УЗЕЛ ФОРМИРОВАНИЯ ИНДИКАТРИСЫ ИЗЛУЧЕНИЯ БОРТОВОГО АЭРОНАВИГАЦИОННОГО ОГНЯ
FORMATION NODE OF ON-BOARD NAVIGATION LIGHT RADIATION INDICATRIX

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано преимущественно для формирования заданной индикатрисы излучения бортовых аэронавигационных огней в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Бортовые аэронавигационные огни должны после их установки на летательном аппарате (ЛА) создавать непрерывный поток света в пределах заданных двугранных углов. Двугранный угол левый (правый) в горизонтальной плоскости 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.
Двугранный угол левый (правый) в вертикальной плоскости образуется двумя пересекающимися горизонтальной и вертикальной плоскостями, первая из которых параллельна продольной оси ЛА, а вторая расположена слева (справа) под углом 90° к первой плоскости, если смотреть вперед в направлении продольной оси.
Минимальные величины силы света передних аэронавигационных огней зависят от угла излучения светового потока и должны равняться или превышать заданные значения. Например, для винтокрылого аппарата сила света в горизонтальной плоскости 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.
Минимальные величины силы света в вертикальной плоскости передних аэронавигационных огней для винтокрылого аппарата в углах выше или ниже горизонтальной плоскости должны быть не менее: в угле от 0° до 5° - 0,9 I, в угле от 5° до 10° - 0,8 I, в угле от 10° до 15° - 0,7 I, в угле от 15° до 20° - 0,5 I, в угле от 20° до 30° - 0,3 I, в угле от 30° до 40° - 0,3 I и в угле от 40° до 90° - 0,05 I, где I - значение силы света под углом 0°.
В качестве источников света в светосигнальных и аэронавигационных огнях широкое применение находят излучатели на светодиодах, которые обладают повышенной надежностью и малым энергопотреблением по сравнению с излучателями на лампах накаливания (RU №2153623 С1, 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 №52523 U1, МПК H01L 33/00, опубл. 27.03.2006; US №5567036 А, МПК F21S 8/10, опубл. 22.10.1996; US №6244728 В1, МПК F21H 101/02, опубл. 12.06.2001; US №7118261 В2, МПК F21S 8/10, 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.
Известен хвостовой аэронавигационный огонь для самолета по патенту на изобретение US №7118261 В2, МПК F21S 8/10, опубл. 10.10.2006, в котором 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.
Наиболее близким к заявляемому по большинству совпадающих признаков является узел, реализующий способ формирования индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости по патенту RU №2519933 С1, МПК F21S 8/00, опубл. 20.06.2014, который принят в качестве прототипа.
Узел формирования индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости содержит совокупность светодиодов, размещенных на плоской плате, установленной на основании с наклоном относительно основания, и плоский диффузно рассеивающий отражатель, установленный с углом наклона относительно основания, причем оптическая ось каждого светодиода совпадает с осью, перпендикулярной к плоской плате. Плоскую плату со светодиодами устанавливают с наклоном под углом относительно основания. Узел обеспечивает формирование заданной индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости.
Недостаток способа и реализующего его узла по патенту RU №2519933, 2014 г. заключается в том, что в вертикальной плоскости индикатриса излучения бортового аэронавигационного огня повторяет индикатрису излучения светодиодов, которая ограничена углами ±60°, что недостаточно для бортового аэронавигационного огня.
Задачей предлагаемого изобретения является формирование заданных углов излучения бортовых аэронавигационных огней в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в упрощении конструкции узла формирования индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня.
Задача с достижением указанного технического результата решается тем, что в узле формирования индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня, содержащем совокупность светодиодов, размещенных на плоской плате, установленной на основании, и плоский диффузно-рассеивающий отражатель, причем оптическая ось каждого светодиода совпадает с осью, перпендикулярной к плоской плате, согласно изобретению плоский диффузно-рассеивающий отражатель совмещен с основанием, плата со светодиодами установлена перпендикулярно основанию и выполнена в виде симметричной структуры их двух групп светодиодов, в вертикальной плоскости симметрии которой установлена плоская перегородка, на боковых поверхностях которой расположены диффузно-рассеивающие отражатели.
Упрощение конструкции узла формирования индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной и вертикальной плоскостях достигается за счет использования дополнительных световых потоков от диффузно рассеивающих отражателей, установленных на основании и на боковых поверхностях плоской перегородки.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:
фиг. 1, на которой приведен узел формирования, вид спереди;
фиг. 2, которая иллюстрирует формирование индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости;
фиг. 3, которая иллюстрирует формирование индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в вертикальной плоскости;
фиг. 4, на которой приведена индикатриса в горизонтальной плоскости;
фиг. 5, на которой приведена индикатриса в вертикальной плоскости;
На фиг. 1-3 обозначены:
1 - плоская плата;
2 - первая группа светодиодов;
3 - вторая группа светодиодов;
4- плоский диффузно рассеивающий отражатель;
5 - основание;
6 - перегородка;
7 и 8 – диффузно рассеивающие отражатели.
На плоской плате 1, установленной перпендикулярно основанию 5, размещают N светодиодов, разделенных на две группы 2 и 3 светодиодов перегородкой 6, на боковых поверхностях которой расположены диффузно рассеивающие отражатели 7 и 8.
Количество светодиодов выбирают из условия обеспечения суммарным световым потоком светодиодов первой и второй групп максимальной интенсивности излучения в передних углах заданного сектора С1. Заданный световой поток в горизонтальной плоскости в секторе С1, при углах больших, чем половинный угол В1/2 излучения светодиодов, формируется за счет дополнительных световых потоков, которые создаются за счет переотражения светового потока, излучаемого светодиодами в секторе А1, от плоского диффузно рассеивающего отражателя 4.
Заданный световой поток в вертикальной плоскости в секторе С2, расположенном выше горизонтальной плоскости, при углах больших, чем половинный угол В2 /2 излучения светодиодов 2 первой группы, формируется за счет дополнительных световых потоков, которые создаются за счет переотражения светового потока, излучаемого светодиодами 2 первой группы в секторе А2, от диффузно рассеивающего отражателя 7.
Аналогично заданный световой поток в вертикальной плоскости в секторе С3, расположенном ниже горизонтальной плоскости, при углах больших, чем половинный угол В3/2 излучения светодиодов 3 второй группы, формируется за счет дополнительных световых потоков, которые создаются за счет переотражения светового потока, излучаемого светодиодами 3 второй группы в секторе A3, от диффузно рассеивающего отражателя 8.
На фиг. 4 приведен пример экспериментально полученной индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости для следующих исходных данных: количество светодиодов в первой и второй группах, размещенных на плоской плате 1-4 шт.; расстояние между светодиодами в группе: по горизонтали - 5,5 мм, по вертикали - 8,5 мм; угол В1 излучения светодиодов ±60°.
Пример экспериментально полученной индикатрисы излучения бортового аэронавигационного огня в вертикальной плоскости приведен на фиг. 5.
Таким образом, угол С1 излучения бортового аэронавигационного огня в горизонтальной плоскости расширяется до 110°, а углы С2 и С3 излучения бортового аэронавигационного огня в вертикальной плоскости расширяются до 90° за счет создания дополнительных световых потоков от диффузно рассеивающих отражателей, установленных на основании и боковых поверхностях плоской перегородки.
Узел отличается простотой, технологичностью конструкции и может быть использован также в светодиодных излучателях различного назначения, где требуется расширенная индикатриса излучения.