航空照明的完整設計指南
作者：由甲 上海安世亞太光學軟件應用工程師
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本文共計1599字，預計閱讀5分鐘
工程師們了解制造符合期望的航空照明是極具挑戰的
當被詢問到飛機上的關鍵組件時，旅客可能不會立即想到飛機上的照明裝置。
由于發動機、機翼和起落架與駕駛安全有著密不可分的聯系，它們總會最先在人們的腦海中浮現。工程師們深知鉚釘和支架的不同可能意味著安全與災難性事故的區別。
航空照明也不例外。它們出現在飛機的外部、座艙和客艙中，每個裝置都有明確的用途。工程師們面臨的挑戰則是在不影響舒適性、實用性或安全性的情況下，將光學集成到各種裝置中。
為了減少物理測試，工程師們通過光學仿真來設計滿足航空公司、旅客和監管部門期待的照明系統。
如何設計飛機外部照明
飛機外部照明系統的設計、測試和驗證過程可能非常耗時，其目的是為了輔助飛行員導航、避免碰撞、降落、滑行以及向其他飛機發出信號等作用。因此，照明系統的功能安全是重中之重。
傳統上，這些照明系統使用物理原型進行測試和驗證，往往工程師需要在難以安排或預測的條件下完成測試。
工程師可以使用仿真工具（ANSYS VRXPERIENCE）來分析和優化飛機著陸燈
仿真可以減少用于驗證飛機外部照明所需的許多物理測試。
評估整體性能
通過仿真，我們可以在各種配置、天氣情況、飛機狀態（例如起飛，滑行，著陸）等狀態下完成光度、色度、均勻性、照明系統整體性能的評估。
減少預算和產品發布時間
因此，工程師不必為了測試其設計而等待一場完美的暴風雨，數字化的仿真測試可以減少預算和產品發布時間。
多次迭代
工程師甚至可以將仿真進行多次迭代，以針對無法使用物理原型進行測試的邊緣情況進行更好地優化。
如何設計飛機內部照明
機艙中的燈光具備多種用途。它們可以提供舒適、安全、實用和均勻照明的效果。工程師面臨的挑戰是如何規避這些裝置之間彼此的干擾。
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機艙內的照明需要為乘客提供舒適性，功能性和安全性
照明系統
機艙內部照明系統的顯著功能是營造讓乘客感到舒適的光環境。諸如氛圍燈可以模擬白晝間不同的照明狀態來幫助乘客在旅途中適應目的地的光照。
氛圍燈
然而，提供實用功能的裝置可能影響氛圍燈的效果。例如天花板和側壁，這些組件不會造成太大問題，但幫助乘客進行閱讀的投射燈可能會對夜間的光環境造成巨大影響。
盡管氛圍燈與實用裝置的協同是很重要的，但它們在緊急照明系統中仍然處于次要地位。
在這種情況下，工程師面臨著雙向挑戰：
■ 一方面需要創造出優質的環境照明系統（以避免乘客在旅途期間引發焦慮）
■ 另一方面需要創造出應急照明系統，這種系統是為了在危難時刻為大家明確逃生和應急設備的方向
工程師可以使用仿真工具來優化機艙照明系統的舒適性、實用性和安全性。他們可以通過更改諸如系統的顏色、強度和光源以及被照射物體的材質（例如地毯或座椅皮革）之類的參數來實現此目的。
如何優化飛機座艙照明
座艙內的照明系統與機艙內的照明系統類似，它們同樣需要為飛行員提供舒適、實用和安全的照明環境；兩者的不同之處在于座艙內的照明系統優化需要配合飛行員的表現。
工程師需要設計駕駛艙的照明系統，以優化飛行員在任何情況下的表現。
駕駛艙
駕駛艙將被照亮和著色，用以在黑暗或耀眼的情況下保持視力。
儀表盤
儀表盤上的光照數值經過優化后，可以幫助飛行員在不遮蔽其他設備的情況下看到重要數據。
測試系統
工程師還需要在各種條件下測試所有這些系統，以防止眩光、反射和眼睛疲勞等現象。
然而，這些評估往往在產品研發后期進行，并且改善工作昂貴且耗時。
因此，工程師可以在初期采用仿真的手段對座艙的照明系統進行分析。
提供信息
這些分析同時可以為飛行員與飛機之間的人機交互界面（HMI）設計提供信息
快速優化
這使工程師能夠在各種飛行和光照條件下快速優化儀表板、擋板以及眩光和反射等現象。
飛機照明設計仿真工具
ANSYS VRXPERIENCE 和 ANSYS SPEOS的結合可以實現對飛機的外部、內部和座艙照明的仿真與優化。
工程師可以使用ANSYS VRXPERIENCE和ANSYS SPEOS在各種配置和條件下測試飛機照明系統
事實上，這些仿真可以與人眼模型結合使用，從生理角度評估照明、眩光和反射。
體驗環境
工程師甚至可以設計虛擬現實，讓他們自己體驗這些環境——在任何物理原型被制造出來之前。
模擬運行
軟件還使工程師能夠在各種設置、固定裝置、材料、天氣和環境情況之間循環，以確保系統在著陸、起飛、滑行、巡航或緊急情況下正常運行，并避免相互干擾。
來源：ansys
編譯：上海安世亞太光學組
*本文版權歸上海安世亞太所有，如需轉載，請與我們聯系。
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