CS264473B1 - Světelné letištní zapuštěné návěstidlo - Google Patents

Abstract

Světelné letištní zapuštěné návěstidlo obsahuje spodní těleso zapuštěné do povrchu dráhy a je opatřeno odnímatelným víkem, jehož okraj leží v úrovni povrchu dráhy, přičemž odnímatelné víko je opatřeno průzorem se skleněným hranolem, a uvnitř návěstidla je uspořádán světlomet, u něhož je vnější výstupní plocha hranolu skloněna proti povrchu dráhy pod úhlem alfa = 0° až 20° a s povrchem víka tvoří aerodynamicky jednolitý celek. Světelné letištní zapuště­ né návěstidlo může být použito kromě povrchů letištních vzletových, přistávacích a pojížděcích drah a v jejich přibližovaclch soustavách ještě v automobilové dopravě, železniční dopravě a metru k řízení a signalizaci při snížených podmínkách dohlednosti.

Description

(57) Světelné letištní zapuštěné návěstidlo obsahuje spodní těleso zapuštěné do povrchu dráhy a je opatřeno odnímatelným víkem, jehož okraj leží v úrovni povrchu dráhy, přičemž odnímatelné víko je opatřeno průzorem se skleněným hranolem, a uvnitř návěstidla je uspořádán světlomet, u něhož je vnější výstupní plocha hranolu skloněna proti povrchu dráhy pod úhlem alfa = 0° až 20° a s povrchem víka tvoří aerodynamicky jednolitý celek. Světelné letištní zapuštěné návěstidlo může být použito kromě povrchů letištních vzletových, přistávacích a pojížděcích drah a v jejich přibližovaclch soustavách ještě v automobilové dopravě, železniční dopravě a metru k řízení a signalizaci při snížených podmínkách dohlednosti.

r

Obr·. 1

Vynález se týká světelného letištního zapuštěného návěstidla, u něhož se řeší komplexně problémy světelné účinnosti, provozní spolehlivosti a údržby s ohledem na jeho výrobu.

Dosud známá světelná zapuštěná návěstidla pro umístění přimov povrchu pevných vzletových a přistávacích drah jsou řešena několika způsoby. Nejčastěji používaná návěstidla jsou charakterizována tím, že mají v horní montážní skupině nebo-li víku, vyčnívajícím z povrchu dráhy, průzor pro světlo uzavřen proti vniknutí vody skleněným hranolem nebo čočkou pro usměrnění světelného svazku k povrchu dráhy. Vnější plocha skla je svislá nebo částečně nakloněná a přitom je částečně nebo úplně pod povrchem letištní dráhy. Světlo z hranolu vystupuje žlabem ve víku naproti pilotovi. Hranol je ve víku vodotěsně přitmelen.

Tyto klasické typy návěstidel mají nevýhodu v tom, že při dešti se žlab naplňuje vodou, způsobující změnu světelných charakteristik, voda se někdy vsakuje kolem hranolu dovnitř vlivem vnitřního podtlaku a způsobuje selhání návěstidla, nebo se dokonce natrhne tmel hranolu při hydraulickém nárazu pneumatikou letadla. Když se voda odpařuje, usazuje se na hranolu prach a nečistoty, a návěstidla musejí být často čištěna navíc speciálními postupy a zařízením. Navrhované odvodnění žlabů do podloží nebo mimo dráhu by zvýšilo náklady na instalaci. Provozními zkušenostmi bylo též zjištěno negativní působení hluku motorů letadel na životnost žárovek, který se mohl zachytit ve žlabu.0 návěstidel dosedacího pásma jsou někdy ochrannou nožovitou hranou víka nad hranolem odřezávány pruhy gumy z pneumatik přistávajících letadel. Ochranná víka nad hranolem, vetknutá do bočních stěn žlabu, vytváří ostré kouty, v nichž vznikají u hliníkových vík vlivem vrubového namáhání trhliny. U stávajících návěstidel je někdy vnější postavená plocha hranolu roztříštěna čelním nárazem ocelové kuličky uzemňovacího vodiče přistávajícího letadla. Tato klasická návěstidla většinou splňují mezinárodni světelné předpisy, avšak je problematické další zvyšování světelné účinnosti, nebot vystupující světelný svazek je žlabem omezen a odráží se od něho do nežádoucích směrů. Ta část hranolu, která je pod úrovní letištní dráhy, nemůže vyzářit světelný svazek pře3 okraj betonu těsně při povrchu dráhy proti pilotovi.

