專利名稱：利用基于led的光源的多平臺(tái)飛機(jī)前部位置指示燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2003年12月8日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/527299的優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容被本文參引。
本發(fā)明涉及飛機(jī)上的位置指示燈系統(tǒng)，特別是涉及利用固態(tài)光源的前部位置指示燈。
背景技術(shù)：
為了防止與其它飛機(jī)碰撞，多個(gè)燈安裝在飛機(jī)外部，以便向大致相同空域中的其它飛機(jī)指示它的相對(duì)位置。該指示燈系統(tǒng)包括前部位置指示燈系統(tǒng)，該前部位置指示燈系統(tǒng)包括安裝在左側(cè)機(jī)翼上的紅色燈和安裝在右側(cè)機(jī)翼上的綠色燈。根據(jù)被觀測(cè)飛機(jī)上的前部位置指示燈的顏色和運(yùn)動(dòng)，在附近運(yùn)行的其它飛機(jī)可以識(shí)別該飛機(jī)的相對(duì)位置和運(yùn)行方向。
聯(lián)邦航空條例(FAR)規(guī)定了對(duì)于各紅色和綠色前部位置指示燈的、作為發(fā)射角度的函數(shù)的最小和最大光強(qiáng)度。最大光強(qiáng)的限制(稱為“角度截?cái)唷?為必須的，以防止在這些位置指示燈之間過度交疊，這樣，在大致相同空域中的其它飛機(jī)就能夠準(zhǔn)確識(shí)別飛機(jī)的各個(gè)位置指示燈。這有助于其它飛機(jī)確定該發(fā)光飛機(jī)的相對(duì)位置。通常，前部位置指示燈系統(tǒng)利用白熾燈作為光源。這些系統(tǒng)有幾個(gè)缺點(diǎn)。由于它們的工作原理，白熾燈與其它光源相比(例如熒光燈、固態(tài)燈和高強(qiáng)度放電燈)壽命有限。飛機(jī)工作的惡劣環(huán)境會(huì)進(jìn)一步降低白熾燈的使用壽命。因?yàn)楹娇瞻踩珬l例要求飛機(jī)的位置指示燈在飛機(jī)夜間工作時(shí)起作用，因此白熾位置指示燈的頻繁故障可能導(dǎo)致航班出發(fā)延遲和由于更換而引起的高維護(hù)成本。
而且，基于白熾燈的指示燈系統(tǒng)需要彩色玻璃濾光鏡來獲得特定顏色。全世界內(nèi)只有很少的供應(yīng)商提供的彩色玻璃能夠承受在工作過程中經(jīng)歷的高溫度梯度，同時(shí)保持FAR所規(guī)定的顏色。還有，這種玻璃非常重，因此降低了飛行效率。
一些現(xiàn)有的位置指示燈系統(tǒng)利用發(fā)光二極管(LED)。不過，該系統(tǒng)(在形狀上或裝配上)并不適于直接替換現(xiàn)有的白熾燈。因此，需要進(jìn)行一些“改型”，以便將這些燈安裝在飛機(jī)上。
另外，已知的基于LED的位置指示燈設(shè)計(jì)為點(diǎn)方案-而不是作為適于各種平臺(tái)的公共方案。還有，這些指示燈系統(tǒng)需要成簇的LED，以便滿足FER的要求。與已知的基于LED的位置指示燈相關(guān)的另一問題是與LED相關(guān)的光度分布變化。這些變化可能使得位置指示燈不能獲得FAR所需的最小或最大光強(qiáng)分布。
發(fā)明簡(jiǎn)介本發(fā)明的示例實(shí)施例涉及飛機(jī)的前部位置指示燈，該前部位置指示燈使用固態(tài)光源，并適合不同的安裝平臺(tái)。
根據(jù)示例實(shí)施例，該前部位置指示燈裝置包括多個(gè)模塊化部件。該模塊化設(shè)計(jì)可以方便該前部位置指示燈的制造和裝配，且能夠很容易地進(jìn)行電子升級(jí)。
該前部位置指示燈裝置的模塊化部件可以包括安裝模塊，一個(gè)或多個(gè)固態(tài)光源安裝在該安裝模塊上。安裝模塊還可以包括散熱器。該散熱器可以構(gòu)造成發(fā)散由固態(tài)光源產(chǎn)生的熱量。該散熱器可以作為冷卻翅片而包含于安裝模塊的鑄件中。
根據(jù)示例實(shí)施例，該前部位置指示燈裝置還可以包括基座組件模塊。該基座組件模塊可以包括電子電路，用于將固態(tài)光源與飛機(jī)內(nèi)的電源進(jìn)行電連接。該基座組件模塊也可以包括散熱器，該散熱器可以包括冷卻翅片，該冷卻翅片包含于基座組件模塊的鑄件內(nèi)。
根據(jù)示例實(shí)施例，該基座組件模塊可以與包含不同電子電路的其它基座組件模塊互換。因此，可以通過僅更換基座組件模塊來對(duì)該前部位置指示燈裝置進(jìn)行電子升級(jí)。例如，包含無源電路的基座組件模塊可以由包括具有有源部件的電流控制裝置的基座組件模塊來代替。
