Aero Safety World 航空安全世界

帅哥

质量的前提下努力控制成本。团队希望

《航空安全世界》中文版的成功能够为

这个项目带来一定的收入，从而使我们

更好地投入到这项工作中来。

《航空安全世界》中文版一定能够

扩展杂志的读者群，并通过其不断增加

的新读者使杂志的影响力拓展到全球。

这样的拓展也为广告需求提供了一个更

广阔的平台。在《航空安全世界》中文

版中所得到的广告收入将为团队提供更

多的财务方面的支持。

现阶段《航空安全世界》中文版只

以网络电子版的形式发布。但是一旦财

务方面的问题能够得到解决且有需求，

将会发行和制作《航空安全世界》中文

版的纸质杂志。

帅哥

我们希望《航空安全世界》中文版

翻译制作项目将能够为安全天空航空安

全服务团队提供一个持续发展的平台。

如需了解安全天空团队的其它服务业

务，可以登录安全天空航空安全服务团

队的网站www.safersky.cn。

基金会聚焦

30 | 飞行安全基金会 | 航空安全世界 | 2008年12月

冉冉升起的新星

作者 WAYNE ROSENKRANS

跑道安全

发光二极管的安全性可能是最不引人注意的事情

利用发光二极管灯光系统（LED）在

地面引导飞行机组符合机场的愿

景。机场方面逐渐意识到该系统可

以提供的好处远远不止替代红色障碍灯与

蓝色滑行边灯那么简单。在机场固定排列

的灯光装置里面的每个发光二极管都含有

一个半导体芯片。当电流通过发光二极管

的半导体材料薄膜的时候，材料会发出白

色或者是一种饱和色的光线。一般来讲，

LED——也被认为是固态光源（SSL）——

它的明亮发光面的背面是不能目视所见

的。1

帅哥

即使在这个十年的某些时候，发光二

极管所要求的颜色问题和充足的光线输出

问题能够得到解决，设计人员还必须克服

另外一些问题，比如在有些机场寒冷环境

下发光二极管的热输出不足以融化冰雪的

问题，还比如遭遇偶然不期而至的断电的

情况。今天，设计人员可以为滑行道与跑

道的引导设备专门设计出比早期的氙气闪

光管和白炽灯更亮的灯光设备，如带有滤

色镜的全光谱卤钨灯。

虽然LED在航空安全方面所表现出来

的优点看起来并不是那么直接，也不是

很明显。但这并不能阻止机场或者是制

造商不断挖掘其在应用方面的优点。一

年前，FAA的机场方面的附属委员会——

研究，工程与发展咨询委员会建议FAA在

整个2010财政年度继续和位于伦斯勒工

业学院（Rensselaer Polytechnic

Institute）的光学研究中心共同协作

研究和发展针对机场照明设备的L E D技

术。2

帅哥

研究的一个间接安全收益是发现了在

一些原本没有助航灯光设备的机场安装永

久性，临时性以及备份助航灯光设备的可

背景， 太阳能供

电的LED跑道边界

灯光系统；前景，

LED跑道警戒灯

飞行安全基金会 | 航空安全世界 | 2008年12月| 31

跑道安全

行性。一份FAA 于2008年发布的咨询

通告与此有关，介绍的是一种类型的产

品能被应用到其他很多类型的产品中的

理由：“与太阳能光电板以及其相关配

件（比如电池）的近期技术发展同步的

是，太阳能动力LED［障碍］灯⋯在很

多情况下能被设计成跑道灯光系统，而

且费用［成本］只有正常商用输电线路

的一半。”3

F A A称，太阳能动力L E D障碍物

灯光系统已经安装在全美的各个机

场。据其制造商之一——Carmanah

Technologies公司介绍：“由于不需

要挖掘沟壑或者铺设电缆，一个两人的

