本发明通常涉及一种机载的照明系统,尤其涉及航空器前灯的光束整形器和用于航空器的混合前灯。
背景技术:
航空器照明系统通常包括多个照明装置,这些照明装置基于航空器飞行阶段或滑行阶段启动(active)。
因此,航空器通常包括着陆灯、防碰撞闪烁灯和导航灯,其中,着陆灯布置在机翼上,并设计成当航空器接近跑道或起飞时照亮跑道;防碰撞闪烁灯安装在后副翼顶部;以及导航灯安装在每个翼尖上。
该航空器照明系统还包括照明装置和辅助照明装置,该照明装置安装在航空器机头支架上,该照明装置用于当航空器滑行时照亮该航空器沿着其行进的轨道,该照明装置在英语中通常被称为“滑行灯(taxilights)”,而辅助照明装置在航空器滑行及其他阶段提供侧向照明,辅助照明装置在英语中被称为“跑道脱离灯”(rto,runwayturnofflights)。
“滑行”型跑道照明装置通常安装在航空器的前轮组件上,以便为航空器提供必要的前向照明,而“跑道脱离”照明装置通常安装在前轮组件上或机翼前缘上,其以大约35°至55°范围内的角度定位在航空器前部的任一侧上,以便照亮转弯阶段从而提高转弯的可见度。
因此,在离开或进入跑道时,为了照亮滑行跑道,在滑行期间启动用于滑行的滑行前灯和用于转弯的跑道脱离前灯。在这些阶段中,照明的特点在于具有宽的水平扩展光分布,以便识别航空器附近的障碍物,这些障碍物主要是在驾驶员座舱前面和机翼前面。该照明的光束必须保持垂直集中且必须朝向地面,以尽量减少跑道人员穿过光束的风险。
在现有技术中,航空器照明系统由独立的多组照明装置组成,该多组照明装置在飞行阶段或滑行阶段期间选择性地被启动。
对滑行前灯尤其如此,然而,这些前灯可以同时被启动以提高可见度。
显然,多照明装置形式的照明系统产品产生了很多缺点,特别是由于照明系统作为整体具有相对大的总体尺寸和重量的事实。
对“滑行”型的滑行前灯和“跑道脱离”型的滑行前灯尤其如此。
技术实现要素:
因此,本发明的目的在于使多个照明功能能够组合在同一个前灯中,更具体地,本发明的一个目的是在同一个前灯内提供滑行功能和rto功能,而不增加前灯的总体尺寸。
因此,本发明提出了一种用于航空器前灯的光束整形器,该光束整形器包括光输入面和光输出面,其中,光输出面包括棱镜形区域,这样,通过在两个相对于光束整形器的光轴倾斜的方向上引导光输入面和光输出面之间传输的光束,而传播该光束。
因此,该光束整形器可用于偏转由光源射出的光束,而不损失初始的光通量,由于从光束整形器射出的光传播的最终偏转在没有相邻棱镜顶点干扰的情况下产生,因此该光束保持成平行形式的形状,直到该光束到达安装有光束整形器的前灯的、条纹外透镜的区域的表面,从而产生了rto光束的最终传播。
根据本发明的另一特征,输出面包括一组具有三角形底部的棱镜,该棱镜以平行方式延伸并形成光束的全反射的内表面。
优选地,每个棱镜有两个棱镜面,在这两个棱镜面之间限定了45°到55°之间的光束偏转角,或优选地,光束偏转角等于52°。
在一个实施例中,棱镜以2毫米到10毫米之间的距离被间隔开,优选地,以5毫米的距离间隔开。
根据本发明的光束整形器的另一个特征,光束整形器包括一个主体,该主体具有三个圆形突出部,这三个圆形突出部用于整形从三个单独的光源射出的光束,且这三个圆形突出部具有共同的光输出面。
优选地,该主体包括一组从光输入面延伸的固定杆和定心杆,以及一组用于接收发光二极管的壳体。
根据第二方面,本发明还提出了一种航空器前灯,该航空器前灯包括一组光源和一组光束整形器,该一组光源具有发光二极管,该一组光束整形器用于整形由该光源射出的光束,所述的一组光束整形器包括上文定义的传播光的光束整形器。
例如,该前灯可被制作为包括第一组光束整形器和第二组光束整形器,第一组光束整形器在其输出处传送已整形的光的平行光束,第二组光束整形器传播所述光,第一组光束整形器和第二组光束整形器安装在前灯的各自区域中,并基于航空器的飞行阶段和/或滑行阶段而启动。
优选地,该前灯还可被制成包括外透镜,该外透镜具有延伸的条纹区域,以便所述外透镜在光输出面一侧上面向偏转的光束整形器。
附图说明
通过阅读以下仅作为非限制性示例提供的说明书,并参照附图,本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见,其中:
-图1是根据本发明的航空器前灯的光束整形器的立体图,以及图2是根据本发明的航空器前灯的光束整形器的俯视图;
