CN108087834B - 多光束灯 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于飞机的LED灯系统，其可以包括具有第一LED阵列的第一LED灯。所述第一LED阵列可以包括至少第一LED和第二LED。第一光学元件可以被配置来将从所述第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束，以及将从所述第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束。所述LED灯系统可进一步包括具有第二LED阵列的第二LED灯。所述第二LED阵列可以包括至少第三LED和第四LED。第二光学元件可以被配置来将从所述第三LED发出的光引导成集中于所述第一角度附近的第三光束，以及将从所述第四LED发出的光引导成集中于所述第二角度附近的第四光束。

Description

多光束灯
技术领域
本公开涉及灯系统，且更具体地涉及飞机外部灯系统。
背景技术
外部飞机灯系统可以包括在滑行、起飞、进场和着陆期间用于照亮飞机周围区域以便实现飞行员的能见度和飞机醒目性目的的各种灯。这些外部灯系统可以包括滑行灯、跑道转弯灯、起飞灯、着陆灯、防撞灯、航行灯、冰检测灯、应急灯、货舱灯、标志灯和/或新颖灯以及其它灯。滑行灯和跑道转弯灯可以用于飞机在地面上时的行进，例如当往返登机口和跑道滑行时。起飞灯可以在飞机加速并起飞时使用，而着陆灯可以在进场和触地期间使用。
商用飞机通常采用专门的着陆灯、起飞灯、滑行灯和跑道转弯灯，所述灯可以各自使用一个或多个白炽灯或卤素灯。卤素灯和白炽灯照明可能具有短使用寿命，并且在每单位功率消耗产生的流明输出方面效率相对较低。飞机上被这些前灯和相关联的接线占据的安装空间是有限的，以致改变灯的大小、形状或放置可能成本高昂。可能不容易将用于飞机前灯的白炽灯替换成发光二极管(LED)灯，所述发光二极管灯具与具有类似物理大小的白炽灯相比具有相对较低的光输出。另外，通过为飞机增加更多的灯来提高LED灯系统的光输出将会给飞机增添不合需要的重量。
发明内容
本文中根据各种实施方案公开了一种用于飞机的发光二极管(LED)灯系统。所述用于飞机的LED灯系统可以包括具有第一LED阵列的第一LED灯。所述第一LED阵列可以包括至少第一LED和第二LED。第一光学元件可以被配置来将从第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束，以及将从第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束。LED灯系统可进一步包括具有第二LED阵列的第二LED灯。所述第二LED阵列可以包括至少第三LED和第四LED。第二光学元件可以被配置来将从第三LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第三光束，以及将从第四LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第四光束。
在各种实施方案中，第一光学元件可以包括反射器或透镜中的至少一个。第一LED阵列包括第五LED，第一光学元件可以被配置来将从第五LED发出的光引导成集中于第三角度附近的第五光束。第一LED与第二LED之间的距离可以小于6毫米。第一LED灯可以包括具有在17.8厘米与22.9厘米之间的直径的抛物面镀铝反射器(PAR)灯。第一LED灯的第一光束和第二LED灯的第三光束可以作为飞机的起飞灯起作用。第一LED灯的第二光束和第二LED灯的第四光束可以作为飞机的着陆灯起作用。第一角度可以在飞机水平面以下不到1度。第二角度可以在飞机水平面以下6度。
还提供被改装用于具有预定安装区域的飞机的LED灯系统。所述LED灯系统可以包括由第一LED灯和第二LED灯输出的具有第一角度的第一光束。可以通过第一LED灯和第二LED灯输出具有第二角度的第二光束。第一LED灯可以具有基于预定安装区域的直径。第二LED灯可以具有基于预定安装区域的直径。
在各种实施方案中，单个光学元件可以包括反射器或透镜中的至少一个。LED阵列可以包括相对于反射器或透镜中的至少一个设置在固定位置处的第一LED和第二LED。LED灯可以具有基于原有安装区域的直径。LED灯可以包括具有在17.8厘米与22.9厘米之间的直径的抛物面镀铝反射器(PAR)灯。LED灯可以作为飞机的起飞灯以及作为飞机的着陆灯起作用。