在示例實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)用作安裝模塊上的光源。根據(jù)前部位置指示燈在飛機(jī)上的特定位置(左側(cè)或右側(cè)機(jī)翼)，該LED可以設(shè)置成發(fā)出聯(lián)邦航空條例(FAR)所要求的特定顏色的光。
根據(jù)示例實(shí)施例，安裝模塊的LED可包括側(cè)部發(fā)射LED。在該實(shí)施例中，該裝置還可以包括一個(gè)或多個(gè)反射鏡，該反射鏡的構(gòu)造(例如形狀和位置)與側(cè)部發(fā)射二極管的發(fā)射特性相對(duì)應(yīng)。此外，該裝置可以包括至少一個(gè)其它類型的LED，例如lambertian LED。在示例實(shí)施例中，由LED發(fā)射的光與由反射鏡反射的光進(jìn)行組合，以便形成由該前部位置指示燈發(fā)射的光圖案。根據(jù)示例實(shí)施例，該光圖案符合由FAR對(duì)前部位置指示燈強(qiáng)制要求的最小角度強(qiáng)度要求。
而且，該安裝模塊上的LED的構(gòu)造使得該前部位置指示燈裝置能夠安裝在多種現(xiàn)有的安裝平臺(tái)上(例如那些使用白熾位置指示燈的平臺(tái))，而不需要對(duì)該裝置進(jìn)行改型或變化。因此，在示例實(shí)施例中，該前部位置指示燈裝置可以用于直接替換現(xiàn)有的白熾/鹵素前部位置指示燈。
在另一示例實(shí)施例中，該前部位置指示燈可以包括截?cái)嗥帘文K。該截?cái)嗥帘文K可以包括一個(gè)或多個(gè)截?cái)嗥帘渭摻財(cái)嗥帘渭O(shè)計(jì)成有效限制該光圖案，以便滿足FAR關(guān)于位置指示燈之間的交疊的規(guī)定。
根據(jù)該示例實(shí)施例，LED和截?cái)嗥帘渭軌蚴沟们安课恢弥甘緹粞b置符合FAR的規(guī)定，而不使用彩色玻璃。
通過后面的詳細(xì)說明將清楚本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍。不過應(yīng)當(dāng)知道，這里的詳細(xì)說明和特定實(shí)施例以及本發(fā)明所述的示例實(shí)施例都只是用于舉例說明。
附圖的簡(jiǎn)要說明通過下面結(jié)合附圖的說明將更完整地理解本發(fā)明，附圖中

圖1表示了本發(fā)明示例實(shí)施例的前部位置指示燈裝置的分解圖；圖2A和2B表示了按照本發(fā)明示例實(shí)施例的裝配好的前部位置指示燈裝置的可選視圖；圖3A和3B分別表示了按照示例實(shí)施例的包含發(fā)光二極管(LED)光源的安裝模塊的剖視圖和透視圖；以及圖4表示了按照本發(fā)明示例實(shí)施例的前部位置指示燈裝置的安裝平面圖。
示例實(shí)施例的詳細(xì)說明下面將介紹本發(fā)明的示例實(shí)施例。
本發(fā)明涉及一種將安裝在飛機(jī)上(特別是飛機(jī)的機(jī)翼上)的前部位置指示燈裝置，以便向在大致相同空域中飛行的其它飛機(jī)提供關(guān)于該飛機(jī)的相對(duì)位置的信息。根據(jù)示例實(shí)施例，該位置指示燈裝置利用了固態(tài)光源，與常規(guī)前部位置指示燈系統(tǒng)中所用的白熾燈光源相比，該固態(tài)光源具有更長(zhǎng)的工作壽命并產(chǎn)生更少的熱量。另外，根據(jù)示例實(shí)施例，該前部位置指示燈裝置可以為便攜式，并能夠安裝在不同類型的平臺(tái)上。
聯(lián)邦航空條例(FAR)這里，介紹由聯(lián)邦航空條例(FAR)對(duì)前部位置指示燈強(qiáng)制執(zhí)行的一些要求將很有利。應(yīng)當(dāng)知道，下面的說明只是用于說明目的，而不是作為對(duì)前部位置指示燈所強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)或要求的窮舉。
各前部位置指示燈必須顯示為在水平面中的各自角度范圍內(nèi)的連續(xù)光(該水平面包含飛機(jī)的縱向軸線，并垂直于飛機(jī)的對(duì)稱軸線)。
例如，在左側(cè)機(jī)翼上的前部位置指示燈(紅色)必須顯示為當(dāng)沿飛機(jī)的縱向軸線向前看時(shí)在該縱向軸線的左側(cè)從0至110度的范圍內(nèi)為連續(xù)光。對(duì)應(yīng)于該紅色前部位置指示燈的該角度范圍稱為二面角L。
相反，在右側(cè)機(jī)翼上的前部位置指示燈(綠色)必須顯示為當(dāng)沿飛機(jī)的縱向軸線向前看時(shí)在該縱向軸線的右側(cè)從0至110度的范圍內(nèi)為連續(xù)光。對(duì)應(yīng)于該綠色前部位置指示燈的該角度范圍稱為二面角R。
