Импульсный светосигнальный прибор — SU 1406426 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Ц 42 3/00 94 СЕР АНИЕ РЕТ ЕТЕЛЬСТВ К РСКОМ бъединение калин 210623(57) Изобретен технике, в час светосигнальным упростить оптич и повысить даль е о еск ост ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Патент Франциикл. Р 21 Я 3/00, 197 УЛЬСНЫЙ СВЕТОСИГНАЛ осится к светои к импульсным орам, и позволяет ую систему прибора действия. Импульс Я , М ный светосигнальный прибор содержитлампу с объемным светящим телом,нижний и верхний выпукло-вогнутые отражатели, обращенные вершинами к светящему телу лампы, и оптический блок,установленный на корпусе пускорегулирующей аппаратуры. Рабочая поверхность отражателей образована вращением части параболы вокруг оси, проходящей через центр светящего тела .ипересекающейся с главной осью параболы в точке между ее вершиной и фокусом, причем плоскости фокальных окружностей рабочих поверхностей отражателей смещены от цейтра .светящеготела на расстояние 0,2-0,4 его диаметра, а фокальные окружности - нарасстояние не более 0,5 диаметра.3 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к светотехнике, в частности к импульснымсвето- сигнальным приборам, предназначенным для пространственной сигнализации в полусферу или круговой сигнализации в составе аэродромных электросветосигнальных комплексов, в том числе для применения на специальных транспортных средствах, например для ус тановки на автомашинах, обслуживающих самолеты на взлетно-посадочных полосах и стоянках аэродромов.Целью изобретения является упрощение оптической системы прибора и повышение дальности действия светового сигнала.На Фиг 1 представлена светооптическая схема светосигнального прибора на Фиг.2 - импульсный светосигнальный прибор для пространственной сигнализации в полусферу, на фиг.3 - то же, для круговой сигнализации.Импульсный светосигнальный прибор включает компактное обьемное светящее 25 тело 1 импульсной газоразрядной лампы и два обращенных вершинами к светящему телу лампы выпукло-вогнутых отражателя 2 и 3. Нижний и верхний отражатели 2 и 3 установлены соосно с ориентацией вдоль оси круговой симметрии ЕЕ , проходящей через центр О светящего тела 1. Вершины отражателей располагаются вблизи поверхности светящего тела 1 или на некотором удалении, от нее.35Светящее тело 1 имеет Форму шара, но может по форме приближаться к эллипсоиду вращения или круговому цилиндру с диаметромприблизительно равным его высоте. Светящее тело 1 и отражатели 2 и 3 заключены внутри оптически прозрачного в выбранной области спектра оптического блока 4, установленного на корпусе 5 пускорегулирующей аппаратуры. Блок предста 45 вляет собой защитный оптически прозрачный колпак, цилиндрическую линзу Френеля или защитный цилиндр.Каждый из отражателей 2 и 3 выполнен с рабочей поверхностью, имеющей форму поверхности вращения части 6(7) параболы около оси ЕЕ , пересекающей центр светящего тела 1 в гочке О и имеющей также точки пересечения О и О с главными осями 0 Х, и О Х 55парабол АВС и А О С соответственно. При этом точка пересечения 0 оси вращения части 6 параболы АВС с ее главной осью О Х, (Х Х,) при образовании рабочей поверхности нижнего отражателя 2 располагается между вершиной В этой параболы и ее фокусом Г . Ось вращения ЕЕ может проходитьчерез вершину параболы, однако непроходит через ее Фокус Р . Расположение оси 2 Е на удалении от фокусаР позволяет увеличить диаметр (расятоние Г Г ) фокальной окружности в пределах габаритов светящего тела при изготовлении рабочей поверхности отражателя 2, способствуя увеличению габаритов светлой части прибора под различными, включая направление тлавной оси, углам наблюдения.Отражатель 2 установлен по отношению и светящему телу 1 таким образом, что перпендикулярная оси вращения ЕЕ плоскость его фокальной окружности Р 0 Г смещена от параллелылй ей плоскости симметрии РОР светящего тела 1. Расстояние смещения 00 не превышает половины диаметра (или высоты, для эллипсоида вращения или цилиндра) указанного светящего тела и составляет преимущественно 0,2-0,4 его диаметра (или высоты). Для светящего тела имеющего оптические характеристики, приближающиеся к абсолютно черному, т,е. поверхностному, излучателю, отражатель 2 следует устанавливать в приборе таким образом, чтобы его фокальная окружность находилась вблизи поверхности светящего тела (излучателя). Для серых излучателей в недогруженных режимах диаметр и расстояние плоскостей Фокальных окружностей Р . Р иР Р относительноАцентра излучателя О выбираются такими, чтобы каждая из этих окружностей пересекала по большей части своей длины обращенную к вершине отражателя часть светящего тела 1 лампы на расстоянии от его центра, составляющем 0,2-0,4 его диаметра (или высоты).