还提供将飞机的灯系统替换成改装用于飞机的LED灯系统的方法。所述方法可以包括以下步骤：基于灯系统的原有安装区域限定确定的灯直径，以及将具有确定的灯直径的第一LED灯安装在原有安装区域中。所述第一LED灯可以具有限定LED阵列的多个LED。所述LED阵列可以被配置，以使得通过由单个光学元件引导从LED阵列中的不同LED发出的光来形成集中于不同角度附近的光束。
在各种实施方案中，第一LED阵列可以包括至少第一LED和第二LED。所述方法可进一步包括：相对于第一单个光学元件定位第一LED，以将从第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束；以及相对于第一单个光学元件定位第二LED，以将从第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束。第一光束角度可以被配置用于飞机的起飞灯，并且其中第二光束角度可以被配置用于飞机的着陆灯。第一LED阵列可以包括第三LED，所述第三LED相对于第一单个光学元件定位以将从第三LED发出的光引导成集中于第三角度附近的第三光束。第一LED灯可以包括PAR灯。确定的灯直径可以在17.8厘米与22.9厘米之间。所述方法可进一步包括将具有确定的灯直径的第二LED灯安装在原有安装区域中，所述第二LED灯具有限定第二LED阵列的多个LED。第二LED阵列可以被配置，以使得通过由第二单个光学元件引导从第二LED阵列中的不同LED发出的光来形成集中于不同角度处的光束。
除非另有明确指示，否则前述特征和要素可以组合成各种组合而无排他性。根据以下描述和附图，这些特征和要素以及其操作将变得更加显而易见。然而，应理解，以下描述和附图意在在性质上是示例性的而不具有限制性。
附图说明
在本说明书的结论部分中特别指出了本公开的标的并明确地要求保护其权利。然而，当结合附图考虑时，通过参看详细描述和权利要求书可以最好地获得对本公开的更全面的理解，其中相同数字表示相同要素。
图1说明根据各种实施方案的示例性飞机；
图2A、图2B和图2C说明根据各种实施方案的在各种操作阶段期间的飞机；
图3说明根据各种实施方案的用于飞机灯系统的LED灯；
图4A和图4B说明根据各种实施方案的用于飞机灯系统的LED布置；并且
图5A、图5B和图5C说明根据各种实施方案的改装飞机的灯系统的方法。
具体实施方式
本文所公开的所有范围和比率极限可以加以组合。应理解，除非另有具体说明，否则提及“一”、“一个”和/或“该”可以包括一个或不止一个，并且对单数形式的物品的提及也可包括复数形式的所述物品。
本文的各种实施方案的详细描述参考附图，所述附图以说明的方式示出各种实施方案。虽然充分详细地描述了这些各种实施方案以使得本领域技术人员能够实践本公开，但是应理解，可以实现其它实施方案，并且可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出逻辑、化学、光学和机械变更。因此，呈现本文的详细描述仅用于说明的目的而不是进行限制。例如，方法描述或过程描述中的任何一个中所阐述的步骤可以按照任何次序执行，且不一定限于所呈现的次序。另外，对单数个实施方案的任何提及包括复数个实施方案，并且对不止一个组分或步骤的任何提及可以包括单数个实施方案或步骤。而且，对附接、固定、连接等的任何提及可以包括永久性、可移除、暂时、部分、全部和/或任何其它可能的附接选择。另外，对无接触(或类似短语)的任何提及还可包括减少接触或最低接触。可以贯穿附图使用交叉阴影线来表示不同的部分，但不一定表示相同或不同的材料。
如本文所使用，“后部”表示与飞机的尾部(例如，后端)相关联的方向，或大体地表示燃气轮机的排气方向。如本文所使用，“前向”表示与飞机的机头(例如，前端)相关联的方向或大体地表示飞行或运动的方向。
本公开涉及用于外部飞机照明的基于发光二极管(LED)的灯系统，并且涉及在不对用于照明的安装空间、接线或控制系统进行大量重新设计的情况下使用LED组合件改装现有外部飞机灯组合件。用于常规飞机前灯的白炽或卤素抛物面镀铝反射器(PAR)灯可以安装至飞机的机翼和/或起落架。举着陆灯和起飞灯的例子来说，飞机可以采用总计四个白炽PAR灯用于该目的。白炽PAR灯中的两个可以作为着陆灯起作用，并且白炽PAR灯中的另外两个可以作为起飞灯起作用。本公开涉及用于在飞机上先前被白炽PAR灯占据的相同空间内将白炽PAR灯替换成LED系统同时利用所述LED系统提供充足的光输出(光流通量)和光强度(光流强度)的系统和方法。
