燈具國家標準修訂技術差異淺析

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摘要：為便于企業更好地了解和使用新修訂的助航燈具國家標準，文章列出了新標準與2015版標準的主要技術差異內容，并從要求來源、設置要求的出發點、要求解決的主要問題等角度出發，著重分析了日間目視表面、燈具壽命、海拔高度、太陽輻射等新增的主要技術內容，以及光度要求、色度要求等修改的主要內容。

關鍵詞：助航燈具；國家標準；差異分析

0引言

隨著國內經濟的高速發展，中國民用航空業也呈現出蓬勃發展之勢，尤其是近年來，機場建設更是掀起一股熱潮，民用機場助航燈具行業也隨著機場建設而迅猛發展。民用機場助航燈具是指符合機場特定光色要求的發光設備，屬于機場運行必備的專用設備，大多固定在機場跑道上、跑道邊、滑行道上、滑行道邊、入口區等指定區域，起到為飛機的滑行、起飛和進近著陸等提供光引導信號的作用，其性能直接影響飛機與機場的運行安全[1-2]。《民用機場燈具一般要求》（GB/T7256—2015）[3]發布后，新型LED發光技術有了更進一步的發展，在民用機場助航燈具上的應用也發展迅速。隨著新型LED助航燈具的大量應用，在應用中也反映出一些問題。因此，在中國民用航空局機場司的指導下，由上海時代之光照明電器檢測有限公司（國家燈具質量監督檢驗中心）牽頭對（GB/T7256—2015）進行了修訂。新修訂的《民用機場助航燈具第1部分：一般要求》（GB/T7256.1—202X）已完成報批，即將發布。為了相關企業能夠更好地了解和使用新標準，文章對新舊國家標準的主要技術差異部分進行分析。

1總體差異情況

與《民用機場燈具一般要求》（GB/T7256—2015）相比，新版本除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：（1）增加了嵌入式滑行道邊燈的光輸出、光分布要求（見5.2.1.1b），增加了非儀表跑道的入口燈的光輸出、光分布要求（見5.2.1.1c），增加了非儀表跑道入口翼排燈的光輸出、光分布要求（見5.2.1.1d），增加了非儀表跑道的跑道末端燈的光輸出、光分布要求（見5.2.1.1e），增加了跑道邊燈準備用來提供盤旋引導時的光輸出、光分布要求（見5.2.1.1f）；（2）修改了LED燈光顏色的要求（見5.2.2，2015版11.2）；（3）嵌入式燈具的尺寸規格由推薦要求（見2015版附錄A）改為規定要求（見5.3.1）；（4）增加了立式燈具電源電纜的要求（見5.3.2）；（5）增加了防觸電保護要求（見5.5.2）；（6）增加了電氣強度要求（見5.5.4）；（7）增加了功率要求（見5.5.5）；（8）修改了電磁兼容的要求（見5.6，2015版第16章）；（9）增加了LED燈具的壽命要求（見5.7.2）；（10）增加了調節裝置要求（見5.7.3）；（11）增加了表面顏色中的日間目視表面要求（見5.9）；（12）增加了可選項要求（見5.10）；（13）淋雨試驗要求由通過GB7000.1—2015試驗的IP34（見2015版8.1）改為通過GB/T4208試驗的IPX4（見6.6.3）；（14）增加了太陽輻射試驗方法（見6.6.6）；（15）增加了低氣壓試驗方法（見6.9）；（16）修改了機場燈具的光度特性要求（見附錄A，2015版附錄A）；（17）增加了跑道警戒燈的特殊要求（見附錄B）；（18）增加了燈具安裝附件的特殊要求（見附錄C）。文章選取比較重要的新增要求和修改要求進行分析。

2主要新增要求

2.1日間目視表面要求

新版本在“表面顏色”條款中增加了“日間目視表面”的要求，具體要求為“LED立式跑道入口/末端燈和滑行道邊燈應有日間目視表面顯示其規定的燈光顏色，從0°～+45°水平視角的任一方向觀察時，該顏色表面的投影面積應不小于16cm2。”新增要求參考了美國運輸部聯邦航空局出版的工程摘要EB-67D《機場和障礙燈具用光源（白熾燈和氙氣燈除外）》中2.8條的要求。立式跑道入口燈的燈光顏色為綠色，指示飛行員可以通行；立式跑道末端燈的燈光顏色為紅色，指示飛行員不可以通行；滑行道邊燈的燈光顏色為藍色，指示飛行員滑行道的邊界。三種燈具功能不同，但是外形差異不大，特別是立式跑道入口燈和立式跑道末端燈，外觀基本一致。在使用鹵素燈作為光源時，不同燈具的不同燈光顏色通過配置不同的濾色片來實現，在不開燈時，飛行員還能夠通過觀察燈具濾色片的顏色對不同燈具進行區分和識別。在使用LED作為光源時，LED直接發出顏色光，在不開燈的情況下無法通過外部觀察進行區分和識別，如果發生識別錯誤，將導致飛行事故。因此，新增要求對LED立式跑道入口/末端燈和滑行道邊燈，增加了“日間目視表面”的要求，用來保證在白天不開燈的情況下，飛行員能夠通過觀察燈具上顯示的顏色，有效分辨不同燈具，避免事故的發生。

