灯具国家标准修订技术差异浅析

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摘要：为便于企业更好地了解和使用新修订的助航灯具国家标准，文章列出了新标准与2015版标准的主要技术差异内容，并从要求来源、设置要求的出发点、要求解决的主要问题等角度出发，着重分析了日间目视表面、灯具寿命、海拔高度、太阳辐射等新增的主要技术内容，以及光度要求、色度要求等修改的主要内容。

关键词：助航灯具；国家标准；差异分析

0引言

随着国内经济的高速发展，中国民用航空业也呈现出蓬勃发展之势，尤其是近年来，机场建设更是掀起一股热潮，民用机场助航灯具行业也随着机场建设而迅猛发展。民用机场助航灯具是指符合机场特定光色要求的发光设备，属于机场运行必备的专用设备，大多固定在机场跑道上、跑道边、滑行道上、滑行道边、入口区等指定区域，起到为飞机的滑行、起飞和进近着陆等提供光引导信号的作用，其性能直接影响飞机与机场的运行安全[1-2]。《民用机场灯具一般要求》（GB/T7256—2015）[3]发布后，新型LED发光技术有了更进一步的发展，在民用机场助航灯具上的应用也发展迅速。随着新型LED助航灯具的大量应用，在应用中也反映出一些问题。因此，在中国民用航空局机场司的指导下，由上海时代之光照明电器检测有限公司（国家灯具质量监督检验中心）牵头对（GB/T7256—2015）进行了修订。新修订的《民用机场助航灯具第1部分：一般要求》（GB/T7256.1—202X）已完成报批，即将发布。为了相关企业能够更好地了解和使用新标准，文章对新旧国家标准的主要技术差异部分进行分析。

1总体差异情况

与《民用机场灯具一般要求》（GB/T7256—2015）相比，新版本除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：（1）增加了嵌入式滑行道边灯的光输出、光分布要求（见5.2.1.1b），增加了非仪表跑道的入口灯的光输出、光分布要求（见5.2.1.1c），增加了非仪表跑道入口翼排灯的光输出、光分布要求（见5.2.1.1d），增加了非仪表跑道的跑道末端灯的光输出、光分布要求（见5.2.1.1e），增加了跑道边灯准备用来提供盘旋引导时的光输出、光分布要求（见5.2.1.1f）；（2）修改了LED灯光颜色的要求（见5.2.2，2015版11.2）；（3）嵌入式灯具的尺寸规格由推荐要求（见2015版附录A）改为规定要求（见5.3.1）；（4）增加了立式灯具电源电缆的要求（见5.3.2）；（5）增加了防触电保护要求（见5.5.2）；（6）增加了电气强度要求（见5.5.4）；（7）增加了功率要求（见5.5.5）；（8）修改了电磁兼容的要求（见5.6，2015版第16章）；（9）增加了LED灯具的寿命要求（见5.7.2）；（10）增加了调节装置要求（见5.7.3）；（11）增加了表面颜色中的日间目视表面要求（见5.9）；（12）增加了可选项要求（见5.10）；（13）淋雨试验要求由通过GB7000.1—2015试验的IP34（见2015版8.1）改为通过GB/T4208试验的IPX4（见6.6.3）；（14）增加了太阳辐射试验方法（见6.6.6）；（15）增加了低气压试验方法（见6.9）；（16）修改了机场灯具的光度特性要求（见附录A，2015版附录A）；（17）增加了跑道警戒灯的特殊要求（见附录B）；（18）增加了灯具安装附件的特殊要求（见附录C）。文章选取比较重要的新增要求和修改要求进行分析。

2主要新增要求

2.1日间目视表面要求

新版本在“表面颜色”条款中增加了“日间目视表面”的要求，具体要求为“LED立式跑道入口/末端灯和滑行道边灯应有日间目视表面显示其规定的灯光颜色，从0°～+45°水平视角的任一方向观察时，该颜色表面的投影面积应不小于16cm2。”新增要求参考了美国运输部联邦航空局出版的工程摘要EB-67D《机场和障碍灯具用光源（白炽灯和氙气灯除外）》中2.8条的要求。立式跑道入口灯的灯光颜色为绿色，指示飞行员可以通行；立式跑道末端灯的灯光颜色为红色，指示飞行员不可以通行；滑行道边灯的灯光颜色为蓝色，指示飞行员滑行道的边界。三种灯具功能不同，但是外形差异不大，特别是立式跑道入口灯和立式跑道末端灯，外观基本一致。在使用卤素灯作为光源时，不同灯具的不同灯光颜色通过配置不同的滤色片来实现，在不开灯时，飞行员还能够通过观察灯具滤色片的颜色对不同灯具进行区分和识别。在使用LED作为光源时，LED直接发出颜色光，在不开灯的情况下无法通过外部观察进行区分和识别，如果发生识别错误，将导致飞行事故。因此，新增要求对LED立式跑道入口/末端灯和滑行道边灯，增加了“日间目视表面”的要求，用来保证在白天不开灯的情况下，飞行员能够通过观察灯具上显示的颜色，有效分辨不同灯具，避免事故的发生。

