用于飞机驾驶舱的自适应光照控制系统及控制方法与流程

本发明属于飞机驾驶舱防外界眩光自适应控制技术，涉及一种用于飞机驾驶舱的自适应光照控制系统。另外，本发明还涉及一种用于飞机驾驶舱的自适应光照控制方法。

背景技术：

1、传统的民机驾驶舱外部视界主要来源于常规的风挡玻璃，这种风挡玻璃通常仅考虑透光和承载功能。然而，在一些特殊运行场景下，例如，在外界强光等环境下，外界强光容易对飞行员的视界产生眩光和强辐射。比如，在起飞、巡航、着陆等场景，或者在白天、夜晚等不同光照环境下，民机驾驶舱的视界可能会受到较大的影响。

2、同时，为了保证宽阔的外部视界，民用飞机通常需要足够大的风挡玻璃。然而，风挡玻璃越大，透过的有害光可能也越多。比如，在机组地面准备阶段时经受的高温环境下，外界强光会导致驾驶舱内过热。常用的隔热方法可以例如使用遮阳设备(比如遮阳板、遮阳帘等)。这些设备的操作或使用比较繁琐，需要在驾驶舱预留相应的存储位置，以在不使用时存放，并且存储位置还需要方便可达。然而，在民机驾驶舱寸土寸金的空间环境里很难找到合理的存储位置或者需占用宝贵的可用空间。

3、研究表明，常规的飞机风挡不能完全阻挡太阳发出的紫外线辐射，而飞行员在9144米(约30000英尺)的高度上，每飞行1小时所受到的长波紫外线的辐射量相当于日光浴床20分钟的辐射量，长波紫外线会对飞行员的身体健康造成一定的影响。

4、因此，如何提供一种既能够为飞行员提供足够清晰的外部视界，又能有效地实现隔热防晒和/或防紫外线的光照控制装置尤其重要，特别是，需要一种用于飞机驾驶舱的自适应光照控制系统，该系统能够克服现有技术中存在的一个或多个缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是使民机能够在不同的光照运行环境下都能够给飞行员提供舒适的驾驶舱视界，不会导致飞行员在飞行的过程中受到眩光和反射的干扰，保障飞行安全。另外，为了提升在夏季高温、高空辐射等恶劣气象环境下的驾驶舱内舒适性，在飞行全阶段提供一种驾驶舱自适应光照系统，对不同光照环境下进入驾驶舱的光照进行自适应控制，实现驾驶舱内总是具有清晰的外视界、避免有害眩光反射、隔热防晒、防紫外线，为飞行机组提供舒适的光照环境，从而保障飞行安全、提升飞行舒适性，保持飞行员的身心健康。

2、根据本发明的一个方面，提出了一种用于飞机驾驶舱的自适应光照控制系统，该自适应光照控制系统可以包括：风挡组件，风挡组件包括风挡玻璃和可电致变色膜，可电致变色膜附连到风挡玻璃并且基于供应到可电致变色膜的电压的大小来调节风挡组件的透光率；输入组件，输入组件用于提供驾驶舱所需的光照强度；以及控制组件，控制组件连接到风挡组件的可电致变色膜和输入组件，并且在飞机的全飞行阶段期间基于飞机驾驶舱内所需的光照强度来调节供应到可电致变色膜的电压的大小。

3、这种自适应光照控制技术能够在不增加飞行员额外工作量的情况下，保证飞机从滑行、起飞、巡航、进近、下降、着陆等的全飞行阶段下，驾驶舱内具有清晰的外部视界，实现驾驶舱外视界在白天、夜晚等各种运行场景下都具有良好的驾驶舱视界，以使得飞行员在没有眩光的场景下安全地操纵飞机。同时，兼顾驾驶舱内隔热防晒、防紫外线辐射功能，保护了飞行员的身心健康。该自适应光照控制技术能够作用于飞机整个飞行包线，即，飞机从滑行、起飞、循环、进近、下降和着陆等的全飞行阶段期间。

4、根据本发明的以上方面，较佳地，输入组件可以包括：驾驶舱外光照探测设备，用于获取驾驶舱外部环境的光照强度、温度和/或紫外线强度；机载核心网络，用于获取当前的飞行阶段和飞行速度；以及驾驶舱光照需求表，用于根据全飞行阶段期间的不同的飞行阶段存储不同的光照强度需求。

5、通过这种输入组件使得根据本发明的自适应光照控制系统能够平衡各种外部的光照、温度和紫外线等因素，并且综合飞机当前状态，为机组人员提供最佳的光照强度需求。

6、根据本发明的以上方面，较佳地，输入组件还可以包括：驾驶舱光照需求旋钮，用于在初始设置的驾驶舱光照需求上进行增减。通过这种设置，能够在自适应调节的基础上，允许飞行员因个体感知差异或身体状况灵活地调节通过风挡组件进入驾驶舱的光照强度。

