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摘要：航空照明系统组件繁多，结构复杂，对综合控制系统依耐性强，具有照明、指示、警告等重要功能。照明系统是一套集驾驶舱照明、客舱照明、货仓和服务区照明、外部照明和应急照明一体化的机电系统，在电源和调光控制的系统作用下完成照明任务，确保起飞、航行和降落过程中的安全性和乘客舒适度。
关键词：航空照明系统；照明设计
一 引言
随着航空技术的发展和航空安全意识的不断提高，传统的照明系统已经不满足机电综合控制要求的高效性和稳定性，难以达到客舱照明舒适度的需求。航空照明系统是一套集成度高、功能复杂、照明终端繁多且控制可靠的机电设备，其主体构成与其相应的基本要求如下：
（1）驾驶舱照明系统：驾驶舱照明系统首先保证驾驶员在面临数以百计的仪表显示盘时，能够清晰、稳定地呈现相应的信息，确保各个航空阶段的安全性。因此对于光照强度、光源选择、设计分部以及多重电源保证有着更高的要求，同时也考验着调光控制系统的设计；
（2）客舱照明：客舱照明的一个显著特点是照明灯具分部广，边及机头段、前中后机身段，因此对控制线路的敷设有着更严格的要求。另外，客舱照明直接关乎乘客的乘坐体验，选用何种照明光源、照度的大小、位置的设计都影响着乘员的观感；
（3）货仓和服务区照明：货仓照明的特点是在保证合适照度的情况下使灯具用量最小化，并且充分考虑飞行安全的因素，杜绝火灾等隐患，货仓照明灯具应有特殊的保护装置避免与货物发生直接接触的可能；服务区照明主要为机组或地勤人员提供机身状态或者维修的照明，根据区域的不同选择与之适配的灯具；
（4）外部照明：外部照明系统的目的是为驾驶员、邻机驾驶员和地面工作人员提供简要的飞机运行状态，是安全航行中至关重要的照明系统；
（5）应急照明：应急照明的基本要求是当飞机发生紧急状况的时候，能向机组人员和乘客提供最有效的指示信息，确保人员及时的疏散和撤离，要求电源可靠，标志醒目。
本文针对照明系统的各个部分的设计进行探讨，从灯具选用、布局和控制系统等角度进行相关技术的分析。
二 各部分照明系统的设计
2.1 驾驶舱照明系统
驾驶舱仪表数量繁多、状态信息复杂，因而合理的照明布局能大大提高驾驶员的工作效率和飞行的安全程度以及舒适性，这要求驾驶舱的照明光照强度分布均匀，减少反射光和眩光污染，控制简单操作容易，电源独立供应，光参数可调节。故而驾驶舱照明系统是照明系统中设计要求较高的一部分[1]。
驾驶舱照明系统可以分为三个照明部分以及一个控制测试部分：
a）仪表和导光板的照明及其控制：
照明概述：该部分是驾驶舱照明的主体要素，旨在为左右仪表盘、控制板组件提供稳定的照明。主要由调光控制电源、调光控制开关以及导光板组成。其正常工作流程是在28V直流汇流条供电和总调光控制开关的作用下，对三个区域进行三档（关闭、最低亮度、最高亮度）的光照强度调节，以契合驾驶员的驾驶习惯。当发生紧急情形时，电源自动切换到28V重要汇流条电源以确保故障时驾驶员仍能进行相关操作。
控制概述：仪表和导光板照明[2]控制主要分为调光控制和电源控制两部分。调光控制依托于仪表盘、顶部区域和中央操纵区的各组调光控制器实现调光。主要的调控组件单元如下：
PNL/FLOOD、PFD/MFD、EICAS/INST控制器隶属于左仪表盘，调控方式均为内外层电位计调光，为左仪表盘调光组件、泛光灯以及左侧飞行显示器和发动机指示和机组警告系统调光。
COMP/CLOCK、PNL/FLOOD、PFD/MFD控制器隶属于右仪表盘，调控方式均为内外层电位计调光，为右仪表盘导光板、泛光灯和右侧飞行显示器和多功能显示器调光