2.2LED燈具的壽命要求

新版本增加了“燈具壽命”的要求，具體要求為“鎢絲燈光源的使用壽命不應少于1000h，LED燈具的光通維持壽命不應少于25000h，LED燈具的結溫不應大于LED結溫額定值。嵌入式燈具按6.5.5進行加速壽命試驗后，燈具應無變形、起泡、熱損傷和腐蝕跡象，且測得的光強應不低于光強規定值的80%。”新版本要求中的“鎢絲燈光源的使用壽命不應少于1000h”在2015版中已有要求。要求中的“LED燈具的結溫不應大于LED結溫額定值”為新增部分，參考了美國運輸部聯邦航空局出版的工程摘要EB—67D《機場和障礙燈具用光源（白熾燈和氙氣燈除外）》中2.4條b款的要求。該條款的試驗方法為“LED燈具應按照CALT001—2014《LED燈具結溫的測量方法》測量LED結溫”。要求中的“LED燈具的光通維持壽命不應少于25000h”為新增部分。通過統計行業內產品的參數指標和綜合考慮行業發展情況，確定了該參數。該條款的試驗方法為“恒定發光燈具的光通維持壽命按GB/T33721進行試驗”。在使用鹵素燈作為光源時，其他部件主要為金屬制件，基本不用擔心使用壽命的問題。由于鹵素燈是通用標準件，機場使用部門通過替換光源來延長助航燈具的壽命，因此對燈具的壽命指標不敏感，只需要關注光源的壽命。在使用LED作為光源時，需要配備電子元器件組成電路進行供電和控制，光源或電子元器件的損壞均會造成燈具的失效，制造商在生產時，往往將光源和電路板做在一起并在燈具內灌膠處理，光源或電路板不可拆卸，也不可替換，因此提出了“燈具壽命”的要求。

2.3海拔高度要求

在2015版標準的4.1條中規定“燈具的工作環境條件如下：海拔高度不超過2500m”，但是標準未給出試驗方法，該條款無法進行驗證。新版本完善了“5.1.1海拔高度”的要求，即“除非另有規定，燈具應能至少在海拔2500m的條件下工作。按6.9進行低氣壓試驗期間，燈具應能正常工作，試驗后燈具不應損壞”，并提出了“6.9低氣壓試驗”的試驗方法，即“按GB/T2423.21的規定進行試驗，試驗壓力為（70±2）kPa，氣壓變化速度不大于10kPa/min，在正常工作狀態下進行16h的試驗，試驗期間，觀察燈具是否正常工作，試驗后目視檢查燈具是否損壞”。增加的試驗方法與要求相呼應，增加了標準的可操作性。2.4太陽輻射要求在2015版的4.1條中規定“燈具的工作環境條件如下：暴露于太陽輻射中”，但是標準未給出試驗方法，該條款無法進行驗證。新版本完善了“5.1.6太陽輻射”的要求，即“燈具應能暴露在太陽輻射下工作。按6.6.6進行太陽輻射試驗后，燈具不應出現任何損壞或變形的跡象”，并提出了“6.9低氣壓試驗”的試驗方法，即“燈具上外露的非金屬和非玻璃零部件，應進行太陽輻射試驗。應按照GB/T2423.24—2013《環境試驗第2部分試驗方法試驗Sa模擬地面上的太陽輻射及其試驗導則》中程序B進行56個循環的太陽輻射試驗。試驗結束后檢查燈具。若其光學透鏡或光學罩為塑料材料，則需在本試驗后再進行光度試驗。若制造商提供第三方報告證明此部件已通過本試驗，則無需進行本試驗”。增加的試驗方法與要求相呼應，增加了標準的可操作性。

