有效提升市場競爭力手段
——LED照明系統翻新

Thierry Dubois

在當前新飛機交付放緩、燃油價格較低的新市場環境下，老舊飛機仍然是運輸市場的主要參與者，而且多數運營商希望在最低的成本支出條件下提升這部分飛機的市場競爭力或者自身品牌競爭力，那么選擇LED 照明系統翻新或將是最直接、高效的方式之一。

客艙升級LED 照明不僅更可靠、更富有經濟性，還能提升乘客飛行體驗。這個特點非常重要，尤其是當前客艙布局都在不斷縮小座椅寬度和間距，燈光的效果就顯得尤為重要。

發光二極管（LED）照明是目前航空領域發展最快的技術之一。由于LED 照明幾乎可以直接從消費電子領域進行移植使用，而且涉及到的民航審批流程相對簡單，又非常有助于運營商滿足乘客的期望。通常簡單的改變機艙照明氛圍就會促進航空公司的銷售。

作為一次全面的改造,飛機升級LED 照明不僅更可靠、更富有經濟性，還能讓乘客在飛行中感覺更舒適。這個特點非常重要，尤其是當前客艙布局都在不斷縮小座椅寬度和間距，燈光的效果就顯得尤為重要。

同時，LED 照明技術在過去20 年里發展得非常好，不僅改變了客艙面貌，在駕駛艙和著陸燈方面也有改善。起初，可以在駕駛艙、客艙標牌和飛機外部安裝低功率LED 照明；后來是貨艙燈、防撞燈和客艙燈套件采用LED 照明；最后，最高功率的泛光照明裝置（如尾部的航空公司標志、機翼檢查、著陸和滑行燈）均開始采用LED 燈。

對于飛機設計師而言，挑戰在于光學和電子元件的集成以及保證LED 產品在惡劣的環境中（包括振動、低溫和高溫）具備高可靠性。

LED 燈可以工作的最高溫度約為140℃（284°F）。例如，在70℃（158°F）的環境下開燈，就必須確保它不會過熱，越接近140℃，LED 的性能就越差，所以LED照明中需要很多冷卻技術。再如，在靠近輔助動力裝置的發動機尾錐上設計LED 燈，應考慮溫度梯度、流體飛濺和振動。

至于LED 制造商是否需要遵守航空生產規范的問題，柯林斯室內照明解決方案公司表示，“不一定！”消費電子產品推動了LED 技術的發展，而且航空業只使用了一小部分LED 產品。隨著新技術的引入，航空業會密切關注消費電子產品，并取其精華應用于飛機。

例如，上世紀90 年代中期只在商務艙應用LED 閱讀燈，而本世紀2000年代中期，第一架空客A380 客艙照明系統采用了LED 燈條和熒光管的組合。這項技術甚至在2006 年促成了許多公司的成立，如德國Aveo 工程公司。

盡管LED 技術有許多優點，但缺點之一是價格太高。如果將現有的飛機照明設備轉換為LED 的主要障礙是成本。例如，一個乘客服務組件（passenger service unit）的LED 燈成本接近10 美元，比傳統燈泡要高1.05 美元。但這一技術改造的收益也大于成本。從乘客的角度來看，最顯而易見的好處是客艙顏色更一致。因為熒光管老化過程中顏色會發生變化，可能會從漂亮的亮白色變成黃色或綠色。而LED 老化過程中顏色也會改變，但可以控制。例如，Schott 公司開發的HelioJet 技術，可有效避免LED 的異質老化。 通常LED 在使用1 ～3 年后變暗或顏色偏離。而Schott 公司事前在一根玻璃棒的末端使用4 個發光二極管，可將光線分配到客艙。由于系統中內置了傳感器，所以可以調節每個LED，從而在整個照明系統在使用壽命內均勻可靠地分配光線。

多年來，LED 照明為客艙內飾設計師開辟了一個可能的領域，提供了更大的設計靈活性。LED 照明在色彩和情緒創造方面提供了無限的選擇，而且LED比傳統燈泡更小，顏色更溫暖，還可以隨季節性變化。

LED 照明系統供應商在不斷優化選擇不同類型與色彩的LED，以實現照明系統靈活度與節能方面最佳的平衡。

在乘客服務組件中，光線顏色至關重要，選擇錯誤的顏色可能會導致食物看起來奇怪，極其影響客戶的乘機體驗。

甚至有的供應商認為，照明是改變機艙環境最具成本效益的方法之一。不僅安裝LED 照明比升級座椅和立體空間更便宜，LED 也不會發出導致顏色褪色的光波。與傳統照明相比，LED 延長了地毯和室內裝潢的使用壽命。