虽然在每单位功率的输出(流明每瓦)方面LED更加高效，但是LED产生会限制LED效率的热量，除非从系统移除所述热量。用于LED的诸如散热器等热管理系统可以从LED带走热量，以控制LED灯的操作温度。用于维持LED灯的安全且高效的操作温度的空间限制了给定空间中可以使用的LED密度。
白炽PAR灯可以包括封装在外壳中的灯泡和反射器，并且可以被配置成行业标准大小或直径。例如，商用飞机可以采用共计四个500瓦(或更大)的白炽PAR64灯，即两个白炽PAR64灯作为着陆灯以及两个白炽PAR64灯作为起飞灯。“PAR64”中的数字“64”表示按照1/8英寸增量测量的灯直径，例如PAR64可以具有为1/8英寸的64倍或大约8英寸(20.3厘米(cm))的直径。具有与白炽PAR灯相同或类似直径的LED PAR灯可以产生较低的光输出。单个白炽PAR64灯可以产生在1.5万流明与2万流明之间的光输出。LED PAR64灯可以产生小于1万流明的光输出。因此，简单地将白炽PAR64替换成LED PAR64可能无法产生满足SAE ARP693建议(SAE飞机建议实践693包括用于飞机上前灯的建议标准)且适用于大多数飞行员的充足光输出。在各种实施方案中，本文公开的LED灯系统提供用于对先前被配置用于白炽PAR灯的飞机进行改装的解决方案。在各种实施方案中，公开的LED系统提供装配在飞机上的现有安装空间内的LED灯组合件，并且提供与被替换的白炽灯相差无几的充足光输出。
参考图1，示出根据各种实施方案的在跑道12上的飞机10的前视图。飞机10可以包括机身14，所述机身14可能联接至和/或包括一对机翼16。飞机10可以包括位于飞机的机头20下方的机头起落架18，并且可进一步包括右侧和左侧起落架22。飞机10的灯系统24可以包括多个LED灯30，所述多个LED灯30可以包括当飞机10在地面上或在飞行中时照亮飞机10的周围区域的外表面或外部飞机灯。灯系统24可以包括可统称为LED灯30的LED灯30a、30b、30c、30d。在各种实施方案中，LED灯30a和LED灯30b二者可以安装至机头起落架18。LED灯30c和LED灯30d可以各自安装至机翼16，诸如安装在机翼16的翼根上或前缘上。LED灯30可以作为起飞灯、着陆灯、滑行灯和/或跑道转弯灯起作用。如图1中所示，例如，LED灯30是被配置来作为起飞灯和着陆灯起作用的多光束灯组合件。
参看图2A、图2B和图2C，示出根据各种实施方案的在各种操作阶段期间的飞机。飞机10的机头20所指向的方向可被称作前进或指向方向。飞机10的机头20可以沿飞机10的中心纵向轴A-A’指向例如机身14前方的方向。中心纵向轴A-A’沿所提供的可以是相对于飞机10限定的xyz轴上的z轴定向，其中飞机10指向正z方向。术语“水平”和“垂直”可以是相对于飞机10的水平面，即xz平面，而不是相对于地面。在正y方向上从给定参考点移位的测量点可以被视为是在给定参考点“上方”或“顶部”。在负y方向上从给定参考点移位的测量点可以被视为是在给定参考点“下方”或“底部”。为此，术语“顶部”和“底部”可以表示沿y轴的相对位置。
LED灯30可以被配置来在多个操作模式下操作。图2A、图2B和图2C说明飞机10的三个操作模式，包括起飞、触地和着陆进场。图2A说明在地面滚动的飞机，其中飞机10在起飞之前加速。LED灯30d可以被配置来提供第一光束40。LED灯30d可以被配置来提供第一光束42。第一光束40、42当飞机10起飞和/或着陆时可能是有用的。可以利用集中于光束中心处的垂直光束分布使第一光束40、42大体上瞄准机头20的前方。LED灯30d的第一光束40的光束中心被示出为第一光束40的线，且LED灯30b的第一光束42的光束中心被示出为第一光束42的线。
在各种实施方案中，可以使第一光束40、42相对于飞机10的中心纵向轴A-A’瞄准约﹣0.5度(°)，其中在该背景下“约”仅表示+/-1°。换句话说，第一光束40、42中的每一个的光束中心可以处于飞机水平z轴以下的为0.5°的第一角度α (“alpha”)。类似地，安装至飞机10的右侧的LED灯30a和LED灯30c (来自图1)可以各自还输出集中于所述为约﹣0.5°的第一角度α处的第一光束，其中在该背景下“约”仅表示+/-1°。第一光束40、42还具有在xz平面中的水平光束分布，其中所述水平光束分布集中于光束中心处。在各种实施方案中，第一光束40、42的水平光束分布角度可以为约3°，沿中心纵向轴A-A’集中，或另外沿瞄准方向集中，其中在该背景下“约”仅表示+/-1°。
