航空器前燈的光束整形器和用於航空器的混合前燈的製作方法

2023-10-11 14:08:14 3

本發明通常涉及一種機載的照明系統，尤其涉及航空器前燈的光束整形器和用於航空器的混合前燈。

背景技術：

航空器照明系統通常包括多個照明裝置，這些照明裝置基於航空器飛行階段或滑行階段啟動(active)。

因此，航空器通常包括著陸燈、防碰撞閃爍燈和導航燈，其中，著陸燈布置在機翼上，並設計成當航空器接近跑道或起飛時照亮跑道；防碰撞閃爍燈安裝在後副翼頂部；以及導航燈安裝在每個翼尖上。

該航空器照明系統還包括照明裝置和輔助照明裝置，該照明裝置安裝在航空器機頭支架上，該照明裝置用於當航空器滑行時照亮該航空器沿著其行進的軌道，該照明裝置在英語中通常被稱為「滑行燈(taxilights)」，而輔助照明裝置在航空器滑行及其他階段提供側向照明，輔助照明裝置在英語中被稱為「跑道脫離燈」(rto，runwayturnofflights)。

「滑行」型跑道照明裝置通常安裝在航空器的前輪組件上，以便為航空器提供必要的前向照明，而「跑道脫離」照明裝置通常安裝在前輪組件上或機翼前緣上，其以大約35°至55°範圍內的角度定位在航空器前部的任一側上，以便照亮轉彎階段從而提高轉彎的可見度。

因此，在離開或進入跑道時，為了照亮滑行跑道，在滑行期間啟動用於滑行的滑行前燈和用於轉彎的跑道脫離前燈。在這些階段中，照明的特點在於具有寬的水平擴展光分布，以便識別航空器附近的障礙物，這些障礙物主要是在駕駛員座艙前面和機翼前面。該照明的光束必須保持垂直集中且必須朝向地面，以儘量減少跑道人員穿過光束的風險。

在現有技術中，航空器照明系統由獨立的多組照明裝置組成，該多組照明裝置在飛行階段或滑行階段期間選擇性地被啟動。

對滑行前燈尤其如此，然而，這些前燈可以同時被啟動以提高可見度。

顯然，多照明裝置形式的照明系統產品產生了很多缺點，特別是由於照明系統作為整體具有相對大的總體尺寸和重量的事實。

對「滑行」型的滑行前燈和「跑道脫離」型的滑行前燈尤其如此。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在於使多個照明功能能夠組合在同一個前燈中，更具體地，本發明的一個目的是在同一個前燈內提供滑行功能和rto功能，而不增加前燈的總體尺寸。

因此，本發明提出了一種用於航空器前燈的光束整形器，該光束整形器包括光輸入面和光輸出面，其中，光輸出面包括稜鏡形區域，這樣，通過在兩個相對於光束整形器的光軸傾斜的方向上引導光輸入面和光輸出面之間傳輸的光束，而傳播該光束。

因此，該光束整形器可用於偏轉由光源射出的光束，而不損失初始的光通量，由於從光束整形器射出的光傳播的最終偏轉在沒有相鄰稜鏡頂點幹擾的情況下產生，因此該光束保持成平行形式的形狀，直到該光束到達安裝有光束整形器的前燈的、條紋外透鏡的區域的表面，從而產生了rto光束的最終傳播。

根據本發明的另一特徵，輸出面包括一組具有三角形底部的稜鏡，該稜鏡以平行方式延伸並形成光束的全反射的內表面。

優選地，每個稜鏡有兩個稜鏡面，在這兩個稜鏡面之間限定了45°到55°之間的光束偏轉角，或優選地，光束偏轉角等於52°。

在一個實施例中，稜鏡以2毫米到10毫米之間的距離被間隔開，優選地，以5毫米的距離間隔開。

根據本發明的光束整形器的另一個特徵，光束整形器包括一個主體，該主體具有三個圓形突出部，這三個圓形突出部用於整形從三個單獨的光源射出的光束，且這三個圓形突出部具有共同的光輸出面。

優選地，該主體包括一組從光輸入面延伸的固定杆和定心杆，以及一組用於接收發光二極體的殼體。

根據第二方面，本發明還提出了一種航空器前燈，該航空器前燈包括一組光源和一組光束整形器，該一組光源具有發光二極體，該一組光束整形器用於整形由該光源射出的光束，所述的一組光束整形器包括上文定義的傳播光的光束整形器。

例如，該前燈可被製作為包括第一組光束整形器和第二組光束整形器，第一組光束整形器在其輸出處傳送已整形的光的平行光束，第二組光束整形器傳播所述光，第一組光束整形器和第二組光束整形器安裝在前燈的各自區域中，並基於航空器的飛行階段和/或滑行階段而啟動。

