СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИНДИКАТРИСЫ ИЗЛУЧЕНИЯ БОРТОВОГО АЭРОНАВИГАЦИОННОГО ОГНЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
METHOD OF FORMING INDICATRIX OF RADIATION OF ON-BOARD AIR NAVIGATION LIGHT IN HORIZONTAL PLANE

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано, преимущественно, для формирования расширенной индикатрисы излучения бортовых аэронавигационных огней в горизонтальной плоскости.
Бортовые аэронавигационные огни должны после их установки на летательном аппарате (ЛА) создавать непрерывный поток света в пределах заданных двугранных углов. Двугранный угол левый (правый) образуется двумя пересекающимися вертикальными плоскостями, первая из которых параллельна продольной оси ЛА, а вторая расположена слева (справа) под углом 110° к первой плоскости, если смотреть вперед в направлении продольной оси. Минимальные величины света в горизонтальной плоскости передних аэронавигационных огней зависят от угла излучения светового потока и должны равняться или превышать заданные значения. Например, для винтокрылого аппарата сила света должна составлять не менее: в угле от 0° до 10° - 40 кд, в угле от 10° до 20° - 30 кд и в угле от 20° до 110° - 5 кд.
В качестве источников света в светосигнальных и аэронавигационных огнях широкое применение находят излучатели на светодиодах, которые обладают повышенной надежностью по сравнению с ламповыми излучателями (RU 2153623С1, МПК F21S 2/00, F21S 8/10, опубл. 27.07.2000; RU 75002U1, МПК F21S 8/00, F21Y 103/00, опубл. 20.07.2008; RU 52523U1, МПК H01L 33/00, опубл. 27.03.2006; US 5567036А, МПК F21S 8/10, опубл. 22.10.1996; US 6244728 В1, МПК F21H 101/02, опубл. 12.06.2001; US 7118261 В2, МПК F21S8/10, опубл. 10.10.2006).
В изобретении по патенту US 6244728 (МПК B64D 47/06, F21V 5/04, H01L 33/00, Н05К 1/14, Н05К 1/18, опубл. 12.06.2001) заданное распределение светового потока формируется с использованием сборки светодиодов. Сборка содержит большое количество светодиодов, что усложняет конструкцию излучателя.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ формирования, используемый в хвостовом огне для самолета, по патенту на изобретение US 7118261 В2, МПК F21S 8/10, опубл. 10.10.2006, который выбран в качестве прототипа. Излучатель, формирующий заданное распределение светового потока, состоит из двух плоских теплопроводящих печатных плат, каждая из которых установлена на теплопроводящей поверхности. На каждой теплопроводящей печатной плате установлена совокупность светодиодов, при этом оптическая ось каждого светодиода совпадает с осью, перпендикулярной плате. Указанная ось определяет главное направление распространения света каждой совокупности светодиодов. Угол между платами составляет не менее 90°. Хвостовой огонь при установке на ЛА обеспечивает излучение светового потока в горизонтальной плоскости в пределах ±70°.
Однако известное изобретение не обеспечивает формирование светового потока в пределах заданного двугранного угла в горизонтальной плоскости для бортовых аэронавигационных огней.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение угла излучения бортовых аэронавигационных огней в горизонтальной плоскости.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в упрощении формирования индикатрисы излучения бортовых аэронавигационных огней в горизонтальной плоскости.
Технический результат достигается тем, что в способе формирования индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости, заключающемся в том, что суммируют световые потоки от совокупности светодиодов, размещенных на плоской плате, установленной на основании, причем оптическая ось каждого светодиода совпадает с осью, перпендикулярной к плоской плате, согласно изобретению, создают дополнительные световые потоки за счет переотражения световых потоков светодиодов от плоского диффузно-рассеивающего отражателя, установленного с углом у наклона относительно основания, при этом плоскую плату со светодиодами устанавливают с наклоном под углом α относительно основания, а угол γ наклона диффузно-рассеивающего отражателя определяют из соотношений:
<mrow><mi>γ</mi><mo>=</mo><mi>θ</mi><mo>−</mo><mi>arcsin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>α</mi><mo>+</mo><mi>γ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>R</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow><mi>R</mi><mo>=</mo><msqrt><mrow><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>k</mi><mn>1</mn><mo>⋅</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>ϕ</mi><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>α</mi><mo>+</mo><mi>γ</mi><mo>+</mo><mfrac><mi>ϕ</mi><mo>.</mo></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mi>k</mi><mn>1</mn><mo>⋅</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>ϕ</mi><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>α</mi><mo>+</mo><mi>γ</mi><mo>+</mo><mfrac><mi>ϕ</mi><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>α</mi><mo>+</mo><mi>γ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msqrt><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
где: θ - угол излучения бортового аэронавигационного огня;
φ - угол излучения светодиода;
k - длина плоской платы;
1
k - расстояние от конца плоской платы до светодиода;
R - длина хода луча от диффузно-рассеивающего отражателя до верхней точки плоской платы.
Сущность изобретения поясняется следующими фигурами:
фиг.1, которая иллюстрирует формирование индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости, где:
1 - плоская плата;
2 - светодиод;
3 - диффузно-рассеивающий отражатель;
4 - основание;
фиг.2, на которой приведен пример индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости.
На плоской плате 1, установленной на основании 4, размещают N светодиодов 2, суммарный световой поток которых обеспечивает максимальную интенсивность излучения в заданных передних углах. Для обеспечения заданного светового потока при углах, больших, чем половинный угол φ/2 излучения светодиода 2, создают дополнительные световые потоки за счет переотражения световых потоков светодиодов 2 от плоского диффузно-рассеивающего отражателя 3, который устанавливают под углом γ наклона относительно основания 4. Для беспрепятственного распространения светового потока при углах более 90°, плоскую плату 1 со светодиодами 2 наклоняют под углом α относительно основания 4. Угол γ наклона диффузно-рассеивающего отражателя 3, который обеспечивает заданный угол θ излучения бортового аэронавигационного огня, (см. фиг.1), определяют из соотношений (1) и (2).
На фиг.2 приведен пример индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости, сформированной по предлагаемому способу, для следующих исходных данных: количество светодиодов 2 на плате 1-4 шт.; угол φ излучения светодиода 2-120°; угол у наклона диффузно-рассеивающего отражателя 3-10°; угол α наклона платы 1-80°.
Таким образом, угол θ излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости расширяется до 110°, без увеличения количества светодиодов.
Способ может быть использован также в светодиодных излучателях различного назначения, где требуется расширенная индикатриса излучения.