1、前言

　　未來國家將進行空間站的建設(shè)。照明系統(tǒng)是空間站內(nèi)一個重要的子系統(tǒng)。配套舒適的照明能為航天員的艙內(nèi)生活, 作業(yè)提供良好的照明環(huán)境, 保障航天員的人身安全; 同時, 照明的功耗控制也對整個航天任務(wù)的順利實施起到重要作用。在對艙內(nèi)進行照明設(shè)計的過程中, 為了建立一個高可靠、高效、滿足人機功效要求的空間站艙內(nèi)照明環(huán)境, 必須選擇合適的照明系統(tǒng), 以達到相關(guān)的艙內(nèi)照明指標并滿足對照明系統(tǒng)體積、重量、功耗的限制和可靠性的要求[ 1 ] 。

　　目前國際空間站各艙室內(nèi)一般照明光源為熒光燈。熒光燈技術(shù)成熟, 性能穩(wěn)定, 可靠性高, 同時具有光效高、發(fā)光均勻、表面亮度低等特點。但是其缺點是: 含汞、帶頻閃、不易調(diào)光、維護周期短。相比之下, 白色發(fā)光二極管(LED) 作為一種新型照明光源, 具有體積小、抗震耐沖擊、壽命長、啟動快、工作電壓低、無頻閃、不含汞等特點, 非常適合航天飛行任務(wù)對照明系統(tǒng)的高可靠和安全性要求。同時在艙內(nèi)照明應(yīng)用中, 還應(yīng)考慮LED光源的發(fā)光效能, 顯色指數(shù), 色溫以及眩光防止等問題。因此針對這些問題, 分析研究LED光源在飛船和空間站艙內(nèi)的應(yīng)用是非常必要的。

　　2、空間站艙內(nèi)照明指標

　　照明指標的實現(xiàn)是為了滿足空間站艙內(nèi)環(huán)境對照明質(zhì)量和數(shù)量的要求[ 1, 2 ] , 即確保:

　　(1) 視覺舒適性, 航天員感覺到舒適。

　　(2) 視覺功效, 航天員在困難條件和長時間工作中, 也能夠快速、準確地完成視覺作業(yè)。

　　(3) 視覺安全, 能夠看見艙內(nèi)外作業(yè)目標周圍附近的物體, 防止誤操作或發(fā)現(xiàn)異常情況。

　　由于目前沒有針對航天應(yīng)用發(fā)布的照明標準,空間站艙內(nèi)照明指標主要參考國際照明委員會室內(nèi)工作場所照明標準[ 1, 2 ] 。空間站艙內(nèi)照明的指標應(yīng)包括:

　　(1) 亮度分布

　　(2) 照度

　　(3) 眩光

　　(4) 方向性

　　(5) 光色特性

　　(6) 照明系統(tǒng)的效率

　　(7) 照明系統(tǒng)的可靠性與安全性

　　以上指標中, (1) 、(2) 、(3) 、(4) 主要取決于光源的數(shù)量、光學系統(tǒng)的設(shè)計、燈具的安裝位置和分布、照明的方式、艙內(nèi)空間的大小形狀以及被照表面的材料特性等。(5) 、(6) 同時受到光源光譜功率分布、二次光學系統(tǒng)和驅(qū)動電源三者的共同影響。(7) 主要從安全可靠性設(shè)計和測試兩方面進行保證。

　　下面結(jié)合相關(guān)指標, 具體分析白光LED在艙內(nèi)照明應(yīng)用的性能特點及關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)。

　　3、色溫和顯色指數(shù)

　　光源的相關(guān)色溫描述了燈發(fā)射的光的表觀顏色(燈的色品) 。色溫的選擇基于照度、室內(nèi)和周圍環(huán)境中物品的顏色、周圍氣候和應(yīng)用場所[ 1 ] 。通常在溫暖氣候條件下冷光的色溫更受歡迎, 而寒冷氣候條件下暖光的色溫更受歡迎。光源的一般顯色指數(shù)Ra評價了光源的顯色特性, Ra越小, 顏色的顯現(xiàn)質(zhì)量越低, Ra小于80 的燈不得用于人們長時期工作或停留的艙內(nèi)空間[ 1 ] 。

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