專利名稱：控制表面安裝的著陸滑行燈的制作方法
控制表面安裝的著陸滑行燈
背景技術(shù)：
前向飛機(jī)泛光燈的放置目前被限制于固定結(jié)構(gòu)的小區(qū)域、起落架、起落架艙門或可延伸燈一參見附圖1和2。傳統(tǒng)的泛光燈為白熾型或鹵素型、拋物面鍍鋁反射鏡(PAR)燈。近來，高強(qiáng)度放電燈(HID)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的PAR-46-和PAR-64-號燈。雖然對于給定輸出HID燈與舊的PAR燈相比小一點(diǎn)，但是封裝要求是相似的，并且要求放置在傳統(tǒng)的飛機(jī)位置內(nèi)。用于前照明的傳統(tǒng)的飛機(jī)位置提出了一些工程挑戰(zhàn)。安裝在起落架上的任何設(shè)備都遭受由氣流、被驅(qū)動水、流體泄漏、沖擊載荷、振動以及來自失效部件或地面設(shè)備接觸的機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的損壞和磨損。在氣流中布置可延伸的或安裝至起落架的照明增加了氣動阻力。在飛行的著陸階段，合理的氣動阻力不是重大的問題。然而，起飛后尤其是爬升期間的任何額外阻力都是有害的。著陸燈用于只要在飛機(jī)低于預(yù)定的高度時就增加其可見性。在出場和進(jìn)場以及在盤旋模式中都是如此。預(yù)定的高度范圍基于當(dāng)?shù)氐囊?，?8000-10000英尺。在許多情況下，飛機(jī)低于該高度飛行時，要求在展開起落架之前一直打開著陸燈。在展開起落架之前通常使用安裝在翼根/翼邊(strakelet)區(qū)域的燈或可伸縮燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了固態(tài)發(fā)光二級管(LEDs)的陣列，其位于安裝在機(jī)翼前緣的移動控制表面中。這種布置方式可應(yīng)用于縫翼式控制面，特別的，還能用于具有適合于所要求的燈分布的使用中朝向的任何表面。LED陣列，數(shù)量按產(chǎn)生出所需的光強(qiáng)度所要求的來確定，安裝在機(jī)翼的朝前控制表面的一個或多個區(qū)域中。光強(qiáng)度僅受限于陣列所占的表面面積。在實際情況中，保護(hù)透鏡和熱管理解決方案通過組件的最終重量限制了陣列的尺寸。由于高速氣流的侵蝕作用，前向透鏡基本上是玻璃的。玻璃相當(dāng)高的密度使得透鏡成為燈光組件重量的顯著部分?，F(xiàn)有技術(shù)中的LED產(chǎn)品在裝置驅(qū)動的強(qiáng)度和熱效率之間權(quán)衡。LED是更高效的，因為驅(qū)動電流降低。存在最佳狀況點(diǎn)，在該點(diǎn)處實現(xiàn)了光輸出和產(chǎn)生散熱特征的熱損失。在原型設(shè)計中，燈組件僅安裝于內(nèi)側(cè)縫翼。該內(nèi)縫翼由鋁材料或熱傳導(dǎo)復(fù)合材料制得，以允許飛機(jī)的結(jié)構(gòu)可以緩沖LED中的溫度上升并將熱消散到在機(jī)翼上流動的空氣中。機(jī)翼表面的其它部分是不受影響的，并且可以采用金屬或非熱傳導(dǎo)復(fù)合材料制得，這由機(jī)身設(shè)計者決定。在縫翼組件上增加燈組件的重量通常不需要改變控制表面的機(jī)械系統(tǒng)。增加的燈組件重量相對于在典型的最大250節(jié)的空速下實現(xiàn)展開時由氣流施加的力來說通常是不顯著的。


下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選和可替換的實施例，結(jié)合如下附圖:
附圖1和2示出現(xiàn)有技術(shù)中安裝在飛機(jī)上的著陸滑行燈；附圖3示出飛機(jī)的側(cè)視圖，其具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成的可移動控制表面；附圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成的可移動控制表面的透視圖；附圖5示出用于安裝在可移動控制表面內(nèi)的燈組件的分解圖；附圖6示出附圖5中燈組件的剖視圖；附圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成的燈系統(tǒng)；附圖8示出附圖7中燈組件的分解圖；附圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成的燈系統(tǒng)；附圖10示出飛機(jī)處于巡航飛行模式的透視圖；以及附圖11示出飛機(jī)處于著陸飛行模式。
