飛機(jī)駕駛艙泛光照明用于照明儀表板、左右控制臺(tái)和中央控制臺(tái)。合理的駕駛艙泛光照明可以保證飛行員快速、清晰、不易疲勞。否則，判斷和操作錯(cuò)誤會(huì)增加，即人為錯(cuò)誤率會(huì)增加。根據(jù)國(guó)外飛行事故統(tǒng)計(jì)分析，人為錯(cuò)誤造成的事故占所有事故的40%，直升機(jī)占70%。駕駛艙泛光照明不合理，視覺疲勞是人為錯(cuò)誤的直接原因之一。

驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

1.駕駛艙照明相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行民用飛機(jī)駕駛艙照明標(biāo)準(zhǔn)大致分為適航規(guī)則和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。適航規(guī)則CCAR － 25 該部門只對(duì)駕駛艙照明提出了定性要求，但尚未提出定量要求?，F(xiàn)有的國(guó)家軍事標(biāo)準(zhǔn)和航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大多制定在20世紀(jì)80年代和90年代，照明技術(shù)參數(shù)不能完全滿足現(xiàn)代民用飛機(jī)的需求。最具代表性的外國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)的軍事標(biāo)準(zhǔn)和SAE標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)大多是2000 多年后，能更好地體現(xiàn)現(xiàn)代照明技術(shù)的水平，可作為泛光照明的設(shè)計(jì)輸入。

通過(guò)對(duì)比研究相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)SAE －ARP4103和SAE － ARP1161，給出駕駛艙泛光照明的定量設(shè)計(jì)要求，詳見表1。

表1 泛光照明設(shè)計(jì)要求

2、led 泛光照明的優(yōu)點(diǎn)

如節(jié)能、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、抗震性好等。如節(jié)能、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性和抗震性好等。

LED 利用PN 結(jié)中少子與多子的結(jié)合實(shí)現(xiàn)發(fā)光，發(fā)光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)PN 結(jié)的禁帶寬度。LED 照明光源具有體積小、可靠性高、啟動(dòng)冷、亮度可調(diào)性好、低壓直流工作安全等優(yōu)點(diǎn)。LED它屬于一次光源。在發(fā)光過(guò)程中，電能直接變成光能。在與普通白熾燈保持相同亮度的情況下，其功耗僅為后者的十分之一。LED 是固態(tài)光源，無(wú)活動(dòng)部件和易損部件（ 如燈絲等） ，良好的抗振動(dòng)性能。LED一般壽命可達(dá)2萬(wàn)~1萬(wàn) 與熒光燈相比，小時(shí)遠(yuǎn)高于白熾燈，響應(yīng)速度快。LED不含有害人體健康的汞，是無(wú)污染光源。

利用LED光源提高照明系統(tǒng)性能是飛機(jī)照明技術(shù)的發(fā)展方向。LED 的可靠性高（ 國(guó)外供應(yīng)商提供的泛光燈MTBF 值可達(dá)50000小時(shí)) ，因此，可以大大降低飛機(jī)照明系統(tǒng)的故障率，降低飛機(jī)的維護(hù)成本。

3、LED泛光照明的設(shè)計(jì)分析

3. 1 光色分析

縱觀飛機(jī)駕駛艙照明的發(fā)展，常用的有紅光、白光、藍(lán)白光、夜視綠等4種 種光色。GJB455-88認(rèn)為駕駛艙照明可以選擇紅光、白光和藍(lán)白光，并規(guī)定其色度坐標(biāo)范圍。SAE ARP1048和SAE AS264只提到紅光和白光，只要求紅光波長(zhǎng)600nm 以上。MIL－DTL－7788H要求四種光色均勻。

燈光顏色的選擇主要基于不同的視覺需求，即根據(jù)不同飛機(jī)的飛行任務(wù)需求和總體要求選擇合適的燈光顏色。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于民用飛機(jī)來(lái)說(shuō)，飛機(jī)航程長(zhǎng)，飛行時(shí)間長(zhǎng)，非常強(qiáng)調(diào)為飛行員創(chuàng)造良好舒適的工作條件和環(huán)境。由于飛行員長(zhǎng)時(shí)間工作精細(xì)，很容易造成視覺疲勞，所以白色照明更適合中遠(yuǎn)程民用飛機(jī)的駕駛艙照明。飛行任務(wù)要求飛行員保持最佳的外部視力，即中低空飛行，需要頻繁更換觀察艙內(nèi)外飛行時(shí)間短的飛機(jī)，駕駛艙更適合紅光照明。對(duì)于飛行任務(wù)，我們不僅要區(qū)分顏色差異，還要粗略觀察目標(biāo)細(xì)節(jié)，選擇紅白光之間的藍(lán)白光更合適。