Pro zvýšení intenzity svícení není zvětšována plocha hranolu a průzor ještě více pod úroveň dráhy, ale pouze do šířky tak, že někdy musí být přidáno uprostřed nosné žebro pro zvýšení únosnosti, které stíní. Přitom světlomet za hranolem má tvar parabolického nebo eliptického segmentu se štěrbinovitou obdélníkovou výstupní pupilou, takže má stále malý úhel krytí žárovky. V důsledku relativně malé světelné výstupní pupily- průzoru, je větší část světelné a tepelné energie žárovky zachycena uvnitř návěstidla, které se pak nadměrně otepluje, vzrůstá přetlak a při následném podtlaku je nasakována dovnitř vlhkost.

Některé z výše uvedených nevýhod řeší francouzský patent 2 449 034, kde hranol má dvě vnější dotýkající se plohcy. Horní plocha je vodorovná a je zároveň s horní plochou víka a čelní plocha je postavená šikmo v úhlu přibliženě 45° a končí v tělese víka v úrovni betonu. Vzniklá hrana skla je vysunutá před a nad kovové těleso víka. Tím se sice odstraní problémy s vodou ve žlabu a částečně se zlepší možnost čištění skla i odolnost proti hluku, avšak vysunutím a obnažením hranolu se zvětší nebezpečí jeho poškození nejen ocelovými kuličkami uzemňovacích vodičů letadel, ale navíc se odstraněním ochranného břitu víka ztratí odolnost hranolu proti radlicím sněžného pluhu, Dalším zhoršením je, že čelní postavená plocha hranolu má proti klasickým systémům přibližně poloviční výšku, takže tvoří ještě užší štěrbinu pro průchod světla. Souvisejícím zvýšením vnitřní teploty se pak zvýší nároky na zajištění vodotěsnosti návěstidla, korozivzdornosti a chlazení žárovek. Pokud má hranol tvar planparalelní desky, na jehož vnitřní vstupní plochu dopadá světelný svazek světlometu šikmo, sníží se navíc jeho průchodnost o odraženou část, která se zachytí uvnitř návěstidla a zhorší dále vnitřní klimatické poměry.

Utěsnění a mechanická odolnost průzoru, avšak bez řešení optického systému, jsou ukázány ve švýcarském patentu 651 514, kde je žlab zalit průsvitnou pryskyřicí nebo hmotou do úrovně povrchu letištní dráhy a do povrchu pryskyřice vložena zrna z tvrdé ocele nebo keramiky, která chrání průsvitnou hmotu před poškozením. Tím se sice řeší mechanická odolnost a částečně i vodotěsnost, avšak světelná funkce návěstidla zůstává neobjasněna. Vzhledem i