DOME/CBP FLOOD、PNL/OVHD FLOOD以及总调光控制器位于顶部区域，负责其导光板和泛光灯调光和总调光控制。
PNL/KYBD、FLOOD/LCD控制器以及“FLOOR”开关位于中央操纵台，实现中央操纵台上多功能显示器和无线电调谐器的以及泛光灯和导光板的调光。
电源系统是为了在飞机正常工作和紧急状态时提供电源保障，因此分为28V直流汇流条和28V重要回流条两类独立电源进行供电。
综上，仪表和导光板照明及控制系统是一个组件复杂但操作简易的控制系统，能夠针对性地实现各部分独立的调控，适应性强、安全性高。
b）泛光照明系统
泛光照明系统主要为驾驶舱提供一般性的泛光灯照明，工作于驾驶舱顶部、仪表板、顶部板、中央操纵台和断路器板，泛光照明的照度远高于其他区域，因此需要通过合理布局防止反光和眩光造成的安全隐患。在2.1a）中详细阐述了调光控制板中各类“FLOOD”控制器对各区域内泛光灯照度的调控方式，均采用三档亮度。当工作在雷暴环境时，开启“THUNDER-STORM”开光使泛光灯全局照度最大化以减小雷电产生的视觉影响。
c）其他照明
其他照明的功能是辅助驾驶员，提供更舒适的操作环境，包含有阅读灯、地板灯、飞行工具灯和电源中心内部灯等常见灯具。
2.2 客舱照明系统的设计
客舱照明系统灯具多、跨度大、线路敷设长，因此有着易于控制和易于维护的要求。由于客舱照明还承担着安抚旅客情绪、调节旅客心态的作用，因此要在功能性和舒适性上做到合理平衡[3]。
客舱照明系统分为以下七个部分：
1）一般照明：客舱一般照明由侧壁和天花板灯构成，灯具选用36个长型荧光灯和24各短型荧光灯，为客舱过道和行李架提供照明。其控制端位于前服务员板上，通过旋钮开关调节多级亮度DIM（分别为最大亮度的0%，10%，50%，100%）； 2）旅客阅读灯：旅客阅读灯位于每个座位上方的旅客服务装置PSU上，通过并联的方式连接，配备独立控制开关，可调节光照强度和透射角度，为旅客提供舒适方便的阅读氛围；
3）入口区域照明：入口区域照明是一种指示灯，分别为登机口等，厨房工作灯和前后过道灯，灯具选用照度高且节能的LED灯，其控制开关位于前后服务员板上，具备两级可调照度（面板上的BRT和DIM分别表示照度为100%和35%）；
4）盥洗室灯：盥洗室灯分为室内照明灯和指示灯（显示于旅客信号牌上）。室内灯采用115V高频率高照度的荧光灯，通过盥洗室门锁的开闭来控制灯光的明暗，亦可通过服务员人工操作调控；
5）工作灯：工作灯位于服务员的工作位置，采用28VDC的白炽灯照明，其控制开关是保持按压式，位于服务员面板上；
6）旅客信号牌：客舱中的两块显示牌和每个座位上28VDC的PSU向乘客传达指示和警示信息，如“禁止吸烟”、“盥洗室有/无人”、“系好安全带”等信息，通过五色光（红、白、琥珀、蓝、绿）表示不同状态。旅客信号牌的控制位于驾驶舱顶部，开关为三档设置（AUTO，ON，OFF），常将AUTO置为有效位，可以自动通过数据集中装置DCU检测飞机飞行状态和高度从而控制旅客信号牌上的指示信息。当发生紧急情况时，6VDC的备用电池盒启用，为乘客指示紧急出口的位置；
2.3 货仓及服务区照明
2.3.1货仓照明
货仓照明主要为机身前后货仓提供低照度的照明，包括舱顶灯和舱门灯，其控制开关位于货仓门框上，为适应了低照度环境的服务人员提供工作照明，而门框附近的聚光灯则为货物装卸区提供高照度的照明。为了确保飞机运输途中的安全，防止紊乱气流造成的危害，货仓照明灯都配备有防冲击网状保护装置，提高其工作安全性。
2.3.2服务区照明
服务区照明主要为机组和地面维护人员提供照明，完成加油、水/废水加排等工作。主要包括电子电气设备舱灯，前后附件舱灯，前、主起落架舱灯，APU舱灯，水/废水服务等和加油口灯。