团队一个小时或者更短的时间就能为整

条全开放的5000英尺（1525米）长的

跑道安装［建立灯光系统］，并使其能

在紧急情况或者发生自然灾害的时候发

挥作用。”有些机场也已经开始考虑进

行滑行道和跑道引导灯光系统的升级。

F A A还指出，另一个间接的安全

收益是，L E D灯光系统的同步性和有

着主动跑道安全性的灯光设备状态监

控功能，能够互相兼容，这包括了先

进的地面活动引导和控制系统。F A A

的报告指出，可变换位置的跑道警戒

灯（Addressable runway guard

lights）就是这方面的例子，“其一

方面在跑道等待点灯光系统中通过应用

交互通讯使其各个子电路同步发光，另

一方面也利用电路间的交互联系来搜集

灯光设备的状态以确保对工作状态的掌

控。” 4

帅哥

除了安全性以外，机场选择LED还

有其他几个理由，包括降低能源消耗；

LED的使用寿命通常是白炽灯的十倍，

例如太阳能电池驱动的滑行道灯光系统

可以使用5年且并不需要很多的维护；

相比白炽灯，它们显示出更好的可靠性

和耐久性，具体表现在对震动，冲击，

碰撞的抵抗力方面；相对较小的体积和

重量；以毫秒计算的即时闪亮和熄灭的

能力缩短了人们在发现威胁时候的响应

时间；和方向可控性。

FAA关于机场LED灯光系统最早的

研究项目之一是研究如何应用LED来显

示那些在机场活动区域内的数字和标

识，以补充或替代以前的油漆标志。研

究的同时，他们还发现冰雪会使得LED

的显示模糊不清5。于是对有些L E D滑

行道边灯系统的配套辅助加热装置的需

求催生了由FAA资助的进一步的研究项

目。

帅哥

照明研究中心发现，和在蓝色LED

上安装可修正的蓝色航空玻璃光学滤镜

相比，在白炽灯上配置蓝色滤色镜是比

较消耗能源的方式。报告称，“为了符

合FAA的法规中气候耐受性的要求，一

些以LED为基础的固定装置都配备了电

子加热器，当在冬天打开这些加热器的

时候几乎不会消耗LED的能量。”最成

功的解决方案是一台由八个蓝色LED环

绕在圆形铝散热片周围所组成的灯光

装置的样机。这样的设计能够从有电

能供给的LED的电路联接点上，将充足

的热量传导和对流到整个装置的光学部

分——因此即使在外界温度低达零下

四十摄氏度的时候也能融化冰雪6。

该中心同时还专门为那些边远的缺

乏能够向传统的机场灯光系统提供充足

电力的基础设施的机场，研发适合它们

的LED灯光系统。飞行员在模拟夜间条

件下观察实物模型以进行评估，这是些

能够不断变化亮度，颜色，闪烁图案，

观察角度和三维排列的模型。报告称，

“项目考察了不同的照明场景并且要

这个太阳能供电的

集成了电池和能量

管理系统的LED机

场灯，是通过加密

的无线通信来遥控

工作的。

帅哥

32 | 飞行安全基金会 | 航空安全世界 | 2008年12月

跑道安全

求进行机场定位，和确定跑道方

向。研究者测量了项目中锁定合

适机场所需的时间，精确度和信

心指数。”在Alaska和North

Dakota机场跑道上安装了LED装

置样机并进行飞行测试以验证实

验室的结果。

LED能影响机场维护方面的

安全等级。工人们暴露在危险天

气中检查机场运行区域所花费的

时间大大减少，LED装置还很少

需要替换，因此所有的争论一扫

而空。西门子公司的机场解决方

案部门（Siemens Airfield

Solutions）称，“相比传统

的氙气闪灯装置所需的2000伏

的直流电，LED跑道终端识别灯

（REIL）里面的电压是非常低

的。”