從乘務員的角度來看，乘務員可以在登機、夜間、晚餐等不同時刻選擇不同的燈光選項，進而制造不同的燈光氛圍。此外，總部位于漢堡的Jetlite 公司還通過在長途飛行中調整燈光顏色、溫度和強度幫助乘客調整睡眠計劃，實現“以人為本的照明”克服時差問題。

據柯林斯宇航公司調查，大約30%～40%的航空公司對定制化照明感興趣。一些飛機正在安裝第二代LED照明系統。近年來隨著LED 的熱性能有所改善，這一技術進步為內飾設計開辟了新的可能性，為座椅和客艙設備添加了靈活的重點照明。同時在此技術升級過程中，盡管各類飛機的LED 安裝情況不盡相同，但平均電力需求減少了66%～80%，而且耐久性也有顯著改善。

通常，熒光燈管的壽命為3000 ～5000小時，而LED 的預期壽命為7 ～8 萬小時，而且現在一些先進的智能監控技術還可在LED 需要更換前提供早期預警。

飛機外部照明由于其使用強度更大，所以需要更先進的光學系統，其價格通常是傳統照明的2 ～3 倍。但是其單價與維護成本相比要少得多，因為將著陸燈換為LED 照明的工時成本約為40 美元，而換裝傳統燈泡的工時成本需要數百美元。

在功耗方面，LED 照明的效率是最新的氙氣燈的4 ～6 倍。飛機外部的LED 燈的壽命通常為2 萬小時，與白熾燈泡的20 ～50 小時、鹵素燈的100 ～200 小時、氙氣燈的平均2000 小時有著天壤之別。

運營商可以要求對在役飛機進行價格合理的升級。但除了LED 本身成本較高，LED 升級的優點是，大部分安裝都采用了直接插入的方式，而且電源即LED 驅動器也包含在LED 系統組件中，安裝過程中不需要新的裝置或接線。

在寬體客艙中，一個完整的全彩情境燈光系統替換舊的客艙管理系統平均需要160 個工時完成，而且如果換成LED，1 ～2 年后即可獲得投資回報。

在LED 照明系統認證方面，使用相同接口的LED 燈取代鹵素著陸燈（最具限制性的事例），歐洲航空安全局（EASA）也只需要很少的改裝審批。

展望未來，LED 照明技術的效率還在不斷提高，大約每3 年提高10%。例如，在目標點周圍沒有光暈的情況下，焦點可能變得更精確；此外，紫外LED照明還可能有助于避免鳥撞，因為鳥類能夠更好地感知這些波段；在廚房用燈方面，其他一些波段還可以用來消毒等等，這些都是很好的潛在應用方向。

漢莎技術推出飛機客艙LED 燈具新標準

據報道，漢莎技術公司(LHT)在2019 年歐洲公務航空展(EBACE 2019)上發布了新的歐洲LED 客艙燈具標準。該技術規范編號為DIN EN 4731，旨在促進下一代內飾系統之間的照明共通性。 LED 燈與經常被其取代的熒光燈具不同，具有高度獨立的光譜，通常由制造商的規格決定。比如，具備情緒管控功能的客艙照明系統就有幾乎無限可變的光譜。另外，LED 系統的充電時間也可以有很大不同，當用于光致發光地板路徑標識系統時，可能帶來安全問題。為確保其滿足性能需求，LED 地板路徑燈具在安裝前需進行大量測試，以確認其充電能力。 LHT 進入客艙照明市場已有20 多年，該公司認為需要更新LED 照明標準，以支持該領域發展；LHT 也加入了起草該標準的專家委員會。 去年發布的DIN EN 4731(航宇系列 - 用于光致發光標識系統的LED 燈具光譜質量)可用于計算LED光源對光致發光產品的充電效率(Ce)值，以及LED 客艙照明系統的充電時間，而無需進行預安裝測試。該標準創建了一個工具，可幫助所有參與設計客艙照明系統的人達到標準化的發光度水平。 該標準特別適用于配備了光致發光地板路徑標識，以及還希望安裝LED照明系統的飛機，不過目前僅在歐洲獲得正式認可，預計未來影響范圍會擴大至其他飛機和歐洲以外的其他地區。