(二面角A是對(duì)應(yīng)于后部位置指示燈的角度范圍，跨度為當(dāng)沿縱向軸線向前看時(shí)從該縱向軸線右側(cè)的70度至該縱向軸線左側(cè)的70度。)如前所述，F(xiàn)AR表示了對(duì)于飛機(jī)的各前部位置指示燈(紅色和綠色)的、作為發(fā)射角度的函數(shù)的特定最小和最大光強(qiáng)度。在水平面中，F(xiàn)AR規(guī)定了對(duì)于紅色前部位置指示燈在二面角L中的最小光強(qiáng)度以及對(duì)于綠色前部位置指示燈在二面角R中的最小光強(qiáng)度。表1表示了對(duì)于水平面的這些最小光強(qiáng)度的特殊實(shí)例，如FAR的Part 23，Sec.23.1391中所列出的。
表1
FAR還規(guī)定了前部位置指示燈在任何垂直平面中的最小光強(qiáng)度，其作為水平面的最小光強(qiáng)度(1)和在該水平面的上方或下方的角度的函數(shù)。表2表示了在該條例中的這些最小光強(qiáng)度(按照1)(根據(jù)Part 23，Sec.23.1393，作為本申請(qǐng)的存檔數(shù)據(jù))表2
為了防止在前部位置指示燈之間的過度交疊，F(xiàn)AR還規(guī)定了在水平面中作為發(fā)射角度的函數(shù)的最大光強(qiáng)度。特別是，F(xiàn)AR確定了紅色前部位置指示燈在相鄰二面角R的特定區(qū)域中可以有的最大光強(qiáng)度。還規(guī)定了綠色前部位置指示燈在水平面的相鄰二面角L的特定區(qū)域中的最大光強(qiáng)度。而且，F(xiàn)AR規(guī)定了紅色和綠色的前部位置指示燈在相鄰二面角A的特定區(qū)域中的最大光強(qiáng)度(以便防止與后部位置指示燈的過度交疊)。表3表示了這些最大光強(qiáng)度的特定實(shí)例，如FAR的Sec.1395，Part23中所述。
最大光強(qiáng)度(燭光單位)表3
如FAR中所定義的，區(qū)域A包括在經(jīng)過光源并與公共邊界平面交叉(超過10度但小于20度)的相鄰二面角中的所有方向。區(qū)域B包括在經(jīng)過光源并與公共邊界平面交叉(超過20度)的相鄰二面角中的所有方向。
因此，表3中所示的規(guī)定確定了對(duì)于各前部位置指示燈的角度截?cái)?。超過這些角度截?cái)?，由各前部位置指示燈發(fā)射的光強(qiáng)度必須限制為或低于表3中規(guī)定的最大光強(qiáng)度。
這樣，F(xiàn)AR規(guī)定了對(duì)于紅色前部位置指示燈在超過二面角L進(jìn)入相鄰二面角R和A中10度時(shí)的角度截?cái)啵@時(shí)光強(qiáng)度限制為10燭光單位或更低。對(duì)于紅色前部位置指示燈還規(guī)定了在超過二面角L進(jìn)入相鄰二面角R和A中20度時(shí)的另一角度截?cái)啵@時(shí)光強(qiáng)度限制為1燭光單位或更低。
應(yīng)當(dāng)知道，表3中的參數(shù)表示了FAR的Part 23中的要求，它屬于正常、實(shí)用、特技和通勤類飛機(jī)。不過應(yīng)當(dāng)知道，F(xiàn)AR的其它部分還規(guī)定了對(duì)于其它類型飛機(jī)的最大和最小光強(qiáng)度要求。例如，Part 25提供了對(duì)于運(yùn)輸類飛機(jī)的FAR要求，Part 27提供了對(duì)于正常類旋翼飛機(jī)的要求，而Part 29提供了對(duì)于運(yùn)輸類旋翼飛機(jī)的要求。
應(yīng)當(dāng)知道，F(xiàn)AR在這些部分中還包括其它要求，包括各燈的特定波長(zhǎng)(即顏色)。
本發(fā)明的示例實(shí)施例圖1表示了本發(fā)明示例實(shí)施例的前部位置指示燈裝置1的分解圖。根據(jù)示例實(shí)施例，該前部位置指示燈裝置1為模塊化。裝置1的模塊化便于裝配，并能夠通過更換一個(gè)或多個(gè)模塊來進(jìn)行某些升級(jí)。圖1的分解圖表示了該位置指示燈裝置1的不同模塊，包括截?cái)嗥帘文K10、LED散熱器和安裝模塊20以及電子散熱器模塊30。
根據(jù)示例實(shí)施例，LED散熱器和安裝模塊20(下文中也稱為“安裝模塊”)包括作為光源的發(fā)光二極管(LED)。
特別是，在圖1所示的示例實(shí)施例中，該安裝模塊20包括第一LED模塊和第二LED模塊。第一LED模塊包括兩個(gè)側(cè)部發(fā)射LED 210，而第二LED模塊包括單個(gè)lambertian(朗伯)LED 230。在圖1的示例實(shí)施例中，第一LED模塊還包含一個(gè)或多個(gè)定制設(shè)計(jì)的反射元件220(下文中稱為“反射器”)，該反射元件220安裝在側(cè)部發(fā)射LED 210的旁邊。
