原文链接：https://www.cauc.edu.cn/zhv5/info/1031/14250.htm

长期以来,机场跑道灯光的调节一直困扰着管制员、飞行员以及机场管理部门。如何才能平衡灯光亮度,既满足跑道视程(RVR)的要求,又避免给飞行员造成眩光,同时还能更好地实现机场节能减排?航空气象预报员同样面临困惑:尽管精确地预测了天气情况,但一旦跑道灯光亮度发生变化,RVR预报就可能失效。所有这些问题背后的关键,是缺乏对不同类型助航灯光如何影响RVR的量化认识,也缺少优化的灯光配置方案。

为解决这一难题,研究团队提出了21种跑道灯光配置方案,通过国际先进的照明分析软件DIALux Evo进行模拟,详细量化了跑道中线灯、边灯等不同灯光在各能见度条件下对跑道视程(RVR)的影响,并首次提出了一种在飞行安全、节能减排与飞行员视觉舒适度之间达到最佳平衡的跑道灯光配置方案,为机场跑道灯光控制和运行提供了重要参考,有助于飞行员的起降操作和智慧机场建设。

研究发现,跑道灯光亮度与跑道视程之间存在复杂关系,灯光并非越亮越好。适度增加灯光亮度能够提高目标物体的可见性,但过高的灯光亮度反而会增加天空背景亮度,降低飞行员实际看到的跑道视程。中线灯对RVR的负面影响远超过边灯,而边灯则对提升目标物体的亮度具有显著优势。降低中线灯亮度对RVR的提升效果约为边灯的三倍,而在低能见度条件下适度提高边灯亮度,则可使目标物体的亮度提高约260%。

研究团队还对不同灯型的跑道道面平均照度贡献进行了精细化分析。明确了在各能见度条件下,与中线灯相比,提高边灯等级能更有效提升跑道平均照度。例如,在低能见度条件(能见度小于800m)下,提高边灯等级使跑道平均照度增加了10.23 lx,同等条件下提高中线灯等级仅增加了2.3 lx,进一步凸显边灯在提升目标物亮度方面的优势。

研究团队采用DIALux Evo照明仿真软件分析了跑道灯光布局与等级对跑道照度的具体影响。从模拟的跑道灯光伪色图可以直观地看到,跑道边灯和中线灯对跑道照度的周期性影响十分明显,灯光布局直接决定了跑道视觉效果差异明显,这为后续优化灯光布局提供了重要依据。

研究团队通过DIALux Evo照明仿真软件分析了不同灯光等级(从1%至100%)对跑道平均照度的影响。从上图可以清楚看到,随着灯光等级的提高,跑道边灯对道面的照明效果显著增强。在灯光等级为100%时,跑道边灯所在区域的最大平均照度达到约110 lx,而在最低等级(1%)时接近0 lx。这说明灯光等级的合理控制对跑道照明效果具有关键性作用,同时也提醒需谨慎防止过高的照度导致飞行员眩光问题。

通过对比21种跑道灯光配置方案的RVR表现,研究发现一些优化方案的RVR明显优于传统ICAO推荐方案,说明合理的灯光配置可以在低能耗的前提下实现更高的跑道视程,更安全的运行环境。

对不同灯型进行深入比较发现,相较于边灯,中线灯亮度的提高对RVR有更明显的负面效应,而降低中线灯亮度则能大幅提高RVR。此外,边灯在提高目标物体亮度上表现突出,尤其在低能见度下提升边灯亮度约可提高260%的目标亮度。因此,建议实际运行时优先降低中线灯亮度并适当提高边灯亮度,以达到视程与安全的最佳平衡。

通过量化分析不同灯型对跑道道面平均照度的贡献发现,边灯照明等级的提高显著优于中线灯。例如,在能见度低于800m时,提升边灯等级可增加10.23 lx的平均照度,而中线灯仅增加2.3 lx,再次证实了边灯在跑道照度改善中的关键作用。

文章详见本网站“研究成果”页面。