|
...скачать
PDF
Унификация протоколов фотолюминесцентных световых дорожек
1. Знакомство
2. Аннотация
3. Введение
4. Наука и
Технология фотолюминесценции
4.1
Объяснение феномена фотолюминесценции.
4.2
Восприимчивость человеческого глаза и адаптация к темноте.
4.2.1
Каков предельный срок свечения фотолюминесцентного материала в темноте?
4.3.
Непрерывное указание пути.
5. Нормативные акты
5.1
Выдержка из FAR25.812 «Аварийное освещение»
5.2
Рекомендательный циркуляр AC25.812-2. О чем он говорит и о чем не
говорит.
6. Дизайн
6.1.
Фотолюминесцентное покрытие
6.2
Сборка дорожки - защита фотолюминесцентных материалов.
6.2.1
Долговечность продукта
6.3
Разработка новых продуктов
6.3.1
Цветные пленки
6.3.2
Цветное освещение салона
7. Установка – обязательные требования и наработки из практики
7.1.
Размещение дорожки
7.2.
Минимальные уровни освещения
7.3.
Минимально необходимое оборудование
8. Перспективы
безопасности и оперативности
8.1
Поддержание авиационной годности
9. Предложения по гармонизации стандартов и правил эксплуатации.
10. Выводы
1. Знакомство
Доктор
наук Шон О Келл:
Доктор наук Шон О’Келл является Техническим Директором компании STG
Aerospace. Он обладает степенью кандидата химических и
материаловедческих наук, а также является доктором материаловедения. На
протяжении всей своей карьеры он специализируется на технологии
изготовления и применении покрытий поверхностей. Доктор О’ Келл имеет
значительный опыт разработки передовых способов применения материалов в
органических и неорганических покрытиях.
Свою роль в STG Aerospace Шон О’Келл видит в развитии новых продуктов,
работой с авиационными властями, авиакомпаниями и клиентами по всем
техническим вопросам. Он является признанным техническим экспертом в
области технологий изготовления, тестирования и применения
фотолюминесцентных материалов в самолете.
STG Aerospace:
Компания STG Aerospace Ltd. базируется в Великобритании и имеет филиалы
в США и Австралии. Эта компания ведет бизнес в области
фотолюминесцентных материалов начиная с 1986 года. В 1995 STG
разработала и запатентовала фотолюминесцентные продукты для аварийного
покидания самолета. STG является ПЕРВОЙ во всех аспектах применения
данной технологии на самолетах. Она завоевала всемирное признание за
свое новаторство, самым последним подтверждением этого является Награда
Королевы за Инновации – самая престижная награда Великобритании в
бизнесе. STG построило свой бизнес и репутацию благодаря своим
инновациям и практическому применению продуктов, основанных на этих
изобретениях.
Продукт STG - SafTGlo является ведущим брендом на авиационном рынке в
области фотолюминесцентных продуктов с более чем тремя тысячами
самолетами по всему миру, использующими ее продукцию в настоящее время.
2. Аннотация
Разработки в области фотолюминесцентных материалов на данном этапе
представляют собой законченную и освоенную технологию, широко
используемую в системах напольных указателей аварийного покидания
самолета.
AC25.812-2 - рекомендательный циркуляр FAA, на протяжении последних
восьми лет был основным источником стандартов для тестирования
фотолюминесцентных напольных систем в самолете. Следование требованиям к
дизайну, установке, эксплуатации и авиационной годности – это все
необходимые условия успешного использования напольных фотолюминесцентных
систем, но из-за нечеткости требований АС25.812-2 они могут по-разному
интерпретироваться авиационными властями.
В данной работе описывается понимание технологии фотолюминесценции,
нормативные акты, регулирующие их применение, и непосредственно само их
применение. Рассматриваются и анализируются интерпретации требований и
наработки из практики. Целью автора является демонстрация того факта,
что существование различий в применении рекомендательных правил вызывает
необходимость пересмотреть нормативные акты.
Предлагаются дополнить предмет регулирования АС25.812-2 стандартами
производительности свечения, установки, эксплуатации и годности к
полету. Эти новые стандарты должны быть переняты авиационными властями
по всему миру, для обеспечения работы производителей, инженеров
технического надзора, монтажников и авиакомпаний на уровне качества,
основанном на передовых технологиях, выработанных на практике.
3. Введение
Фотолюминесцентные напольные системы аварийного указания выхода хорошо
зарекомендовали себя как отличное средство для снижения цены
эксплуатации самолета и указания пути к выходу в случае аварийной
ситуации. Как бы то ни было, эффективность достижения указанных целей
системой зависит не только от качества поставленного продукта, но также
и от установки, условий эксплуатации и поддержания авиационной годности.
Настоящая работа рассматривает применяемые нормативные акты, современные
способы достижения соответствия требованиям, выработанный опыт
модификаций дизайна, установки, использования и постоянной эксплуатации
фотолюминесцентных напольных систем.
Целью создания напольных указателей пути к выходу является
предоставление возможности людям, ознакомившемся с планировкой салона,
найти выход самостоятельно в случае, если верхнее освещение стало не
доступно из-за дыма. Эта задача поставлена FAA в FAR25 в виде двух
отдельных требований:
• Обозначение пути к аварийному выходу должно позволять каждому
пассажиру, после покидания своего места, визуально определить путь к
аварийному выходу через салон.
• Обозначения должны позволять всем пассажирам без труда определять
местоположение каждого выхода, находясь на дорожке аварийного покидания
и используя только обозначения и их видимые черты.
В обоих случаях, предполагается, что свет от всех источников освещения
на высоте более 120 см. от пола не проникает через дым и в салоне темно.
В настоящее время все системы являются гибридными. Неэлектрические
фотолюминесцентные напольные обозначения совмещаются с электрическими
вертикальными указателями у выхода.
Этот обзор имеет целью обеспечить понимание фотолюминесцентной
технологии, регулирующих ее нормативных актов и их применение в
настоящее время .
4. Наука и технология
фотолюминесценции:
Краткое изложение раздела.