k tomu, že pryskyřice je světelně méně propustná než sklo, zvláště jsou-li do ní vložena nepropustná zrna, světelný systém by nemohl účinně vyzářit světelný svazek těsně při povrchu dráhy a obtížně by se zajišťovaly jeho parametry. Navíc při poškození povrchu pryskyřice by nebylo možno ji v návěstidle vyměnit. Rovněž výroba návěstidla by byla složitější při zalévání a vytvrzování hmoty a usazování zrn v povrchu.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje světelné letištní zapuštěné návěstidlo sestávající ze spodního tělesa, zapuštěného do dráhy a opatřeného odnímatelným víkem, jehož okraj leží v úrovni povrchu dráhy, přičemž odnímatelně víko je opatřeno průzorem se skleněným hranolem a uvnitř návěstidla je uspořádán světlomet, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnější výstupní plocha hranolu je skloněna proti povrchu dráhy pod úhlem 0° až 20° a s povrchem víka tvoří aerodynamicky jednolitý celek. Podstata vynálezu dále spočívá v tom, že vnitřní vstupní plocha hranolu pro vstup světla ze světlometu, která je podle optických zákonů skloněna v závislosti na předepsaném výstupním náměru světelného svazku, může být s výhodou schodovitě odstupňována rovnoměrně podle vnější výstupní plochy hranolu, přičemž tloušťka tohoto deskovitého hranolu je dána únostností skla. Dalším znakem vynálezu je, že vnitřní vstupní plocha hranolu při pohledu kolmo na ni je kruhovitá a spolu s vnější výstupní plochou jsou ohraničeny společným obvodovým oválným lemem. S výhodou může být kruhovitá vnitřní vstupní plocha hranolu prosvětlována světlometem, vytvořeným světelným zdrojem a parabolickým nebo eliptickým zrcadlovým reflektorem s ohniskovou vzdáleností 10 mm až 30 mm, s kruhovou výstupní pupilou. Doplňujícím znakem vynálezu je, že světlomet s hranolem je umístěn excentricky vedle vodorovné mechanické osy návěstidla.

Návěstidlo podle tohoto vynálezu má hlavní výhodu v tom, že má skleněný hranol na místě žlabu, který byl vypuštěn, takže se nemá kde koncentrovat voda, nečistoty ani hluk, •a tím nemohou způsobovat problémy, jako je snižování svítivosti, vsakování vody dovnitř, narthávání tmelu hranolu hydraulickým rázem, přičemž se zvětší průzor pro světlo a tím se zvýší světelná účinnost. V důsledku toho se sníží náklady na provozní údržbu návěstidel. Nakloněním vnější výstupní plochy hranolu zároveň s horním povrchem víka a jejich celkovou jednolitostí se odstraní břit odlitku víka nad hranolem, kterým jsou uřezávány pruhy z pneumatik dovnitř návěstidla při současném zajištění hranolu proti břitům sněhových pluhů. Vnější výstupní plocha hranolu se zešikmí, čímž se jednak zvýší odolnost proti tečným nárazům uzemňovacích kuliček letadel, a jednak se umožní vnější výstupní plochu hranolu zvětšit od okraje víka až na jeho vrchol, a tím dát předpoklad k zásadnímu zvýšení světelné účinnosti, která souvisí se zmírněním vnitřních teplot a tlaků uvnitř návěstidla a se zvýšením jeho spolehlivosti, se zvýšením životnosti žárovek, a tedy s celkovým zlevněním provozu.

Schodovitým odstupňováním vnitřní vstupní plochy hranolu se sníží tloušťka skla a zvětší vnitřní prostor v návěstidle, čímž se znásobí dříve dosažené účinky světelné, tepelné a tlakové, s nimiž souvisí další úspory provozní i výrobní. Mimoto se zlepší tepelná odolnost skla při prudkém ochlazení deštěm a usnadní se samotné lisování skloviny.

Kruhovitou vnitřní vstupní plochou s obvodovým oválným lemem se dosáhne zjedxodušení výroby formy na sklo i průzoru víka bez nepřístupných koutů pro nástroje, zlepší se pevnost hranolu i víka a fta lem bude možno nasadit vyměnitelné profilové těsnění, a tím celý hranol i s těsněním uložit demontovatelně v lůžku víka, čímž se usnadní výroba i údržba. Navíc se umožní do jednoho víka uložit různé varianty hranolů pro jednotlivá použití, hapříklad jako návěstidlo dráhové osové, návěstidlo dotykového pásma nebo návěstidlo pojezdové osové, a tak zajistit operativnost výroby i údržby návěstidel.

