浅谈机场助航灯光

浅谈助航灯光飞行区管理部灯光站目录123机场助航灯光概述机场助航灯光的发展史发展概况早期的飞机重量轻，速度低，只能逆风起降，所用的机场大多是一块圆形草地。机场内只设置一个风向标、一个机场识别标记牌和一些边界标志物和障碍物标志。如果飞机在夜间起降，则在这些设施上增加照明设备或用灯光代替。早期航空地面灯由裸灯泡或带有透明玻璃罩的裸灯泡组成，发出的光在所有方向上的光强基本相同。随着较高光强的需要的进展，带有反射器、透镜和棱镜的灯具就被投入运行。通过将不需要的方向上的光发射改变到需要的方向上的办法，需要的方向上的光强可以增大而不增加功率消耗。此外，将仅在很近距离观察灯光的方向上的一部分光发射改变到在较长（好）能见度时从较远距离观察灯光的方向上去，可以减少从近处的灯具发出的恼人的眩光。在功率消耗为给定值的情况下，由光学系统产生的光束越窄，光束中的光的光强就越高。机场助航灯光概述20世纪30年代中、后期，随着飞机速度的增大，重量的增加和适应侧风能力的增强，开始修筑有铺筑面的跑道，于是出现了表示跑道侧边和两端的标志物和灯光，后来又出现了简单的进近灯光和标志物。1953年以后，涡轮螺旋桨运输机和喷气式运输机相继投入航班飞行。由于飞机的重量和速度大幅度增加，驾驶员要在远离跑道几公里以外判断飞机和跑道的相对关系，以便正确地进入下滑航道。于是，进近灯光系统和有关的理论逐渐完善，并且出现了专门向飞机指示下滑角度的灯光系统。航空运量的迅速增长，使航班的安全正点更为重要。尽管各种航空无线电导航设施不断完善，但至今仍需要助航灯光帮助飞机在低能见度条件下完成最后阶段的进近着陆和滑跑。助航灯具和地面标志的种类大大增加，性能也日趋完善。国际民用航空组织为促进成员国国际机场目视助航设施的标准化，公布了一系列国际标准。机场助航灯光的作用进近引导至接地（飞机向着陆跑道进近，在下降瞄准点下降开始至飞机接地）•进近灯引导（或进近引入灯）•跑道边灯和跑道入口灯指示跑道轮廓•进近坡度灯引导滑跑引导（飞机机轮和地接触开始至离开跑道）•跑道中线灯轮廓•跑道边灯轮廓•出口滑行道边灯位置•跑道末端灯显示机场助航灯光的作用滑行引导（飞机进入滑行道开始至目的地）•滑行道边灯和滑行道中线灯轮廓•至停放和维护区的位置标记牌和目的地标记牌•至起飞跑道的位置和目的地标记牌起飞引导（飞机在跑道端加速开始至飞机离开跑道瞬间）•跑道中线灯轮廓•跑道边灯轮廓•跑道末端灯显示机场助航灯光各组成部分详解机场助航灯光各类灯具颜色所传递的信号含义机场助航灯光各组成部分详解机场助航灯光组成机场助航灯光各组成部分详解其他目视助航设施滑行引导标记牌桥位标记牌机坪泛光照明（高杆灯）机位标记牌其它目视助航设施机场助航灯光各组成部分详解机场助航灯光各组成部分详解进近灯光系统进近灯光包括：短排灯、横排灯、顺序闪光灯，其中短排灯和横排灯为可变白光灯。机场助航灯光各组成部分详解进近灯光系统顺序闪光灯为每秒闪光两次，从最外端的灯向入口处顺序闪光。机场助航灯光各组成部分详解PAPI灯（坡度灯）PAPI灯的作用是：为飞机沿正确进近航道进场提供目视参考。机场助航灯光各组成部分详解PAPI灯（坡度灯）飞机进近降落时PAPI灯的各类状态说明。机场助航灯光各组成部分详解PAPI灯（坡度灯）飞机沿正确航道进场时的PAPI灯状态PAPI在投入使用前，必须由民航飞行校验中心组织校飞，且每18个月要进行一次定期校飞。机场助航灯光各组成部分详解跑道灯光跑道灯光全景图机场助航灯光各组成部分详解跑道灯光——跑道入口灯和跑道入口翼排灯跑道入口灯和跑道入口翼排灯安装在垂直于跑道中心线的一条直线上，从进近主向看，灯光颜色为绿色。机场助航灯光各组成部分详解跑道灯光跑道中线灯和跑道边灯全景图机场助航灯光各组成部分详解跑道灯光——跑道中线灯从跑道入口到距跑道末端900米范围内全部跑道中线灯颜色为白色，从距跑道末端900米处起至距跑道末端300米处范围内半红半白；从距离跑道末端300米至跑道末端跑道中线灯颜色为红色。跑道300m600m跑道末端机场助航灯光各组成部分详解跑道灯光——跑道边灯位于跑道两端600米范围内的跑道边灯应使用半白半黄发光的灯具，并使白光朝向跑道外侧，黄光朝向跑道内侧，其他位置的跑道边灯为白色。机场助航灯光各组成部分详解跑道灯光——跑道末端灯设在跑道末端的跑道边线灯中间，均匀布置在垂直于跑道中心线的直线上，灯具数至少为6个，从起飞方向看，灯光颜色为红色(跑道末端灯通常与跑道入口灯共用一组半红半绿的灯具)。