Фотолюминесцентное свечение происходит, когда материал поглощает свет и
продолжает выпускать сохраненную энергию в виде свечения в течение
десятков часов после того, как источник был удален. Фотолюминесцентное
свечение эффективно работает в тандеме со способностью человеческих глаз
к адаптации к темноте и принципом непрерывного указания для создания
эффективной системы указания пути к выходу из салона.
Фотолюминесцентные продукты содержат неорганические пигменты, которые
могут быть внедрены в набор таких материалов как краска, растворы для
покрытий, лак, пленка и пластиковые части. На рынке существует множество
новинок, которые претендуют на то, чтобы называться «светящимися в
темноте», но их не стоит путать с составами, используемыми в системах
аварийного указания пути. Продукты в области безопасности могут
содержать изображения изготовленные методом трафаретной печати,
самоклеющимися лентами и продуктами ПВХ.
4.1. Объяснение феномена фотолюминесценции.
Фотолюминесцентное свечение происходит, когда материал, подвергаемый
источнику возбуждения молекул, сохраняет энергию и затем выпускает эту
энергию в виде видимого или невидимого света. Эта энергия может быть
получена из многих источников, включая электрические, химические,
трибологических или источников электромагнитной радиации.
Электромагнитная радиация, видимый, ультрафиолетовый и инфракрасный
свет, могут вызывать два феномена: фотолюминесценция и флуоресценция.
Многие люди их путают.
Флуоресценция - это феномен, в котором переход электронов к основному
состоянию происходит во время возбуждения в течение миллисекунды. Из-за
таких сроков, свечение флуоресцентных материалов прекращается сразу
после исчезновения источника возбуждения молекул.
Фотолюминесценция также происходит в результате электромагнитного
возбуждения и материал также светится, когда источник энергии
отсутствует. Но при фотолюминесценции, возвращение электрона к основному
состоянию и последующее излучение фотонов света продолжается долгое
время после того как источник возбуждения молекул устранен.
Фотолюминесцентные материалы могут испускать свечение в течение десятков
часов после того как источник света был удален. Такое явление называется
послесвечение.
Закон Стоукса гласит, что в фотолюминесцентном материале испускаемый
свет обладает волнами большей длины, чем у применяемого источника
возбуждения молекул. Длина волн свечения зависит в большей степени от
химического состава, чем от применяемого источника возбуждения. Обычно,
чистые вещества не демонстрируют фотолюминесцентных эффектов. Примеси же
должны вводиться в очень ограниченных концентрациях для вызова
метастабильного состояния электронов и генерирования фотолюминесцентного
эффекта. Легированный алюминат стронция - в настоящее время самый
доступный фотолюминесцентный материал с самыми высокими показателями. Он
имеет пик восприимчивости к зарядке на уровне 360 нанометров, в
ультрафиолетовом интервале, с пиком спектра излучения на уровне 520
нанометров в видимом интервале (желтый/зеленый свет). Послесвечение
быстро исчезает после того, как источник возбуждения был удален, при
этом интенсивность изчезновения падает со временем. Прежде чем вернуться
к основному состоянию, после того, как заряжающий источник был удален,
электроны могут находиться в метастабильном состоянии в течение периода
от нескольких секунд до многих часов.
4.2 Восприимчивость человеческого глаза и адаптация к темноте.
Интенсивность света излучаемого из фотолюминесцентных систем немедленно
начинает падать после удаления заряжающего света. Но все равно, глаз
привыкает к темноте чрезвычайно быстро. Благодаря высоким показателям
алюмината стронция этот распад замедлен, а в совокупности с привыканием
глаза к темноте дает невероятно длительный срок восприятия.
То, как глаз привыкает к свету и темноте, является чрезвычайно важным
для понимания эффективности фотолюминесцентной технологии при аварийной
эвакуации. Глаз имеет возможность видеть детали и воспринимать контраст,
как при ярком, так и при тусклом освещении. Физиология адаптации сложна
и в определенной степени зависит от зрения отдельного человека. В самом
общем виде, ее суть заключается в том, что способность человека
воспринимать свет улучшается, если глаз попадает в темноту на длительное
время. Как правило, чувствительность глаза может быть улучшена в 250
раз. Это значительное улучшение, но короткое воздействие яркого света
может ухудшить его, что потребует период повторной адаптации, при этом
срок повторной адаптации зависит от степени воздействия света.
Глаз видит благодаря воздействию света и его восприятию рецепторами
сетчатки. Эти рецепторы имеют две формы. Колбочки видят детали и цвета и
имеют ограниченные способности к адаптации в темноте. Палочки же не
слишком хорошо воспринимают детали или цвета, но при этом хорошо
адаптируются к темноте. Глаз адаптируется к увеличению яркости света
путем обесцвечивания поверхности пигментов рецепторов, что делает их
менее чувствительными к свету, а также путем уменьшения нервной
чувствительности для уменьшения передачи информации по оптическому
нерву.
Рис.1
Относительная спектральная поглощательная способность палочек и колбочек
человеческого глаза.
Когда яркость света падает, как в случае нарушения электропитания
самолета, проявляется прогрессивный эффект адаптации к темноте. Прежде
всего, происходит обратный нервный эффект, когда оптический нерв
становится более восприимчивым. Это явление проявляется почти сразу и
является чрезвычайно важным. После этого, в течение одной минуты,
колбочки сетчатки меняют свои поверхностные пигменты и начинают быстро
адаптироваться в течение 6-7 минут, затем палочки начинают быстро
увеличивать свою адаптацию путем схожего химического процесса, который
достигает пика где-то через 25-30 минут. Этот эффект проиллюстрирован на
рис.2.
Рис.2
Адаптация глаза к темноте.
