有效提升市场竞争力手段——LED照明系统翻新

Thierry Dubois

在当前新飞机交付放缓、燃油价格较低的新市场环境下，老旧飞机仍然是运输市场的主要参与者，而且多数运营商希望在最低的成本支出条件下提升这部分飞机的市场竞争力或者自身品牌竞争力，那么选择LED 照明系统翻新或将是最直接、高效的方式之一。

客舱升级LED 照明不仅更可靠、更富有经济性，还能提升乘客飞行体验。这个特点非常重要，尤其是当前客舱布局都在不断缩小座椅宽度和间距，灯光的效果就显得尤为重要。

发光二极管（LED）照明是目前航空领域发展最快的技术之一。由于LED 照明几乎可以直接从消费电子领域进行移植使用，而且涉及到的民航审批流程相对简单，又非常有助于运营商满足乘客的期望。通常简单的改变机舱照明氛围就会促进航空公司的销售。

作为一次全面的改造,飞机升级LED 照明不仅更可靠、更富有经济性，还能让乘客在飞行中感觉更舒适。这个特点非常重要，尤其是当前客舱布局都在不断缩小座椅宽度和间距，灯光的效果就显得尤为重要。

同时，LED 照明技术在过去20 年里发展得非常好，不仅改变了客舱面貌，在驾驶舱和着陆灯方面也有改善。起初，可以在驾驶舱、客舱标牌和飞机外部安装低功率LED 照明；后来是货舱灯、防撞灯和客舱灯套件采用LED 照明；最后，最高功率的泛光照明装置（如尾部的航空公司标志、机翼检查、着陆和滑行灯）均开始采用LED 灯。

对于飞机设计师而言，挑战在于光学和电子元件的集成以及保证LED 产品在恶劣的环境中（包括振动、低温和高温）具备高可靠性。

LED 灯可以工作的最高温度约为140℃（284°F）。例如，在70℃（158°F）的环境下开灯，就必须确保它不会过热，越接近140℃，LED 的性能就越差，所以LED照明中需要很多冷却技术。再如，在靠近辅助动力装置的发动机尾锥上设计LED 灯，应考虑温度梯度、流体飞溅和振动。

至于LED 制造商是否需要遵守航空生产规范的问题，柯林斯室内照明解决方案公司表示，“不一定！”消费电子产品推动了LED 技术的发展，而且航空业只使用了一小部分LED 产品。随着新技术的引入，航空业会密切关注消费电子产品，并取其精华应用于飞机。

例如，上世纪90 年代中期只在商务舱应用LED 阅读灯，而本世纪2000年代中期，第一架空客A380 客舱照明系统采用了LED 灯条和荧光管的组合。这项技术甚至在2006 年促成了许多公司的成立，如德国Aveo 工程公司。

尽管LED 技术有许多优点，但缺点之一是价格太高。如果将现有的飞机照明设备转换为LED 的主要障碍是成本。例如，一个乘客服务组件（passenger service unit）的LED 灯成本接近10 美元，比传统灯泡要高1.05 美元。但这一技术改造的收益也大于成本。从乘客的角度来看，最显而易见的好处是客舱颜色更一致。因为荧光管老化过程中颜色会发生变化，可能会从漂亮的亮白色变成黄色或绿色。而LED 老化过程中颜色也会改变，但可以控制。例如，Schott 公司开发的HelioJet 技术，可有效避免LED 的异质老化。 通常LED 在使用1 ～3 年后变暗或颜色偏离。而Schott 公司事前在一根玻璃棒的末端使用4 个发光二极管，可将光线分配到客舱。由于系统中内置了传感器，所以可以调节每个LED，从而在整个照明系统在使用寿命内均匀可靠地分配光线。

多年来，LED 照明为客舱内饰设计师开辟了一个可能的领域，提供了更大的设计灵活性。LED 照明在色彩和情绪创造方面提供了无限的选择，而且LED比传统灯泡更小，颜色更温暖，还可以随季节性变化。

LED 照明系统供应商在不断优化选择不同类型与色彩的LED，以实现照明系统灵活度与节能方面最佳的平衡。

在乘客服务组件中，光线颜色至关重要，选择错误的颜色可能会导致食物看起来奇怪，极其影响客户的乘机体验。

甚至有的供应商认为，照明是改变机舱环境最具成本效益的方法之一。不仅安装LED 照明比升级座椅和立体空间更便宜，LED 也不会发出导致颜色褪色的光波。与传统照明相比，LED 延长了地毯和室内装潢的使用寿命。

