著陸燈

著陸燈(Landing Light）是民用飛機重要的外部照明設備，為飛機夜間安全著陸提供足夠的光線。飛機在夜間著陸時，著陸燈照明著陸場地，使飛行員能清晰地目測飛機與跑道的相對位置以及飛行高度，安全地操縱飛機著陸與地面滑行，確保飛機安全著陸。

民用飛機通常安裝兩個或兩個以上的著陸燈，一般安裝在飛機的起落架支柱、機翼前緣或合適的整流罩上。著陸燈安裝的水平角度通常朝向正前方，俯仰角度需根據飛機的姿態確定。

基本介紹

• 中文名：著陸燈
• 外文名：Landing Light
• 作用：重要的外部照明設備
• 套用：飛機著陸
• 安裝水平角度：通常朝向正前方
• 安裝俯仰角度：根據飛機的姿態確定

設備簡介

一般而言，汽車在夜間行駛時需要汽車前大燈與路燈的照明，為夜間行駛提供一個良好的視覺環境。同樣，民用飛機作為一種公共運輸工具，在夜航著陸過程中也需要燈光照明。飛機自身裝有大功率著陸燈，現代民航機場均配備助航燈光。它們形成一個組合系統，共同為飛機夜航著陸提供安全保障。

民機著陸燈為飛機夜航提供機外照明，民航規章CCAR121.323 (c)要求大型客機必須至少裝有兩個著陸燈。此類飛機根據光源的光學性能以及飛機座級大小的不同裝有3~6盞著陸燈。典型的如某70座級飛機裝有3個著陸燈，其光源為35 wHID燈;又如某150座級型飛機裝有4個著陸燈，其光源為600 w鹵素燈。

設計準則

飛機著陸燈的設計目標是為飛機夜航著陸提供照明，具體講就是從高度100ft 開始提供照明直至飛機觸地、滑行的全階段。飛機著陸燈最終能否達到此目標除取決於燈具的數量、安裝位置外，更取決於正確的安裝角度。在設計著陸燈時，首先根據飛機的氣動布局以及著陸燈光源性能初步選擇著陸燈的數量以及安裝位置，然後根據飛機的理論著陸俯仰角度計算出著陸燈的安裝角度，最後通過軟體仿真得到著陸階段的照射效果(“光照區域範圍”和“光照亮度”，這也是後續評判著陸燈設計是否合格的主要考察指標)。當此結果與設計目標值不符時須返回初始設計，從修正安裝角度、更換燈具、增減數量、調整安裝位置等幾個方面不斷循環疊代設計，以達到最優的照射效果。

安裝位置

著陸燈安裝位置有多種選擇，可以安裝在前起落架支柱上、主起落架支柱上、機翼前緣以及整流罩上等。

著陸燈分工

根據SAE-ARP693，可將飛機在進場、觸地、滑行三種姿態下所需照明區域、照明指標作為著陸燈系統的設計要求。當單個著陸燈無法同時覆蓋進場、觸地、滑行三種姿態下所需照明區域時，可以對著陸燈系統進行分工。

發光效率

著陸燈是一種基於熱輻射原理研製而成的大功率封閉式白熾燈電光源，主要供飛機夜間飛行著陸使用。這種光源具有發光強度高、有效散射角大、壽命長、耐振動、熱穩定性好的特點。一般由屏和錐組成外殼，殼體內裝配有燈絲，錐體內拋物面鍍膜，並充有保護性氣體。當鎢絲通電工作，加熱到873 K，鎢絲會產生熱輻射，發出暗紅色的可見光，一部分直接通過燈屏透射出去，一部分經錐內表面反射後射向前方。繼續提高工作溫度，鎢絲輻射增加，當達到3100 K時，可見輻射的比例上升到1300，但紅外輻射仍然是主要成分，占到總能量的6500~7000。所以，如何通過技術或工藝改進，增強可見光能量或使部分紅外輻射轉變為可見光，提高著陸燈的發光效率，成為大功率白熾燈研究的一項難點課題。

如果將有色玻璃屏(例如紅色或黃色)製成燈，則屏只能透過自身顏色的光。這是因為，白熾燈發出的是連續光譜，所有譜線分布其中，有色玻璃屏會吸收掉部分同色光，使燈的發光強度下降。構想:如果在玻璃表面鍍一層膜，對紅外光譜起作用，就可能改進著陸燈的光效性能。

傳統金屬反射膜

鍍鋁工藝技術成熟、成本低廉、為眾多廠家廣泛使用。但鋁介質反射面對可見光的反射係數不夠高，僅為80%左右;而且在空氣中存儲時間不能過長，易吸收水汽發生慢性化學反應，引起鋁面剝落影響反射效果。Au, Ag, Cu等金屬膜是常用的紅外反射膜，對於形狀比較複雜的著陸燈，採用蒸發法、噴射法、濺射法等工藝難度較大，而且成本偏高。比較可行的辦法是在原鋁膜的基礎上，加鍍多層光學保護膜以提高反射率，一般可以比鋁膜增加15%以上，但其耐溫性能較差，不適用於大功率白熾燈。