根據(jù)示例實(shí)施例，在第一LED模塊24上的LED 210可包括LUXEONTM側(cè)部發(fā)射LED，它們目前在市場(chǎng)上有售。還有，在第二LED模塊22上的LED 230可以包括目前在市場(chǎng)上有售的LUXEON lambertian LED。不過，其它類型的LED也可以用于第一LED模塊24和第二LED模塊22上，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)期的。
如圖1(和圖3B)所示，側(cè)部發(fā)射LED 210并不必須安裝在與lambertian LED 230相同的平面中。實(shí)際上，該側(cè)部發(fā)射LED 210可以安裝在與lambertian LED 230不同的角度和高度上。
該側(cè)部發(fā)射LED 210安裝在第一LED模塊的表面上，這使得它們各自有特殊方位。各LED 210的方位是指它相對(duì)于飛機(jī)縱向軸線的角度以及它在前部位置指示燈裝置1中的相對(duì)位置。各側(cè)部發(fā)射LED 210的方位和發(fā)光特性決定了由LED 210從裝置1中發(fā)出的光的圖案(或分布)。
類似地，第二LED模塊的安裝表面向lambertian LED 230提供了特殊方位。由lambertian LED 230從前部位置指示燈裝置1中所發(fā)出的光的分布同樣取決于LED 230的方位和發(fā)光特性。
圖2A、3A和3B提供了前部位置指示燈裝置1的可選視圖。根據(jù)示例實(shí)施例，這些圖表示了在前部位置指示燈裝置中的各LED 210和230的方位。
不過，根據(jù)示例實(shí)施例，從前部位置指示燈裝置1發(fā)射的光的圖案可能不僅取決于LED 210和230的方位和發(fā)光特性，而且取決于在安裝模塊20中的各反射器220的反射性質(zhì)。
特別是，各反射器220設(shè)置成反射從至少一個(gè)側(cè)部發(fā)射LED 210發(fā)射的光。該反射光的特性取決于各側(cè)部發(fā)射LED 210的光分布和該反射器220的構(gòu)造。對(duì)于本說明書來說，各反射器220的構(gòu)造包括(但是并不局限于)形狀、尺寸、材料類型以及該反射器220相對(duì)于相應(yīng)側(cè)部發(fā)射LED 210的相對(duì)位置。
利用已知技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠根據(jù)側(cè)部發(fā)射LED 210的分布來構(gòu)造該反射器220，使得該反射光具有所需的圖案。例如，這些技術(shù)可以利用試驗(yàn)和誤差、計(jì)算機(jī)模擬等。用于設(shè)計(jì)反射器220的這些技術(shù)已經(jīng)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知，且并不需要進(jìn)行過度實(shí)驗(yàn)來獲得所需圖案的反射光。
圖3A表示了該實(shí)施例的安裝模塊20的剖視圖。特別是，圖3A表示了反射器220的示例構(gòu)造，其中，對(duì)于每個(gè)側(cè)部發(fā)射LED 210都有單個(gè)反射器220。如圖3A所示，各反射器220的反射表面可以是彎曲的。各反射器220的形狀確定為使得反射器220將按照上述的所需圖案來反射光。
在可選的示例實(shí)施例中，單個(gè)反射器220可以用于產(chǎn)生所需圖案的反射光。例如，單個(gè)反射器220可以設(shè)計(jì)成“雙峰”形狀，其中，各峰的形狀構(gòu)造成可反射相應(yīng)其中一個(gè)側(cè)部發(fā)射LED 210的光。
根據(jù)示例實(shí)施例，該定制反射器220的構(gòu)造是根據(jù)側(cè)部發(fā)射LED210的方位來設(shè)計(jì)的，從而使該反射光形成特定圖案。該圖案可以與側(cè)部發(fā)射LED 210的發(fā)射光組合，以便形成光的第一分布，即第一LED模塊的發(fā)射分布。
根據(jù)LED 230的方位和發(fā)光特征，由lambertian LED 230所發(fā)射的光形成第二分布。光的該第二分布對(duì)應(yīng)于由第二LED模塊所產(chǎn)生的光。根據(jù)LED 230的發(fā)光特征來確定lambertian LED 230的合適方位的技術(shù)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知，且不需要進(jìn)行過度實(shí)驗(yàn)。
這樣，第一和第二分布的光組合形成從前部位置指示燈裝置1發(fā)射的光圖案。根據(jù)示例實(shí)施例，第一和第二LED模塊(包括側(cè)部發(fā)射LED210、反射器220和lambertian LED 230)設(shè)置成使得所形成的光圖案滿足FAR對(duì)最小光強(qiáng)度的要求。如上所述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易知道怎樣設(shè)置側(cè)部發(fā)射LED 210和反射器220以及l(fā)ambertian LED230，使得該前部位置指示燈裝置的光圖案滿足FAR的最小強(qiáng)度要求。