3. 2 供電分析

LED使用低壓直流電源（ 電流） 因此，在使用控制LED 照明時(shí)，對(duì)飛機(jī)電源系統(tǒng)也提出了更高的要求。據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)外軍用民用飛機(jī)采用的電源系統(tǒng)主要有115臺(tái) /200V 400Hz115/2000恒頻交流V變頻交流、28V低壓直流和28V 直流和115/200V由變頻交流組成的混合電源系統(tǒng)等。前兩種電源系統(tǒng)不提供低壓直流電源，若使用LED燈，每個(gè)LED燈必須配備電源箱，這將增加照明系統(tǒng)的重量，降低系統(tǒng)的可靠性。后兩個(gè)電源系統(tǒng)直接提供28個(gè)V 更適合直流電源LED 使用光源。

3. 3 布置分析

布局分析是根據(jù)駕駛艙的整體布局和各系統(tǒng)的照明需求來(lái)確定泛光燈的安裝位置，使安裝設(shè)計(jì)既能滿足各系統(tǒng)的整體輸入需求，又能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。駕駛艙空間有限，設(shè)備布局非常緊湊。

泛光燈的布置不僅要讓飛行員看得清各操縱面板，還要盡量避免眩光，做到光線柔和，提供一個(gè)舒適的光環(huán)境。

1 駕駛艙照明布局典型

現(xiàn)代民用飛機(jī)駕駛艙燈具的典型布置如1所示。儀表板泛光燈布置在遮陽(yáng)板下表面，側(cè)操作臺(tái)泛光燈布置在側(cè)操作臺(tái)上方窗戶下邊緣，中央操作臺(tái)泛光燈布置在頂部控制板上。

3. 4 調(diào)光控制分析

3. 4. 1 PWM調(diào)光

LED 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，光特性通常被描述為電流函數(shù)，而不是電壓函數(shù)，LED光通量隨著驅(qū)動(dòng)電流的增加而不是線性增加（ 如2 所示） ，因此采用恒流源驅(qū)動(dòng)可以更好地控制LED亮度。

2 光通量與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系曲線

LED它可以實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)，開關(guān)速度可以高達(dá)微秒，這是任何發(fā)光器件都無(wú)法比擬的。因此，恒流源用于改變LED切斷時(shí)間的方法可以改變其亮度（ 當(dāng)電流恒定時(shí)，LED亮度與導(dǎo)通時(shí)間成正比) ，即脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)光法。

PWM調(diào)光的本質(zhì)是通過(guò)的PWM 信號(hào)控制LED在一定的固定頻率下，通過(guò)調(diào)整脈沖的比例來(lái)改變LED開關(guān)時(shí)間。在整個(gè)工作過(guò)程中LED 電流值要么為零，要么為恒定值。由于利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，達(dá)到一定頻率后，人眼對(duì)準(zhǔn)LED亮度感是連續(xù)穩(wěn)定的光。

PWM與傳統(tǒng)串聯(lián)電阻降壓調(diào)光相比，調(diào)光具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a） 保證調(diào)光過(guò)程顏色的一致性： 改變LED的電流會(huì)使LED的PN結(jié)溫度發(fā)生變化，導(dǎo)致發(fā)射光譜的功率分布發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)光顏色發(fā)生變化。PWM調(diào)光只改變電流脈寬調(diào)節(jié)LED 亮度，電流值在通電時(shí)間內(nèi)保持不變，因此PWM調(diào)光可保證調(diào)光過(guò)程中顏色的一致性；

b） 降低功耗： 在黑暗狀態(tài)下，電壓調(diào)光電路的大部分功率消散在電位器和其他電阻設(shè)備上，并使用PWM調(diào)光可避免此類功耗，從而有效降低功耗；

c） 總線控制技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)。

3. 4. 2 LED泛光照明的調(diào)光設(shè)計(jì)

民用飛機(jī)對(duì)泛光照明的調(diào)光采用分區(qū)調(diào)光的控制方法。泛光照明分為五個(gè)照明區(qū)： 包括儀表板左側(cè)泛光照明、儀表板右側(cè)泛光照明、左控制臺(tái)泛光照明、右控制臺(tái)泛光照明和中央控制臺(tái)泛光照明。相應(yīng)設(shè)置5個(gè)區(qū)域調(diào)光旋鈕，每個(gè)調(diào)光旋鈕100%連續(xù)調(diào)節(jié)區(qū)域泛光照明。

為更好地保證光色均勻性和調(diào)光一致性，LED采用泛光照明PWM 調(diào)光方法，通過(guò)調(diào)光控制箱實(shí)現(xiàn)。泛光照明作為主照明的備用光源，由于安全余額，模擬調(diào)光信號(hào)直接傳輸?shù)秸{(diào)光控制箱。調(diào)光控制箱通過(guò)硬線輸出PWM信號(hào)給各區(qū)域的泛光燈，如3 所示。

3 LED 泛光照明調(diào)光架構(gòu)

當(dāng)飛機(jī)遇到雷雨時(shí)，泛光照明可以通過(guò)雷雨開關(guān)STORM統(tǒng)一控制。調(diào)光控制盒直接接收雷雨開關(guān)的模擬信號(hào)，并根據(jù)接收到的信號(hào)調(diào)整輸出，使駕駛艙內(nèi)所有的泛光照明處于最亮狀態(tài)。