图2B说明进场的飞机，其中飞机10当着陆时触碰地面。LED灯30d可以被配置来提供第二光束50。LED灯30d可以被配置来提供第二光束52。第二光束50、52当飞机10着陆时触碰地面时可能是有用的。可以利用集中于光束中心处的垂直光束分布使第二光束50、52大体上瞄准机头20的前方。LED灯30d的第二光束50的光束中心被示出为第二光束50的线，且LED灯30b的第二光束52的光束中心被示出为第二光束52的线。
在各种实施方案中，可以使第二光束50、52相对于飞机10的中心纵向轴A-A’瞄准约﹣6°，其中“约”在该背景下仅表示+/-2°。第二光束50、52中的每一个的光束中心可以处于飞机水平z轴以下的为6°的第二角度β (“beta”)。类似地，安装至飞机10的右侧的LED灯30a和LED灯30c (来自图1)还可各自输出集中于所述为约﹣6°的第二角度β处的第二光束，其中在该背景下“约”仅表示+/-2°。第二光束50、52还具有在xz平面中的水平光束分布，其中所述水平光束分布集中于光束中心处。
图2C说明进场的飞机，其中飞机10在着陆到地面上之前下降。LED灯30d可以被配置来提供第三光束60。LED灯30d可以被配置来提供第三光束60。第三光束60、62当飞机10接近地面进行着陆时可能是有用的。可以利用集中于光束中心处的垂直光束分布使第三光束60、62大体上瞄准机头20的前方。LED灯30d的第三光束60的光束中心被示出为第三光束60的线，且LED灯30b的第三光束62的光束中心被示出为第三光束62的线。
在各种实施方案中，可以使第三光束60、62相对于飞机10的中心纵向轴A-A’瞄准约﹣12°，其中“约”在该背景下仅表示+/-3°。第三光束60、62中的每一个的光束中心可以处于飞机水平z轴以下的为12°的第三角度δ (“delta”)。类似地，安装至飞机10的右侧的LED灯30a和LED灯30c (来自图1)还可各自输出集中于所述为约﹣12°的第三角度δ处的第三光束，其中在该背景下“约”仅表示+/-3°。第三光束60、62还具有在xz平面中的水平光束分布，其中所述水平光束分布集中于光束中心处。
因此，LED灯30a、30b、30c、30d可各自为多光束灯，所述多光束灯被配置来输出第一光束，诸如被瞄准于﹣0.5°处的第一光束40。LED灯30a、30b、30c、30d的第一光束的组合光输出可以产生与具有类似直径的两个白炽灯至少一样多的光流通量。为此，LED灯30a、30b、30c、30d可以作为起飞灯起作用。另外，LED灯30a、30b、30c、30d各自可被配置来输出第二光束，诸如被瞄准于﹣6°处的第二光束50，并且各自可被进一步配置来输出第三光束，诸如被瞄准于﹣12°处的第三光束60。再者，LED灯30a、30b、30c、30d的第二光束或第三光束的组合光输出可以产生与具有类似直径的两个白炽灯至少一样多的光流通量。为此，LED灯30a、30b、30c、30d也可以作为着陆灯起作用。常规飞机采用两个白炽灯作为着陆灯以及两个白炽灯作为起飞灯，而本公开提供具有四个LED灯的灯系统24，其中全部四个LED灯作为着陆灯和起飞灯二者起作用。因此，灯系统24 (图1)作为LED灯系统起作用，以通过提供多方向LED灯来替换白炽着陆灯和起飞灯。
虽然被讨论和说明成是使用PAR64灯作为起飞灯和着陆灯的四个灯实例，但是应理解，本公开适用于其它数量的安装至飞机的灯，并且适用于额外灯大小以及其它飞机照明系统，诸如滑行灯、跑道转弯灯和其它灯。举例来说，可以将各自具有不同光束角度的两个白炽灯替换成两个多光束LED，其中每一多光束LED灯输出至少两个光束角度。
参看图3，示出根据各种实施方案的用于飞机灯系统的LED灯布置。在各种实施方案中，可以按照类似于图3中示出的LED灯30的方式对如相关于图1、图2A、图2B和图2C所讨论的LED灯30a、30b、30c、30d中的每一个进行配置。灯系统24中的每一LED灯30可以包括一个或多个光学元件70，所述一个或多个光学元件70可以是反射器72和/或透镜。LED灯30的光学元件70在图3中被说明为反射器72。反射器72可以是大致抛物面的。图3中说明LED灯30为具有共计十四个反射器72的LED PAR64，所述十四个反射器72在LED灯30的外壳74内布置成二维阵列。LED灯30可以具有各种数量的反射器72。LED灯64中使用的反射器72的数量可以至少部分通过外壳74的大小来确定。在将LED灯30改装至配置有预定安装区域的飞机的过程中，LED灯30的大小和/或直径D可以被配置来容纳在所述预定安装空间内或者装配在所述预定安装区域内。在各种实施方案中，LED灯30和/或外壳74可以具有直径D，所述直径D在3英寸(7.6 cm)与12英寸(30.5 cm)之间，或在5英寸(12.7 cm)与12英寸(30.5 cm)之间，或在6英寸(15.2 cm)与10英寸(25.4 cm)之间，或更具体地在7英寸(17.8 cm)与9英寸(22.9 cm)之间，并且标称地为8英寸(20.3 cm)。