На практике, адаптация глаза наступает гораздо быстрее, чем снижение
яркости свечения фотолюминесцентных систем аварийного покидания
самолета. В результате, когда свет в салоне самолета гаснет, уровень
свечения фотолюминесцентной системы остается наиболее ярким в течение
10-15 минут. Это очень важно, так как большинство случаев аварийного
покидания самолета происходят почти сразу после возникновения аварийной
ситуации. Далее, наступает длительный период стабильного восприятия,
когда характеристики снижения уровня свечения фотолюминесцентных систем
аварийного покидания пропорционально соответствуют повышающимся
характеристикам адаптирующего глаза, предоставляя, таким образом,
возможность эффективного и безопасного указания пути покидания самолета
в течении более чем 12 часов.
Дополнительным плюсом использования фотолюминесцентных материалов для
указания пути является то, что они постепенно подготавливают глаз на
случай отсутствия освещения при выходе из самолета. Это является
основным фактором для некоторых направлений исследований и разработок,
идущих в направлении изучения проблем снижения человеческого фактора для
дальнейшего увеличения уровня безопасности при покидании самолета. Выход
из хорошо освещенного салона в полную темноту практически ослепляет
эвакуируемого на несколько секунд. Это может повлечь замешательство по
выходу из салона, снижая скорость эвакуации, а также может вызвать
дезориентацию.
4.2.1 Каков предельный срок свечения фотолюминесцентного материала в
темноте?
Максимальный срок свечения фотолюминесцентных систем аварийного
покидания в самолетах определяется путем проведения простой эвакуации из
самолета в соответствии с положениями рекомендательного циркуляра FAA
25.812-2 для самолетов, «использующих фотолюминесцентные элементы,
напольные системы аварийного покидания». Критерием успеха/неуспеха
является успешность эвакуации, а не показатели производительности
фотолюминесцентного материала. При использовании этого метода
учитывается также тип самолета и любые другие компоненты обеспечения
безопасности, такие как электрические вертикальные указатели выхода.
Британский стандарт BS5266-6:1999, устанавливает, что фотолюминесцентный
материал не обеспечивает указания пути, как только возбуждение молекул
снижается ниже уровня 0,3 мсд/м². Европейский стандарт DIN 67510 часть
1, также устанавливает, что период снижения уровня свечения определяется
точкой, где показатели снижаются до 0,3 мсд/м². Оба стандарта указывают,
что установленный уровень в сто раз больше, чем, взятый, исходя из самой
строгой оценки, предел чувствительности человеческого глаза.
Измерения, проведенные STG AEROSPACE показали, что показатели
фотолюминесцентных материалов, на момент эвакуации, всегда превышали
пределы, установленные DIN и Британскими Стандартами. Также существует
стандарты ASTM на фотолюминесцентные указатели пути, но минимальные
показатели в них не были определены.
4.3. Непрерывное указание пути.
Электрическое освещение пола обеспечивает общее освещение кресел и
других предметов в салоне для указания пассажиру выхода. Хотя
фотолюминесцентные системы и предоставляют слабое освещение,
функционируют они, преимущественно направляя пассажира вдоль прохода по
принципу, называемому «непрерывное указание пути». Он работает, когда
непрерывная линия светящегося материала, находящаяся по обоим сторонам
прохода, постоянно вызывает «ориентировочную реакцию» – инстинктивную
реакцию обратить внимание на любой внезапный или новый стимул.
Кубей и Ксикжентмихалый считают, что такая реакция развилась у человека
для того, чтобы определять потенциальную опасность и реагировать на нее.
В общих чертах, система разработана для использования базового
психологического и биологического инстинкта для привлечения и удержания
нашего внимания. Как только человек оказывается между линий, ему
становится очень просто следовать по пути, установленному для эвакуации.
Любой значительный разрыв в линии производит такой же ответ и снова
привлекает и позволяет увидеть, что же находится на разрыве; это может
служить указателем аварийного выхода над крылом или поворота пути к
выходу типа 1. Любой значительный разрыв в продолжающейся линии укажет
пассажиру направление поиска выхода.
5. Нормативные акты
Краткое содержание раздела
Рекомендательный циркуляр AC25.812-2 ясно определяет ситуации, в которых
фотолюминесцентные указатели пути должны работать. Власти с
нормотворческими полномочиями отталкивались от циркуляра AC25.812-2, но
интерпретировали установку и эксплуатацию систем по-разному, что привело
к существованию разных правил эксплуатации. Положения AC25.812-2 ,
которые могут быть по-разному интерпретированы:
• Дизайн продукта и его воздействие на надежность и долговечность
• Советы по формированию требований по безопасной установки
• Руководство по зарядке и разрядке материалов
• Проблемы поддержания долговечности фотолюминесцентных материалов
Требования к функционированию фотолюминесцентных материалов в самолете
описаны изданным FAA постановлением FAR25 в части D «Дизайн и
конструкция», секция 25.812 «Аварийное освещение». Данное постановление
было издано тогда, когда были доступны только электрические системы.
Внедрение подходящей высокопроизводительной системы фотолюминесцентных
указателей пути в 1995 г. нуждалось в подтверждении соответствия
нормативным актам. Фотолюминесцентные системы были одобрены в
Великобритании и США и идеально, как будет показано ниже, соответствуют
требованиям по производительности.
5.1 Выдержка из FAR25.812 «Аварийное освещение»
(е) напольная система указаний выхода при аварийном покидании должна
обеспечить пассажирам указание пути, в ситуации когда все источники
освещения, находящиеся выше, чем 1,2 м. (4 фута) не выполняют своих
функций. В ночное время суток система указаний выхода при аварийном
покидании должна позволять каждому пассажиру:
(1) после покидания пассажирского кресла визуально определить путь
аварийного покидания, тянущийся вдоль салона вплоть до первых выходов
или пары выходов впереди и в хвостовом отсеке; и
(2) находясь на пути аварийного покидания, легко найти выход, благодаря
только указателям и приспособлениям, привлекающим внимание, находящимся
на высоте не более 1,2м. от пола салона.