具體實施例方式如附圖3所示，示出了飛機(jī)14處于著陸模式構(gòu)造，其中起落架放下，襟翼和縫翼18在機(jī)翼16上展開。一個或多個發(fā)光二級管(LED)燈組件嵌入可移動的控制表面。在這個示例中，縫翼18即是該可移動的控制表面。在這個示例的飛機(jī)14中，縫翼18是完全前緣縫翼。該縫翼18包括一個或多個發(fā)光二級管(LED)燈組件20。燈組件20包含在縫翼18中，是固定安裝組件，其僅以從縫翼18的設(shè)定角度模式來投射燈光，和/或是可變俯仰的燈組件，其可以旋轉(zhuǎn)從縫翼18輸出的光域。固定的燈組件優(yōu)選是可用于不在收起和展開位置之間旋轉(zhuǎn)的縫翼中的燈組件。換句話說，在縫翼展開時，縫翼的旋轉(zhuǎn)不大于相對于機(jī)翼的閾值量?？勺兏┭龅腖ED燈組件用于在被展開時會旋轉(zhuǎn)的縫翼中。在另一個實施例中，如果無論縫翼或機(jī)翼的朝向如何，需要手動或自動控制由燈組件從縫翼所產(chǎn)生的燈光的方向，則使用可變俯仰的LED燈組件。附圖4示出縫翼18-1的透視圖，其內(nèi)安裝有兩個燈組件20-1。燈組件20-1的表面安裝得與縫翼18-1的表面平齊。燈組件20-1的深度不足以大到與傳統(tǒng)的用于收起和展開縫翼18-1的縫翼硬件相沖突。附圖5示出固定燈組件20-2，其包括LED封裝件24、LED條26、外殼28以及透鏡組件30。LED條26安裝在LED封裝件24內(nèi)。LED封裝件24和透鏡組件30安裝至外殼28。外殼28固定在可移動的控制表面中，從而透鏡組件30與可移動的控制表面的表面平齊。傳統(tǒng)的緊固件和環(huán)氧樹脂用于連接固定燈組件20-2的部件以及用于將固定燈組件20-2連接至可移動的控制表面。附圖6示出附圖5中燈組件20-2的剖視圖。LED條26安裝至LED封裝件24。LED條26和/或LED封裝件24具有電跡，用于將安裝在LED條26上的LED36電連接至外部連接的電纜。圍繞著LED條26上的一個或多個LED燈36的是反射器38。反射器38由高反射材料制成或者至少在反射器38的內(nèi)壁上包括高反射材料。接著，LED封裝件24安裝至外殼28。外殼28容納透鏡組件30，從而在透鏡組件30和外殼28之間具有密封件。附圖7示出燈58的側(cè)視圖，其能夠相對于其所安裝的控制表面而旋轉(zhuǎn)。燈58包括旋轉(zhuǎn)安裝基部60，其固定連接至控制表面。燈58還包括燈條62，其包括安裝在一側(cè)的多個LED (或等同的光源)和反射器。燈條62安裝至旋轉(zhuǎn)外殼66，其通過保持塊64固定在旋轉(zhuǎn)安裝基部60中。機(jī)械連桿68的一端連接旋轉(zhuǎn)外殼66，另一端連接齒輪組件70，該組件附接至縫翼的延伸桿72(例如，導(dǎo)桿，壓桿，凸輪或類似部件)。燈的目標(biāo)方向是縫翼位置的函數(shù)，因為在縫翼的展開或收縮階段目標(biāo)與附接朝向的關(guān)系固定。附圖8示出旋轉(zhuǎn)燈組件20-3 (如用在附圖7中)，其包括LED封裝件80、旋轉(zhuǎn)組件82,LED條84、外殼86以及透鏡組件88。LED條84安裝至旋轉(zhuǎn)組件82，并且旋轉(zhuǎn)組件82安裝在LED封裝件80中。LED封裝件80和透鏡組件88安裝至外殼86。外殼86固定在可移動的控制表面中，從而透鏡組件88與可移動的控制表面的表面平齊。傳統(tǒng)的緊固件和環(huán)氧樹脂用于連接固定燈組件20-3的部件以及用于將固定燈組件20-3連接至可移動的控制表面。在另一個實施例中，燈系統(tǒng)產(chǎn)生的光的目標(biāo)與相應(yīng)控制表面的位置或飛機(jī)的姿態(tài)是沒有關(guān)系的。旋轉(zhuǎn)燈光基部連接到驅(qū)動馬達(dá)或定位器上，馬達(dá)或定位器移動以產(chǎn)生飛行階段的期望目標(biāo)。該目標(biāo)可以通過本地控制(例如，固件或姿態(tài)傳感器)來確定，或包含在飛行管理系統(tǒng)(FMS)中，該系統(tǒng)對自動起飛和著陸順序事件做出響應(yīng)。在該實施例中，處理器基于在該處理器處接收到的控制信號提供位置信號給馬達(dá)。