民用飛機(jī)著陸燈系統(tǒng)性能需求捕獲與確認(rèn)

夏海波

【摘 要】民用飛機(jī)著陸燈系統(tǒng)為飛機(jī)起飛、近進(jìn)、降落時(shí)提供照亮機(jī)場跑道的照明。著陸燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中有效的需求捕獲和確認(rèn)完善了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)效果，是整個(gè)設(shè)計(jì)流程中尤其重要的一環(huán)。本文提供一套全面、詳實(shí)的著陸燈系統(tǒng)的需求捕獲與確認(rèn)方法。

【關(guān)鍵詞】著陸燈；需求捕獲；確認(rèn)

The Requirement Capture and Validation for the Landing Light System of Civil Aircraft

XIA Hai-bo

（ShangHai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

【Abstract】The landing system of Civil Aircraft provides the runway illumination for takeoff，approaching， landing.The requirement capture and validation for the landing light system is important and advantage for the system design.This article is desired to provide an overall and accurate requirement capture and validation method for the landing light system.

【Key words】Landing light；Requirement capture；Validation

0 前言

民用飛機(jī)著陸燈系統(tǒng)為飛機(jī)起飛、近進(jìn)、降落時(shí)提供照亮機(jī)場跑道的照明，著陸燈也可以用作信號(hào)燈。著陸燈系統(tǒng)的主要突出 “系統(tǒng)”一詞，傳統(tǒng)飛機(jī)的著陸燈照明，只分別考慮了單個(gè)燈的特定功能特定工況的效果，未考慮燈具間的相互影響和綜合效果。著陸燈系統(tǒng)研制周期中的頂層過程包括對系統(tǒng)功能及相關(guān)需求的捕獲與確定，系統(tǒng)功能（包括功能接口和相應(yīng)安全性需求）是建立系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)。著陸燈設(shè)計(jì)過程中需求的確認(rèn)過程是為了確保所提出的需求能夠正確和完整，并且系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠滿足用戶、供應(yīng)商、維護(hù)人員、審定局方以及系統(tǒng)研制人員的需求。著陸燈需求確認(rèn)是貫穿研制周期的一個(gè)持續(xù)階段性過程，在確認(rèn)工作的各個(gè)階段會(huì)不斷進(jìn)行需求捕獲正確性和完整性的完善，在系統(tǒng)發(fā)圖開始前應(yīng)完成需求的確認(rèn)。

1 著陸燈系統(tǒng)性能需求來源

著陸燈系統(tǒng)的需求類型主要分為：安全性需求，功能需求，使用需求，性能需求，維修性需求，接口需求。根據(jù)需求的類型，著陸燈系統(tǒng)需求來源主要包括：適航規(guī)章要求，CCAR25部1383條款；著陸燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)SAE-ARP693；飛機(jī)級需求中分配給照明系統(tǒng)部分，飛機(jī)通用技術(shù)規(guī)范（包括電源、強(qiáng)度、E3、EWIS等相關(guān)專業(yè)要求），飛機(jī)環(huán)境要求，飛機(jī)級安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和維修性相關(guān)要求。

著陸燈系統(tǒng)性能需求來源為CCAR25部1383條款和著陸燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)SAE-ARP693。

2 著陸燈系統(tǒng)性能需求的捕獲

適航規(guī)章CCAR25.1383 是針對著陸燈系統(tǒng)的最低設(shè)計(jì)要求。條款中只有針對著陸燈的控制指示和主觀性能要求，性能要求為著陸燈的安裝應(yīng)使飛行員看不到有害的眩光；使駕駛員不受暈影的不利影響；為夜間著陸提供足夠的光線。

根據(jù)飛機(jī)不同飛行階段使用和工況具體要求包括：

主起觸地時(shí)（包括進(jìn)近階段），機(jī)身軸線的垂直線上正前方120 m處照度≥21.6lx。

地面高速滑行時(shí)，機(jī)身軸線的垂直線上正前方90 m處照度≥5.9lx。

在滑行姿態(tài)下，如果滑行燈單獨(dú)工作時(shí)應(yīng)在飛行員前方30m處提供大于53.5lx的照度。跑道轉(zhuǎn)彎道燈必須與滑行燈光照區(qū)域連疊，跑道轉(zhuǎn)彎燈單獨(dú)工作時(shí)應(yīng)在飛行員前方向15m、側(cè)方向24m處提供大于21.5lx的垂直照度。

