稳定器照明灯单元2被配置成具有多个操作模式，其中每个操作模式的输出光强度分布使得图2所示的垂直稳定器104完全被照明。基于水平稳定器102的旋转角度来实施操作模式的选择，所述旋转角度如经由旋转角度信号输入18接收到的旋转角度信号所指示。无论飞机垂直稳定器照明灯单元2的旋转如何，操作模式中的每个都具有输出光强度分布能使得整个垂直稳定器104 被照明，如将参考图5所述。特定操作模式的选择可补偿飞机垂直稳定器照明灯单元2的旋转。

示例性飞机垂直稳定器照明灯单元2布置在图2所示的水平稳定器102中，其中灯通过透镜盖而朝向垂直稳定器104耦接出来，出于空气动力学的原因，所述透镜盖基本上与水平稳定器102的上表面齐平。图3中未示出的飞机垂直稳定器照明灯单元2的透镜盖可具有锯齿状内部结构，以便将LED发出的光的大部分耦接出来。应指出，透镜盖的内部结构也可能不是锯齿状的。将光耦接出来以及朝向垂直稳定器104的取向也可采用其他方式实现，例如，经由合适的光学结构，以便将光重新定向。

图4示出光学系统6和LED组4的替代组合的示意图。这个替代组合也能够针对不同的操作模式实现不同的输出光强度部分，并且因此也可用在根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元中。

在图4中，光学系统由反射器9构成，在图4的示例性实施例中，所述反射器是准直抛物面反射器。LED组4的中间LED布置在反射器9的焦点，从而在第一说明性操作模式(图4a )下形成方向44上的准直输出光强度分布，其中中间LED开启。LED组4的顶部和底部 LED布置在距反射器9的焦点一定距离处，以使得LED组4的顶部 LED或底部LED的开启形成说明性输出光强度分布，所述说明性输出光强度分布朝向底部(图4b 中的方向46)倾斜或朝向顶部(图4c 中的方向48)倾斜，并且具有略微更宽但仍较窄的打开角度

同样，可以看出，LED组4的不同LED的选择性开关导致对飞机垂直稳定器照明灯单元2的整体输出光强度分布的不同贡献。同样很显然，通过开关LED的不同子集可以实现具有不同光输出强度分布的各种操作模式。

应指出，光学系统6可包括多个元件；光学系统6可包括一个或多个透镜和/或一个或多个反射器的组合；以及透镜和反射器可以是非准直透镜和非准直反射器，具体取决于在不同操作模式中将实现的输出光强度分布。应进一步指出，可用更多数量的LED实现更多数量的操作模式，具体而言，LED的二维布置具有较大数量的LED。图3和图4中示出的原理可延伸到飞机垂直稳定器照明灯单元2内的更复杂LED布置。

应进一步指出，LED的组可包括LED的两个或更多子组，其中 LED的每个子组具有与之相关联的光学系统。例如，飞机垂直稳定器照明灯单元2可具有多个光学集合，每个光学集合由如图3所示的透镜8和LED 4或者由如图4所示的反射器9和LED 4构成。LED 的组中的每个LED也可能具有与之相关联的光学系统。

现在参考图5来描述图2和图3所示的示例性飞机垂直稳定器照明灯单元2的操作。在图5中，示出飞机机尾的侧视图，类似于图1，其中垂直稳定器104由根据本发明的示例性实施例的飞机垂直稳定器照明灯单元2照明。针对三个操作模式示出所述照明。

在图5a中，示出处于参考位置的可旋转式水平稳定器102。在图5a的示例性实施例中，可旋转式水平稳定器102的参考位置是用于飞机在巡航高度处的巡航飞行的位置。在参考位置，可旋转式水平稳定器102的旋转角度被定义成0°。应指出，可旋转式水平稳定器102的另一位置可被定义为参考位置。

当水平稳定器102处于参考位置时，飞机垂直稳定器照明灯单元 2在第一操作模式下发光，所述第一操作模式也被称为参考操作模式。在参考操作模式下照明的区域用虚线表示，以参考数字120指示。也可以说成参考数字120是指参考操作模式的输出光强度分布，其中输出光强度分布120的延伸示为与垂直稳定器104的延伸比较，即，其中输出光强度分布投射到穿过垂直稳定器104的垂直平面上。输出光强度分布120基本上照明整个垂直稳定器104，并且略微延伸超出垂直稳定器104的前部、顶部和后部边缘。

在图5b中，水平稳定器102示为朝向飞机100的背部旋转。这个朝向背部的旋转被定义为正旋转角度。响应于水平稳定器102的这个旋转角度，飞机垂直稳定器照明灯单元2选择第二操作模式，所述第二操作模式形成第二输出光强度分布130，所述第二输出光强度分布用虚线表示并且同样投射到穿过垂直稳定器104的垂直平面上。第二输出光强度分布130同样基本上照明整个垂直稳定器104，并且略微延伸超出垂直稳定器104的前部、顶部和后部边缘。