服务区照明采用三种灯具以适应不同工作环境，如电子电气设备舱、前附件舱和起落架舱采用28VDC驱动的白炽灯；APU舱和后附件舱由于工作环境温度高，因而采用耐高温的28VDC白炽灯；水/废水服务和加油口灯采用28VDC的LED灯。
控制方式：水/废水服务和加油口灯的控制都使用行程开关，通过维护门的开闭控制。电子电气设备舱具有更高的安全要求，在断路器板上安装了5级调控装置（OFF-FWD-MID-AFT-ALL），分别控制灯光开启的范围。其他服务灯均在接通位置安装扳动式开关控制灯的明灭。
2.4 外部照明
外部照明属于指示和警示灯，是空地交流和邻机交流的一种有效简便的方式。主要由以下几种照明灯组成：
航行灯是一种红绿白三色辨认灯，用以表明航向，位于左右机翼翼尖（红、绿灯）和垂尾后部（白灯），其控制开关位于外部和应急照明控制板上，通过继电器来控制其明灭。
着陆和滑行灯在飞机起飞、着陆和滑行时提供照明标志，固定式着陆灯位于左右机翼根部和前起落架，滑行灯位于前起落架上。灯具皆采用50W的高光强冷光灯以消除安全隐患。着陆和滑行灯的控制在外部和应急照明控制板上。左右机翼具备独立控制开关，而前起落架的滑行灯和着陆灯共享一个三级扳动式开关“OFF-LDG-TAXI”来分分别控制亮灯的明灭。
跑道转弯灯位于左右翼根，提供转弯照明和前侧地面维护照明。其开关同样位于外部和应急照明控制板，通过继电器控制。
频闪灯是一种轮廓指示灯，与航行灯分布一致，通过一个共同开关控制3组白色频闪灯。由于频闪信号互通，故而其左右翼和尾部的闪光频率一致。
防撞灯也是一种位置和轮廓指示灯，分布于机身顶部和底部，用于警示邻机及地面人员。防撞灯也共用一组开关，通过外部和应急面板的开关以继电器的方式控制明灭。
机翼及短舱探冰灯用于观察机翼和短舱的结冰情况或地面维护的工作照明。其控制原理同上，安装于客舱观察窗下方。
标志灯用于照明垂尾表面的航空公司的标志，采用标志灯电源盒独立供电，控制原理同上。
综上，外部照明是保证航空安全的重要照明手段，其控制均由外部和应急照明控制板操作，通过继电器的方式实现照明的开关。
2.5 应急照明
应急照明系统用于紧急情况的警示和人员撤离的指示。可以分为外部应急照明和内部应急照明。
应急灯：外部应急照明是位于登机门和服务门旁的应急出口滑到灯组成。内部应急照明包含应急撤离过道灯（客舱行李架下圆角），应急出口位置标志灯（客舱天花板），应急出口标志（应急出口正上方），臨近地板出口标志灯（出口旁接近地板处），地板荧光条（客舱通道两侧）。
应急电源：由于发生紧急情况时，原有的电源系统很大概率失效，因此应急照明系统都拥有独立的应急电池盒供电，分别位于电源中心和客舱观察窗。其输入为28VDC，输出为6VDC/7A，能提供十分钟以上的应急照明时间。
应急照明控制：应急照明控制位于驾驶舱顶部控制板和后服务员板的防误操作保护盖下。驾驶舱顶部控制板的应急照明控制具备三档，分别为正常行驶的“ARMED”档，调试测试时的“ON”档和飞行结束后的“OFF”档。位于后服务员板的应急控制只有两档，分别是正常飞行时的“NORMAL”档和应急开启的“ON”档。应急开启时，控制独立应急电池盒为应急灯供电。
三 总结
照明系统具备全功能的各类照明灯具和丰富的控制接口，能使得及时地、简易地实现各类控制操作，多方向保障了飞行安全、客舱体验的舒适度和地面维护的高效性，该照明系统已应用于民航机型，是现代航空照明系统的一种先进设计方式。
参考文献：
[1]董尚智. 浅谈飞机座舱照明设计[J]. 民用飞机设计与研究，1996（1）：37-41.