Когда новая технология была только-только внедрена, уровень понимания, а
вместе и с ним и рамки официальных одобрений, привели к применению
различных дизайнов и некоторой путанице на рынке. Рекомендательный
циркуляр AC25.812-2 был создан в 1997 в результате исследований,
проведенных на базе учреждения CAMI при FAA и при сотрудничестве UK CAA
и STG Aerospace. Циркуляр был создан для внедрения самых последних
знаний, полученных на практике, и устранения различий в одобрении и
применении этой новой технологии всеми полномочными органами. Требования
к одобрению были четко определены, а для установления требований к
эксплуатации была оставлена гораздо большая свобода для интерпретации.
5.2 Рекомендательный циркуляр AC25.812-2. О чем он говорит и о чем не
говорит.
AC25.812-2 был основным источником знаний о применении
фотолюминесцентных напольных указателей. Как и все рекомендательные
циркуляры, он не является обязательным, но при этом он предоставляет
рекомендации о способах соответствия целевым стандартам безопасности,
изложенным в правилах. Рекомендательные циркуляры дают очень ясные
указания о ситуациях, в которых система должна работать.
Первая ситуация могла бы называться «первый полет за день». В этом
случае предполагается, что самолет был обесточен в течение ночи и,
следовательно, фотолюминесцентные элементы были разряжены до
непригодного состояния. При проведении испытаний элементы должны быть
разряжены в течение 16-ти часов нахождения в полной темноте. Затем,
элементы должны быть заряжены при использовании наименее яркого
освещения, которое может позволить переключатель яркости. Время зарядки
должно быть умеренно ограничено до минимального времени необходимого для
приготовления самолета для первого полета за день.
Вторая ситуация может называться «максимально долгий ночной полет». В
этом случае предполагается, что самолет находился в максимально долгом
ночном полете, возможном по его характеристикам. Предполагается, что в
течение значительной части полета, салон будет либо не освещен, либо
освещен скудно, чтобы позволить пассажирам поспать. В течение этого
времени, фотолюминесцентные элементы будут разряжаться. Затем
предполагается, что перед началом приземления происходит аварийная
ситуация, таким образом, фотолюминесцентные элементы не успеют
зарядиться. Также предполагается, что аварийная ситуация связана с
появлением густого дыма в верхней части кабины, что не допустит даже
частичной зарядки напольных фотолюминесцентных элементов верхним
аварийным освещением.
AC25.812-2 также дает ясные указания каким образом установленная система
может быть оценена на факт соответствия требованиям FAR25. Эта оценка
производится посредствам обычной эвакуации из обесточенного самолета,
при условии соблюдения статистической достоверности наличия различных
возрастных категорий пассажиров. Такой механизм был установлен для
оценки специфических требований двух вышеописанных ситуаций.
AC25.812-2 был написан с негласным предположением, что полномочные
органы, применяющие это руководство, понимали технологию достаточно
хорошо, чтобы интерпретировать как намерения, так и более предписывающие
положения руководства. Теперь, когда технология выработана и наше
понимание технологии выросло, мы видим, что есть ситуации, когда
различные власти исполняют указания AC25.812-2, но при этом
интерпретируют установку и эксплуатацию по-разному. Это привело к
появлению разных требований к эксплуатации и, как следствие, стандартов.
Автор полагает, что такой недостаток единства был вызван возможностью
интерпретировать руководство, возможно, соединенной с недостатком
понимая того, как фотолюминесцентные материалы должны устанавливаться и
эксплуатироваться, чтобы функционировать нужным образом.
Ключевые положения AC25.812-2, которые могут быть открытыми для
интерпретации:
• Дизайн продукта и его воздействие на надежность и долговечность
• Советы по установлению требований по безопасной установки
• Руководство по зарядке и разрядке материалов
• Проблемы поддержания долговечности фотолюминесцентных материалов
6. Дизайн
Краткое содержание раздела
Подбор материала, методы производства и дизайн продукта играют важную
роль в производительности и прочности напольных полосок-указателей. При
выборе фотолюминесцентной системы напольных указателей аварийного
покидания, важно помнить, что не все системы одинаковы.
Фотолюминесцентная полоска должна быть создана таким образом, чтобы она
могла давать оптимальный уровень свечения и стабильности. Она также
должна быть хорошо защищена от агрессивных условий эксплуатации в
салоне. Разные жидкости могут быть пролиты на систему, она может быть
подвержена точечному воздействию большого веса, а так же, как
свидетельствует устройство дорожек, присутствующих на рынке на
сегодняшний день, то, что заставляет работать систему – ультрафиолетовый
свет, может ее же и повредить.
6.1. Фотолюминесцентное покрытие
Различные варианты дизайна фотолюминесцентного элемента дают разные
уровни интенсивности и длительности свечения. Фотолюминесцентные
пигменты в покрытии должны быть доведены до соответствия определенным
требованиям. Указатели пути – не типичны для обычной обстановки в
салоне. Как и большинство других систем указания аварийного покидания,
они должны обеспечить достаточный уровень свечения, что бы пассажиры
увидели полоску сразу, как только свет исчезнет. Во втором, очень
свойственном для авиаперелетов варианте развития событий, пассажир, уже
привыкший к темноте, должен покинуть самолет несколько часов спустя
после того, как источник света исчез.
Фотолюминесцентные пигменты производятся из высококачественных порошков,
чрезвычайно сильно подверженных разрушению такими факторами внешней
среды, как влажность, жидкости и сильное ультрафиолетовое излучение. В
состоянии порошка они практически неприменимы. Необходимы умение и
применение правильной технологии для обеспечения производства надежного
продукта, который сможет выдерживать значительное воздействие внешней
среды в салоне самолета. Для достижения высокой производительности и
стабильности элементов, пигменты размещаются на прорезиненном покрытии.
Такое решение предоставляет лучшие показатели производительности, но
может также ухудшить его со временем, если материал был плохо подобран
или продукт был недостаточно защищен. Обесцвечивание и появление
хрупкости покрытия являются наиболее вероятными типами браков для этого
вида покрытий. Такие дефекты могут привести к тому, что дорожка станет
коричневой или же покрытие потрескается и оставит пигмент незащищенным
перед внешней средой, тем самым вызывая ухудшение свечения.
Диаметр частиц и толщина покрытия слоев определяют уровень свечения.