LED灯30可进一步包括随光学元件70一起布置的多个光源76，所述光学元件70被定位以对来自光源76的一个或多个光束进行瞄准。光源76可以是LED群组或LED阵列(见图4A和图4B)。光学元件70可以与光源76相关联，以形成LED灯30的一部分。诸如反射器72等多个光学元件可以与一个或多个光源76定位在一起，以提供LED灯30的多光束光输出。
参看图4A和图4B，示出根据各种实施方案的用于飞机灯系统的光学元件和LED布置。用于LED灯30的光学元件70 (来自图3)在图4A中被说明为反射器72。光源76 (来自图3)被说明为包括多个个别LED的LED阵列80。LED阵列80可以包括第一LED 82、第二LED 84和第三LED 86。LED阵列80可以是线性阵列、二维阵列或其它合适的布置。用于LED灯30的光学元件70 (来自图3)在图4B中被说明为透镜78。透镜78被简单地说明为线，然而，透镜78可以具有至少一个弯曲表面，并且透镜78的一个表面或两个表面可以是凸面或凹面。
每一LED灯30可以包括一个或多个LED阵列80。LED阵列80可以各自包括第一LED82和第二LED 84。光学元件70可以被配置来将从第一LED 82发出的光引导成集中于第一角度α附近的第一光束40，以及将从第二LED 84发出的光引导成集中于第二角度β附近的第二光束50。每一LED阵列80可进一步包括第三LED 86。光学元件70可以被配置来将从第三LED86发出的光引导成集中于第三角度δ附近的第三光束60。光学元件70可以包括反射器72或透镜78中的至少一个。将依据反射器72讨论用于LED阵列80的光学元件，但是也适用于透镜78。
LED阵列80中的每一LED 82、LED 84、LED 86可以具有相对于反射器72的固定位置。个别LED可以在相邻LED之间隔开一段距离，并且每一LED 82、LED 84、LED 86可以定位在距离反射器72的焦点的选定距离处，其中反射器72的焦点被说明成在沿反射器轴P的点处，所述点在距离反射器72的表面焦距F处。例如，第一LED 82可以放置在反射器72的焦点的1毫米(mm)内。第二LED 84可以与第一LED 82分开距离S1，且类似地，可以从反射器轴P偏移距离S1。第一LED 82与第二LED 84之间的距离S1可以小于6 mm，或小于5 mm，或小于4mm，或小于3 mm，或小于2 mm。第三LED 86可以与第二LED 84分开距离S2。第二LED 84与第三LED 86之间的距离S2可以小于6 mm，或小于5 mm，或小于4 mm，或小于3 mm，或小于2 mm。第一LED 82与第二LED 84之间的分开距离S1以及第二LED 84与第三LED 86之间的分开距离S2分别可以基于反射器72的焦距F和直径并且进一步基于LED灯30中的反射器72 (来自图3)的数量和每一LED 82、LED 84、LED 86的光输出来确定。可以修改反射器72以装配到阵列或灯中，例如通过截断反射器72。反射器72的直径可以表示截断反射器72并且将反射器装配到LED灯30中之前反射器72的初始直径。因此，反射器直径可以指示反射器72的相对形状和/或曲率而不考虑截断。因此，反射器72可以是反射器的一部分，并且反射器直径可以是反射器或反射器的一部分的相对大小和形状。
表1示出根据各种实施方案的可以放置到LED PAR64灯中以在各种光束角度处实现5000流明的光输出的LED布置和反射器布置。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
表1进一步示出用于为诸如LED灯30等多光束LED灯产生各种光束角度的各种大小和数量的光学元件以及LED阵列内的LED的各种位置，所述光学元件诸如来自图3的反射器72，所述LED阵列诸如来自图4A的LED 82、LED 84、LED 86。