[2]陈方虎，岳红萍. 飞机座舱导光板照明[J]. 电子机械工程，2004，20（4）：12-14.
[3]万翀. 采用总线的民用飞机客舱照明系统[J]. 电光与控制，2015，22（3）：90-92.
关键词：航空照明系统；照明设计
一 引言
随着航空技术的发展和航空安全意识的不断提高，传统的照明系统已经不满足机电综合控制要求的高效性和稳定性，难以达到客舱照明舒适度的需求。航空照明系统是一套集成度高、功能复杂、照明终端繁多且控制可靠的机电设备，其主体构成与其相应的基本要求如下：
（1）驾驶舱照明系统：驾驶舱照明系统首先保证驾驶员在面临数以百计的仪表显示盘时，能够清晰、稳定地呈现相应的信息，确保各个航空阶段的安全性。因此对于光照强度、光源选择、设计分部以及多重电源保证有着更高的要求，同时也考验着调光控制系统的设计；
（2）客舱照明：客舱照明的一个显著特点是照明灯具分部广，边及机头段、前中后机身段，因此对控制线路的敷设有着更严格的要求。另外，客舱照明直接关乎乘客的乘坐体验，选用何种照明光源、照度的大小、位置的设计都影响着乘员的观感；
（3）货仓和服务区照明：货仓照明的特点是在保证合适照度的情况下使灯具用量最小化，并且充分考虑飞行安全的因素，杜绝火灾等隐患，货仓照明灯具应有特殊的保护装置避免与货物发生直接接触的可能；服务区照明主要为机组或地勤人员提供机身状态或者维修的照明，根据区域的不同选择与之适配的灯具；
（4）外部照明：外部照明系统的目的是为驾驶员、邻机驾驶员和地面工作人员提供简要的飞机运行状态，是安全航行中至关重要的照明系统；
（5）应急照明：应急照明的基本要求是当飞机发生紧急状况的时候，能向机组人员和乘客提供最有效的指示信息，确保人员及时的疏散和撤离，要求电源可靠，标志醒目。
本文针对照明系统的各个部分的设计进行探讨，从灯具选用、布局和控制系统等角度进行相关技术的分析。
二 各部分照明系统的设计
2.1 驾驶舱照明系统
驾驶舱仪表数量繁多、状态信息复杂，因而合理的照明布局能大大提高驾驶员的工作效率和飞行的安全程度以及舒适性，这要求驾驶舱的照明光照强度分布均匀，减少反射光和眩光污染，控制简单操作容易，电源独立供应，光参数可调节。故而驾驶舱照明系统是照明系统中设计要求较高的一部分[1]。
驾驶舱照明系统可以分为三个照明部分以及一个控制测试部分：
a）仪表和导光板的照明及其控制：
照明概述：该部分是驾驶舱照明的主体要素，旨在为左右仪表盘、控制板组件提供稳定的照明。主要由调光控制电源、调光控制开关以及导光板组成。其正常工作流程是在28V直流汇流条供电和总调光控制开关的作用下，对三个区域进行三档（关闭、最低亮度、最高亮度）的光照强度调节，以契合驾驶员的驾驶习惯。当发生紧急情形时，电源自动切换到28V重要汇流条电源以确保故障时驾驶员仍能进行相关操作。
控制概述：仪表和导光板照明[2]控制主要分为调光控制和电源控制两部分。调光控制依托于仪表盘、顶部区域和中央操纵区的各组调光控制器实现调光。主要的调控组件单元如下：
PNL/FLOOD、PFD/MFD、EICAS/INST控制器隶属于左仪表盘，调控方式均为内外层电位计调光，为左仪表盘调光组件、泛光灯以及左侧飞行显示器和发动机指示和机组警告系统调光。
COMP/CLOCK、PNL/FLOOD、PFD/MFD控制器隶属于右仪表盘，调控方式均为内外层电位计调光，为右仪表盘导光板、泛光灯和右侧飞行显示器和多功能显示器调光
DOME/CBP FLOOD、PNL/OVHD FLOOD以及总调光控制器位于顶部区域，负责其导光板和泛光灯调光和总调光控制。