Яркость достигает максимального уровня при определенной толщине и
дальнейшее улучшение невозможно ни за счет утолщения слоев, ни за счет
добавления новых слоев. Даже если такая «толщина насыщения» соблюдена,
невозможно создать покрытие, которое даст наилучшее свечение по яркости
вместе с наибольшей длительностью свечения. Достижения этих двух
аспектов всегда будет компромиссом. Концентрация пигмента в слоях, его
распределенность, разброс размеров частиц и толщина слоя, это все
переменные, которые необходимо хорошо понимать и контролировать для
оптимизации результата производительности покрытия. На рис.3 хорошо
видно как при равной концентрации пигмента и толщине покрытия, можно
значительно менять показатели разрядки. В представленных двух различных
решениях видно, как первое, с высоким уровнем изначального свечения и
коротким периодом свечения в темноте (красная линия) контрастирует с
решением (пурпурная линия) с более низким уровнем изначального свечения
и более длительным периодом свечения в темноте. Оба решения имеют
приемлемый уровень изначального свечения, но образец с более низким
уровнем изначального свечения имеет более длительное свечение, а значит
и лучшую суммарную производительность.
Рис.3
6.2 Сборка дорожки - защита фотолюминесцентных материалов.
Напольные системы, по определению, работают в агрессивных условиях, где
механическое воздействие, чистящие химикаты и другие внешние факторы
являются нормой. Даже с защитой прорезиненными слоями,
фотолюминесцентные покрытия не достаточно стойки, чтобы выдержать износ,
которому они подвергнутся при установке в проходе салона. Таким образом,
продукты снабжены различными средствами защиты фотолюминесцентных
покрытий и увеличения срока службы продукта.
Системы «дорожек», разработанные для защиты фотолюминесцентных вставок
от механического повреждения, являются результатом соединения научных
разработок и опыта. Как и в большинстве случаев, компромисс, достигаемый
через обмен опытом с авиакомпаниями, чрезвычайно важен, и хотя
поликарбонат не идеален для эффективной зарядки ф/л элементов, он
идеален для придачи продукту чрезвычайной прочности, долговечности и
надежности, что является существенным для пользователей. Эти свойства
были предельно точно определены и протестированы.
Слой поликарбоната полуторомиллиметровой толщины, покрывающий
фотолюминесцентную полоску, снизит уровень заряжающего пигмента света
приблизительно на 10%. Таким образом, лучший путь – разработать дорожку,
покрывающую фотолюминесцентный элемент, так чтобы она была минимальной
толщины, но при этом защищала элементы.
Системы дорожек могут быть выполнены в виде нижней базовой части и
защитной верхней крышки или же в виде единой закупоренной детали. Обе
системы производятся при использовании огнеупорного поликарбоната для
того, чтобы соответствовать требованиям авиационных властей.
На рис. 4 и рис.5 отображены примеры дизайна дорожек. Рис.4 отображает
модели, которые имеют верхнюю крышку, защищающую фотолюминесцентную
вставку и базовую нижнюю часть для прикрепления к полу. На Рис.5 видно,
как система из цельной детали может быть разработана так, чтобы
полностью закупорить фотолюминесцентные компоненты внутри, обеспечивая
защиту от воздействия химикатов. Верхняя часть дорожки имеет достаточную
толщину, чтобы выдержать нормальный износ и все же обеспечивать
требуемый уровень свечения.
Рис.4:
Система из двух частей: системы А и В можно обновлять, в то время как С
нет. Система С может ломаться при сгибании защищающей ее гибкой дорожки.
Все три подвергаются разрушению при попадании внутрь воды.
Рис.5
Закупоренная дорожка показывает лучшие результаты по защите
фотолюминесцентных полосок.
6.2.1
Долговечность продукта
Требования к минимальным показателям производительности систем
установлены и проверяются по Списку минимально необходимого оборудования
по освещению и системам указания аварийного выхода, как часть
тестирования в режиме обычной эвакуации для демонстрирования
соответствия FAR25. Продукты должны работать установленный срок службы
или дольше.
Даже если все продукты поставщика разработаны и произведены по наивысшим
стандартам, когда они доставляются на место установки, производители не
имеют контроля над качеством установки и условиями, в которых система
используется. Дизайн продуктов должен учитывать все эти требования для
того, чтобы обеспечить соответствие целям. Дизайн должен быть разработан
так, чтобы устранить все потенциальные возможности ошибок, которые могут
произойти в течение срока служба продукта.
Так как условия эксплуатации неизвестны, лучшим способом обеспечить
проведение регулярного обслуживания и, что более важно, регулярных
проверок освещенности, является определение факта возникновения
каких-либо проблем на местах. Нельзя ожидать, чтобы авиакомпания
замечала малейшие изменения в освещении в течение длительных сроков и
нужно быть уверенными, что система будет работать в течение многих лет
после установки. На данный момент, существуют системы, которым более
десяти лет и которые до сих пор работают также, как и новые. Не смотря
на это, могут быть системы, которые эксплуатируются гораздо меньше по
времени, но могут иметь недостаточную яркость из-за дизайна или проблем
в эксплуатации.
6.3. Разработка новых продуктов
6.3.1 Цветные пленки
Существует набор новых разработок в сфере фотолюминесцентных указателей
пути. Две последние заключаются в изменении освещения салона и внедрении
разноцветных пленок для улучшения эстетической ценности продукта и общей
атмосферы. Очевидно, что все, что снижает уровень интенсивности света,
попадающего на фотолюминесцентную полоску, снизит и уровень зарядки и,
следовательно, общую производительность. Как было указано ранее в данной
работе, фотолюминесцентные пигменты заряжаются от ультрафиолета и
видимого света. Пик восприимчивости к поглощению находится на уровне
длины волны в 360нм, что является ультрафиолетовой зоной спектра.