Prosvětlením hranolu světlometem s parabolickým nebo eliptickým reflektorem s kruhovou pupilou se dosáhne zvýšeného využití světelné energie žárovky zvětšením celkového prostorové· ho úhlu jejího krytí, a tak se zvýší množství světla vyzářeného ven z návěstidla na úkor světla zachyceného uvnitř a proměněného v teplo. Snížením vnitřní teploty se pak nejen sníží vnitřní tlaky a zlepší vodotěsnost návěstidla, ale prodlouží se i život žárovek z důvodu jejich lepšího chlazení. Není-li již požadováno zvyšování svítivosti, lze pak použít žárovky nižšího příkonu pro dosažení stejné svítivosti, a tím nejen šetřit energií, ale i ponížit vlivy vnitřního prostředí návěstidla na jeho provoz.

Excentrickým uspořádáním hranolu ve víku se dosáhne lépe vyztužit víko, aby mohlo být vyrobeno přesným kokilovým litím hliníkové slitiny místo ocelolitiny, čímž se sníží počet obráběných ploch a zlevní se tak sériová výroba. Současně se tím umožní sousední náběžnou plochu víka naklonit pod větším úhlem než má vnější výstupní plocha hranolu, a tím spolehlivěji chránit hranol před sněžnými pluhy.

Návěstidlo bude popsáno s odvoláním na průvodní výkresy, na nichž je znázorněn na obr. 1 částečný pohled na návěstidlo z boku v řezu A-A z obrázku 3, na obr. 2 pohled zespodu ve směru S z obrázku 1 na jednotlivé zabudované díly ve víku návěstidla, které jsou pro názornost rozloženy bočně, a na obr. 3 zmenšený půdorys návěstidla.

Světelné letištní zapuštěné návěstidlo obsahuje spodní těleso zapuštěné do vozovky, které je uzavřeno horním víkem 2 se skleněným hranolem 2/ opatřeným těsněním 5, a připevněným přírubou £, a vnitřní světlomet 3, vytvořený reflektorem 31, a světelným zdrojem 32.

Skleněný hranol 2 má vnější výstupní plochu 11, kterou vystupuje světlo z návěstidla, zvětšenou a šikmo vysunutou zároveň s horním povrchem 22 víka 2, jehož okraj leží v úrovni povrchu dráhy T__r takže tvoří spolu aerodynamicky jednolitý celek, čímž se odstraní nevýhodný žlab a současně se zvětší průzor pro světlo.

Vysunutá vnější výstupní plocha 11 hranolu 2 nad povrch dráhy 2 tak, že je zároveň s horním povrchem 2 2 víka 2_, vyzařuje světelné paprsky ze všech svých bodů proti pilotovi bez omezení a stínění žlabem, přičemž je chráněna proti břitům sněhových pluhů. Tím, že nemá břit nosníku nad hranolem, prodlužuje životnost pneumatik letadel.

Jak je vidět na obrázku 1 má vnější výstupní plocha 11 hranolu 2 extrémě šikmý úhel « vzhledem k povrchu dráhy 2/ který je závislý na požadovaném převýšení v a průměru d návěstidla. Při průměru d = 300 mm je a = 7°, je-li v = 12 mm, nebo α = 12° je-li v = 25 nm, nebo a = 0° u vík s horním povrchem 22 zároveň s povrchem dráhy 7_, Na šikmém povrchu skla snadno sklouzne ocelová uzemňovací kulička při tečném nárazu a také se tam nezachytí hluk motorů letadel.

Zešikmením vnější výstupní plochy 11 se zvětší její světelně činná plocha od okraje až .na vrchol víka 2 tak, že v praktickém provedení návěstidla o průměru d - 300 mm s převýšením v = 25 mm má délku 1 = 125 mm. Zvětšením vnější výstupní plochy 11 je možno zvětšit i vnitřní vstupní plochu 12 hranolu 2» svírající s vnější výstupní plochou 22 vrcholový úhel 2· Světlo vstupuje ze světlometu 2 vnitřní vstupní plochou 12 dovnitř hranolu 2 a vystupuje vnější výstupní plochou 11 do požadovaného náměru 2 při dráze proti pilotovi. Příkladné provedení návěstidla má hranol 2 vyroben ze skloviny Simax s indexem lomu 1 477. Pozaduje-li se, aby výstupní svazek měl nad povrch dráhy 2 náměr δ = 3,5°, potom má hranol vrcholový úhel 2 ⁼ 42° a rozměr vnitřní vstupní plochy 12 je zvětšen na £ - 78 mm.