PNL/KYBD、FLOOD/LCD控制器以及“FLOOR”开关位于中央操纵台，实现中央操纵台上多功能显示器和无线电调谐器的以及泛光灯和导光板的调光。
电源系统是为了在飞机正常工作和紧急状态时提供电源保障，因此分为28V直流汇流条和28V重要回流条两类独立电源进行供电。
综上，仪表和导光板照明及控制系统是一个组件复杂但操作简易的控制系统，能夠针对性地实现各部分独立的调控，适应性强、安全性高。
b）泛光照明系统
泛光照明系统主要为驾驶舱提供一般性的泛光灯照明，工作于驾驶舱顶部、仪表板、顶部板、中央操纵台和断路器板，泛光照明的照度远高于其他区域，因此需要通过合理布局防止反光和眩光造成的安全隐患。在2.1a）中详细阐述了调光控制板中各类“FLOOD”控制器对各区域内泛光灯照度的调控方式，均采用三档亮度。当工作在雷暴环境时，开启“THUNDER-STORM”开光使泛光灯全局照度最大化以减小雷电产生的视觉影响。
c）其他照明
其他照明的功能是辅助驾驶员，提供更舒适的操作环境，包含有阅读灯、地板灯、飞行工具灯和电源中心内部灯等常见灯具。
2.2 客舱照明系统的设计
客舱照明系统灯具多、跨度大、线路敷设长，因此有着易于控制和易于维护的要求。由于客舱照明还承担着安抚旅客情绪、调节旅客心态的作用，因此要在功能性和舒适性上做到合理平衡[3]。
客舱照明系统分为以下七个部分：
1）一般照明：客舱一般照明由侧壁和天花板灯构成，灯具选用36个长型荧光灯和24各短型荧光灯，为客舱过道和行李架提供照明。其控制端位于前服务员板上，通过旋钮开关调节多级亮度DIM（分别为最大亮度的0%，10%，50%，100%）； 2）旅客阅读灯：旅客阅读灯位于每个座位上方的旅客服务装置PSU上，通过并联的方式连接，配备独立控制开关，可调节光照强度和透射角度，为旅客提供舒适方便的阅读氛围；
3）入口区域照明：入口区域照明是一种指示灯，分别为登机口等，厨房工作灯和前后过道灯，灯具选用照度高且节能的LED灯，其控制开关位于前后服务员板上，具备两级可调照度（面板上的BRT和DIM分别表示照度为100%和35%）；
4）盥洗室灯：盥洗室灯分为室内照明灯和指示灯（显示于旅客信号牌上）。室内灯采用115V高频率高照度的荧光灯，通过盥洗室门锁的开闭来控制灯光的明暗，亦可通过服务员人工操作调控；
5）工作灯：工作灯位于服务员的工作位置，采用28VDC的白炽灯照明，其控制开关是保持按压式，位于服务员面板上；
6）旅客信号牌：客舱中的两块显示牌和每个座位上28VDC的PSU向乘客传达指示和警示信息，如“禁止吸烟”、“盥洗室有/无人”、“系好安全带”等信息，通过五色光（红、白、琥珀、蓝、绿）表示不同状态。旅客信号牌的控制位于驾驶舱顶部，开关为三档设置（AUTO，ON，OFF），常将AUTO置为有效位，可以自动通过数据集中装置DCU检测飞机飞行状态和高度从而控制旅客信号牌上的指示信息。当发生紧急情况时，6VDC的备用电池盒启用，为乘客指示紧急出口的位置；
2.3 货仓及服务区照明
2.3.1货仓照明
货仓照明主要为机身前后货仓提供低照度的照明，包括舱顶灯和舱门灯，其控制开关位于货仓门框上，为适应了低照度环境的服务人员提供工作照明，而门框附近的聚光灯则为货物装卸区提供高照度的照明。为了确保飞机运输途中的安全，防止紊乱气流造成的危害，货仓照明灯都配备有防冲击网状保护装置，提高其工作安全性。
2.3.2服务区照明
服务区照明主要为机组和地面维护人员提供照明，完成加油、水/废水加排等工作。主要包括电子电气设备舱灯，前后附件舱灯，前、主起落架舱灯，APU舱灯，水/废水服务等和加油口灯。
服务区照明采用三种灯具以适应不同工作环境，如电子电气设备舱、前附件舱和起落架舱采用28VDC驱动的白炽灯；APU舱和后附件舱由于工作环境温度高，因而采用耐高温的28VDC白炽灯；水/废水服务和加油口灯采用28VDC的LED灯。