参看图2B和图4A并且参看表1，触地期间所需的飞机前灯光束角度可以是6°，如由图2B中的第二光束50、52的第二角度β所示。另外，触地期间所需的光输出可以由来自多个5000流明LED PAR64灯的第二光束50 (见图4A)的组合光输出提供。如上面所讨论，对之前被配置用于白炽PAR64灯的飞机进行改装涉及将LED灯装配在预定安装区域内。因此，对用于LED灯的反射器的直径和数量进行选择，以具有类似于或小于白炽PAR64灯的直径的总直径。
举例来说，如表1中所示，可以产生5000流明和6°的光束角度的LED灯30配置有四个反射器，每一反射器具有50 mm的焦距和至多200 mm的反射器直径，并且其中四个LED与每一反射器轴隔开5 mm的距离，其中每一LED具有1250流明的光流通量输出。
举另外一例来说，如表1中所示，可以产生5000流明和6°的光束角度的LED灯30配置有十个反射器，每一反射器具有30 mm的焦距和至多120 mm的反射器直径，并且其中十个LED与每一反射器轴隔开3 mm的距离，其中每一LED具有500流明的光流通量输出。
将该实例与图2B、图3和图4A相关联，根据各种各种实施方案，LED灯30可以具有十个反射器72。十个反射器72中的每一个可以具有与反射器72相关联的至少一个LED阵列80，并且因此LED灯30可以具有至少十个LED阵列80。十个LED阵列80中的每一个可以包括与反射器轴P隔开3 mm的距离S1的至少第二LED 84。来自第二LED 84中的每一个的光束由相关联的反射器72反射，以产生第二光束50。第二LED 84中的每一个可以具有500流明的输出，以使得瞄准在6°的光束角度处的第二LED 84中的十个的组合输出通过LED灯30提供处于6°的光束角度的5000流明输出。LED灯30可进一步为包括多个LED灯30的灯系统24 (图1)的一部分，所述多个LED灯30也产生处于6°的光束角度的第二光束50。灯系统24包括改装到飞机10上的一个或多个LED灯30以提供多光束LED灯系统，由此将非LED着陆灯和起飞灯替换成LED着陆灯和起飞灯。
参考图5A、图5B和图5C，示出根据各种实施方案的改装飞机的灯系统的方法。参考图5A，示出根据各种实施方案的制造被改装用于飞机的LED灯系统的方法200。飞机10可以具有被配置用于一个或多个白炽PAR灯的机械和电气配件。白炽PAR灯座和外壳可以限定插座的大小和形状以及飞机10上的可用安装区域。方法200可以包括以下步骤：基于由飞机限定的预定安装区域限定灯直径(步骤202)，选择第一光束角度和第二光束角度(步骤204)，以及将第一LED阵列设置在具有第一反射器的第一LED灯内(步骤206)。第一LED灯30可以具有确定的灯直径。诸如LED阵列80等第一LED阵列可以包括第一LED 82和第二LED 84。第一LED阵列可以包括第五LED (类似于第三LED 86)。第一光学元件70可以被配置来将从第五LED发出的光引导成集中于第三角度附近的第五光束(类似于第三光束60、62)。
方法200可进一步包括将第二LED阵列设置在具有第二反射器的第二LED灯内(步骤208)。第二LED灯30可以具有确定的灯直径。诸如LED阵列80等第二LED阵列可以包括第三LED (类似于第一LED 82)和第四LED (类似于第二LED 84)。方法200可进一步包括以下步骤：相对于第一反射器定位第一LED阵列，以使得第一LED输出第一光束角度且第二LED输出第二光束角度(步骤210)；相对于第二反射器定位第二LED阵列，以使得第三LED输出第一光束角度且第四LED输出第二光束角度(步骤212)；以及将第一LED灯和第二LED灯安装在预定安装区域内(步骤214)。
参考图5B，示出根据各种实施方案的将飞机的灯系统替换成被改装用于飞机的LED灯系统的方法300。方法300可以包括以下步骤：基于灯系统的原有安装区域限定灯直径(步骤302)，将第一LED阵列设置在具有第一光学元件的第一LED灯内(步骤304)。第一LED阵列可以包括至少第一LED 82和第二LED 84。方法300可进一步包括以下步骤：相对于第一光学元件定位第一LED，以将从第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束(步骤306)；相对于第一光学元件定位第二LED，以将从第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束(步骤308)；以及将具有确定的灯直径的第一LED灯安装在原有安装区域中(步骤310)。