Vnitřní, vstupní plocha 12 zmíněného hranolu 2/ která je uvnitř návěstidla, je s výhodou schodovitě odstupňována rovnoměrně podle vnější výstupní plochy 22/ tak, že hranol 2 má povšechný tvar ploché desky s minimální tloušřkou t - 19 mm, která je dána mechanickou odolností použité skloviny Simax proti zatížení pneumatikami letadel, které činí pro průměr návěstidla d = 300 mm 23 tun. Odstupňováním se zvětší vnitřní prostor a tím se znásobí dříve dosažené účinky snížení vnitřního přetlaku a ztenčí se sklo, kterým projde větší množství světla ze světloměru 3 ven z návěstidla.

Hranol 2 ^v příkladném provedení má vnitřní vstupní plochu 12 kruhovitou při pohledu kolmo na ni ve směru s, aby se umožnilo vytvořit oválný lem 22' ohraničující vnitřní vstup5 ní a vnější výstupní plochu 12 a 11 hranolu j. a tím zjednodušilo obrábění formy i víka 2 odstraněním koutů a rohů pro nástroje. Oválný lem 13 je určen pro zapuštěné uložení do víka 2 a může mít u obvodu vybrání 14 pro připevňovací přírubu £ usazenou tak, aby vrchní povrch 41 připevňovací příruby 4^, vnější výstupní plocha 11 hranolu 1 a horní povrch 22 víka 2 byly zároveň. Hranol 1. povšechného tvaru oválné ploché desky jednak snižuje nebezpečí poranění nebo ulamování jeho rohů při manipulaci, a jednak umožňuje vytvořit oblé tvary průzoru 21 a lůžka 23 víka 2 bez ostrých koutů nad hranolem _1, kde působilo vrubové namáhání a vznikaly trhliny v odlitku. Tím umožňuje vyrobit víko 2 z hliníkové slitiny náhradou za ocelolitinu. Na oválný lem 13 hranolu _1 se může nasadit vyměnitelné profilové těsnění

Hranol .1 se zmíněným těsněním 5. se pak může uložit do víka 2 a zajistit připevňovací přírubou 4^, například pomocí šroubů 42. Tím je umožněno vyměňovat při údržbě jak připevňovací přírubu £, a profilové těsnění 5., tak hranol 1. a také operativně sestavovat různé varianty návěstidel při výrobě.

Návěstidlo v příkladném provedení obsahuje mimo hranolu .1 ještě zmíněný světlomet 3_, vytvořený světelným zdrojem 32 a zrcadlovým reflektorem 31 tvaru paraboloidu nebo elipsoidu o ohniskové vzdálenosti f = 10 až 30 mm, který má kruhovou pupilu rozměru r. Světlomet 2 je v zákrytu s kruhovitou vnitřní vstupní plochou 12 hranolu 1^ Kruhovým reflektorem 31, který je doplněn z původního obdélníkového reflektoru se zakryje větší prostor okolo světelného zdroje 32 a odrazí se větší množství světla skrz hranol !_ ven z návěstidla.