Внедрение цветов было достигнуто путем использования тщательно
подобранных разноцветных пленок, размещенных поверх фотолюминесцентной
полоски. При этом необходима дополнительная крышка из поликорбаната для
того, чтобы пленка оставалась на месте, и при этом, необходимо помнить,
что слой поликорбаната также уменьшит проникновение света на 10%. При
разработке новых продуктов, мы учли, что использование цветной пленки не
должно уменьшать уровень ни проникновения света к элементу, ни его
излучения так, что бы общая производительность упала до неприемлемого
уровня.
Выбор материала цветной пленки критически важен чтобы убедиться, что
поступление света, а значит зарядка и последующее свечение не
затруднены. В продукте STG в качестве нижнего слоя пленки используется
тонкий прозрачный негорючий ПЕТ или ПВХ ламинированной структуры. Эти
материалы несущественно затрудняют проникновение ультрафиолета или
видимого света. Цветные пигменты на пленке также не могут в значительной
мере затруднить проникновение к фотолюминесцентному пигменту волны света
нужной длины. Данный случай немного сложнее, так как характеристики
красителя приводят к тому, что свет будет скорее отражаться, чем
поглощаться, и от этого казаться окрашенным. Производство цветной пленки
должно быть четко регламентировано и проконтролировано для того, чтобы
обеспечить надежную производительность и воспроизводимую
функциональность. Рис.6 ниже демонстрирует характеристики светопередачи
одного фильтра. Светопередача на ультрафиолетовой границе спектра
снижается только на 20%, в то время как цвет изменяется существенно.
Рис.6
В дополнение к тому, что проникновение света затрудняется незначительно,
дизайн пленки должен брать в расчет и характеристики уровня свечения
фотолюминесцентного материала в случае аварийной ситуации.
Характеристики свечения фотолюминесцентной полоски четко определены. Пик
свечения легированного алюмината стронция составляет 520 нм, что близко
к оптимальной длине волн для самой восприимчивой части глаза в условиях
темноты – палочек. Таким образом, пленка не должна задерживать 520мн
пиковое свечение, так как это бы сделало продукт бессмысленным. Рисунок
выше показывает, что в случае с розовой пленкой, приблизительно 60%
света излучаемого фотолюминесцентным элементом проходит через пленку.
Остаток отражается обратно на элемент, тем самым снова заряжая его. Это
означает, что характеристики изначальной разрядки существенно снижены,
но и уровень свечения на всей протяженности срока свечения становится
меньше. Комбинирование тщательного подбора пленки и подгонки материалов
для оптимизации светопередачи, дали в результате продукт, который
значительно дополняет цветовую гамму салона в салоне без ухудшения
эффективности свечения продукта в случае аварийной ситуации.
6.3.2 Цветная подсветка салона.
Так как общая цветовая гамма в салоне становится все более важной для
авиационного маркетинга, использование в салоне цветных фильтров в
освещении и цветных светодиодов становится все более частым. Внедрение
цветного освещения приводит к снижению уровня общей освещенности, так
как оно задерживает часть видимого спектра. Использование люксометра для
измерения уровня освещенности измеряет только общую освещенность. Он не
делает различия между длинами волн (цветами) и не измеряет уровень
ультрафиолета. К примеру, голубой фильтр на флуоресцентной лампе будет
задерживать все цвета в спектре, кроме голубого цвета. В этом случае,
часть видимого спектра задерживается на более длинных волнах, которые не
играют главной роли при зарядке фотолюминесцентных материалов. Так как
остается 80% необходимого для зарядки света, общее уменьшение освещения
фотолюминесцентных напольных систем указания пути аварийного покидания
самолета составляет 20% .
Отсюда следует и обратное. Если фильтр задержал ультрафиолет и часть
голубого электромагнитного спектра, значит, возможно, что освещенность
все еще находится на хорошем уровне. Если бы свет был белым, то
приемлемая зарядка имела бы место, но если длины волн пиковой зарядки
были задержаны, к примеру, красным фильтром, то зарядка будет
недостаточной.
Коммерческая нужда в запуске таких продуктов привела к апробации цветных
фотолюминесцентных дорожек в условиях обычной эвакуации и на основании
AC.25812-2. Понимание объективных показателей восприятия человеческого
глаза не были полностью приняты во внимание при тестовом режиме,
применяемом в 1997г. Изменения в дизайне продукта во взаимодействии с
более полным пониманием технологии привело нас к выводу, что
существующий уровень нормативного регулирования, возможно, не
достаточен. На момент написания циркуляров, новые дизайны систем не
могли быть предвидены, а уровень понимания, необходимый для правильного
применения любого дизайна не строился на основе предвосхищения.
Возможно, что необходимо изменить AC.25812-2 для того, чтобы
адаптировать его к новым изменениям, предлагаемым разработчиками.
7. Установка – обязательные требования и наработки из практики.
Краткое содержание раздела
Правильная установка фотолюминесцентных элементов указания пути жизненно
необходима для полной зарядки и эффективного свечения. Возможность
интерпретации правил установки привела к тому, что авиационные власти
допускают различные варианты режимов зарядки и установки дорожек.
Поставщик продукта, выпуская набор Дополнительных Сертификатов Типа по
форме 1 или 8130-3, утверждает тем самым авиационную годность своего
продукта. Таким образом, гарантируется установщику, что продукт будет
работать по стандартам. Поставщику же не гарантируется, что установка
будет проводиться с соблюдением его правил.
С первого взгляда, установка фотолюминесцентных дорожек указания пути в
самолете – простая процедура. А все потому, что есть только один
существенный вопрос, который необходимо решить: достаточно ли света для
зарядки дорожек? С тех пор, как первые продукты были одобрены при
содействии FAA, стало ясно, что установка является важным условием
эффективной работы системы. AC25.812-2 постановило, что: «Непрерывные
фотолюминесцентные указатели должны быть установлены на полу вдоль обеих
сторон главных рядов пассажирских кресел.» Рекомендательный циркуляр
ясно устанавливает, что система должна состоять из двух дорожек вдоль
ряда кресел, но не устанавливает, где именно дорожки должны находиться
относительно рядов кресел или других неподвижных предметов в салоне.