該控制信號可以是在駕駛艙用戶交互裝置(即，燈位置控制器)處產(chǎn)生的信號，或者包括與飛機(jī)的飛行、安裝有可旋轉(zhuǎn)燈組件的縫翼的位置、和/或飛機(jī)的迎角相關(guān)的信息。處理器執(zhí)行存儲在本地存儲器中的邏輯，以編譯接收到的控制信號并由此產(chǎn)生位置信號。例如，如果處理器首先接收到2°機(jī)頭朝上的迎角值，那么處理器產(chǎn)生的位置信號是-2°機(jī)頭朝下值。接著，當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)換為著陸配置時，迎角值變換為8°機(jī)頭朝上，處理器產(chǎn)生的位置信號是-8°機(jī)頭朝下值，由此補(bǔ)償飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，處理器可以補(bǔ)償其它的因素，以保持LED所產(chǎn)生的光模式位于最優(yōu)位置。本實施例中使用的馬達(dá)可以是直驅(qū)步進(jìn)馬達(dá)、如果轉(zhuǎn)矩高到使得齒輪箱的重量成為必要的話也可以是齒輪驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)、或者伺服驅(qū)動和編碼器。該伺服驅(qū)動和編碼器更可能用于具有姿態(tài)目標(biāo)的模擬控制系統(tǒng)，而不是FMS控制系統(tǒng)中。在一個實施例中，其中，縫翼部分上包括有安裝的多個燈組件，使用具有連接連桿的公共定位器或多個獨(dú)立定位器。獨(dú)立定位器與飛行管理系統(tǒng)(FMS)信號通訊，因此其可被使用從而允許FMS在一部分飛行剖面圖上增加垂直的光模式。在一個實施例中，縫翼中的一個燈組件陣列朝向比在相同縫翼中的另一個燈組件陣列要高或低幾度。這樣降低了峰值強(qiáng)度，但是增加了垂直模式。這在著陸的滑行平飛期間可能是有利的，因為不需要來自FMS的動態(tài)目標(biāo)控制。這種動態(tài)對準(zhǔn)目標(biāo)允許最大強(qiáng)度位于相對于飛行甲板確定的位置。附圖9示出旋轉(zhuǎn)燈系統(tǒng)98。該旋轉(zhuǎn)燈系統(tǒng)98包括LED封裝件100，其構(gòu)造成接收旋轉(zhuǎn)致動器102。安裝至旋轉(zhuǎn)致動器102的是LED條103，其具有多個LED以及相關(guān)聯(lián)的反射器。LED封裝件100容納在外殼106中，透鏡組件108安裝于外殼上。旋轉(zhuǎn)致動器102示出為稍微上仰的姿態(tài)?？刂破鱑O附接到旋轉(zhuǎn)致動器102?？刂破?10接收輸入信號，該信號與參照附圖7如上所述的處理器72接收到的信號相當(dāng)。控制器110類似的響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)致動器102，除了控制器110產(chǎn)生的輸出信號是用于旋轉(zhuǎn)致動器102，而不是馬達(dá)70。示出的在旋轉(zhuǎn)致動器102中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是熱管理系統(tǒng)的一部分。旋轉(zhuǎn)管充滿了有機(jī)相變材料(PCM)以存儲操作期間的熱能量。內(nèi)部散熱片用于將熱傳導(dǎo)進(jìn)傳熱不良的PCM中。
附圖10示出大型貨運(yùn)飛機(jī)120，其在某一高度以下處于飛行巡航模式，該高度要求飛機(jī)120點(diǎn)亮著陸燈。飛機(jī)120包括一個或多個LED燈組件，這些燈組件包含在一個或多個前緣縫翼中。當(dāng)飛機(jī)處于純粹的飛行巡航模式時，縫翼中LED燈組件產(chǎn)生的照亮模式處于第一范圍，如從飛機(jī)120機(jī)翼的前緣延伸的虛線所示。附圖11示出飛機(jī)120處于飛行的著陸模式，起落架放下和縫翼展開。為了在縫翼展開時使燈組件照亮的光維持合適的角度，縫翼中包含的燈組件隨后被旋轉(zhuǎn)，從而維持所需的照亮模式。換句話說，如果提供了可旋轉(zhuǎn)安裝的縫翼LED組件，那么幾乎任何所需的用于照明的更低和更高的迎角值都可以獲得。應(yīng)當(dāng)理解，固定安裝的LED組件可以用在飛機(jī)120的一個或多個縫翼中。在另一個實施例中，多個LED組件位于機(jī)翼上的一個或多個縫翼上。盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如上所述，在不背離本發(fā)明的精神和范圍下可以做出多種改變。例如，LED燈組件可以包含在其它的可移動控制表面中，例如
