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浅析LED照明在军工领域的应用及前景
发布日期 2015-09-08 |
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浅析LED照明在军工领域的应用及前景

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核心提示:笔者和大家探讨一下LED在军事照明中的应用及前景。
 
  笔者和大家探讨一下LED在军事照明中的应用及前景。
  一、LED在美军照明中的应用
  1、在舰船上的应用
  美军在十几二十年前就考虑将LED安装到船上用于照明。在一篇1997年的报告中,海军就将LED照明作为一项令人关注的技术而展开讨论,然而限于当时的技术,当时LED的功效还不足以应用于一般照明。
  直到2002年,美国国防部高级研究计划局发起了一项高效照明计划,将LED作为光源之一进行了研究并在美国海军驱逐舰上进行了试用,验证了LED照明的可靠性和有效性。美海军在黄蜂级“硫磺号”两栖多用途攻击舰甲板走廊上试用了四十个LED光源,结果证明将LED光源应用于舰船上技术上是可行的。
  美海军从2010年开始在“阿利·伯克”级“韦恩·梅尔”号导弹驱逐舰U.S.S.WAYNE E.MEYER(DDG t08)上试用LED照明,以验证是否能带来良好的经济效益。另外,还在“珍珠港”号船坞登陆舰PEARL HARBOR(LSD 52)上安装数百个LED装置提供照明。
  2010年初美国“乔治-布什”号航空母舰上的电气部门用LED替代了航空母舰上的白炽灯用于照明,节约了90%照明相关的费用。
  2、在飞机上的应用
  美国空军KC-135 R/T型运输机常用来执行航空医学转运任务,而机舱内原有照明不能满足要求,因此空军安装了便携式白光LED照明设备,为该型运输机执行航空医学转运时提供完成医学评估和医疗处置所要求的照明。LED还用于美军陆航直升机应用的夜视镜平面直角显示器屏幕照明,替换原先使用的白炽灯在美军F-15战斗机作为航行灯光源,座舱集成照明等。
  3、在军事机场的应用
  超高亮度的白光LED照明应用于“看门狗”(WatchDog)监视系统,配合夜视和红外监视技术,可对停放在美国空军机场上的飞机等设备进行不间断的监控,用于亮眼(BnghtEye)照明系统,可为广大的机场区域提供照明。
  4、在战斗现场的应用
  LED红外照明得到了应用,“幽灵视觉系统”可为军人在强烈太阳光、月光甚至无光的情况下提供良好的视觉效果。因为产生大量红外光而很少或不产生可见光,还被用来替换之前使用的火箭弹为佩戴红外夜视仪的士兵提供更好的红外照明。
    5、在军事车辆上的应用
  应用于车前灯、驾驶舱项灯、转向灯和刹车灯等。
  6、在军事医学上的应用
  应用于促进伤口的愈合和牙科的固化照射、外科手术照明;此外海军还正在开展能够调节舰员机体节律的照明系统的研究。
  7、在军事基地生活区的应用
  美国海军在美国加州凡吐拉布海军军事基地使用1084只照明装置替换军事基地街道、单身宿舍、停车场等区域的照明,由此每年节约60%的照明消耗能源、经费4.55万美元,减少228吨二氧化碳排放。
  8、其他应用
  应用于工兵作业灯、移动交通信号标志和机载数码相机错误代码指示器等。用于太阳能电线防碰撞装置,使直升机飞行员在白天和晚上都能在最远的距离发现空中的电线,为飞行人员规避高压电线提供了更长的反应时间。
  二、LED应用于军事照明的优势和存在问题
  1、优势
  1)耗电量低
  LED直流驱动,耗电相当低。电光功率转换接近100%,理论上LED的能耗仅为白炽灯的10%,荧光灯的50%。使用LED照明可节约大量照明能源。
  2)体积小
  LED基本上是一块很小的半导体晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常小,非常轻,因此备用件占用的存储空间小。
  3)使用寿命长
  半导体晶片被封装在环氧树脂里面,灯体内没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,在恰当的电流和电压下,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上,因此备用件的数量和更换次数可大大减少。
  4)安全环保
  LED被完全封装在环氧树脂里面,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎,比白炽灯泡和荧光灯管都坚固。由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。冷光源,发热量少,不像白炽灯表面温度很高,可以安全触摸。
  2、存在问题
  1)光通量有待进一步提高
  采用LED作为照明光源,必须可以发出更多的光,具有更高的能量效率。
2)LED发出的光与自然光仍有一定的差距
  白炽灯具有非常强的黄色光的成分,给人一种温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分,在这种光的照明下,人们的视觉不很自然。
  3)价格较高
  由于制造工艺要求较高,社会化生产不够,因此价格较高。但是,近年来出于晶片技术的改良,制造成本正在急剧下降,LED正朝着高效率、低成本的方向发展,这为LED在照明领域的应用提供了有利条件。
  三、LED应用于我海军舰艇的启示
  LED在我海军舰艇有着良好的应用前景。首先,LED灯耗能低,可节省大量的照明能源,特别是对于需要长时间潜航的潜艇,可节约更多的能源供给动力系统,提高装备的自持力。其次,LED灯的使用寿命很长,不需要经常更换,因而不需要准备大量的备用灯;废弃物不含有害物质,可以及时处理,因而节约了废物储存的空间;节约的空间可用于存储食物或其他装备。第三,LED灯耐冲击和震动,不易破损;即使有所破损,也不会产生汞等污染潜艇密闭舱室空气的有害物质,影响艇员健康。虽然目前LED还存在着光通量不高、光谱能量分布稍差等不足,但随着技术的发展,这些问题将得到很好解决;价格也会随着技术的发展、生产的扩大逐步降低,LED将会在我海军舰艇上得到广泛的应用。由于灯具的更换需要大量的投入,因此用LED完全替换目前在用的荧光灯白炽灯效费比较低。可在今后新建舰艇时即展开应用,伴随着舰艇的整个服役寿命,LED将以它低能耗、低维护率,安全环保等优点带来巨大的军事和经济效益。
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