Руководство предполагает наличие определенного уровня знания о
фотолюминесцентных системах и о том, как они должны быть установлены для
достижения стандартного, утвержденного уровня производительности.
7.1 Установка дорожек.
Выбор места установки системы, состоящей из двух дорожек, должен быть
сделан с учетом уровня освещения в салоне. Хорошим примером применения
этого принципа будет выбор длины отступа от края кресел при подборе
места для дорожек. Если расположить слишком далеко от кресел, то дорожка
будет подвержена большему износу, если слишком близко, то
фотолюминесцентный элемент не получит достаточного для зарядки света.
Возможность интерпретации привела к тому, что авиационные власти стали
разрешать установку даже под креслами, таким образом, снижая шансы
пассажиров увидеть светящуюся дорожку при эвакуации. Это не только
сильно снижает уровень освещения дорожки, но также нарушает принцип
непрерывного указания, являющегося необходимым атрибутом
фотолюминесцентных систем. Расположение системы под креслами может
привести к тому, что разрыв в светящейся линии покажется пассажиру
концом ряда кресел или поворотом к выходу. Это может вызвать лишнее
смятение, дезориентацию и повлечь к задержке эвакуации.
Рисунок 7. Показывает хороший пример того, как обеспечить эффективное
указание пути фотолюминесцентными системами аварийного покидания.
Указанная ситуация – оптимальный вариант, при котором напольные
указатели пути находятся не слишком далеко в проходе и не слишком далеко
под сидениями. Такое решение гарантирует, что фотолюминесцентную дорожку
будет хорошо видно.
Рис.7 Расположение фотолюминесцентной системы относительно ряда кресел.
7.2 Уровень освещения дорожки.
Перед установкой систем, авиакомпания должна убедиться, что уровень
освещения фотолюминесцентных полосок больше, чем необходимый минимум.
Поставщик системы указания пути всегда закладывает минимально допустимый
уровень освещения самолета в соответствии с STC, определяемого на
основании эвакуации. Это простой тест, проводимый перед установкой любой
системы фотолюминесцентных дорожек аварийного покидания самолета и его
проведение является обязанностью авиакомпании-установщика. Рисунок 8
демонстрирует простую проверку для измерения уровня освещения
фотолюминесцентных систем.
Рис.8
измерение уровня освещения в салоне для обеспечения правильного подбора
места для размещения системы.
Подбор места установки системы и учет уровня освещения являются двумя
яркими примерами того, как циркуляры были по-разному интерпретированы
при регулировании установки, что привело к тому, что разные авиационные
власти применяли разные стандарты. Только самая удачная практика
установки соответствуют смыслу циркуляров и указанным здесь советам.
Требования к обычной установке должны быть применимы ко всем вариациям
продуктов, всем типам самолетов и должны быть одобрены авиационными
властями. Такая практика применения должна соответствовать смыслу
рекомендательного циркуляра, создавая, таким образом, для всех единый
набор стандартов.
Можно привести пример для иллюстрации поднятых здесь проблем. Самолет
Airbus имел такую конфигурацию кресел, которая позволяла заменять три
ряда кресел на два с половиной ряда для бизнес-класса. Это означало, что
край ряда кресел сдвигался на несколько дюймов в проход. Непрерывные
указатели фотолюминесцентной системы были правильно установлены при
конфигурации двух с половиной рядов кресел бизнес-класса. Когда же класс
сменили, ряды кресел стали шире. Дорожки оказались под креслами, что
затрудняло зарядку и делало их плохо видимыми. Решением стало установка
дополнительных дорожек сбоку на креслах, что привело к появлению
прерывистой линии. Разрывы в линии, выглядят как выход, что вызывает
лишнее смятение в аварийной ситуации, когда каждая секунда на счету.
7.3 Минимально необходимое оборудование
Напольная система указания пути аварийного покидания находится в списке
MEL, что является предметом жалоб обладателей электрических систем
указания пути аварийного покидания. Напольные системы практически
полностью устраняют риск непрохождения проверки MEL. Так как
фотолюминесцентные системы заряжаются от салонного освещения, то и на
сами приборы освещения салона, должны распространяться требования списка
MEL. Фотолюминесцентная система должна иметь возможность работать
эффективно и в том случае, когда на ее отрезке протяженностью 10% от
длины салона освещение выведено из строя.
При проверке пригодности использования фотолюминесцентной системы для
определенного типа самолета, тестирование уровня минимального освещения,
скорости зарядки и длительности свечения в темноте проводятся путем
проведения обычной эвакуации пассажиров. Полученные сведения должны быть
основаниями для выдачи STC/TC.
8. Перспективы
безопасности и оперативности
Краткое содержание раздела
Авиакомпании должны убедиться, что правила эксплуатации обеспечивают
фотолюминесцентной системе наличие достаточного количества света для
того, чтобы заряжать систему. Любое сокращение количества света
достигающего элементов повлечет сокращение производительности системы.
Такие переменные как рассаживающиеся пассажиры, расположение дверок
полок для ручной клади и длительность зарядки должны тщательно
контролироваться. Авиакомпания также должна доказывать годность к
эксплуатации в полете, подтверждая, что эффективность системы все еще
находится на приемлемом уровне после многих лет эксплуатации.
После того как система установлена, авиакомпания должна убедиться, что
правила эксплуатации обеспечивают фотолюминесцентной системе наличие
достаточного количества света для того, чтобы заряжать систему.
Установить факт, что система зарядилась светом - легко, определить, что
она была заряжена в достаточном объеме гораздо тяжелее. Необходимо
наличие контроля во время зарядки и правил о создании соответствующих
условий. К сожалению, правила зарядки и разрядки системы разнятся. По
мнению автора, не все существующие на данный момент правила об условиях
зарядки могут обеспечить полную зарядку в условиях «Первого полета дня».
Ключевым моментом для обеспечения доступа к фотолюминесцентным элементам
нужного количества света являются условия контроля применяемого по
правилам условий зарядки для ситуации «Первого полета дня»(ППД). Любое
сокращение количества света, поступающего к элементам, приведет к
снижению уровня производительности свечения.
