陈效吉
海丰通航 北京
摘要：目前通用机场灯光系统复杂，本文探讨总结助航的灯光系统构建，引导信息的基本流程，系统组件部分各自作用以及技术难点重点，介绍泛光照明设计、高杆灯照明等相关内容，希望帮助减少助航过程中故障的出现，提高相关工作人员的工作效率。
关键词：通用机场;助航灯光;助航设备;机坪照明
一、引言
飞机在机场的各种活动，机场的助航灯光系统是重要的引导设施，帮助飞机驾驶员进行空中飞行判断，现代各种技术革新瞬息万变，实践在航空事业当中则需要考虑周全，尽量做到面面俱到，通用航空的举措将表现中国经济良性发展的方向，而针对国内通用机场各项设计中的不足，是现在的技术人员奔赴的目标，要制定安全、规范、满足运行要求的专项规范，就需要我们针对现有的航空实际情况进行探讨，本文就是对通用机场助航灯光以及机坪助航设备进行一些详细分析和思考。
二、通用机场的助航灯光设计
（一）助航灯光系统的构建
通用机场的助航灯光是一种重要的目视助航设备，其目的是为了保证飞机在夜间以及复杂极端天气环境下能够顺利安全滑行、起飞、进近、着陆，涵盖了构型、照射角度、颜色、光强等级、最小光源有效覆盖范围四个方面的引导信息管控提取，为飞行活动提供准确的视觉引导信号，可以说助航灯光是飞机的“眼睛”对机场的安全性具有重要的现实意义。健全的机场助航灯光系统包括了由供电系统、升压变压器、近光灯、恒流调光器(CCR)、跑道灯光系统、滑行道灯光系统等共同组成。
机场助航灯光系统的系统模型是所有工作开始的前端。通过对滑行道中心线助航引导灯进行控制，指引飞机进行飞行活动，有效提高机场滑行道的利用率。助航灯光系统主要置于机场飞机飞行轨道下滑面与跑道面的交线位置上，助航灯光系统总体数据流程，从飞行器向调控中心发送抵达信息开始，飞机准备着陆时，在距离跑道入口10km处，因视线受阻无法按照目视的方法得到降落信息，也无法正常看到跑道，助航灯光收下会用雷达对飞机进行搜索定位，获取具体信息，包括飞机角度和距离，再使用光电跟踪仪来精确飞机位置和速度，减少差误出现，随后监控中心会调整助航灯监控传感器节点软件，数据融合以及控制单元，结合助航灯的位置信息成成相应的控制指令，执行灯光指令，航道指示器的指示信息光束分色、分强度的直接覆盖飞机眼位，形成“滑动灯光段”，飞行驾驶员就会根据指示调整飞机航向和姿态，确保能够与下滑通道安全进近。
这其中具有相对集中的设计重点和难点，对于整个机场助航灯光设计具有重要意义。首先是助航灯光系统目标的搜索和跟踪工作，根据上述的流程介绍，可以看到主要是雷达引导和红外跟踪的光电跟踪仪，雷达扫描主要是满足综合效能的要求，搜索的有效高度有限，发现目标相对较远，数据不精准，因此小范围的光学头搜索目标移动在完整引导助航过程当中有关键的地位，光学跟踪仪主要把控目标移动的高低角、方位角等信息，通过对目标物形状中心的识别与认证，提取目标局部特点，可以生成相应的图像像素位置坐标跟踪机头眼位，进行脱靶量计算，将数据传输给伺服控制器，最终指向飞机目标。
（二）助航灯光故障在线巡检系统
助航灯光故障在线巡检系统其构成主要包括：灯位故障检测功能模块、电力载波解码功能模块、电力载波编码功能模块、集中监测显示功能模块等部分。其中，灯位故障检测功能模块、电力载波编码功能模块，需要将其安装在灯位检测单元内，即隔离变压器的二次侧。而电力载波解码功能模块，在需要设计在系统的调光器监控机内。最后，集中监测显示功能模块，需要将其安装在机场灯光的监控塔台内，或者安装在灯光站中。通过这样的设计，则能够在很大程度上，保证机场助航灯光故障在线巡检系统的有效性。