Pokud je hranol 1_ se světlometem _3 umístěn ve víku 2 excentricky tak, že sousedí s vodorovnou mechanickou osou _0, lze v ní vyztužit zespodu víko 2 například průchozím žebrem 24 pro zvýšení pevnosti. Přitom lze využít prázdnou sousední plochu horního povrchu 22 víka 2 tak, že může mít náběžný úhel _β větší, než je úhel a vnější výstupní plochy 11 hranolu 1_ a tím chránit sklo před přímým stykem s radlicemi sněžných pluhů. V příkladném provedení u varianty návěstidla pro dotykové pásmo a osu vzletové a přistávací dráhy je úhel « « 7° a _β = 9°. Navíc lze ve zbývající části sousední poloviny víka 2 umístit druhý optický systém tvořený světlometem a hranolem, vyzařující světlo do opačného směru, aby bylo možno instalovat návěstidlo i na obousměrných vzletových a přistávacích drahách nebo na obousměrných pojezdových drahách. Příkladné provedení lze rovněž obměňovat například tak, že jednosměrová návěstidla přiblizovací a prahová, u nichž se požaduje vysoká svítivost, mohou mít druhý optický systém tvořený světlometem a hranolem symetricky podle vodorovné mechanické osy 0. se zmíněným prvním optickým systémem. Tím že svítí společně do stejného směru, se jejich svítivost sčítá. Přitom je náběžná plocha horního povrchu 22 víka 2 pro sněžné pluhy ze zadního směru a z bočních směrů.

Světelné letištní zapuštěné návěstidlo podle tohoto vynálezu může být opatřeno pomocným barevným filtrem, umístěným mezi světlomet _3 a hranol 1^, nebo může být zabarveno přímo sklo hranolu případně zbarveny vnější výstupní plocha 11 a vnitřní vstupní plocha 12, jak je tomu v tomto oboru zvykem. Za účelem příslušného rozložení světelného svazku, specifikovaného pro jednotlivé typy návěstidel, může být vnitřní vstupní plocha 12 opatřena vroubkováním nebo jinými optickými elementy k úpravě světelného svazku.

Světelné letištní zapuštěné návěstidlo podle tohoto vynálezu může být použito kromě povrchů letištních vzletových, přistávacích a pojížděcích drah a v jejich přibližovacích soustavách též v povrchu silničních vozovek k řízení automobilové dopravy světelnou navigací za špatných podmínek dohlednosti.

Další možnosti použití jsou v železniční dopravě a metru k signalizaci a dále všude tam, kde mají být světelná návěstidla dopravními prostředky přejížděna.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Světelné letištní zapuštěné návěstidlo sestávající ze spodního tělesa, zapuštěného do dráhy a opatřeného odnimatelným víkem, jehož okraj leží v úrovni povrchu dráhy, přičemž odnímatelné víko je opatřeno průzorem se skleněným hranolem, a uvnitř návěstidla je uspořádán světlomet, vyznačující se tím, že vnější výstupní plocha (11) hranolu (1) je skloněna proti povrchu dráhy (7) pod úhlem («) = 0° až 20° a s povrchem víka (2) tvoří aerodynamicky jednolitý celek.
2. 2. Světelné letištní zapuštěné návěstidlo podle bodu 1 vyznačené tim, že vnitřní vstupní plocha (12) hranolu (1) je schodovitě odstupňována rovnoměrně podle vnější výstupní plochy (11) hranolu (1).
3. 3. Světelné letištní zapuštěné návěstidlo podle bodu 2 vyznačené tím, že vnitřní vstupní plocha (12) je při kolmém pohledu na ni kruhovitá a s vnější výstupní plochou (11) je ohraničena společným oválným lemem (13).
4. 4. Světelné letištní zapuštěné návěstidlo podle bodu 3 vyznačené tím, že v zákrytu s vnitřní vstupní kruhovitou plochou (12) hranolu (1) je umístěn světlomet (3) vytvořený světelným zdrojem (32) a parabolickým nebo eliptickým reflektorem (31) s ohniskovou vzdáleností (f) = 10 až 30 mm, s kruhovou výstupní pupilou.
5. 5. Světelné letištní zapuštěné návěstidlo podle bodu 4 vyznačené tím, že hranol (1) se světlometem (3) je uložen ve víku (2) excentricky vedle jeho vodorovné mechanické osy (0).