根據(jù)示例實(shí)施例，側(cè)部發(fā)射LED 210和lambertian LED 230設(shè)置成以與FAR對(duì)特殊位置的前部位置指示燈裝置1的要求相符的顏色來發(fā)射光。在該實(shí)施例中，當(dāng)該前部位置指示燈裝置1要安裝在飛機(jī)的右側(cè)機(jī)翼上時(shí)，各LED 210和230可以設(shè)置成發(fā)射滿足FAR的綠色光(“航空綠”)。另一方面，當(dāng)該前部位置指示燈裝置1要安裝在飛機(jī)的左側(cè)機(jī)翼上時(shí)，LED 210和230可以設(shè)置成發(fā)射滿足FAR的紅色光(“航空紅”)。設(shè)置成發(fā)射航空紅和航空綠的光的側(cè)部發(fā)射LED和lambertian LED可以很容易從市場(chǎng)上購(gòu)得。
因此，在上述示例實(shí)施例中，該前部位置指示燈裝置1并不需要使用彩色玻璃來提供特殊顏色的光以滿足FAR的規(guī)定。
應(yīng)當(dāng)知道，航空紅和航空綠的側(cè)部發(fā)射LED210可能有不同的發(fā)光特征，因此使得它們各自的分布有一些差別。因此，為了獲得最佳光圖案，根據(jù)該前部位置指示燈1是被設(shè)置成發(fā)射航空紅光還是航空綠光，反射器220的構(gòu)造可以稍微不同。
不過，根據(jù)示例實(shí)施例，定制的反射器220可以設(shè)計(jì)成適應(yīng)航空紅或航空綠的側(cè)部發(fā)射LED210。換句話說，反射器220的設(shè)計(jì)可以是用于紅色側(cè)部發(fā)射LED 210的最佳設(shè)計(jì)和用于綠色側(cè)部發(fā)射LED 210的最佳設(shè)計(jì)之間的折衷方案。不過，根據(jù)可選的示例實(shí)施例，反射器220可以根據(jù)前部位置指示燈裝置1是設(shè)置成用于紅色光還是綠色光而進(jìn)行不同設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化光圖案。
如圖1-2B和3B所示，LED散熱器和安裝模塊20的基座可以包括一組或多組冷卻翅片240，這些冷卻翅片240能夠發(fā)散由LED模塊22和24產(chǎn)生的熱量。而且，該基座可以包括具有良好散熱特性的導(dǎo)熱材料。
根據(jù)示例實(shí)施例，該安裝模塊20可以與截?cái)嗥帘文K10操作連接，該截?cái)嗥帘文K10包括一個(gè)或多個(gè)截?cái)嗥帘渭?br> 在圖1所示的示例實(shí)施例中，這些截?cái)嗥帘渭峁┝藢?duì)前部位置指示燈裝置1的光圖案的角度截?cái)?，從而防止所發(fā)射的光與飛機(jī)的其它前部位置指示燈和后部位置指示燈過度交疊。特別是，該截?cái)嗥帘文K10可以包括交疊屏蔽件110和120，該交疊屏蔽件110和120防止光圖案在與其它前部位置指示燈的光圖案交疊的區(qū)域A和B中超過FAR規(guī)定的最大光強(qiáng)度。該截?cái)嗥帘文K10還可以包括周邊屏蔽件130，該周邊屏蔽件130防止光圖案在與后部位置指示燈交疊的區(qū)域A和B中超過該最大光強(qiáng)度(對(duì)應(yīng)于二面角A)。
根據(jù)示例實(shí)施例，該截?cái)嗥帘文K10可以包括由光學(xué)上不透明的聚合物制成的單個(gè)鑄件，它在工作過程中可與安裝模塊20操作連接。也可選擇，該鑄件可以由本領(lǐng)域已知的其它合適材料構(gòu)成。在示例實(shí)施例中，截?cái)嗥帘渭?10、120和130可以包含于該鑄件中。
如圖1所示，該截?cái)嗥帘文K10可以包括較大交疊屏蔽件110，該較大交疊屏蔽件110提供了對(duì)于光的第二分布(即由lambertian LED230所發(fā)射的光分布)的角度截?cái)?。該截?cái)嗥帘文K10還可以包括輔助交疊屏蔽件120，該輔助交疊屏蔽件120提供了對(duì)于光的第一分布(即由側(cè)部發(fā)射LED 210和反射器220所發(fā)射的光)的角度截?cái)唷?br> 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員利用已知技術(shù)和在不需要過度實(shí)驗(yàn)的情況下能夠很容易地設(shè)計(jì)出該較大交疊屏蔽件110和該輔助交疊屏蔽件120，以便從與其它前部位置指示燈的圖案相對(duì)應(yīng)的區(qū)域A和B中有效截?cái)喙鈭D案。這些技術(shù)可以包括試驗(yàn)和誤差、計(jì)算機(jī)模擬或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易知道的其它方法。