当在飞机参照系中查看时，经由在图5b中针对旋转的水平稳定器102描绘的第二输出光强度分布130的垂直稳定器104的照明基本上与经由在图5a中针对非旋转的水平稳定器102描绘的第一输出光强度分布120的垂直稳定器104的照明相同。换言之，飞机垂直稳定器照明灯单元2调整其输出光强度分布，以使得它补偿可旋转式水平稳定器102的旋转并且实现垂直稳定器104的连续照明。

尽管垂直稳定器104的照明基本上保持相同，但应指出，第一和第二操作模式的输出光强度分布在灯单元参照系中是不同的。这在图 5b中示出，如下所述。如果飞机垂直稳定器照明灯单元2在第一操作模式下操作并且发出第一输出光强度分布，那么尽管水平稳定器 102朝向飞机的背部旋转，但这个第一操作模式仍将形成用虚线/点线描绘的照明区域120。如可看出，照明区域120与垂直稳定器104只具有有限的重叠。因此，垂直稳定器104的大部分将不会被照亮。此外，当在第一操作模式下操作时，飞机垂直稳定器照明灯单元2发出的光的大部分都将经过垂直稳定器104，而不贡献于照明。具体而言，很多发出的光都将在后侧经过垂直稳定器104。

如图5a针对未旋转的水平稳定器描绘的第一输出光强度分布在垂直稳定器的垂直平面上的投射大体与如图5b针对旋转的水平稳定器描绘的第二输出光强度分布在垂直稳定器的垂直平面上的投射相同。然而，应指出，这两个投射也可以不同。具体而言，在不同的操作模式下，可以照明垂直稳定器的不同部分和/或可以存在超出垂直稳定器的边缘的照明区域的不同延伸。

在图5c中，水平稳定器102示为朝向飞机100的前部旋转。这个朝向前部的旋转被定义为负旋转角度。响应于水平稳定器102的这个旋转角度，飞机垂直稳定器照明灯单元2选择第三操作模式，所述第三操作模式形成第二输出光强度分布140，所述第二输出光强度分布用虚线表示并且同样投射到穿过垂直稳定器104的垂直平面上。第三输出光强度分布140同样基本上照明整个垂直稳定器104，并且略微延伸超出垂直稳定器104的前部、顶部和后部边缘。

同样，为了说明飞机垂直稳定器照明灯单元2的调整，图5c示出选择第一操作模式并且发出第一输出光强度分布120的假设情况。第一输出光强度分布120到穿过垂直稳定器的垂直平面的投射经由第一输出光强度分布120照明的区域周围的虚线/点线指示。同样可看出，调整的输出光强度分布基本上照明整个垂直稳定器140，而非调整的输出光强度分布将留下非照明的垂直稳定器104的大部分。

尽管出于说明的目的，参考图5a、图5b和图5c示出并描述了三个操作模式，但飞机垂直稳定器照明灯单元可具有更多的操作模式。换言之，飞机垂直稳定器照明灯单元不仅可具有参考操作模式，而且具有用于正/负旋转角度的一个操作模式，如参考图5a、图5b和图 5c所示。针对各种不同的正旋转角度和各种不同的负旋转角度，可具有多个操作模式。对水平稳定器的旋转角度的响应可具有不同的精细水平，具体可取决于飞机的特定类型。

尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可进行各种变化，并且等效物可代替本发明的元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以进行多种修改，以使具体情况或材料适应本发明的教示。因此，本发明并不意图限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其被配置成布置在飞机(100)的可旋转式水平稳定器(102)中并且朝向所述飞机(100)的垂直稳定器(104)取向，以用于照明所述垂直稳定器(104)，所述飞机垂直稳定器照明灯单元包括：

LED组(4)，其包括多个LED，以及

光学系统(6)，其包括至少一个光学元件(8，9)，所述光学系统(6)与所述LED组(4)相关联，以从所述LED组(4)发出的光中形成输出光强度分布，

其中所述LED组(4)和所述光学系统(6)在所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)内是固定的，其中所述LED组(4)中的每个LED具有相对于所述光学系统(6)的设定位置，

其中所述多个LED中的至少一些可独立控制，以及

其中所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)被配置成在多个操作模式下操作，其中所述多个LED的相应子集在所述多个操作模式中的每个下开启，并且在所述多个操作模式中的每个下，所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)发出不同的输出光强度分布(120，130，140)，其中响应于所述可旋转式水平稳定器(102)的旋转角度，实施所述操作模式的选择。