Для уменьшения следящего действия излучения прибора на водителей наземных транспортных средств при одновременном повышении эффективности сигнализации для совершающих посадку самолетов рабочую поверхность преимущественно верхнего отражателя 3 создаютвращением параболы А О С около оси22, проходящей под углом ЕО Х, образованным с главной осью О Х указанной параболы, меньшим 90 , Уголнаклона главной оси ОцХ параболыйА О С к оси вращения 22 отражателя3 выбирают 60-80Нижний выпукло-вогнутый отражатель 2 дополнительно снабжен вогнутымкольцевым отражающим элементом 8,примыкающим к оптическому блоку 4 снаружной его стороны. Профиль сечения рабочей поверхности 9 указанногокольцевого отражающего элемента 8 соответствует части 6 параболы АВС сфокусным расстоянием ВР , т.е. является продолжением нижнего отражателя 2, который он дополняет. В этомслучае световые лучи, исходящие излюбой точки фокальной окружности отражателя 2, после отражения от зеркальной поверхности кольцевого элемента 8 (фиг.1, стрелки М) с учетомпреломления на стенке 10 оптическогоблока 4 распространяются параллельнолучам М, отраженным от отражателя 2.В свою очередь, лучи, исходящие извсех других точек светящего тела,1расположенных выше плоскости Х,О Хв том числе из точки Р на горизонтальной оси симметрии светящего тела1, перераспределяются после отражения от кольцевого элемента 8 в верх 30нюю полусферу,Эффективность светосигнальногоприбора при круговой сигнализации существенно повышается при выполненииоптического блока 4 в виде комбинации цилиндрической линзы Френеля, 35имеющей сечение плосковыпуклой линзы 11 с примыкающими к ней призматическими кольцами френеля 12 и 13, иодного или двух цилиндрических окон4010 и 14, примыкающих на противоположных концах блока 4,к отражателям 2и 3 соответственно.Цилиндрическая линза френеля, включающая линзу 11 и кольца 12 и 13,выполнена с фокальной окружностьюРР, находящейся в горизонтальной пло"скости симметрии и пересекающей побольшей части своей длины светящеетело 1 лампы. В свою очередь, примыкающие к линзе Френеля цилиндрические 50окна 10 и 14 блока 4 по высоте (пообразующей) равны высоте светового .отверстия каждого из отражателей 2и 3, обеспечивая свободное прохождение лучей параллельно осям ОХ и 55НА фиг,2 и 3 даны примеры выполнения импульсного светосигнального при-. бора в соответствии с описанной выше светооптической схемой применительно к сигнализации в полусферу и круговой сигнализации.В первом случае (фиг.2) импульсная газоразрядная лампа со светящим телом, имеющим форму вписанной в шар пространственной спирали 15, сопрягается с выпукло-вогнутым отражателем 16 и вогнутым кольцевым отражающим элементом 17 и размещена внутри оптического блока в виде оптически прозрачного в выбранной области спектра защитного колпака 18, к которому примыкает с наружной стороны элемент 17. Последний выполнен как часть корпуса 19, т.е, является верхней стенкой крышки корпуса 19 пускорегулирующей аппаратуры для импульсной лампы. На эту стенку нанесен зеркально отражающий слой алюминия, защищенный от воз" действия окружающей среды споем окис" лов кремния или специального стекла,Рабочие поверхности отражателя 16 и кольцевого элемента 17 образованы как тела вращения вокруг оси ОЕ частей 20 и 21 парабол. Отражатель 16 и элемент 17 имеют единую фокальную окружность РР, пересекающую по большей части своей длины витки спирали (канала разряда) лампы. Одновременно плоскость фокальной окружности РО Р смещена относительно горизонтальной плоскости симметрии ОХ, проходящей через точку О, примерно на 1/5 диаметра светящего тела лампы.Лампа 15 смонтирована в патроне (не показан), собранном в корпусе 19. При этом ножки 22 лампы и заключенные в изоляционную трубку средства 23 зажигания размещены в отверстиях, имеющихся на рабочей поверхности отражателя 16Импульсный светосигнальный прибор, предназначенный для круговой сигнализации (фиг.3), содержат импульсную шаровую лампу 24 полостного типа с аксиально ориентированными электродными узлами 25 и 26, собранными в приваренных к кварцевой колбе ножках. Внутри колбы 27 на кварцевых держателях коаксиально смонтирован полый кварцевый вкладыш 28 сферической формы, образующий со стенками колбы 27 полость 29, заполненную ксеноном с начальным давлением 100-500 мм рт.