優選地，該前燈還可被製成包括外透鏡，該外透鏡具有延伸的條紋區域，以便所述外透鏡在光輸出面一側上面向偏轉的光束整形器。

附圖說明

通過閱讀以下僅作為非限制性示例提供的說明書，並參照附圖，本發明的其它目的、特徵和優點將變得顯而易見，其中：

-圖1是根據本發明的航空器前燈的光束整形器的立體圖，以及圖2是根據本發明的航空器前燈的光束整形器的俯視圖；

-圖3和圖4是圖1和圖2中的光束整形器在兩個不同方向上的側視圖；

-圖5a示出了光束在定向向左的傾斜方向上的傳播，圖5b示出了形成該rto光束的原理，圖6a示出了光束在定向向右的傾斜方向上的傳播，圖6b示出了形成該rto光束的原理；

-圖7是具有根據本發明的光束整形器的前燈的立體圖；

-圖8示出了安裝成面向光束整形器的光輸出面的外透鏡；和

-圖9示出了通過根據圖7的前燈獲得的光束。

具體實施方式

首先參照圖1-圖4，圖1-圖4示出了本發明的光束整形器的整體結構，光束整形器的整體結構由通用的附圖標記1標明。

該光束整形器被設計成安裝在用於飛機外部照明的前燈上，以提供滑行型和跑道脫離型的跑道照明功能。

可以看出，在這種情況下的光束整形器具有三個圓形突出部(lobe)的結構，這三個圓形突出部分別為l1、l2、l3，這三個圓形突出部分別整形從發光二極體射出的光束(未示出)。

光束整形器1具有主體2、後面3以及相對的前面6，該主體2由塑料材料通過倒模成型製成，優選地，該材料為聚碳酸酯，藉助後面3，光束整形器使用固定杆4和定心杆5以安裝在承載發光二極體(led)的電路上，相對的前面6限定了用於該組圓形突出部l1、l2和l3的共同的光輸出面。

可以看出，每個圓形突出部l1、l2和l3的後面3具有其中容納發光二極體的殼體7。殼體7的外圍表面和底部表面因此形成用於將光束輸入到光束整形器中的表面，該光束整形器整形由二極體傳遞的光束，並將所整形的光以平行光束的形式把該光傳送到光束整形器的輸出面上，該輸出面由前面6形成。

可以看出，光束整形器的前面6具有一組平行的條紋，諸如標記為8的條紋，由此，形成具有三角形底部的一組稜鏡9，該組稜鏡9在光束整形器的、垂直於光束的傳播方向的方向上延伸。

每個稜鏡9具有兩個稜鏡面10和稜鏡面11，在這兩個稜鏡面之間形成稜鏡角，該稜鏡角基於所要產生的光束的偏轉或取向來選擇。

在該方面，可以使稜鏡面10和稜鏡面11形成為在45°和55°之間的角度。優選地，使用52°的稜鏡角，以便提供在相對於光束整形器幾何軸線的傾斜方向上的峰值強度。

一方面參照圖5a和圖5b，另一方面參照圖6a和圖6b，可以看出，稜鏡面10和稜鏡面11可以用來在相對於光束整形器幾何軸線a的傾斜方向d上引導光束、以便分別將光束定向向左(圖5a和5b)和定向向右(圖6a和6b)。

應當注意的是，優選地，稜鏡以2毫米到10毫米的距離被間隔開。然而，已經發現，稜鏡之間的距離為5毫米提供了足夠的傳播和光輸出。

圖7和圖8示出了用於航空器的混合前燈12，混合前燈12可提供滑行型和rto型的跑道照明功能。

可以看出，該前燈包括一組光源，每個光源包括與光束整形器相關聯的發光二極體，該光束整形器用於整形由該二極體射出的光束。

混合前燈包括位於前燈各自區域內的光束整形器c1和光束整形器c2，光束整形器c1用於將光定向(參照上述圖1至圖4所述)，光束整形器c2能夠將發光二極體射出的平行光束形式的光束整形。外透鏡13包括條紋區域14，條紋區域14被定位成面向二極體的光輸出面，使得條紋區域14被定位成面向該定向的光束整形器c1。外透鏡13的條紋區域14用於傳播rto功能的兩個光束f2和f3。

如圖9所示，由於這種布置，前燈能夠使用與波束成形器c2相關聯的二極體來提供第一光束f1，以及使用與波束成形器c1相關聯的二極體來提供傳播的光束f2和f3。

可以同時啟動前燈的不同區域以獲得所有三個光束f1、f2和f3，或者選擇性地啟動區域以獲得滑行照明功能(光束f1)或rto照明功能(光束f2和f3)。

根據本發明的混合前燈可以，例如通過使用6個三合一光傳播光束整形器c1和一組6個三合一光束整形器c2來產生，每個三合一傳播光束整形器c1與3個led關聯，每組三合一光束整形器c2也與3個發光元件相關聯，因此混合前燈可包括36個發光二極體，全部都在常規的整體尺寸內。

在這方面，應當注意的是，前燈的尺寸通常由par號表示，par號以八分之一英寸為單位表示前燈的直徑。因此，par36尺寸對應於41/2英寸的直徑，即114毫米，par46對應於53/4英寸的直徑，即145毫米，而par64對應於8英寸，即203毫米。

優選地，根據本發明的混合前燈可以以par64尺寸製造，並由此可具有對應於傳統起飛燈的總體尺寸，並以減輕的重量和總體尺寸取代在機頭支架上的三個前燈，這三個前燈即一個滑行燈和左右兩個跑道脫離燈。