从乘务员的角度来看，乘务员可以在登机、夜间、晚餐等不同时刻选择不同的灯光选项，进而制造不同的灯光氛围。此外，总部位于汉堡的Jetlite 公司还通过在长途飞行中调整灯光颜色、温度和强度帮助乘客调整睡眠计划，实现“以人为本的照明”克服时差问题。

据柯林斯宇航公司调查，大约30%～40%的航空公司对定制化照明感兴趣。一些飞机正在安装第二代LED照明系统。近年来随着LED 的热性能有所改善，这一技术进步为内饰设计开辟了新的可能性，为座椅和客舱设备添加了灵活的重点照明。同时在此技术升级过程中，尽管各类飞机的LED 安装情况不尽相同，但平均电力需求减少了66%～80%，而且耐久性也有显著改善。

通常，荧光灯管的寿命为3000 ～5000小时，而LED 的预期寿命为7 ～8 万小时，而且现在一些先进的智能监控技术还可在LED 需要更换前提供早期预警。

飞机外部照明由于其使用强度更大，所以需要更先进的光学系统，其价格通常是传统照明的2 ～3 倍。但是其单价与维护成本相比要少得多，因为将着陆灯换为LED 照明的工时成本约为40 美元，而换装传统灯泡的工时成本需要数百美元。

在功耗方面，LED 照明的效率是最新的氙气灯的4 ～6 倍。飞机外部的LED 灯的寿命通常为2 万小时，与白炽灯泡的20 ～50 小时、卤素灯的100 ～200 小时、氙气灯的平均2000 小时有着天壤之别。

运营商可以要求对在役飞机进行价格合理的升级。但除了LED 本身成本较高，LED 升级的优点是，大部分安装都采用了直接插入的方式，而且电源即LED 驱动器也包含在LED 系统组件中，安装过程中不需要新的装置或接线。

在宽体客舱中，一个完整的全彩情境灯光系统替换旧的客舱管理系统平均需要160 个工时完成，而且如果换成LED，1 ～2 年后即可获得投资回报。

在LED 照明系统认证方面，使用相同接口的LED 灯取代卤素着陆灯（最具限制性的事例），欧洲航空安全局（EASA）也只需要很少的改装审批。

展望未来，LED 照明技术的效率还在不断提高，大约每3 年提高10%。例如，在目标点周围没有光晕的情况下，焦点可能变得更精确；此外，紫外LED照明还可能有助于避免鸟撞，因为鸟类能够更好地感知这些波段；在厨房用灯方面，其他一些波段还可以用来消毒等等，这些都是很好的潜在应用方向。

汉莎技术推出飞机客舱LED 灯具新标准

据报道，汉莎技术公司(LHT)在2019 年欧洲公务航空展(EBACE 2019)上发布了新的欧洲LED 客舱灯具标准。该技术规范编号为DIN EN 4731，旨在促进下一代内饰系统之间的照明共通性。 LED 灯与经常被其取代的荧光灯具不同，具有高度独立的光谱，通常由制造商的规格决定。比如，具备情绪管控功能的客舱照明系统就有几乎无限可变的光谱。另外，LED 系统的充电时间也可以有很大不同，当用于光致发光地板路径标识系统时，可能带来安全问题。为确保其满足性能需求，LED 地板路径灯具在安装前需进行大量测试，以确认其充电能力。 LHT 进入客舱照明市场已有20 多年，该公司认为需要更新LED 照明标准，以支持该领域发展；LHT 也加入了起草该标准的专家委员会。 去年发布的DIN EN 4731(航宇系列 - 用于光致发光标识系统的LED 灯具光谱质量)可用于计算LED光源对光致发光产品的充电效率(Ce)值，以及LED 客舱照明系统的充电时间，而无需进行预安装测试。该标准创建了一个工具，可帮助所有参与设计客舱照明系统的人达到标准化的发光度水平。 该标准特别适用于配备了光致发光地板路径标识，以及还希望安装LED照明系统的飞机，不过目前仅在欧洲获得正式认可，预计未来影响范围会扩大至其他飞机和欧洲以外的其他地区。