淺析LED照明在軍工領域的應用及前景
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2015-08-03
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筆者和大家探討一下LED在軍事照明中的應用及前景。
一、LED在美軍照明中的應用
1、在艦船上的應用
美軍在十幾二十年前就考慮將LED安裝到船上用于照明。在一篇1997年的報告中，海軍就將LED照明作為一項令人關注的技術而展開討論，大功率led照明，然而限于當時的技術，當時LED的功效還不足以應用于一般照明。
直到2002年，美國國防部高級研究計劃局發(fā)起了一項高效照明計劃，將LED作為光源之一進行了研究并在美國海軍驅逐艦上進行了試用，驗證了LED照明的可靠性和有效性。美海軍在黃蜂級“硫磺號”兩棲多用途攻擊艦甲板走廊上試用了四十個LED光源，結果證明將LED光源應用于艦船上技術上是可行的。
美海軍從2010年開始在“阿利·伯克”級“韋恩·梅爾”號導彈驅逐艦U.S.S.WAYNE E.MEYER(DDG t08)上試用LED照明，質量， led商業(yè)照明，以驗證是否能帶來良好的經濟效益。另外，還在“珍珠港”號船塢登陸艦PEARL HARBOR(LSD 52)上安裝數(shù)百個LED裝置提供照明。
2010年初美國“喬治-布什”號航空母艦上的電氣部門用LED替代了航空母艦上的白熾燈用于照明，節(jié)約了90%照明相關的費用。
2、在飛機上的應用
美國空軍KC-135 R/T型運輸機常用來執(zhí)行航空醫(yī)學轉運任務，而機艙內原有照明不能滿足要求，因此空軍安裝了便攜式白光LED照明設備，為該型運輸機執(zhí)行航空醫(yī)學轉運時提供完成醫(yī)學評估和醫(yī)療處置所要求的照明。LED還用于美軍陸航直升機應用的夜視鏡平面直角顯示器屏幕照明， led服裝照明，替換原先使用的白熾燈在美軍F-15戰(zhàn)斗機作為航行燈光源，座艙集成照明等。
3、在軍事機場的應用
超高亮度的白光LED照明應用于“看門狗”(WatchDog)監(jiān)視系統(tǒng)，配合夜視和紅外監(jiān)視技術，可對停放在美國空軍機場上的飛機等設備進行不間斷的監(jiān)控，用于亮眼(BnghtEye)照明系統(tǒng)，可為廣大的機場區(qū)域提供照明。
4、在戰(zhàn)斗現(xiàn)場的應用
LED紅外照明得到了應用，“幽靈視覺系統(tǒng)”可為軍人在強烈太陽光、月光甚至無光的情況下提供良好的視覺效果。因為產生大量紅外光而很少或不產生可見光，還被用來替換之前使用的火箭彈為佩戴紅外夜視儀的士兵提供更好的紅外照明。
5、在軍事車輛上的應用
應用于車前燈、駕駛艙項燈、轉向燈和剎車燈等。
6、在軍事醫(yī)學上的應用
應用于促進傷口的愈合和牙科的固化照射、外科手術照明；此外海軍還正在開展能夠調節(jié)艦員機體節(jié)律的照明系統(tǒng)的研究。
7、在軍事基地生活區(qū)的應用
美國海軍在美國加州凡吐拉布海軍軍事基地使用1084只照明裝置替換軍事基地街道、單身宿舍、停車場等區(qū)域的照明，由此每年節(jié)約60%的照明消耗能源、經費4.55萬美元，減少228噸二氧化碳排放。
8、其他應用
應用于工兵作業(yè)燈、移動交通信號標志和機載數(shù)碼相機錯誤代碼指示器等。用于太陽能電線防碰撞裝置，使直升機飛行員在白天和晚上都能在最遠的距離發(fā)現(xiàn)空中的電線，LED燈管，為飛行人員規(guī)避高壓電線提供了更長的反應時間。
二、LED應用于軍事照明的優(yōu)勢和存在問題
1、優(yōu)勢
1）耗電量低
LED直流驅動，耗電相當?shù)汀ｋ姽夤β兽D換接近100%，理論上LED的能耗僅為白熾燈的10%，熒光燈的50%。使用LED照明可節(jié)約大量照明能源。
2）體積小
LED基本上是一塊很小的半導體晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常小，非常輕，因此備用件占用的存儲空間小。
3）使用壽命長
半導體晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，燈體內沒有松動的部分，商業(yè)照明燈具，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，在恰當?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上，店鋪照明，因此備用件的數(shù)量和更換次數(shù)可大大減少。
4）安全環(huán)保
LED被完全封裝在環(huán)氧樹脂里面，綠色照明，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎，比白熾燈泡和熒光燈管都堅固。由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。冷光源，發(fā)熱量少，不像白熾燈表面溫度很高，可以安全觸摸。
2、存在問題
1）光通量有待進一步提高
采用LED作為照明光源，必須可以發(fā)出更多的光，具有更高的能量效率。
2）LED發(fā)出的光與自然光仍有一定的差距
白熾燈具有非常強的黃色光的成分，室外照明，給人一種溫暖的感覺。而白光LED發(fā)出的白光帶有藍色光的成分，在這種光的照明下，人們的視覺不很自然。
3）價格較高
由于制造工藝要求較高，社會化生產不夠，因此價格較高。但是，近年來出于晶片技術的改良，制造成本正在急劇下降，LED正朝著高效率、低成本的方向發(fā)展，商業(yè)照明燈具，這為LED在照明領域的應用提供了有利條件。
三、LED應用于我海軍艦艇的啟示
LED在我海軍艦艇有著良好的應用前景。首先，LED燈耗能低，可節(jié)省大量的照明能源，CE認證，LED照明工程，特別是對于需要長時間潛航的潛艇，可節(jié)約更多的能源供給動力系統(tǒng)，提高裝備的自持力。其次，LED燈的使用壽命很長，不需要經常更換，因而不需要準備大量的備用燈；廢棄物不含有害物質，可以及時處理，因而節(jié)約了廢物儲存的空間；節(jié)約的空間可用于存儲食物或其他裝備。第三，LED燈耐沖擊和震動，不易破損；即使有所破損，也不會產生汞等污染潛艇密閉艙室空氣的有害物質，影響艇員健康。雖然目前LED還存在著光通量不高、光譜能量分布稍差等不足，但隨著技術的發(fā)展，這些問題將得到很好解決；價格也會隨著技術的發(fā)展、生產的擴大逐步降低，LED將會在我海軍艦艇上得到廣泛的應用。由于燈具的更換需要大量的投入，因此用LED完全替換目前在用的熒光燈和白熾燈效費比較低。可在今后新建艦艇時即展開應用，伴隨著艦艇的整個服役壽命，LED將以它低能耗、低維護率，車間照明，安全環(huán)保等優(yōu)點帶來巨大的軍事和經濟效益。
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