應(yīng)當(dāng)知道，圖1、2A、2B和3B中所示的較大交疊屏蔽件110和輔助交疊屏蔽件120的結(jié)構(gòu)只是示例性的。例如，這些圖將該較大交疊屏蔽件110表示為杯形，而將該輔助交疊屏蔽件表示為桿形。不過，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以預(yù)期，也可以采用其它可選的形狀和結(jié)構(gòu)。特別是，可以使用能夠防止光圖案與其它前部位置指示燈過度交疊的任何結(jié)構(gòu)，從而使該圖案滿足FAR。
而且，在可選實(shí)施例中，該輔助交疊屏蔽件120可以與反射器220操作連接，而不是包含于截?cái)嗥帘文K10中。例如，該輔助交疊屏蔽件120可以連接到該反射器220的頂部。
參考圖1，該截?cái)嗥帘文K10可以包括沿模塊10的至少一部分周邊延伸的周邊屏蔽件130。該周邊屏蔽件130可以構(gòu)造成向整個(gè)光圖案提供角度截?cái)?，這限制了光與飛機(jī)的后部位置指示燈交疊的量。特別是，周邊屏蔽件130可以設(shè)計(jì)成截?cái)喙獾牡谝缓偷诙植?，基本防止與二面角A交疊。該周邊屏蔽件130使得光圖案能夠滿足FAR對(duì)于二面角A中區(qū)域A和B的最大強(qiáng)度要求。
與該較大交疊屏蔽件110和輔助交疊屏蔽件120類似，該周邊屏蔽件130可以利用本領(lǐng)域的公知技術(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
根據(jù)上面所述和圖1-3B中所示的特定示例實(shí)施例，安裝模塊20和截?cái)嗥帘文K10的結(jié)構(gòu)很有利，這是因?yàn)橹恍枰齻€(gè)LED來產(chǎn)生滿足FAR對(duì)于前部位置指示燈的規(guī)定的光圖案。這使得安裝模塊20和截?cái)嗄K10的尺寸能夠與用于現(xiàn)有前部位置指示燈(使用熒光燈或鹵素?zé)?的多種不同安裝平臺(tái)相適應(yīng)。
例如，根據(jù)示例實(shí)施例的前部位置指示燈裝置1可以設(shè)計(jì)成裝配在一種或多種以下飛機(jī)的封套和安裝結(jié)構(gòu)中，這些飛機(jī)包括CessnaCitation X，Gulfstream GIV，Gulfstream GV以及Lear Jet31A/60。因此，在示例實(shí)施例中，該前部位置指示燈裝置1可以用于直接代替上述安裝平臺(tái)中的現(xiàn)有白熾/鹵素前部位置指示燈，而不需要對(duì)裝置1進(jìn)行改型或改變平臺(tái)。
在其它示例實(shí)施例中，該前部位置指示燈裝置1可以設(shè)置成這樣，即，為了代替多種不同平臺(tái)中的白熾/鹵素前部位置指示燈，只需要進(jìn)行很小的變化或改型。
參考圖1，根據(jù)示例實(shí)施例，安裝模塊20可以在工作過程中固定到電子散熱器模塊30上。該電子散熱器模塊30也將在下文中稱為“基座組件模塊”。
如圖1所示，基座組件模塊30的頭部包括固定該截?cái)嗥帘文K10和安裝模塊20的表面。在示例實(shí)施例中，用于將基座組件模塊30固定到該截?cái)嗥帘文K10和安裝模塊20上的機(jī)構(gòu)可以包括一對(duì)螺栓和螺母40，如圖2A和2B所示，該對(duì)螺栓和螺母40穿過分別在基座組件模塊30的頭部表面、安裝模塊20和截?cái)嗥帘文K10中的一對(duì)相應(yīng)孔來裝配。
在示例實(shí)施例中，飛機(jī)的機(jī)翼可以包括具有一對(duì)孔的安裝組件(未示出)，該對(duì)孔與成組的螺栓和螺母40相對(duì)應(yīng)。因此，螺栓和螺母40不僅能夠用于將模塊10、20和30固定在一起，而且能夠用于將該前部位置指示燈裝置1固定在飛機(jī)機(jī)翼的安裝組件上。
當(dāng)然，其它類型的緊固機(jī)構(gòu)(螺釘?shù)?也可以用于將各個(gè)模塊10、20和30固定在一起并將該前部位置指示燈裝置1安裝在機(jī)翼上，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易預(yù)期的。
圖1的基座組件模塊30還包括細(xì)長(zhǎng)本體?；M件模塊的本體可以包括散熱器310。散熱器310可以增強(qiáng)對(duì)基座組件模塊30本體內(nèi)的電子電路(未示出)的散熱。如圖1、2A和3B所示，該本體可以包括鑄件，散熱器310可以包括包含于該鑄件內(nèi)的冷卻翅片。(根據(jù)示例實(shí)施例，基座組件模塊30的頭部和本體可以包含于同一鑄件中。)在圖1中，基座組件模塊30還包括蓋330，該蓋330可以利用例如一對(duì)螺釘而固定在本體上。該蓋330可以由與鑄造本體的材料相同的材料制成。標(biāo)簽335可以附著在蓋330上。