2.2LED灯具的寿命要求

新版本增加了“灯具寿命”的要求，具体要求为“钨丝灯光源的使用寿命不应少于1000h，LED灯具的光通维持寿命不应少于25000h，LED灯具的结温不应大于LED结温额定值。嵌入式灯具按6.5.5进行加速寿命试验后，灯具应无变形、起泡、热损伤和腐蚀迹象，且测得的光强应不低于光强规定值的80%。”新版本要求中的“钨丝灯光源的使用寿命不应少于1000h”在2015版中已有要求。要求中的“LED灯具的结温不应大于LED结温额定值”为新增部分，参考了美国运输部联邦航空局出版的工程摘要EB—67D《机场和障碍灯具用光源（白炽灯和氙气灯除外）》中2.4条b款的要求。该条款的试验方法为“LED灯具应按照CALT001—2014《LED灯具结温的测量方法》测量LED结温”。要求中的“LED灯具的光通维持寿命不应少于25000h”为新增部分。通过统计行业内产品的参数指标和综合考虑行业发展情况，确定了该参数。该条款的试验方法为“恒定发光灯具的光通维持寿命按GB/T33721进行试验”。在使用卤素灯作为光源时，其他部件主要为金属制件，基本不用担心使用寿命的问题。由于卤素灯是通用标准件，机场使用部门通过替换光源来延长助航灯具的寿命，因此对灯具的寿命指标不敏感，只需要关注光源的寿命。在使用LED作为光源时，需要配备电子元器件组成电路进行供电和控制，光源或电子元器件的损坏均会造成灯具的失效，制造商在生产时，往往将光源和电路板做在一起并在灯具内灌胶处理，光源或电路板不可拆卸，也不可替换，因此提出了“灯具寿命”的要求。

2.3海拔高度要求

在2015版标准的4.1条中规定“灯具的工作环境条件如下：海拔高度不超过2500m”，但是标准未给出试验方法，该条款无法进行验证。新版本完善了“5.1.1海拔高度”的要求，即“除非另有规定，灯具应能至少在海拔2500m的条件下工作。按6.9进行低气压试验期间，灯具应能正常工作，试验后灯具不应损坏”，并提出了“6.9低气压试验”的试验方法，即“按GB/T2423.21的规定进行试验，试验压力为（70±2）kPa，气压变化速度不大于10kPa/min，在正常工作状态下进行16h的试验，试验期间，观察灯具是否正常工作，试验后目视检查灯具是否损坏”。增加的试验方法与要求相呼应，增加了标准的可操作性。2.4太阳辐射要求在2015版的4.1条中规定“灯具的工作环境条件如下：暴露于太阳辐射中”，但是标准未给出试验方法，该条款无法进行验证。新版本完善了“5.1.6太阳辐射”的要求，即“灯具应能暴露在太阳辐射下工作。按6.6.6进行太阳辐射试验后，灯具不应出现任何损坏或变形的迹象”，并提出了“6.9低气压试验”的试验方法，即“灯具上外露的非金属和非玻璃零部件，应进行太阳辐射试验。应按照GB/T2423.24—2013《环境试验第2部分试验方法试验Sa模拟地面上的太阳辐射及其试验导则》中程序B进行56个循环的太阳辐射试验。试验结束后检查灯具。若其光学透镜或光学罩为塑料材料，则需在本试验后再进行光度试验。若制造商提供第三方报告证明此部件已通过本试验，则无需进行本试验”。增加的试验方法与要求相呼应，增加了标准的可操作性。