控制方式：水/废水服务和加油口灯的控制都使用行程开关，通过维护门的开闭控制。电子电气设备舱具有更高的安全要求，在断路器板上安装了5级调控装置（OFF-FWD-MID-AFT-ALL），分别控制灯光开启的范围。其他服务灯均在接通位置安装扳动式开关控制灯的明灭。
2.4 外部照明
外部照明属于指示和警示灯，是空地交流和邻机交流的一种有效简便的方式。主要由以下几种照明灯组成：
航行灯是一种红绿白三色辨认灯，用以表明航向，位于左右机翼翼尖（红、绿灯）和垂尾后部（白灯），其控制开关位于外部和应急照明控制板上，通过继电器来控制其明灭。
着陆和滑行灯在飞机起飞、着陆和滑行时提供照明标志，固定式着陆灯位于左右机翼根部和前起落架，滑行灯位于前起落架上。灯具皆采用50W的高光强冷光灯以消除安全隐患。着陆和滑行灯的控制在外部和应急照明控制板上。左右机翼具备独立控制开关，而前起落架的滑行灯和着陆灯共享一个三级扳动式开关“OFF-LDG-TAXI”来分分别控制亮灯的明灭。
跑道转弯灯位于左右翼根，提供转弯照明和前侧地面维护照明。其开关同样位于外部和应急照明控制板，通过继电器控制。
频闪灯是一种轮廓指示灯，与航行灯分布一致，通过一个共同开关控制3组白色频闪灯。由于频闪信号互通，故而其左右翼和尾部的闪光频率一致。
防撞灯也是一种位置和轮廓指示灯，分布于机身顶部和底部，用于警示邻机及地面人员。防撞灯也共用一组开关，通过外部和应急面板的开关以继电器的方式控制明灭。
机翼及短舱探冰灯用于观察机翼和短舱的结冰情况或地面维护的工作照明。其控制原理同上，安装于客舱观察窗下方。
标志灯用于照明垂尾表面的航空公司的标志，采用标志灯电源盒独立供电，控制原理同上。
综上，外部照明是保证航空安全的重要照明手段，其控制均由外部和应急照明控制板操作，通过继电器的方式实现照明的开关。
2.5 应急照明
应急照明系统用于紧急情况的警示和人员撤离的指示。可以分为外部应急照明和内部应急照明。
应急灯：外部应急照明是位于登机门和服务门旁的应急出口滑到灯组成。内部应急照明包含应急撤离过道灯（客舱行李架下圆角），应急出口位置标志灯（客舱天花板），应急出口标志（应急出口正上方），臨近地板出口标志灯（出口旁接近地板处），地板荧光条（客舱通道两侧）。
应急电源：由于发生紧急情况时，原有的电源系统很大概率失效，因此应急照明系统都拥有独立的应急电池盒供电，分别位于电源中心和客舱观察窗。其输入为28VDC，输出为6VDC/7A，能提供十分钟以上的应急照明时间。
应急照明控制：应急照明控制位于驾驶舱顶部控制板和后服务员板的防误操作保护盖下。驾驶舱顶部控制板的应急照明控制具备三档，分别为正常行驶的“ARMED”档，调试测试时的“ON”档和飞行结束后的“OFF”档。位于后服务员板的应急控制只有两档，分别是正常飞行时的“NORMAL”档和应急开启的“ON”档。应急开启时，控制独立应急电池盒为应急灯供电。
三 总结
照明系统具备全功能的各类照明灯具和丰富的控制接口，能使得及时地、简易地实现各类控制操作，多方向保障了飞行安全、客舱体验的舒适度和地面维护的高效性，该照明系统已应用于民航机型，是现代航空照明系统的一种先进设计方式。
参考文献：
[1]董尚智. 浅谈飞机座舱照明设计[J]. 民用飞机设计与研究，1996（1）：37-41.
[2]陈方虎，岳红萍. 飞机座舱导光板照明[J]. 电子机械工程，2004，20（4）：12-14.
[3]万翀. 采用总线的民用飞机客舱照明系统[J]. 电光与控制，2015，22（3）：90-92.