ст, В момент разряда в полости 29 образуется газоразрядная плазма, сформи 5 14064 рованная в плазменную оболочку (светящее тело) в виде сферического слоя. Ножки лампы с электродными узлами 25 и 26 расположены в осевых отверстияхБ нижнего 30 и верхнего 31 отражателей. Нижний электродный узел 25 установлен и закреплен в патроне (не показан), смонтированном в корпусе 32 пускорегулирующей аппаратуры. Верхняя часть поверхности корпуса 32 выполнена в виде кольцевого отражающего элемента 33. Верхний электродный узел 26 уста" новлен в отверстии отражателя 31, подключен к пускорегулирующей аппара Б туре при помощи цангового зажима с токоподводом 34 и кронштейнов 35,удерживающих также верхний отражатель 31 на корпусе 32 внутри оптического блока 36. Все зеркально отражающие оптические элементы конструкции прибора изготовлены листовой штамповкой или жидкой штамповкой из подходящих металлов или пластмасс с,последующим созданием зеркально отражающего слоя 2 Б ,на рабочей поверхности.Зеркально отражающие рабочие поверхности отражателей 30, 31 и 33 образованы как тела вращения вокруг оси 22 частей 37, 38 и 39 парабол, При этом фокальная окружность Р Р отра 1 жателя 30 пересекает разрядную полость 29 нижней полусферы лампы по всей своей длине, а ее плоскостьС ю юР 0 Р параллельна плоскости симметрии РОР светящего тела и смещена отЗБ нее на 0,3 диаметра сферической плазменной оболочки лампы.й иФокальная окружность Г Р верхнего отражателя 31 также пересекает разрядную полость 29 верхней полусферы лампы по всей своей длине. Вместе с тем этот отражатель является телом вращения части 38 параболы, главная ось которой аналогично тому как по-Ф Э4 Б казано на фиг.1 для оси О Х, наклонена к оси:вращения 02 под углом 75 о, а плоскость фокальной окружности Г Ря й смещена от плоскости ГОР на величину 0,35 диаметра сферической плазменной оболочки лампы.БОЛампа 24 и отражатели 30 и 31 заключены внутри оптического блока 36, представляющего собой комбинацию кольцевой линзы Френеля с сечениемББ плосковыпуклой линзы 40 с примыкающими к ней призматическими кольцами 41, и двух цилиндрических окон 42 н 43, перекрывающих выходные в горизон 26 6тальном направлении отверстия отражателей 30 и 31, Указанная кольцевая линза Френеля имеет фокальную окружность РГ, которая при установке оптического блока на корпусе 32 располагается по всей своей длине в сферической плазменной оболочке светящего тела лампы 24.Работа импульсных светосигнальных приборов по фиг,2 и 3 заключается в генерировании световых импульсов с частотой 1-1,5 Гц при энергии вспышки 10-100 Дж в зависимости от выбранного типа лампы и требуемых параметров сигнализации.Преимущества предлагаемых приборов по сравнению с известными обусловлены тем, что требуемое пространственное распределение силы света формируется одновременно как прямым излучением лампы, так и за счет перераспределения светового потока элементами отражательной и преломляющей оптики (выпукло-вогнутыми и кольцевыми отражателями, линзой Френеля),Формула изобретенияИмпульсный светосигнальный прибор, содержащий лампу с объемным светящим телом и один или два обращенных вершинами к светящему телу лампы соосно ориентированных. выпукло-вогнутых отражателя (нижний и верхний) с рабочей поверхностью, образованной вращением части параболы вокруг оси, проходящей через центр светящего тела лампы и пересекающейся с главной осью параболы заключенные внутри оптического блока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения оптической системы прибора и повышения дальности действия, ось вращения части параболы проходит через точку, расположенную между ее вершиной и фокусом, причем на плоскости фокальных окружностей каждой рабочей поверхности отражателей смещены от центра светящео тела лампы на расстояние 0,2- 0,4,циаметра или, высоты, а фокальные окружности удалены от центра на расстояние не более 0,% диаметра светящего тела.2, Прибор по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что рабочая поверхность одного из отражателей образова 1 на вращением части параболы вокруг7 1406426 8оси, проходящей под углом в пределах неля с фокальной окружностью, распоот 60 до 80 к главной оси параболы. ложенной в горизонтальной плоскости,3. Прибор по пп.1 и 2, о т л и " пересекающей на большей части своейч а ю щ и й с я тем что нижний от- длины светящее тело лампы и одногоЭ5Уражатель дополнительно снабжен вогну- или двух гладких цилиндрических окон,тым кольцевым отражающим элементом, примыкающих на противоположных концах4. Прибор по п,1, о т л и ч а ю - блока к отражателям и имеющих высоту,щ и й с я тем, что оптический блок равную высоте световых отверстий отвыполнен в виде кольцевой линзы фре ражателей,1406426 19 4 Ь оставитель Г.Величкинаехред М.Ходанич Корректор М,Вас дактор ИРыбч каз 3180/36 одственно-полигра ическое предприятие о л, Пр ая Тираж 455 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушс ая наб., д. 4/5