Значения коэффициентов отражения некоторых материалов, применяемых для отделки кабин ЛА
Полиэтиленовая пленка 0,47
Стеклопластик 0,47
Линолеум темный 0,15
Краски:
белая эмалевая 0,75
алюминиевая 0,55
серая 0,30
коричневая 0,20
Ткань драпировочная:
светлая 0,50
темная 0,30
Суммарную освещенность в заданной точке расчетной плоскости в общем виде можно рассматривать состоящей из двух слагаемых:
,
где ЕР.ПР и ЕР.ОТ - прямая и отраженная составляющие освещенности.
Распределение отраженной составляющей освещенности по расчетной плоскости, создаваемое многократно отраженным световым потоком, практически равномерно. Распределение же прямой составляющей освещенности может быть существенно неравномерным. Это зависит от светораспределения и размещения светильников в освещаемом пространстве. Если принять, что прямая и отраженная составляющие освещенности распределены практически равномерно, то основную расчетную зависимость по методу коэффициента использования записывают так:
, (17.6)
где п - число светильников; ФЛ - световой поток лампы (одного светильника), лм; SР - площадь расчетной поверхности, м2; к - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещения в процессе эксплуатации и неравномерность освещения.
Коэффициент запаса равен 1,6 для люминесцентных ламп и 1,4 - для ламп накаливания.
Из основной расчетной зависимости (17.6), когда известен ФЛ, число светильников по выбранному типу лампы:
,
а необходимый световой поток одного светильника:
.
Когда прямая составляющая освещенности распределена на расчетной плоскости неравномерно, отдельно рассчитывают освещенности, создаваемые световым потоком, падающим от светильников, и в результате многократных отражений.
Светотехнический расчет кабин и салонов ЛА затруднителен из-за малых размеров помещений, их овальности. В кабине много пультов, полок, щитков и т.д. Все это ограничивает возможность прямого прохождения световых лучей. Поэтому светотехнический расчет носит ориентировочный характер. Его проверяют на макете.
Обычно делают несколько вариантов расчета, а выбирают тот, который позволяет получить при нужных светотехнических характеристиках оптимальные значения массы и габаритов светильников, а также потребляемой электрической энергии.
Глава 18
ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
18.1. Лампы накаливания
Источники оптического излучения устройства, преобразующие электрическую энергию в излучение оптического диапазона спектра, разделяют на два класса: источники излучения тепловые (лампы накаливания) и люминесцентные (люминесцентные лампы). Спектр излучения тепловых источников - сплошной, их мощность излучения определяет температура. Спектр излучения люминесцентных источников - полосатый или линейчатый.
У люминесцентных ламп три группы:
фотолюминесцентные. Это газоразрядные лампы. У них основной источник оптического излучения - слой люминесцентного вещества, возбуждаемый ультрафиолетовым излучением электрического разряда;
разоразрядные, у которых оптическое излучение создается люминесценцией электрического разряда в газе, смеси газов или в парах металлов;
электролюминесцентные. В этих лампах оптическое излучение создается электролюминесценцией (свечением люминофора в электрическом поле).
В табл. 17.1 приведено выражение для энергетической светимости. Если отнести энергетическую светимость dМе к бесконечно малому интервалу длины волны dλ, это отношение записывают так:
т(λ, T) = dМе/dλ.
Отношение dМе/dλ называют спектральной плотностью энергетической светимости, которая является функцией длины волны излучения и температуры тела. Пользуясь этим понятием, приведем энергетические характеристики излучателей.
Энергетическим к.п.д.источника излучения называют отношение лучистого потока, излучаемого источником, к подведенной мощности:
.
Световой к.п.д. излучения - отношение светового потока излучения к лучистому потоку:
. (18.1)
На рис. 18.1 площадь S1 под кривой 1 это световой поток излучения (значение интеграла в числителе выражения 18.1), а площадь S 2 под кривой 2 - лучистый поток (значение интеграла в знаменателе того же выражения). Световым к.п.д. излучения является отношение площадей S1/S2.
Световой отдачей излучения называют отношение светового потока, выраженного в люменах, к лучистому потоку, выраженному в ваттах:
.
Для ламп световой отдачей считают отношение светового потока к подведенной электрической мощности.
В табл. 18.1 приведены значения светового к.п.д. и световой отдачи некоторых излучателей. Для источников света основной энергетической характеристикой является световая отдача, так как она показывает эффективность преобразования электрической энергии в световой поток.
Таблица 18.1
Световой к. п. д. и световая отдача некоторых излучателей
Излучатель | Световой к.п.д. | Световая отдача, лм/Вт |
Черное тело при Т=6300 С Лампа накаливания Монохроматическое излучение (λ=555нм) Люминесцентная лампа ЛБ-40 | 0.131 0.02-0.03 1.0 0.11 | 89.5 13-18 683 75 |
Основной частью лампы накаливания является тело накала, нагревание которого проходящим через него током приводит к излучению потока. Тело накала выполняют из вольфрама. Электроды, подводящие ток к телу накала, у вакуумных ламп делают из меди, а у газополных ламп - из никеля. Выбор никеля для электродов вызван его хорошими вакуумными свойствами, токопроводящими свойствами, хорошей свариваемостью и ковкостью. Держатели (крючки) изготовляют, как правило, из молибдена, сохраняющего упругость при высокой температуре. Молибден используют для изготовления вводов в тугоплавкие стекла. Материал стеклянных деталей ламп — силикатное стекло. Наибольшая рабочая температура стекла С-90-1 составляет 200 °С, у стекла С-49-5к она равна 350 °С. Кварцевое стекло допускает рабочую температуру до 800-900 °С. Согласованный впай ввода со стеклом С-90-1 получают при применении платинита. Ввод - это проволока диаметром не более 0,8 мм железоникелевого сплава, покрытая слоем меди и буры для усиления смачиваемости стеклом.
Для повышения рабочей температуры тела накала без уменьшения срока службы колбы наполняют инертным газом или смесью газов. При этом растут тепловые потери (на нагрев газа), но падает скорость распыления вольфрама. Давление газов в колбе 8·104 Па.
Выбор вольфрама в качестве материала для тела накала определен его положительными свойствами: высокая температура плавления (3390 °С, рабочая температура нити вакуумных ламп 2100-2300 °С, газополных ламп - 2500 °С; высокая пластичность, позволяющая получать проволоку очень малого диаметра; низкая скорость испарения по сравнению со скоростью испарения других металлов; селективность излучения; устойчивость формы при высоких температурах.
Для уменьшения рекристаллизации вольфрама к нему добавляют присадки - окиси тория (для катодов газоразрядных ламп), кремния (для спиралей) и алюминия (для биспиралей).
К электрическим характеристикам лампы накаливания относят номинальное напряжение и потребляемую мощность. Лампы должны работать при номинальном напряжении. Если к лампе подведено повышенное напряжение, световые характеристики ее улучшаются, но снижается срок службы - увеличивается скорость испарения вольфрама. Основная доля потребляемой мощности лампы накаливания преобразуется в тепловое излучение.