襟翼、鴨翼等上。
其中要求排他性的權(quán)利或特權(quán)的本發(fā)明實施例被如下定義。
權(quán)利要求
1.一種用于交通工具的可移動控制表面裝置，該裝置具有控制表面部分以及機(jī)械部件，該機(jī)械部件允許控制表面部分相對于交通工具的一部分移動，該裝置包括: 燈組件，其包括: 透鏡(30)； 多個發(fā)光二級管(LED) (36);以及 外殼(24、28)，構(gòu)造成容納所述多個LED和透鏡， 其中，燈組件的外殼容納在所述控制表面部分中，從而所述透鏡與所述控制表面部分的表面平齊。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述燈組件進(jìn)一步包括多個反射器(103)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個LED可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼中
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述燈組件進(jìn)一步包括控制裝置，控制裝置構(gòu)造成基于所述控制表面部分的位置來控制LED相對于外殼的位置。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述燈組件進(jìn)一步包括控制器，控制器構(gòu)造成基于接收到的控制信號來控制LED相對于外殼的位置，其中所述交通工具是飛機(jī)，所述控制表面部分是前緣機(jī)翼縫翼。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述控制信號包括所述控制表面部分的位置、交通工具的迎角或飛機(jī)操作階段中的至少一個。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，進(jìn)一步包括安裝在控制表面中的第二燈組件，其包括: 透鏡(108)； 多個發(fā)光二級管(LED)，其中多個LED可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼中；以及 外殼(82)，構(gòu)造成容納所述多個LED和透鏡， 其中，該燈組件的外殼容納在所述控制表面部分中，從而該透鏡與所述控制表面部分的表面平齊。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其進(jìn)一步包括連接至第一燈組件的第一定位裝置(102)和連接到第二燈組件的第二定位裝置(102)，其中第一定位裝置定位第一燈組件以產(chǎn)生具有第一角度中心的光帶寬，其中第二定位裝置定位第二燈組件以產(chǎn)生具有第二角度中心的光帶寬，所述第一和第二角度中心具有不同的值。
9.一種方法，其包括: 在位于交通工具內(nèi)的控制器(110)處， 接收控制信號，其中該控制信號包括所述控制表面部分的位置、交通 工具的迎角或交通工具的操作階段中的至少一個；以及 基于接收到的該控制信號產(chǎn)生位置信號；以及 在位于交通工具上的控制表面中的燈組件(20-3)處，基于所述產(chǎn)生的位置信號移動多個發(fā)光二級管(LED)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述交通工具是飛機(jī)，所述控制表面部分是前緣機(jī)翼縫翼。
全文摘要
本發(fā)明涉及控制表面安裝的著陸滑行燈。一種燈組件，用于交通工具的可移動的控制表面。該燈組件包括透鏡(30)、多個發(fā)光二級管(LED)(36)以及容納所述多個LED和透鏡的外殼(24、28)。燈組件的外殼容納在可移動的控制表面中，從而透鏡與可移動控制表面的表面平齊。燈組件包括多個反射器。多個LED是可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼中的。燈組件包括控制器，其基于接收到的控制信號來控制LED相對于外殼的位置。
文檔編號B64D47/06GK103101630SQ20121015711
公開日2013年5月15日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者D·巴內(nèi)特, J·M·辛格爾, T·C·馬丁 申請人:霍尼韋爾國際公司