帅哥

在这方面所取得的显著的

进步还受到了美国政府和行业的

赞扬。西门子公司称，他们研发

的这种架高的和铺设在道面中的

LED跑道警戒灯，可以通过编制

程序来仿效白炽灯或者一分钟快

速闪／灭45到50下的黄色频闪

灯。FAA的研究人员已经证实，

通过在机场内实地测试架高的跑

道警戒灯，其性能和标准的白炽

灯光装置相比，有更高的亮度和

更长的使用寿命。

FAA的目视引导研究项目经

理Don Gallagher称，正在进

行的FAA研究项目包括搜集数据

以建立“可接受的基于LED的性

能标准来替代传统的灯光照明

标准。”“这个十年里，引入

经济和高效的LED（机场灯光系

统）将会给机场目视助航灯光

系统带来潜在的巨大变化⋯.我

们需要更深入地研究在机场电

路上布满标准白炽灯的情况下

引入L E D技术会有什么样的影

响；怎么样才能影响L E D的亮

度的变化；怎么样才能使L E D

灯光在更远的距离被看到［在

飞机的驾驶舱中］。”来自加

拿大，法国，德国，意大利和

美国的机场专家们此时已经在

ICAO机场委员会的目视助航设

备工作组中通力合作。“工作

组将为如何在目视助航设备中

应用L E D技术提供指导性的材

料，这些材料将被编入《ICAO

机场设计手册，第四部——目

视助航设备》，”F A A如是说

7。

帅哥

与L E D有关的电路的不稳

定性促使F A A于2005年开始

寻求系统设计和维护的解决方

案。一个相应的变化有可能成

为第一个标准，这就是和L E D

的特性相匹配的低功率机场电

路。

当L E D灯光设备开始以各

种形式出现在美国的机场的

时候，一些L E D设备的恒流整

流器（constant current

regulators (CCR)）——一

种可以使电流维持在特定水平

的电压保护装置——开始变得

不稳定并且会自动切断机场的

电路。“有些CCR是由于LED滑

行道边灯的电压或者电流过大

而切断电路的，”F A A所发布

的一份关于这个问题的报告中

称。“对于LED灯光设备的各个

部分所要求的过载量并没有一

个明确的标准.⋯当设计一个有

LED照明装置的电路的时候，为

了保证有足够的裕度，其峰值

和额定伏-安（VA）过载都应考

虑进来⋯.尤其是在LED装置和其

它具有高初始峰值伏-安过载的

设备所共享的电路中更需要非常

小心。”

帅哥

注释

1. Navigant Consulting. “Energy

Savings Estimates of Light

Emitting Diodes in Niche

Lighting Applications.”

Report prepared for the U.S.

Department of Energy.November

2003.

2. Hansman, R. John. Letter to

FAA Administrator Robert

Sturgell on behalf of the

FAA Research, Engineering

and Development Advisory

Committee. Nov.7, 2007.

3. FAA. “Runway and Taxiway

Fixtures.”Advisory Circular

150/5345-46B (L-804).

4. C y r u s, Holly M. “L i g h t

E m i t t i n g Diode Taxiway

E d g e L i g h t s E m i s s i o n s

Evaluation.” FAA report no.

D O T/F A A/A R-T N05/10. March

2005. Cyrus; Nadel,Jess.

“L i g h t E m i t t i n g D i o d e

Taxiway Lighting Effects on

Constant Current Regulator

Stability.” FAA report no.

DOT/FAA/AR-TN08/29. May 2008.

5. Gallagher, Donald W. “In-

Pavement Light Emitting

Diode (LED) Light Strip

Evaluation.” FAA Interim

Report no.DOT/FAA/AR-01/39.

August 2001.

6. Gu, Yimin; Baker, Alex;

N a r e n d r a n,N a d a r a j a h.

“Investigation of Thermal

Management Technique in

Blue LED Airport Taxiway

Fixtures.” In proceedings of

the Society of Photo-Optical

Instrumentation Engineers,

S e v e n t h I n t e r n a t i o n a l

Conference on Solid State

Lighting, 2007.

7. F A A. “Runway Incursion:

Making Runway Incursions

a Thing of the Past.” R&D

Review. Issue 2, 2007.