在各种实施方案中，第一角度α可以被配置用于飞机的起飞灯，且第二角度β可以被配置用于飞机的着陆灯。诸如LED阵列80等第一LED阵列可进一步包括第三LED 86，所述第三LED 86相对于第一光学元件70定位以将从第三LED 86发出的光引导成集中于第三角度δ附近的第三光束。
参考图5C，示出根据各种实施方案的将飞机的灯系统替换成被改装用于飞机的LED灯系统的方法400。方法400可以包括以下步骤：基于灯系统的原有安装区域限定确定的灯直径(步骤402)，以及将具有确定的灯直径的第一LED灯安装在原有安装区域中(步骤404)。
方法400可进一步包括将具有确定的灯直径的第二LED灯安装在原有安装区域中(步骤406)。第二LED灯30可以具有限定第二LED阵列80的多个LED。第二LED阵列80可以被配置，以使得通过由第二单个光学元件70引导从第二LED阵列80中的不同LED发出的光来形成集中于不同角度附近的光束。因此，本文公开了改装飞机的灯系统的方法。
本文已经相关于特定实施方案描述益处和其它优点。另外，本文所含有的各种附图中示出的连接线意在表示各种要素之间的示例性功能关系和/或物理联接。应注意，许多可选或额外功能关系或物理连接可以存在于实用系统中。然而，益处、优点和可能会引起任何益处或优点发生或变得更加明显的任何要素不应被理解成是本公开的关键的、必需的或基本的特征或要素。本公开的范围因此仅受所附权利要求限制，其中提及单数形式的要素并非意在表示“一个且仅一个”而是表示“一个或多个”，除非另有明确说明。此外，当类似于“A、B或C中的至少一个”的短语在权利要求中使用时，意图在于将该短语解释成表示仅A可以存在于某一实施方案中，仅B可以存在于某一实施方案中，仅C可以存在于某一实施方案中，或者要素A、B和C的任何组合可以存在于单个实施方案中，所述组合例如A和B、A和C、B和C或A和B和C。
本文提供系统、方法和设备。在本文的详细描述中，提及“各种实施方案”、“一个实施方案”、“某一实施方案”、“示例性实施方案”等指示所描述的实施方案可以包括特定特性、结构或特征，但是每一实施方案可不一定包括所述特定特性、结构或特征。此外，所述短语不一定表示相同的实施方案。另外，当结合某一实施方案来描述特定特性、结构或特征时，即意味着：不论是否明确描述，结合其它实施方案来实现所述特性、结构或特征都在本领域技术人员的知识范围内。在阅读该描述之后，对于相关领域技术人员而言，如何在替换实施方案中实现本公开将是显而易见的。
另外，本公开中的要素、组分或方法步骤并非意在贡献给公众，不论权利要求中是否明确阐述所述要素、组分或方法步骤。权利要求项要素并非意在援引35 U.S.C. 112(f)，除非使用短语“用于...的装置”明确叙述所述要素。如本文所使用，术语“包括”或其任何其它变化形式意在涵盖非排他性的内含物，以使得包括一系列要素的过程、方法、物品或设备不是仅包括这些要素，而是可以包括未明确列出的或所述过程、方法、物品或设备固有的其它要素。

Claims (15)

1.一种用于飞机的发光二极管灯系统，其包括：
具有第一LED阵列的第一LED灯，所述第一LED阵列包括第一LED、第二LED和第三LED；
第一光学元件，其被配置来将从所述第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束，将从所述第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束，以及将从所述第三LED发出的光引导成集中于第三角度附近的第三光束，其中所述第一LED与所述第一光学元件的轴线对准，所述第二LED定位在所述第一LED上方，并且所述第三LED定位在所述第二LED上方；
具有第二LED阵列的第二LED灯，所述第二LED阵列包括第四LED、第五LED和第六LED；以及
第二光学元件，其被配置来将从所述第四LED发出的光引导成集中于所述第一角度附近的第四光束，将从所述第五LED发出的光引导成集中于所述第二角度附近的第五光束，以及将从所述第六LED发出的光引导成集中于所述第三角度附近的第六光束，
其中所述第一角度是当在所述飞机上使用时相对于所述飞机的中心纵向轴约﹣0.5°，所述第二角度是当在所述飞机上使用时相对于所述中心纵向轴约﹣6°，并且所述第三角度是当在所述飞机上使用时相对于所述中心纵向轴约﹣12°。
2.如权利要求1所述的LED灯系统，其中所述第一光学元件包括反射器或透镜中的至少一个。
