Vývoj návěstidla pro přistávací dráhy letiště – od požadavku k realizaci

Trendem současné doby je náhrada stávajících svítidel moderními. Z hlediska světelných zdrojů jde především o přechod od halogenových žárovek směrem k LED zdrojům. Tímto směrem se ubírá i firma Transcon Electronic Systems s. r. o. (dále TES), která vyrábí mimo jiné i kompletní světelnětechnické zabezpečení letišť. V případě letišť se až na výjimky nepoužívá výraz „svítidla“, protože světelná zabezpečovací zařízení neslouží k osvětlení plochy letiště. Místo toho je používán výraz „návěstidla“ [1].

Jedním z aktuálně řešených projektů TES je modernizace dráhových návěstidel (RWY – Runway Edge Lights). Ta jsou umístěna po stranách vzletové a přistávací dráhy (VPD). Ve dvou třetinách VPD jsou tato návěstidla bílá, v poslední třetině jsou nahrazena žlutými, a to z důvodu indikace pro pilota, že se blíží konec VPD [1]. Na tomto projektu se významně podílela i firma EcoGlass a. s. (dále EG), která se mimo výrobu skleněných optických prvků zabývá též optickými návrhy.

Obr. 1. Výsledek optické simulace prvního optického členu

S ohledem na světelné charakteristiky, mechanické uchycení optických prvků a jejich požadovaný rozměr vyžadované normou byly navrženy dva rozdílné optické členy. První směroval světlo podél optické osy s co nejužším vyzařovacím úhlem ve vertikálním směru a s dvojnásobným vyzařovacím úhlem ve směru horizontálním. Druhý tvořil „světelné pozadí“ v půlkruhu kolem návěstidla. Opět byl požadován co nejužší vyzařovací úhel ve vertikálním směru, naopak v horizontálním směru byl požadavek na stanovenou minimální intenzitu osvětlení v úhlu ±90°. Šlo o tzv. kolimátory, tj. optické prvky využívající totální odraz světla (TIR – Total Internal Reflection), které je dále tvarováno výstupní optickou plochou. Výhodou TIR optiky je velká účinnost směrování světelných paprsků.

Požadavkem zadání bylo dosažení maximálních intenzit osvětlení v oblastech definovaných normou. I přes ne zcela vyhovující poměr velikosti použitých LED čipů a maximálního rozměru navrhované optiky (limitovaného plánovaným uchycením a umístěním v návěstidle) bylo řešení nalezeno. Od začátku byl návrh veden tak, aby bylo pro výrobu optických prvků možné použít výhody technologie lisování používané v EG, tedy dosažení perfektní funkce při rozumných výrobních nákladech.

Obr. 2. Počítačový model návěstidla

Po schválení optického návrhu byly v EG vyrobeny lisovací formy a vylisovány první vzorky. Ty byly v TES zamontovány do prototypového návěstidla a funkce návěstidla byla ověřena v optické laboratoři. Z výsledků měření vyplynulo, že reálné měření velmi dobře odpovídá optické simulaci a že požadované zadání bylo splněno.

Použití cíleně navržené optiky vedlo ke splnění požadavků normy bez kompromisů vznikajících při použití standardizovaných optických prvků. Díky tomu bylo možné snížit příkon návěstidla při zachování požadovaných optických charakteristik a nabídnout zákazníkům návěstidlo s požadovaným výkonem a nižší spotřebou energie.

Pro tento projekt bylo zvoleno nejčastěji používané sodno-draselno-vápenaté sklo. V případě potřeby je však možné v EG lisovat i z jiných, na trhu dostupných skel (např. borosilikátové sklo s vyšší teplotní odolností, skla s vyšším indexem lomu apod.).

Obr. 3. Optická část prototypového návěstidla

Transcon Electronic Systems s. r. o. je česká společnost nabízející kompletní řešení letišť a heliportů tzv. na klíč. [2], EcoGlass, a. s. je česká společnost zabývající se přesně lisovanou skleněnou optikou pro osvětlovací aplikace [3].

Ing. Miroslav Polák, Ph.D., EcoGlass, a. s.,
Radim Kapica, Transcon Electronic Systems s. r. o.

Lliteratura:
[1] ŘEHÁK, R. Světelné zabezpečovací zařízení letiště. Ostrava, 21. 5. 2018. Bakalářská práce. VŠB – Technická univerzita Ostrava.
[2] Profil společnosti. Transcon Electronic Systems s. r. o. [online]. [cit. 2020-08-20]. Dostupné z: https://www.transcon.cz/cz/ 
[3] Profil společnosti. EcoGlass a. s. [online]. [cit. 2020-08-20]. Dostupné z: https://ecoglass-optic.com/cs 

Kontakty:

Ing. Miroslav Polák, Ph.D., R&D (pozn.: výzkum a vývoj), 
miroslav.polak@ecoglass.cz, www.ecoglass-optic.com 

Radim Kapica, R&D, 
kapica@transcon.cz, www.transcon.cz