7、根据本发明的以上方面，较佳地，为了更精确地控制通过风挡组件进入驾驶舱的光照强度，驾驶舱外光照探测设备可以包括光照度传感器和/或红外摄像机，并根据经纬度、天气、环境、飞机的姿态，计算当前飞机风挡光照强度最大的值。

8、根据本发明的以上方面，较佳地，风挡玻璃可以包括第一风挡玻璃和第二风挡玻璃，并且可电致变色膜设置在第一风挡玻璃和第二风挡玻璃之间。这种布置可以更好地保护可电致变色膜，并且可以阻挡外层风挡玻璃或可电致变色膜损坏的碎片进入驾驶舱，从而避免对飞行员的身体健康造成伤害。

9、根据本发明的以上方面，较佳地，可电致变色膜是氧化钨可电致变色薄膜。这种布置允许风挡组件的变色范围广，容易恢复成透明色，特别是允许可电致变色薄膜在故障或不上电的情况变成透明色，从而增强了飞行安全。

10、根据本发明的另一方面，提出了一种用于飞机驾驶舱的自适应光照控制方法，该自适应光照控制方法可以包括：提供自适应光照控制系统，自适应光照控制系统可以包括：风挡组件，风挡组件包括风挡玻璃和可电致变色膜，可电致变色膜附连到风挡玻璃并且基于供应到可电致变色膜的电压的大小来调节风挡组件的透光率；输入组件，输入组件用于提供驾驶舱所需的光照强度；以及控制组件，控制组件连接到风挡组件的可电致变色膜和输入组件，并且在飞机的全飞行阶段期间基于飞机驾驶舱内所需的光照强度来调节供应到可电致变色膜的电压的大小，其中，控制组件基于全飞行阶段期间的飞行阶段来确定驾驶舱所需的光照强度。

11、该方法综合考虑到飞机在飞行的不同阶段的外部环境、飞机状态以及驾驶舱的内部光照需求，自动地调节经由风挡组件进入飞机驾驶舱的光照强度，实现驾驶舱外视界在各种运行场景下都具有良好的驾驶舱视界，以使得飞行员在没有眩光的场景下安全地操纵飞机。

12、根据本发明的以上方面，较佳地，飞行阶段可以包括：滑行阶段、起飞阶段、巡航阶段、进近阶段、下降阶段和/或着陆阶段。这样，该方法能够保证飞机在全飞行阶段下驾驶舱内都具有清晰的外部视界，避免有害眩光反射、隔热防晒、防紫外线，给飞行机组提供舒适的光照环境，从而保障飞行安全、提升飞行舒适性，保持飞行员的身心健康。

13、根据本发明的以上方面，较佳地，在以下状态中的任一状态下，控制组件使可电致变色膜为透光率最大状态：在起飞阶段、进近阶段或着陆阶段期间；或者飞机驾驶舱外部的光照强度小于或等于飞机驾驶舱所需的光照强度。

14、这种设置能够在飞机在起飞阶段、进近阶段或着陆阶段等的关键阶段，以及外部光照较弱时，确保有足够的光照进入驾驶舱，避免飞行员被眩光和反射干扰，进而确保飞行安全。

15、根据本发明的以上方面，较佳地，在以下状态中的任一状态下，控制组件使可电致变色膜为透光率最小状态：飞机当前处于地面、高温且轮速小于预定阈值；或者飞机处于巡航阶段。

16、这种设置能够避免在地面或巡航阶段所出现的刺眼的太阳光直射飞行员。特别地，在夏季高温的地面环境下，这种设置能够实现隔热防晒效果；而在高空强紫外线辐射的环境下，实现紫外线阻隔的效果。

17、本发明提出了适配全飞行阶段自适应光照控制系统及方法，可以根据飞机的不同阶段、不同外界环境，主动控制有利光进入驾驶舱，消除了或者至少部分地解决了现有技术中的问题，增加了飞机运营安全，提升了飞行员的飞行舒适性，保证了飞行员的身体健康。

18、特别地，根据本发明的自适应光照控制系统的有益的技术效果可以包括但不限于：

19、(1)通过驾驶舱自适应光照控制系统，例如，通过控制组件，实时监测民机驾驶舱外部的光照运行环境和飞机的飞行阶段，自动适应调节驾驶舱内所需的光照强度，防止有害眩光和反射，提升飞机运营的安全性。特别是，在夏季高温的地面环境下，能够实现隔热、防晒的技术效果；而在高空强紫外线辐射的环境下，能够实现紫外线阻隔的技术效果；

20、(2)在意外故障状态下(比如断电等)，该自适应光照控制系统可以自动切换至透光度最大的状态，从而保证飞行员所需的最低安全保障；

21、(3)该自适应光照控制系统预留具有飞行员自主控制权限的接口，在自适应光照调节的基础上，能够满足飞行员个体差异对光照的需求。

22、由此，通过本发明的自适应光照控制系统能够满足使用要求，克服了现有技术的缺点并且实现了预定的目的。