监控中心需要整体机场进行监测、控制、维护和管理，除了上述的灯光控制，在飞机上滑行道上形成“滑动灯光段”引导飞机，还有助航灯故障监控的重要工作内容，监控每个助航灯光的工作状态，及时维修。机场助航灯监控网络能够监控节点能量不受限的固定节点，灯位信号的字符串中每段构成都加入开销位行列中，能存入缓冲寄存器中同步信号，获取电流和电压相关频率等信息，为了实现故障定位的实用目的，灯位检测单元整合并进行不同的方式计算确认数据位置，例如幅值比较、计时比较等，可以看出助航灯光系统的灯位单元是巡检故障的单元之一，检测还会包括单元的工作方式，高压时电路分段，保证稳压电路，低压时升压电路，让电源平稳运行，确保高压低压不同电路状态。在接受信号过程当中，调光器兼顾了监控单元的作用，配合故障检测工作展开，关联采样变压器，采集所有信号，助航灯光故障监控系统中的检测单元形成专业数据串，将信号提取、放大、传输，在计算机系统中进行耦合数据，工作人员就可以在工作端得到监控对象的状态、数据，及时检修，规避助航灯光相关系统对飞机航行造成不良影响。
三、通用机场的机坪助航设备设计
（一）机坪照明设计
为了保证航行活动夜间以及不良天气条件下机坪工作区安全、有效开展各项工作，满足飞机检修和维护的用地按要求，机坪的照明设备设计成为重中之重，这其中就包括了机坪泛光照明设计、高杆灯照明。在低能见度的条件下有关飞机的标志、地面标志和障碍物标志的图形和颜色都需要飞机驾驶员正确辨认，根据相关法律规章制度要求，站坪机位位置上水平设计照度为20 lk，均匀比不大于4：1，其他机坪地区设计照度为机位上平均照度的50％；高出机坪2 m处，机位垂直照度为20 lx。站坪服务车道照明水平照度≥20 lk。泛光灯照明首先不能妨碍飞机驾驶员、塔台管制员、地面工作人员正常工作，如果布置不当，会容易产生眩光，造成事故，因此在设计泛光灯位置的时候应考虑到灯具的朝向和布置是否直射塔台和着陆飞机，采用多个泛光灯占据不同方向上的照明作用，理想的状态是每个机位应有两个以上的方向受到灯光照射，减少阴影对视线的妨碍和直接或间接眩光，同时泛光灯的安装高度要根据每个机位的具体情况来安排，一般是根据机位常用驾驶员的最高眼高，而且在控制泛光灯的光强投向方向时，其最大值范围与泛光灯的灯杆所形成的夹角应小于65°，在具体情况下，需要对泛光灯采取遮盖的方式，避免眩光现象的出现，因此要选择满足要求的灯具型号与规格。
高杆灯的供配电又是助航设备中的关键环节，为了保证电缆供电的安全性，电缆设置采取独立个体的安排，意味着即使是相邻的高杆灯其供电来源也不相同；在运行过程当中工作电流稳定传输，不能超过电缆载流量额定值的70％。电流的接地方式是采用了TN—s或TT系统，保证连通接地装置。
（二）机务用电设计
机务用电配电箱（亭）是适应当前机位对于电源要求的方法之一，飞机泊位需要机场进行引导的装置以及机坪助航设备系统故障监控装置都需要配电箱（亭）提供低压电源，同时各机位设置相应工频供电回路，距离变电箱较近的机务例如航站楼、机库等用电箱保证低压出线，远机位则有400 Hz电源装置、飞机预制冷装置，此外还有箱式变电站确保机务用电的可靠性。配电箱（亭）要设在机位安全线以外，高杆灯的防护等级不应低于IP65，配电箱（亭）的防护等级则不小于IP55，设置单独的电源开关以及交流接触器或控制模块非常有必要，能对高杆灯和机位标记牌进行集中管理和监控。站坪机位上的供电电缆就必须用特殊材料来进行保护，例如镀锌钢管，加强电缆安全设置。
结语：总的来说目前通用机场助航灯光及机坪助航设备设计具有自己的特点和先进性，但是还存在不同程度上的缺陷，需要汲取各种情况的机场经验和设计标准精髓，保证安全、合理、可靠的助航灯光及机坪助航设备设计。
参考文献：
[1]王晓强.民航机场助航灯光系统探究[J].电力系统装备，2019
[2]胡骁杰，赵植.机场助航灯光故障在线巡检系统设计的分析[J].军民两用技术与产品，2018
[3]王烨，袁颖.机坪主要助航设备电气设计[J].现代建筑电气，2017