3 著陸燈系統(tǒng)性能需求的確認(rèn)

表1 進(jìn)近階段和主起觸地照明燈具及布局

根據(jù)飛機(jī)不同飛行階段使用和工況具體要求包括：

主起觸地時(shí)（包括進(jìn)近階段），此工況下的著陸燈性能需求，民用飛機(jī)機(jī)型根據(jù)機(jī)翼前緣的空間通過收放式或者翼根著陸燈布置進(jìn)行滿足，燈具角度為-6°～-9°。用于此工況的所有著陸燈系統(tǒng)燈具照射光斑必須連疊。典型民用飛機(jī)機(jī)型此工況下照明性能需求實(shí)現(xiàn)使用的燈具及布局如上表1所示。

地面高速滑行時(shí)，民用飛機(jī)機(jī)型著陸燈系統(tǒng)燈具布置在前起落架，燈具角度為0°～2°，典型機(jī)型布置如下。典型民用飛機(jī)機(jī)型此工況下照明性能需求實(shí)現(xiàn)使用的燈具及布局如下表2所示。

表2 地面高速滑行照明燈具及布局

在滑行姿態(tài)下，根據(jù)此工況下的著陸燈系統(tǒng)設(shè)備性能需求，照明性能需求實(shí)現(xiàn)使用的燈具布置在前起落架或者翼根區(qū)域，燈具角度為0°～2°，典型民用飛機(jī)機(jī)型此工況下照明性能需求實(shí)現(xiàn)使用的燈具及布局如下表3所示。

表3 滑行姿態(tài)下照明燈具及布局

圖1 新型集成式LED著陸燈

隨著著陸燈系統(tǒng)燈具的發(fā)展，同時(shí)考慮到安全性、維修性和控制顯示的需求，新一代的民機(jī)機(jī)型都不在使用收放式著陸燈，更多選擇固定式大功率LED著陸燈，尤其是集成式著陸燈的出現(xiàn)，更加方便了著陸燈系統(tǒng)的設(shè)備安裝接口需求的協(xié)調(diào)，更好的滿足了安全性和維修性的需求。新型集成式LED著陸燈如下圖1所示，一個(gè)燈具包含了著陸燈、滑行燈和跑道轉(zhuǎn)彎燈的功能。

系統(tǒng)初步方案設(shè)計(jì)中設(shè)備選型時(shí)利用光學(xué)軟件spoes進(jìn)行ies文件的仿真，得到不同工況下的仿真數(shù)據(jù)比較性能需求中的參數(shù)值，確認(rèn)設(shè)備選型能否滿足要求。供應(yīng)商交付產(chǎn)品后，可以進(jìn)行試驗(yàn)室試驗(yàn)進(jìn)行參數(shù)實(shí)測，進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)備能否滿足要求。

4 結(jié)論

著陸燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)是飛機(jī)照明系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，但是相關(guān)適航條款對此無具體指標(biāo)性要求，其照明效果更多的取決于工程設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。該部分的設(shè)計(jì)也一直是業(yè)界難題。

需求的捕獲與確認(rèn)對于滑行燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤其重要。在設(shè)計(jì)的最初階段就要充分考慮著陸燈系統(tǒng)的性能需求，并在整個(gè)設(shè)計(jì)周期中進(jìn)行不斷確認(rèn)，能夠有效的避免驗(yàn)證試驗(yàn)中出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。性能需求的捕獲與確認(rèn)還需要在型號(hào)項(xiàng)目中進(jìn)一步結(jié)合型號(hào)狀態(tài)完善。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國民用航空局.CCAR25 R3《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》.2001年5月14日第三次修訂.

[2]SAE-ARP4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems 1996.12[S].

[3]SAE-ARP693C Landing and Taxiing Lights-Design Criteria for Installation. 2012.03[S].

[責(zé)任編輯：田吉捷]