3主要修改要求

3.1光度要求

光度要求是助航燈具一個非常重要的要求，是直接反應其燈光引導功能好壞的關鍵指標。我國是國際民用航空組織（ICAO）的成員國，根據約定，成員國的助航燈具的光度和色度均應統一遵循《國際民用航空公約附件14—機場》的要求，以便各成員國飛行員能夠統一識別不同國家機場安裝的助航燈具所代表的燈光引導信號。在2015版標準修訂時，光度要求主要參考了當時最新的《國際民用航空公約附件14—機場》第5版。新版本的光度要求主要參考了《國際民用航空公約附件14—機場》第8版，因此將“5.2.1.1光輸出、光分布”要求修改為以下內容。按照燈具的水平基準面和安裝結構進行安裝，在規定的光源和額定電流或額定電壓條件下，燈具的光輸出、光分布應滿足以下要求。（1）光輸出、光分布應符合附錄A的要求。（2）立式滑行道邊燈光強在0°～6°仰角范圍內應至少為2cd，嵌入式滑行道邊燈光強在1°～6°仰角范圍內應至少為2cd，滑行道邊燈光強在6°～75°仰角范圍內應至少為0.2cd。（3）非儀表跑道的入口燈在水平方向±15°和垂直角2°～10°范圍內的平均光強應不小于50cd（綠色）。（4）非儀表跑道的入口翼排燈在水平方向±15°和垂直角2°～10°范圍內的平均光強應不小于50cd（綠色）。（5）非儀表跑道的跑道末端燈應為輕型易折的立式燈具，在水平方向±10°和垂直角2°～10°范圍內的平均光強應不小于10cd（紅色），在滿足光強要求的條件下，跑道末端燈可與同一位置上的跑道入口燈合用一個燈具。（6）跑道邊燈應在為從任一方向起飛或著陸的駕駛員提供引導的所有必要方位角上發光。當跑道邊燈準備用來提供盤旋引導時，燈具應在所有方位角自水平以上至仰角15°的范圍內都發光，光強應不小于50cd。立式跑道邊燈及適用于全跑道鋪裝的嵌入式跑道邊燈應提供盤旋引導功能。（7）若部分光學窗口在道面以下，則在遮擋道面以下的窗口部分后，燈具發出的光強應不小于規定光強值的50%。若燈具設計為有一半以上的光學窗口在道面以下，則在遮擋光學窗口下半部分后，燈具發出的光強應不小于規定光強值的50%。對于要求（1），附錄的內容在2015版的基礎上增加了3個圖，如圖1、圖2、圖3所示。其中，圖3中曲線計算公式為（1）其中，計算內曲線時a=5.0、b=4.5；計算外曲線時，a=7.0、b=8.5。對于要求（2），以前的滑行道邊燈均為立式燈具，沒有嵌入式滑行道邊燈，現在隨著機場需求的變化，嵌入式滑行道邊燈也越來越多，因此在2015版的要求的基礎上增加了“嵌入式滑行道邊燈光強在1°～6°仰角范圍內應至少為2cd”的要求。此次修改主要是考慮了嵌入式燈具的安裝特性，嵌入式滑行道邊燈安裝時需要將燈嵌入到跑道鋪筑面，燈具水平面與道面齊平，飛行員基本上看不到該燈具“在0°～1°仰角范圍之內”的燈光，對飛行員的引導作用不強，從經濟性和功能性角度出發，做了適當的放寬。對于要求（3）～（5），均來自《國際民用航空公約附件14—機場》第8版。對于要求（6），在《國際民用航空公約附件14—機場》第8版的要求上，增加了“立式跑道邊燈及適用于全跑道鋪裝的嵌入式跑道邊燈應提供盤旋引導功能”的要求。此次修改主要是為了更好地保證夜間燈光勾勒出來的機場構型的完整性。對于要求（7），在2015版的要求的基礎上增加了“若燈具設計為有一半以上的光學窗口在道面以下，則在遮擋光學窗口下半部分后，燈具發出的光強應不小于規定光強值的50%”的要求。此次修改主要是為了更好地保證燈光的強度。

3.2色度要求

與光度要求相同，新版本的色度要求主要根據《國際民用航空公約附件14—機場》第8版的要求進行了更新，對于LED的燈光顏色有了新的要求，主要差異對比如下。2015版對LED的燈光顏色要求如表1和圖4所示。新版本對LED的燈光顏色要求如表2和圖5所示。從以上對比可以看出，在新版本要求中，綠色光和紅色光的范圍變大了，藍色光的范圍變小了，可變白色/白色光和黃色光的范圍沒有變化。

4結論

新版標準修訂的內容主要考慮了LED的特性，提出了有針對性的條款，便于提高助航燈具產品的質量，規范市場，引導先進技術的應用和推廣。

參考文獻：

[1]馮相國.民用機場助航燈光智能監測監控系統設計與分析[J].光源與照明,2021(4):20-21.

[2]徐志周.民用機場不停航施工安全管理措施研究[J].工程技術研究,2020(22):176-177.

[3]全國照明電器標準化技術委員會.民用機場燈具一般要求:GB/T7256-2015[S].北京:中國標準出版社,2016.

作者:虞再道 單位:上海時代之光照明電器檢測有限公司