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：
前向飛機泛光燈的放置目前被限制于固定結構的小區域、起落架、起落架艙門或可延伸燈一參見附圖1和2。傳統的泛光燈為白熾型或鹵素型、拋物面鍍鋁反射鏡(PAR)燈。近來，高強度放電燈(HID)已經取代了傳統的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，但是封裝要求是相似的，并且要求放置在傳統的飛機位置內。用于前照明的傳統的飛機位置提出了一些工程挑戰。安裝在起落架上的任何設備都遭受由氣流、被驅動水、流體泄漏、沖擊載荷、振動以及來自失效部件或地面設備接觸的機械應力產生的損壞和磨損。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低于預定的高度時就增加其可見性。在出場和進場以及在盤旋模式中都是如此。預定的高度范圍基于當地的要求，為18000-10000英尺。在許多情況下，飛機低于該高度飛行時，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)區域的燈或可伸縮燈。
發明內容
本發明提供了固態發光二級管(LEDs)的陣列，其位于安裝在機翼前緣的移動控制表面中。這種布置方式可應用于縫翼式控制面，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，數量按產生出所需的光強度所要求的來確定，安裝在機翼的朝前控制表面的一個或多個區域中。光強度僅受限于陣列所占的表面面積。在實際情況中，保護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。玻璃相當高的密度使得透鏡成為燈光組件重量的顯著部分。現有技術中的LED產品在裝置驅動的強度和熱效率之間權衡。LED是更高效的，因為驅動電流降低。存在最佳狀況點，在該點處實現了光輸出和產生散熱特征的熱損失。在原型設計中，燈組件僅安裝于內側縫翼。該內縫翼由鋁材料或熱傳導復合材料制得，以允許飛機的結構可以緩沖LED中的溫度上升并將熱消散到在機翼上流動的空氣中。機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復合材料制得，這由機身設計者決定。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械系統。增加的燈組件重量相對于在典型的最大250節的空速下實現展開時由氣流施加的力來說通常是不顯著的。
下面將詳細描述本發明的優選和可替換的實施例，結合如下附圖:
附圖1和2示出現有技術中安裝在飛機上的著陸滑行燈；附圖3示出飛機的側視圖，其具有根據本發明的一個實施例形成的可移動控制表面；附圖4示出根據本發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示出根據本發明的一個實施例形成的燈系統；附圖8示出附圖7中燈組件的分解圖；附圖9示出根據本發明的一個實施例形成的燈系統；附圖10示出飛機處于巡航飛行模式的透視圖；以及附圖11示出飛機處于著陸飛行模式。
具體實施例方式如附圖3所示，示出了飛機14處于著陸模式構造，其中起落架放下，襟翼和縫翼18在機翼16上展開。一個或多個發光二級管(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14中，縫翼18是完全前緣縫翼。該縫翼18包括一個或多個發光二級管(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，其可以旋轉從縫翼18輸出的光域。固定的燈組件優選是可用于不在收起和展開位置之間旋轉的縫翼中的燈組件。換句話說，在縫翼展開時，縫翼的旋轉不大于相對于機翼的閾值量。可變俯仰的LED燈組件用于在被展開時會旋轉的縫翼中。在另一個實施例中，如果無論縫翼或機翼的朝向如何，需要手動或自動控制由燈組件從縫翼所產生的燈光的方向，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。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。傳統的緊固件和環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的側視圖，其能夠相對于其所安裝的控制表面而旋轉。燈58包括旋轉安裝基部60，其固定連接至控制表面。燈58還包括燈條62，其包括安裝在一側的多個LED (或等同的光源)和反射器。燈條62安裝至旋轉外殼66，其通過保持塊64固定在旋轉安裝基部60中。機械連桿68的一端連接旋轉外殼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，導桿，壓桿，凸輪或類似部件)。燈的目標方向是縫翼位置的函數，因為在縫翼的展開或收縮階段目標與附接朝向的關系固定。附圖8示出旋轉燈組件20-3 (如用在附圖7中)，其包括LED封裝件80、旋轉組件82,LED條84、外殼86以及透鏡組件88。LED條84安裝至旋轉組件82，并且旋轉組件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。傳統的緊固件和環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，燈系統產生的光的目標與相應控制表面的位置或飛機的姿態是沒有關系的。旋轉燈光基部連接到驅動馬達或定位器上，馬達或定位器移動以產生飛行階段的期望目標。該目標可以通過本地控制(例如，固件或姿態傳感器)來確定，或包含在飛行管理系統(FMS)中，該系統對自動起飛和著陸順序事件做出響應。