在示例實(shí)施例中，基座組件模塊30包括電子電路(未示出)，該電子電路將該安裝模塊20的各個(gè)固態(tài)光源(例如LED 210和230)電連接至飛機(jī)的電源。特別是，來自電源的引線可以與基座組件模塊30的端子320連接。端子320又與基座組件模塊30的電子電路進(jìn)行操作連接。
根據(jù)示例實(shí)施例，基座組件模塊30的電子電路可以包括無源類型電路。無源電路可能已經(jīng)足夠了，可以使用飛機(jī)中的DC電源(該DC電源的電壓范圍為18至32伏)。當(dāng)該前部位置指示燈裝置1并不長(zhǎng)時(shí)間保持打開時(shí)更是這樣。
不過，并不是所有飛機(jī)的電源都在18-32伏的DC電壓范圍內(nèi)。例如，一些飛機(jī)利用AC電源。還有，在商用噴氣飛機(jī)中，前部位置指示燈可能一天24小時(shí)工作。在這些情況下，優(yōu)選是使用具有有源部件的電路，以便保證供給LED 210和230的電流保持恒定并處在可接受的水平內(nèi)。有源部件類型的電路還比無源電路更高效，因此不會(huì)產(chǎn)生過多熱量。因此，有源部件電子元件可以用于減小要發(fā)散的熱量。
因此，在另一示例實(shí)施例中，基座組件模塊30中的電子電路可以構(gòu)造為電流控制裝置，用于不管電源電壓的波動(dòng)如何都向安裝模塊20中的固態(tài)光源分配恒定的電流。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易知道用于實(shí)現(xiàn)該電流控制裝置的各種電子電路結(jié)構(gòu)，包括無源和有源部件。
根據(jù)示例實(shí)施例，該前部位置指示燈裝置1的基座組件模塊30可以與包含不同電子電路結(jié)構(gòu)的另一基座組件模塊30進(jìn)行互換。
例如，該前部位置指示燈裝置1最初可以包括具有無源電子電路的基座組件模塊。不過，當(dāng)后來希望使用有源電流控制裝置時(shí)，人們可以通過用包含所需電路的另一模塊30來代替該基座組件模塊30從而對(duì)該電子電路進(jìn)行升級(jí)。
因此，該前部位置指示燈裝置1的模塊化允許在進(jìn)行電子升級(jí)時(shí)保留該截?cái)嗥帘文K10和安裝模塊20。換句話說，該升級(jí)可以通過只更換裝置1中的基座組件模塊30來實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很明顯，根據(jù)示例實(shí)施例，該前部位置指示燈裝置1的模塊化性質(zhì)可以有利于制造和裝配過程。
而且，使用鑄件來制造各個(gè)模塊10、20和30可以簡(jiǎn)化制造過程。根據(jù)示例實(shí)施例，可以使用鑄件來實(shí)現(xiàn)安裝模塊20中的冷卻翅片240以及第一和第二LED模塊的表面。同樣，在示例實(shí)施例中，該截?cái)嗥帘文K10可以包括包含各種截?cái)嗥帘渭蔫T件。同樣，可以使用鑄件來制造基座組件模塊30的頭部表面和本體。
權(quán)利要求
1.一種前部位置指示燈裝置(1)，構(gòu)造成安裝在飛機(jī)機(jī)翼處，該飛機(jī)機(jī)翼對(duì)應(yīng)于一特定安裝平臺(tái)，該裝置包括多個(gè)模塊化部件，包括安裝模塊(20)，一個(gè)或多個(gè)固態(tài)光源安裝在該安裝模塊(20)上；其中，該模塊化部件構(gòu)造成使得該裝置可與多種安裝平臺(tái)可操作地相適應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該固態(tài)光源是發(fā)光二極管(LED)(210、230)，該LED構(gòu)造成發(fā)射紅色光和綠色光中的至少一種，該光的顏色符合聯(lián)邦航空條例(FAR)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，還包括截?cái)嗥帘文K(10)，該截?cái)嗥帘文K(10)構(gòu)造成根據(jù)角度截?cái)鄥?shù)來限制LED所發(fā)射的光，該角度截?cái)鄥?shù)使得發(fā)射光符合由FAR規(guī)定的最大角度強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，該安裝模塊包括鑄件，該鑄件包括作為散熱器的冷卻翅片(240)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該模塊化部件還包括基座組件模塊(30)，該基座組件模塊(30)包括電子電路，該電子電路將該固態(tài)光源電連接至飛機(jī)中的電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中該基座組件模塊可與以下兩種