3主要修改要求

3.1光度要求

光度要求是助航灯具一个非常重要的要求，是直接反应其灯光引导功能好坏的关键指标。我国是国际民用航空组织（ICAO）的成员国，根据约定，成员国的助航灯具的光度和色度均应统一遵循《国际民用航空公约附件14—机场》的要求，以便各成员国飞行员能够统一识别不同国家机场安装的助航灯具所代表的灯光引导信号。在2015版标准修订时，光度要求主要参考了当时最新的《国际民用航空公约附件14—机场》第5版。新版本的光度要求主要参考了《国际民用航空公约附件14—机场》第8版，因此将“5.2.1.1光输出、光分布”要求修改为以下内容。按照灯具的水平基准面和安装结构进行安装，在规定的光源和额定电流或额定电压条件下，灯具的光输出、光分布应满足以下要求。（1）光输出、光分布应符合附录A的要求。（2）立式滑行道边灯光强在0°～6°仰角范围内应至少为2cd，嵌入式滑行道边灯光强在1°～6°仰角范围内应至少为2cd，滑行道边灯光强在6°～75°仰角范围内应至少为0.2cd。（3）非仪表跑道的入口灯在水平方向±15°和垂直角2°～10°范围内的平均光强应不小于50cd（绿色）。（4）非仪表跑道的入口翼排灯在水平方向±15°和垂直角2°～10°范围内的平均光强应不小于50cd（绿色）。（5）非仪表跑道的跑道末端灯应为轻型易折的立式灯具，在水平方向±10°和垂直角2°～10°范围内的平均光强应不小于10cd（红色），在满足光强要求的条件下，跑道末端灯可与同一位置上的跑道入口灯合用一个灯具。（6）跑道边灯应在为从任一方向起飞或着陆的驾驶员提供引导的所有必要方位角上发光。当跑道边灯准备用来提供盘旋引导时，灯具应在所有方位角自水平以上至仰角15°的范围内都发光，光强应不小于50cd。立式跑道边灯及适用于全跑道铺装的嵌入式跑道边灯应提供盘旋引导功能。（7）若部分光学窗口在道面以下，则在遮挡道面以下的窗口部分后，灯具发出的光强应不小于规定光强值的50%。若灯具设计为有一半以上的光学窗口在道面以下，则在遮挡光学窗口下半部分后，灯具发出的光强应不小于规定光强值的50%。对于要求（1），附录的内容在2015版的基础上增加了3个图，如图1、图2、图3所示。其中，图3中曲线计算公式为（1）其中，计算内曲线时a=5.0、b=4.5；计算外曲线时，a=7.0、b=8.5。对于要求（2），以前的滑行道边灯均为立式灯具，没有嵌入式滑行道边灯，现在随着机场需求的变化，嵌入式滑行道边灯也越来越多，因此在2015版的要求的基础上增加了“嵌入式滑行道边灯光强在1°～6°仰角范围内应至少为2cd”的要求。此次修改主要是考虑了嵌入式灯具的安装特性，嵌入式滑行道边灯安装时需要将灯嵌入到跑道铺筑面，灯具水平面与道面齐平，飞行员基本上看不到该灯具“在0°～1°仰角范围之内”的灯光，对飞行员的引导作用不强，从经济性和功能性角度出发，做了适当的放宽。对于要求（3）～（5），均来自《国际民用航空公约附件14—机场》第8版。对于要求（6），在《国际民用航空公约附件14—机场》第8版的要求上，增加了“立式跑道边灯及适用于全跑道铺装的嵌入式跑道边灯应提供盘旋引导功能”的要求。此次修改主要是为了更好地保证夜间灯光勾勒出来的机场构型的完整性。对于要求（7），在2015版的要求的基础上增加了“若灯具设计为有一半以上的光学窗口在道面以下，则在遮挡光学窗口下半部分后，灯具发出的光强应不小于规定光强值的50%”的要求。此次修改主要是为了更好地保证灯光的强度。

3.2色度要求

与光度要求相同，新版本的色度要求主要根据《国际民用航空公约附件14—机场》第8版的要求进行了更新，对于LED的灯光颜色有了新的要求，主要差异对比如下。2015版对LED的灯光颜色要求如表1和图4所示。新版本对LED的灯光颜色要求如表2和图5所示。从以上对比可以看出，在新版本要求中，绿色光和红色光的范围变大了，蓝色光的范围变小了，可变白色/白色光和黄色光的范围没有变化。

4结论

新版标准修订的内容主要考虑了LED的特性，提出了有针对性的条款，便于提高助航灯具产品的质量，规范市场，引导先进技术的应用和推广。

参考文献：

[1]冯相国.民用机场助航灯光智能监测监控系统设计与分析[J].光源与照明,2021(4):20-21.

[2]徐志周.民用机场不停航施工安全管理措施研究[J].工程技术研究,2020(22):176-177.

[3]全国照明电器标准化技术委员会.民用机场灯具一般要求:GB/T7256-2015[S].北京:中国标准出版社,2016.

作者:虞再道 单位:上海时代之光照明电器检测有限公司