航空照明的完整设计指南
作者：由甲 上海安世亚太光学软件应用工程师
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本文共计1599字，预计阅读5分钟
工程师们了解制造符合期望的航空照明是极具挑战的
当被询问到飞机上的关键组件时，旅客可能不会立即想到飞机上的照明装置。
由于发动机、机翼和起落架与驾驶安全有着密不可分的联系，它们总会最先在人们的脑海中浮现。工程师们深知铆钉和支架的不同可能意味着安全与灾难性事故的区别。
航空照明也不例外。它们出现在飞机的外部、座舱和客舱中，每个装置都有明确的用途。工程师们面临的挑战则是在不影响舒适性、实用性或安全性的情况下，将光学集成到各种装置中。
为了减少物理测试，工程师们通过光学仿真来设计满足航空公司、旅客和监管部门期待的照明系统。
如何设计飞机外部照明
飞机外部照明系统的设计、测试和验证过程可能非常耗时，其目的是为了辅助飞行员导航、避免碰撞、降落、滑行以及向其他飞机发出信号等作用。因此，照明系统的功能安全是重中之重。
传统上，这些照明系统使用物理原型进行测试和验证，往往工程师需要在难以安排或预测的条件下完成测试。
工程师可以使用仿真工具（ANSYS VRXPERIENCE）来分析和优化飞机着陆灯
仿真可以减少用于验证飞机外部照明所需的许多物理测试。
评估整体性能
通过仿真，我们可以在各种配置、天气情况、飞机状态（例如起飞，滑行，着陆）等状态下完成光度、色度、均匀性、照明系统整体性能的评估。
减少预算和产品发布时间
因此，工程师不必为了测试其设计而等待一场完美的暴风雨，数字化的仿真测试可以减少预算和产品发布时间。
多次迭代
工程师甚至可以将仿真进行多次迭代，以针对无法使用物理原型进行测试的边缘情况进行更好地优化。
如何设计飞机内部照明
机舱中的灯光具备多种用途。它们可以提供舒适、安全、实用和均匀照明的效果。工程师面临的挑战是如何规避这些装置之间彼此的干扰。
AAAA
机舱内的照明需要为乘客提供舒适性，功能性和安全性
照明系统
机舱内部照明系统的显著功能是营造让乘客感到舒适的光环境。诸如氛围灯可以模拟白昼间不同的照明状态来帮助乘客在旅途中适应目的地的光照。
氛围灯
然而，提供实用功能的装置可能影响氛围灯的效果。例如天花板和侧壁，这些组件不会造成太大问题，但帮助乘客进行阅读的投射灯可能会对夜间的光环境造成巨大影响。
尽管氛围灯与实用装置的协同是很重要的，但它们在紧急照明系统中仍然处于次要地位。
在这种情况下，工程师面临着双向挑战：
■ 一方面需要创造出优质的环境照明系统（以避免乘客在旅途期间引发焦虑）
■ 另一方面需要创造出应急照明系统，这种系统是为了在危难时刻为大家明确逃生和应急设备的方向
工程师可以使用仿真工具来优化机舱照明系统的舒适性、实用性和安全性。他们可以通过更改诸如系统的颜色、强度和光源以及被照射物体的材质（例如地毯或座椅皮革）之类的参数来实现此目的。
如何优化飞机座舱照明
座舱内的照明系统与机舱内的照明系统类似，它们同样需要为飞行员提供舒适、实用和安全的照明环境；两者的不同之处在于座舱内的照明系统优化需要配合飞行员的表现。
工程师需要设计驾驶舱的照明系统，以优化飞行员在任何情况下的表现。
驾驶舱
驾驶舱将被照亮和着色，用以在黑暗或耀眼的情况下保持视力。
仪表盘
仪表盘上的光照数值经过优化后，可以帮助飞行员在不遮蔽其他设备的情况下看到重要数据。
测试系统
工程师还需要在各种条件下测试所有这些系统，以防止眩光、反射和眼睛疲劳等现象。
然而，这些评估往往在产品研发后期进行，并且改善工作昂贵且耗时。
因此，工程师可以在初期采用仿真的手段对座舱的照明系统进行分析。
提供信息
这些分析同时可以为飞行员与飞机之间的人机交互界面（HMI）设计提供信息
快速优化
这使工程师能够在各种飞行和光照条件下快速优化仪表板、挡板以及眩光和反射等现象。
飞机照明设计仿真工具
ANSYS VRXPERIENCE 和 ANSYS SPEOS的结合可以实现对飞机的外部、内部和座舱照明的仿真与优化。
工程师可以使用ANSYS VRXPERIENCE和ANSYS SPEOS在各种配置和条件下测试飞机照明系统
事实上，这些仿真可以与人眼模型结合使用，从生理角度评估照明、眩光和反射。
体验环境
工程师甚至可以设计虚拟现实，让他们自己体验这些环境——在任何物理原型被制造出来之前。
模拟运行
软件还使工程师能够在各种设置、固定装置、材料、天气和环境情况之间循环，以确保系统在着陆、起飞、滑行、巡航或紧急情况下正常运行，并避免相互干扰。
来源：ansys
编译：上海安世亚太光学组
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