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。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)處產生的信號，或者包括與飛機的飛行、安裝有可旋轉燈組件的縫翼的位置、和/或飛機的迎角相關的信息。處理器執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生位置信號。例如，如果處理器首先接收到2°機頭朝上的迎角值，那么處理器產生的位置信號是-2°機頭朝下值。接著，當飛機轉換為著陸配置時，迎角值變換為8°機頭朝上，處理器產生的位置信號是-8°機頭朝下值，由此補償飛機的旋轉。當然，處理器可以補償其它的因素，以保持LED所產生的光模式位于最優位置。本實施例中使用的馬達可以是直驅步進馬達、如果轉矩高到使得齒輪箱的重量成為必要的話也可以是齒輪驅動步進馬達、或者伺服驅動和編碼器。該伺服驅動和編碼器更可能用于具有姿態目標的模擬控制系統，而不是FMS控制系統中。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立定位器。獨立定位器與飛行管理系統(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的動態目標控制。這種動態對準目標允許最大強度位于相對于飛行甲板確定的位置。附圖9示出旋轉燈系統98。該旋轉燈系統98包括LED封裝件100，其構造成接收旋轉致動器102。安裝至旋轉致動器102的是LED條103，其具有多個LED以及相關聯的反射器。LED封裝件100容納在外殼106中，透鏡組件108安裝于外殼上。旋轉致動器102示出為稍微上仰的姿態。控制器UO附接到旋轉致動器102。控制器110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。控制器110類似的響應于旋轉致動器102，除了控制器110產生的輸出信號是用于旋轉致動器102，而不是馬達70。示出的在旋轉致動器102中的內部結構是熱管理系統的一部分。旋轉管充滿了有機相變材料(PCM)以存儲操作期間的熱能量。內部散熱片用于將熱傳導進傳熱不良的PCM中。
附圖10示出大型貨運飛機120，其在某一高度以下處于飛行巡航模式，該高度要求飛機120點亮著陸燈。飛機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。當飛機處于純粹的飛行巡航模式時，縫翼中LED燈組件產生的照亮模式處于第一范圍，如從飛機120機翼的前緣延伸的虛線所示。附圖11示出飛機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，從而維持所需的照亮模式。換句話說，如果提供了可旋轉安裝的縫翼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。應當理解，固定安裝的LED組件可以用在飛機120的一個或多個縫翼中。在另一個實施例中，多個LED組件位于機翼上的一個或多個縫翼上。盡管已經示出并描述了本發明的優選實施例，如上所述，在不背離本發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利或特權的本發明實施例被如下定義。
權利要求
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械部件，該機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)； 多個發光二級管(LED) (36);以及 外殼(24、28)，構造成容納所述多個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.如權利要求1所述的裝置，其中，所述燈組件進一步包括多個反射器(103)。
3.如權利要求1所述的裝置，其中，所述多個LED可旋轉地安裝在外殼中
4.如權利要求3所述的裝置，其中，所述燈組件進一步包括控制裝置，控制裝置構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.如權利要求3所述的裝置，其中，所述燈組件進一步包括控制器，控制器構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，所述控制表面部分是前緣機翼縫翼。
6.如權利要求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操作階段中的至少一個。
7.如權利要求6所述的裝置，進一步包括安裝在控制表面中的第二燈組件，其包括: 透鏡(108)； 多個發光二級管(LED)，其中多個LED可旋轉地安裝在外殼中；以及 外殼(82)，構造成容納所述多個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.如權利要求7所述的裝置，其進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，基于所述產生的位置信號移動多個發光二級管(LED)。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述交通工具是飛機，所述控制表面部分是前緣機翼縫翼。
全文摘要
本發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 優先權日2011年4月19日
發明者D·巴內特, J·M·辛格爾, T·C·馬丁 申請人:霍尼韋爾國際公司