-图3和图4是图1和图2中的光束整形器在两个不同方向上的侧视图;
-图5a示出了光束在定向向左的倾斜方向上的传播,图5b示出了形成该rto光束的原理,图6a示出了光束在定向向右的倾斜方向上的传播,图6b示出了形成该rto光束的原理;
-图7是具有根据本发明的光束整形器的前灯的立体图;
-图8示出了安装成面向光束整形器的光输出面的外透镜;和
-图9示出了通过根据图7的前灯获得的光束。
具体实施方式
首先参照图1-图4,图1-图4示出了本发明的光束整形器的整体结构,光束整形器的整体结构由通用的附图标记1标明。
该光束整形器被设计成安装在用于飞机外部照明的前灯上,以提供滑行型和跑道脱离型的跑道照明功能。
可以看出,在这种情况下的光束整形器具有三个圆形突出部(lobe)的结构,这三个圆形突出部分别为l1、l2、l3,这三个圆形突出部分别整形从发光二极管射出的光束(未示出)。
光束整形器1具有主体2、后面3以及相对的前面6,该主体2由塑料材料通过倒模成型制成,优选地,该材料为聚碳酸酯,借助后面3,光束整形器使用固定杆4和定心杆5以安装在承载发光二极管(led)的电路上,相对的前面6限定了用于该组圆形突出部l1、l2和l3的共同的光输出面。
可以看出,每个圆形突出部l1、l2和l3的后面3具有其中容纳发光二极管的壳体7。壳体7的外围表面和底部表面因此形成用于将光束输入到光束整形器中的表面,该光束整形器整形由二极管传递的光束,并将所整形的光以平行光束的形式把该光传送到光束整形器的输出面上,该输出面由前面6形成。
可以看出,光束整形器的前面6具有一组平行的条纹,诸如标记为8的条纹,由此,形成具有三角形底部的一组棱镜9,该组棱镜9在光束整形器的、垂直于光束的传播方向的方向上延伸。
每个棱镜9具有两个棱镜面10和棱镜面11,在这两个棱镜面之间形成棱镜角,该棱镜角基于所要产生的光束的偏转或取向来选择。
在该方面,可以使棱镜面10和棱镜面11形成为在45°和55°之间的角度。优选地,使用52°的棱镜角,以便提供在相对于光束整形器几何轴线的倾斜方向上的峰值强度。
一方面参照图5a和图5b,另一方面参照图6a和图6b,可以看出,棱镜面10和棱镜面11可以用来在相对于光束整形器几何轴线a的倾斜方向d上引导光束、以便分别将光束定向向左(图5a和5b)和定向向右(图6a和6b)。
应当注意的是,优选地,棱镜以2毫米到10毫米的距离被间隔开。然而,已经发现,棱镜之间的距离为5毫米提供了足够的传播和光输出。
图7和图8示出了用于航空器的混合前灯12,混合前灯12可提供滑行型和rto型的跑道照明功能。
可以看出,该前灯包括一组光源,每个光源包括与光束整形器相关联的发光二极管,该光束整形器用于整形由该二极管射出的光束。
混合前灯包括位于前灯各自区域内的光束整形器c1和光束整形器c2,光束整形器c1用于将光定向(参照上述图1至图4所述),光束整形器c2能够将发光二极管射出的平行光束形式的光束整形。外透镜13包括条纹区域14,条纹区域14被定位成面向二极管的光输出面,使得条纹区域14被定位成面向该定向的光束整形器c1。外透镜13的条纹区域14用于传播rto功能的两个光束f2和f3。
如图9所示,由于这种布置,前灯能够使用与波束成形器c2相关联的二极管来提供第一光束f1,以及使用与波束成形器c1相关联的二极管来提供传播的光束f2和f3。
可以同时启动前灯的不同区域以获得所有三个光束f1、f2和f3,或者选择性地启动区域以获得滑行照明功能(光束f1)或rto照明功能(光束f2和f3)。
根据本发明的混合前灯可以,例如通过使用6个三合一光传播光束整形器c1和一组6个三合一光束整形器c2来产生,每个三合一传播光束整形器c1与3个led关联,每组三合一光束整形器c2也与3个发光元件相关联,因此混合前灯可包括36个发光二极管,全部都在常规的整体尺寸内。
在这方面,应当注意的是,前灯的尺寸通常由par号表示,par号以八分之一英寸为单位表示前灯的直径。因此,par36尺寸对应于41/2英寸的直径,即114毫米,par46对应于53/4英寸的直径,即145毫米,而par64对应于8英寸,即203毫米。
优选地,根据本发明的混合前灯可以以par64尺寸制造,并由此可具有对应于传统起飞灯的总体尺寸,并以减轻的重量和总体尺寸取代在机头支架上的三个前灯,这三个前灯即一个滑行灯和左右两个跑道脱离灯。