可互換類型中的一種進(jìn)行互換電子電路為無源的第一類型，以及電子電路為有源的第二類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，該基座組件包括鑄件，該鑄件包括作為散熱器的冷卻翅片(310)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該安裝模塊包括兩個(gè)側(cè)部發(fā)射LED(210)；一個(gè)或多個(gè)反射器(220)，該反射器(220)可用于反射至少一部分由該側(cè)部發(fā)射LED所發(fā)射的光，該側(cè)部發(fā)射LED和反射器構(gòu)造成使得由側(cè)部發(fā)射LED發(fā)射的光和由反射器反射的光根據(jù)光的第一分布而組合；以及l(fā)ambertian LED(230)，該lambertian LED(230)可用于根據(jù)光的第二分布來發(fā)射光；其中，該lambertian LED構(gòu)造成使得光的第一和第二分布組合形成一光圖案，該光圖案與聯(lián)邦航空條例(FAR)的最小角度強(qiáng)度相符。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括截?cái)嗥帘文K，該截?cái)嗥帘文K可與該安裝模塊操作連接，該截?cái)嗥帘文K構(gòu)造成根據(jù)角度截?cái)鄥?shù)來限制該光圖案，該角度截?cái)鄥?shù)使得該光圖案符合由FAR規(guī)定的前部位置指示燈的最大角度強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，該截?cái)嗥帘文K包括交疊屏蔽部件(110)，該交疊屏蔽部件(110)構(gòu)造成去限制在光的第二分布和飛機(jī)的其它前部位置指示燈之間的交疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，該截?cái)嗥帘文K包括輔助交疊屏蔽部件(120)，該輔助交疊屏蔽部件(120)構(gòu)造成去限制在光的第一分布和飛機(jī)的其它前部位置指示燈之間的交疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，該截?cái)嗥帘文K包括周邊屏蔽部件(130)，該周邊屏蔽部件(130)構(gòu)造成去限制在該光圖案和飛機(jī)的后部位置指示燈之間的交疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中該安裝模塊和該截?cái)嗄K的尺寸可與多個(gè)不同安裝平臺(tái)相適應(yīng)，從而使得該裝置能夠安裝在不同安裝平臺(tái)上，同時(shí)不需要對(duì)該裝置進(jìn)行改型或改變安裝平臺(tái)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中該反射器的形狀根據(jù)該側(cè)部發(fā)射LED的發(fā)光特性來確定，以便產(chǎn)生光的第一分布。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中反射器中的每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于側(cè)部發(fā)射LED中的一個(gè)，每一反射器都包括彎曲反射表面，該彎曲反射表面的曲率根據(jù)相應(yīng)側(cè)部發(fā)射LED的發(fā)光特性來確定，以便產(chǎn)生光的第一分布。
全文摘要
一種飛機(jī)的前部位置指示燈裝置(1)具有模塊化結(jié)構(gòu)，包括安裝模塊(20)，該安裝模塊(20)包括固態(tài)光源，例如發(fā)光二極管(LED)(210、230)。該安裝模塊還包括反射器(220)。由光源和反射器發(fā)射的光圖案滿足聯(lián)邦航空條例(FAR)關(guān)于最小光強(qiáng)度的規(guī)定。該裝置包括截?cái)嗥帘文K(10)，該截?cái)嗥帘文K(10)構(gòu)造成提供對(duì)該光圖案的角度截?cái)?，使得該裝置滿足FAR關(guān)于在位置指示燈之間的交疊的規(guī)定。該裝置還可以包括基座組件模塊(30)，該基座組件模塊(30)包含電子電路，該電子電路將光源連接至飛機(jī)中的電源。電子更新可以通過更換基座組件模塊來進(jìn)行。
文檔編號(hào)B64D47/06GK1914088SQ200480041481
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月8日
發(fā)明者N·F·馬基, M·A·麥肯茲, J·M·辛格爾 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司