2.根据权利要求1所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)被配置成以一定方式实施所述操作模式的选择，从而使得针对预先确定的旋转角度范围内的所述可旋转式水平稳定器(102)的给定旋转角度，所述飞机的整个垂直稳定器(104)基本上被照明。

3.根据权利要求2所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述预先确定的旋转角度范围涵盖至少10°的角度范围。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中针对所述多个操作模式中的每个，所述多个LED的相应子集发光，从而照明穿过所述垂直稳定器(104)的垂直平面的相应照明扇区，其中与所述垂直稳定器(104)相比，所述相应照明扇区在面积上少于120%。

5.根据权利要求4所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述相应照明扇区在面积上基本对应于所述垂直稳定器(104)。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述多个操作模式包括：参考操作模式，其用于当所述可旋转式水平稳定器(102)处于参考位置时，使用参考输出光强度分布照明所述垂直稳定器(104)；以及多个调整操作模式，其具有相应调整的输出光强度分布，其中所述调整的输出光强度分布中的每个补偿所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)的特定旋转。

7.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述多个操作模式中的每个具有基于所述垂直稳定器(104)的高度延伸的垂直光输出打开角度，以及基于所述垂直稳定器(104)的长度延伸的水平光输出打开角度，其中所有的所述多个操作模式的组合水平光输出打开角度比所述多个操作模式中的每一个的所述水平光输出打开角度大5°到20°。

8.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中针对所述多个操作模式中的每个，垂直光打开角度在70°与90°之间，和/或其中针对所述多个操作模式中的每个，水平光打开角度在70°与110°之间。

9.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其具有恰好一个光学系统，其中所有的所述多个LED都与所述恰好一个光学系统相关联，并且鉴于所述多个LED相对于所述光学系统的不同定位，所述多个LED输出的光受到所述恰好一个光学系统的不同影响。

10.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述LED组包括至少两个LED子组，并且其中所述光学系统包括至少两个光学子系统，其中每个LED子组形成具有相应光学子系统的光学集合，并且其中每个光学集合与其他光学集合光学独立。

11.根据权利要求1到3中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，

其中所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)包括旋转角度传感器，其被配置成感测所述水平稳定器的所述旋转角度，和/或

其中所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)被配置成从飞机操作传感器和/或从飞机机载计算机接收所述旋转角度。

12.根据权利要求3所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所述预先确定的旋转角度范围涵盖介于10°与20°之间的角度范围。

13.根据权利要求4所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中与所述垂直稳定器(104)相比，所述相应照明扇区在面积上少于110%。

14.根据权利要求7所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中所有的所述多个操作模式的组合水平光输出打开角度比所述多个操作模式中的每一个的所述水平光输出打开角度大10°到15°。

15.根据权利要求8所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其中针对所述多个操作模式中的每个，垂直光打开角度在80°与85°之间。

16.一种飞机(100)，其在所述飞机的机尾部分中具有垂直稳定器(104)、左侧可旋转式水平稳定器(102)和右侧可旋转式水平稳定器，

其中所述左侧可旋转式水平稳定器和所述右侧可旋转式水平稳定器中的每个包括根据前述权利要求中任一项所述的飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，其朝向所述垂直稳定器(104)取向，以进行照明。

17.一种操作飞机垂直稳定器照明灯单元(2)的方法，所述飞机垂直稳定器照明灯单元安装在飞机(100)的可旋转式水平稳定器(102)中，以用于照明所述飞机(100)的垂直稳定器(104)，所述方法包括下列步骤：

当所述可旋转式水平稳定器(102)处于参考位置时，在参考操作模式下操作所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)，所述参考操作模式具有参考输出光强度分布(120)，以用于基本上照明整个垂直稳定器，以及

响应于所述可旋转式水平稳定器从所述参考位置旋转特定旋转角度，在多个调整操作模式中的一个下操作所述飞机垂直稳定器照明灯单元，每个所述调整操作模式都具有调整的输出光强度分布(130，140)，

其中所述多个调整的输出光强度分布(130，140)中的每个补偿所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)的相应特定旋转角度，从而使得在所述多个调整操作模式中的每个下基本上照明所述整个垂直稳定器(104)。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述飞机垂直稳定器照明灯单元(2)包括具有多个LED的LED组(4)，以及

其中所述方法包括下列步骤：针对所述参考操作模式和所述多个调整操作模式中的每个，开启所述多个LED的相应子集，以用于照明所述垂直稳定器(104)。

19.根据权利要求18所述的方法，其中针对所述参考操作模式和所述多个调整操作模式中的每个，所述多个LED的所述相应子集发光，从而照明穿过所述垂直稳定器(104)的垂直平面的相应照明扇区，其中与所述垂直稳定器(104)相比，所述相应照明扇区在面积上少于120%。

20.根据权利要求19所述的方法，其中与所述垂直稳定器(104)相比，所述相应照明扇区在面积上少于110%。

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