机场助航灯光各组成部分详解滑行道灯光滑行道灯光全景图机场助航灯光各组成部分详解滑行道灯光——滑行道中线灯滑行道中线灯设置位置及颜色示意图机场助航灯光各组成部分详解滑行道灯光——滑行道边灯滑行道边灯滑行道边线均匀设置，灯距不超过60米，灯光颜色为蓝色。机场助航灯光各组成部分详解其它灯光跑道警戒灯航空障碍灯反光棒机场助航灯光各组成部分详解其它目视助航设施——机坪高杆灯机坪高杆灯为飞机在机坪滑行、地面服务车辆以及地面保障人员在机坪作业时提高夜间照明服务。机场助航灯光各组成部分详解其它目视助航设施——标记牌滑行引导标记牌机位标记牌机场助航灯光各组成部分详解其它目视助航设施——标记牌滑行引导标记牌机位标记牌机场助航灯光新技术LED助航灯光的发展概况LED应用于助航灯光具有以下优势1、发光效率高。LED电光转换效率接近的100％，发光效率已达1001m／W以上，比卤钨灯发光效率要高得多，卤钨灯是“热光源”，而LED是“冷光源”，因此使用LED显著节能。2、光源寿命长。LED使用寿命可达5～8万小时，而卤钨灯寿命只有3000～5000小时，并且可在高频下使用，任意控制其亮度和功耗，而不影响其寿命，后期维护量很小。3、颜色多、色度纯。现助航灯光系统对发单色光的灯具是采用白色光通过有色滤光片的方法获得，而LED本身具有发单色光的特性，既可发恒定白色光，又可发各种单色光，完全可满足助航灯光系统要求白、黄、红、绿、兰色光等颜色要求，而且色度纯正、发光效率高。4、响应时间短。LED的通断响应时问仅为几纳秒，具有瞬时通断的特性。5、工作电压低。LED直流工作电压在4～24V间，灯具的安全性比较好。另外，LED单元体积小，适应性强。机场助航灯光的新技术LED用于助航灯光也有其劣势，主要是1、单管功率小、光强低，单管难以满足助航灯光的光强要求，需要多管组合，对于高光强灯仍难以达到光强标准，故民航机场高光强助航灯尚未使用LED；2、白炽灯或卤钨灯是全向发光，LED发光亮度具有很强的方向性；3、半导体具有温度特性，LED输出光通量受温度影响，低温环境下光通量下降；4、目前造价相对较高，一次性投入费用较高。LED助航设施的应用目前已有研发出成品并应用于机场的LED助航设施有：滑行道边灯、滑行道中线灯、航空障碍灯、滑行引导标记牌。机场助航灯光新技术先进的场面引导与控制系统（A—SMGCS）A—SMGCS的发展演变全球航空运输业发展迅速，恶劣天气、低能见度给机场的安全、高效运行带来越来越大的压力。为解决上述两大难题，国际上正逐步深入研究、试验一种新的地面管制概念——高级地面运动引导和控制系统(A．SMGCS)。A—SMGCS系统通过有效的监视技术将场面运动目标的活动态势直接反应到塔台管制员面前的显示器上，并对目标进行控制告警、路由规划和引导，使得机场在全天候的天气下安全、有序、高效运作。A—SMGCS主要组成1、地面移动监视系统；2、飞行区灯光控制系统；3、塔台和机场信息交互系统。A—SMGCS的基本功能1、监视功能；2、管制功能；3、路径选择功能；4、引导功能。机场助航灯光新技术先进的场面引导与控制系统（A—SMGCS）A—SMGCS系统等级划分1、Ⅰ级监视管制员目视监视飞机和车辆的位置；人工指定滑行路径；冲突的预测和告警依靠管制员和飞行员的目视观察；地面引导采用中心油漆线和滑行引导牌（无助航灯光系统和场面监视雷达）。2、Ⅱ级告警管制员通过场面雷达监视飞机和车辆的位置；管制员人工指定滑行路径；冲突的预测和告警依靠管制员通过场面雷达监视和飞行员的目视观察完成；地面引导采用中心油漆线和滑行引导牌和固定中线灯。3、Ⅲ级自动路径选择管制员通过场面雷达监视飞机和车辆的位置；按飞行计划和场面监视信息自动生成滑行路径；冲突的预测和告警依靠管制员通过场面雷达监视和飞行员的目视观察完成；地面引导采用中心油漆线和滑行引导牌和固定中线灯（中心灯由管制人员人工控制）。机场助航灯光新技术先进的场面引导与控制系统（A—SMGCS）（视频）A—SMGCS系统等级划分4、Ⅳ级灯光自动引导管制员通过场面雷达监视飞机和车辆的位置；滑行路径自动生成；冲突的预测和告警依靠管制员通过场面雷达监视完成；地面引导采用中心油漆线和滑行引导牌和助航灯自动控制系统实现对飞机和车辆的自动滑行引导。（首都机场单灯引导系统就是按此等级设计）5、Ⅴ级ＲＶＲ≤75m空地数据链低能见度RVR≤75m实现自动引导。今天很荣幸有这样的机会和大家一起交流我这两年来对助航灯光系统的一些理解。实事求是地讲，由于接触这个行业也才短短两年，所以课件以及现场讲解中难免会有理解不深刻或是不到位的地方。以上不足之处，还恳请大家批评指正。结束语