金屬介質複合反射膜

研究發現，只要燈泡外殼和燈絲結構合理，塗覆在燈泡殼內壁上的紅外反射膜就能將鎢絲產生的大量紅外輻射反射回來，重新加熱燈絲，從而減少維持燈絲於某一溫度所需要的電功率，節約電能，提高燈效。作為白熾燈的紅外反射膜，除採用TiOz-Ag-T10z外，還可採用ZnS-Ag-ZnS，兩者的原理是一樣的。其中的Ag具有很強的紅外反射性能，但純Ag可見光的透射率太低，只有在Ag的薄層兩邊各加上一層很薄的高折射率介質抗反射層，才可提高可見光的透射率。這樣一種“三明治”式的紅外反射膜，一般稱為金屬介質複合膜。

為了得到高的紅外反射率和可見光透射率，Ag層和介質層的厚度必須控制很好。當Ag層太薄，為30埃時，膜層對紅外的反射太少;而當銀層太厚，為400埃時，在可見區的反射太強。當銀層厚度為200埃時，膜層既有很強的紅外反射，又具有很高的可見光透射率。TiOz-A g-TiOz複合膜各層的最佳厚度都是180埃。

採用該方案時，以450 W著陸燈為例，相同功率著陸燈，光效可以提高20%。在相同光效下，燈的功率可以下降15%，也就是說可以節約電能15%。從技術角度講是很好的可選方案，但實際加工成本較高，膜系質量難以控制，不適合生產推廣。

紅外增透膜

封閉式白熾燈，在燈設計上一般採用高色溫燈絲或鹵鎢燈芯結構。燈絲在將電能轉變成部分可見光能量的同時，還要產生大量的紅外輻射和少量的紫外輻射，錐體內壁蒸鍍的鋁膜反射了大部分紅外輻射，使得著陸燈屏表面溫度急劇上升，大大超過玻璃承受的熱穩定性，並加大屏和錐邊緣封接處的溫差，對於大功率及鹵鎢燈芯結構的著陸燈，溫差超過120 度，其結果是導致屏和錐封接處的炸裂，影響燈的使用安全。

在封閉式白熾燈錐內表面鍍上多層紅外增透膜，其目的是對紅外輻射具有極高的透射性，對可見光又達到很高的反射效果。在某型號著陸燈上採用紅外增透膜後，其紅外輻射透射率高達90%以上，屏溫下降到150度，屏和錐之間的溫差減小至20 度而可見光反射率超過95%，遠大於鋁膜80%的反射率，測試數據表明著陸燈的中心光強提高了近20%，壽命也從10 h提高到20 h以上。採用紅外增透膜技術，雖然浪費了部分紅外輻射的能量，但在提高燈絲髮光效率，兼顧生產工藝的情況下，同樣達到制燈的性能要求，應該是探討摸索出的好方法。

飛機著陸燈

在驅鳥方面的作用

據國外媒體報導，在“9·11”事件九周年紀念晚會上，作為紀念活動的一部分，世貿中心遺址上兩個強光聚光燈照射出兩個巨大的光柱。在強光照射時，光柱中出現了成千上萬的白色小物體，如同暴風雪中飛舞的雪花。經證實，這些不明白色小物體其實是成千上萬隻鳥兒。美國鳥類專家對這些鳥類進行鑑定後認為，它們應該是橙尾鷗鶯、黃柳鶯、畫眉鳥、比氏夜鶉、巴爾的摩金鶯以及各種唐納雀。這些鳥類被強光吸引，並完全迷失了方向，直到組織方特意關閉燈光20min，它們才得以逃脫。

在飛機上安裝燈光來驅鳥的方法已經醞釀考慮了近30年，它通過提高飛機相對於鳥類的視覺可視度從而刺激鳥類的躲避行為。

1976年，在評估英國商用飛機發生的313起鳥撞事件中，Thorpe 發現73%的鳥撞事件發生在白天，而這其中50%發生在飛機燈光可能沒有打開的飛行狀態下。

值得注意的是，這些死鳥大多表現為腹部受傷，這說明飛鳥已經發生了躲避行為，但是來不及避開飛機。在飛機來臨時，鳥兒受驚，通常會轉彎，隨即就將其腹部暴露在飛機面前。儘管這些事實數據暗示鳥兒沒有及時感覺到飛機來臨從而未能避免鳥撞，但是對於鳥類面臨飛機時的反應距離，還沒有方法能做定量評估。這就很難對機載燈光的驅鳥效果做出科學的評估。

不過美國內布拉斯加州一林肯大學兩位動物研究人員專家Bradley F. Blackwell和Glen E. Burn-hardt設計了一項“鳥與機車實驗”，量化了飛機脈衝式白光著陸燈在刺激鳥兒躲避行為中的功效。