3.如权利要求1所述的LED灯系统，其中所述第一LED与所述第二LED之间的距离小于6毫米。
4.如权利要求1所述的LED灯系统，其中所述第一LED灯包括具有在17.8厘米与22.9厘米之间的直径的抛物面镀铝反射器(PAR)灯。
5.如权利要求1所述的LED灯系统，其中所述第一LED灯的所述第一光束和所述第二LED灯的所述第四光束作为所述飞机的起飞灯起作用，并且其中所述第一LED灯的所述第二光束和所述第二LED灯的所述第五光束作为所述飞机的着陆灯起作用。
6.一种被改装用于具有原有安装区域的飞机的发光二极管灯系统，其包括：
LED灯，其被设定大小和配置来装配在所述飞机的所述原有安装区域内，所述LED灯具有限定LED阵列的多个发光二极管(LED)，所述LED阵列被配置以使得通过由单个光学元件引导从所述LED阵列中的不同LED发出的光来形成集中于不同角度附近的光束，其中所述LED阵列包括第一LED、第二LED和第三LED，所述第一LED与所述单个光学元件的轴线对准，所述第二LED定位在所述第一LED上方，并且所述第三LED定位在所述第二LED上方，
其中所述单个光学元件被配置来将从所述第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束，将从所述第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束，以及将从所述第三LED发出的光引导成集中于第三角度附近的第三光束，并且
其中所述第一角度是当在所述飞机上使用时相对于所述飞机的中心纵向轴约﹣0.5°，所述第二角度是当在所述飞机上使用时相对于所述中心纵向轴约﹣6°，并且所述第三角度是当在所述飞机上使用时相对于所述中心纵向轴约﹣12°。
7.如权利要求6所述的LED灯系统，其中所述单个光学元件包括反射器或透镜中的至少一个。
8.如权利要求7所述的LED灯系统，其中所述第一LED和所述第二LED相对于所述反射器或所述透镜中的所述至少一个设置在固定位置处。
9.如权利要求6所述的LED灯系统，其中所述LED灯具有基于所述原有安装区域的直径。
10.如权利要求7所述的LED灯系统，其中所述LED灯包括具有在17.8厘米与22.9厘米之间的直径的抛物面镀铝反射器灯。
11.如权利要求6所述的LED灯系统，其中所述LED灯作为所述飞机的起飞灯以及作为所述飞机的着陆灯起作用。
12.一种将飞机的灯系统替换成被改装用于所述飞机的发光二极管灯系统的方法，其包括：
基于所述灯系统的原有安装区域限定确定的灯直径；以及
将具有所述确定的灯直径的第一LED灯安装在所述原有安装区域中，所述第一LED灯具有限定第一LED阵列的多个发光二极管(LED)，所述第一LED阵列被配置以使得通过由第一单个光学元件引导从所述第一LED阵列中的不同LED发出的光来形成集中于不同角度附近的光束，其中所述第一LED阵列包括第一LED、第二LED和第三LED，所述第一LED与所述第一单个光学元件的轴线对准，所述第二LED定位在所述第一LED上方，并且所述第三LED定位在所述第二LED上方，
其中所述第一单个光学元件被配置来将从所述第一LED发出的光引导成集中于第一角度附近的第一光束，将从所述第二LED发出的光引导成集中于第二角度附近的第二光束，以及将从所述第三LED发出的光引导成集中于第三角度附近的第三光束，并且
其中所述第一角度是当在所述飞机上使用时相对于所述飞机的中心纵向轴约﹣0.5°，所述第二角度是当在所述飞机上使用时相对于所述中心纵向轴约﹣6°，并且所述第三角度是当在所述飞机上使用时相对于所述中心纵向轴约﹣12°。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一角度被配置用于所述飞机的起飞灯，并且其中所述第二角度被配置用于所述飞机的着陆灯。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述第一LED灯包括抛物面镀铝反射器灯，并且其中所述确定的灯直径在17.8厘米与22.9厘米之间。
15.如权利要求12所述的方法，其进一步包括将具有所述确定的灯直径的第二LED灯安装在所述原有安装区域中，所述第二LED灯具有限定第二LED阵列的多个LED，所述第二LED阵列被配置以使得通过由第二单个光学元件引导从所述第二LED阵列中的不同LED发出的光来形成集中于不同角度附近的光束。
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