На данный момент, существует два основных сценария зарядки в ситуации
ППД: до и после посадки пассажиров на места. Как было указано ранее,
главным решающим фактором производительности является условие попадания
на элементы достаточного количества света. Это условие может быть
выполнено, если авиакомпания использующая систему, производит зарядку в
специальных условиях и с использованием специальных процедур.
Авиакомпания должна устранить все факторы, потенциально влияющие на
подачу света, такие как:
Движение пассажиров
Закрытые или открытые двери полок для ручной клади
Соблюдение требований минимальной освещенности
Произведение зарядки в течение указанного в STC времени
Без соблюдения этих простых условий, передача света будет затруднена,
условия, при которых продукт был одобрен, не будут соблюдены. К примеру,
ситуация, когда во время зарядки «ПДД», пассажиры рассаживаются по
местам, они, скорее всего, будут стоять в проходе и класть ручную кладь
на полки, оставляя их дверцы открытыми. Эти факторы могут серьезно
снизить производительность фотолюминесцентных элементов напольных
указателей. Единственный способ обеспечить нужную зарядку, пока
пассажиры на борту, это ввести особые правила со строгим контролем. К
примеру, ввести такие правила как: не ходить по проходу, не класть сумки
на пол и контролировать уровень освещенности.
Опыт подсказывает, что лучшим правилом является зарядка элементов при
отсутствии факторов, потенциально влияющих на передачу света элементам,
то есть их зарядка до того, как пассажиры поднялись на борт.
Как только система правильно заряжена, фотолюминесцентная система
указания пути приобретает заряд для свечения в темноте, уровень которого
зависит от времени зарядки. Длительность этого срока свечения в темноте
определяется на основании информации, полученной в результате обычной
эвакуации. Этот срок начинает течь, как только гаснет свет, а не как
только самолет взлетает. Если свет не гаснет в течение двух часов после
взлета, то и срок свечения в темноте начинает течь спустя два часа после
взлета.
8.1 Авиационная годность.
Авиационная годность – основной вопрос для авиационных властей. При
одобрении, как потенциальный брак при производстве, так и повреждения
после установки должны быть должным образом учтены. Производительность
фотолюминесцентной системы напольных указателей пути определяется при
эвакуации пассажиров на стадии разработки продукта, как того требует
AC25.812-2. Для подтверждения авиационной годности для полета,
необходимо доказать, что система, установленная много лет назад, до сих
пор работает хорошо. Один только факт, что система на месте, и что она
будет работать, не достаточен для подтверждения авиационной годности.
STG AEROSPACE совместно с NATD, ведущим органом FAA по сертификации
фотолюминесцентных продуктов, разработали набор мер для обеспечения
долгой авиационной годности. Разработанные правила включают регулярную
визуальную инспекцию, правила чистки и регулярный тест свечения при
использовании пробного образца. Тест свечения для фотолюминесцентных
материалов является необходимостью. Связано это с возможным изменением
производительности материала из-за эксплуатационных проблем, воздействия
извне или недочетов дизайна, обнаруживающихся со временем. Уровень
уверенности в дизайне продукта, поставщике и условиях эксплуатации
определяют частоту такой проверки. Если выявлено ухудшение
производительности, то должны быть приняты необходимые меры.
Наравне с установкой напольной системы аварийного указания пути,
возможна установка пробного образца, который будет подвергаться тем же
воздействиям окружающей среды, что и сама система. Затем, с определенной
периодичностью, пробный образец изымается из самолета и проверяется на
производительность свечения в специальном помещении. Таким образом,
подтверждается, что производительность остается на приемлемом уровне без
каких либо изменений, связанных с продолжительностью эксплуатации.
Основываясь на знаниях о современных системах, автор рекомендует
проводить такую проверку по крайней мере каждые три года.
9. Предложения по гармонизации правил эксплуатации и стандартов.
Краткое содержание раздела.
Автор предлагает дополнить АС25.812-2 положениями о производительности
свечения продукта, его установке, эксплуатации и годности к полету. Эти
стандарты должны реализовываться и применяться всеми авиационными
властями.
Целью национальных и международных авиационных властей является тесное
сотрудничество, нацеленное на гармонизацию требований в сфере
авиационной безопасности. Такая гармонизация необходима для того, чтобы
убедиться, что производители, инженеры технического надзора, монтажники,
авиакомпания и авиационные власти использовали одинаковые и в тоже
время, самые лучшие стандарты. Фотолюминесцентные напольные системы –
хороший пример, как авиационные власти могут по-разному интерпретировать
одни и те же правила и как это может привести к выдвижению различных
стандартов. С учетом изложенного, авиационные власти могли бы
пересмотреть сложившуюся ситуацию в сфере рекомендательных правил и
обновить свои требования.
Современный рекомендательный циркуляр содержит ясное указание, что
апробация производительности образца системы производится путем
демонстрации при обычной эвакуации. В дополнение к этому, автор
полагает, что необходимы новые дополнительные стандарты
производительности образцов систем для установления приемлемого уровня
интенсивности и длительности свечения. Благодаря введению такого
дополнительного требования, будет установлен стандарт, который можно
будет использовать в будущих тестах годности для полета. Апробация
дизайна останется неизменной, а уровень приемлемой производительности
системы станет общеизвестным и общепризнанным.
Требования к установке и зарядке должны быть установлены авиационными
властями. Это может перекрыть для авиакомпаний возможность следовать
формальным требованиям рекомендательного циркуляра, но не его смыслу,
что может быть потенциально опасно в случае аварийной ситуации. Для
обеспечения достаточной зарядки системы и продолжительного ее свечения,
рекомендательные циркуляры должны быть изменены так, чтобы они учитывали
последние изменения в дизайне. Любое изменение при установке или зарядке
должно быть учтено, а последствия оценены, для того чтобы был достигнут
достаточный уровень производительности при сценариях аварийного
покидания самолета после «максимально длительного ночного полета» и
«первого полета дня».
Авиационные власти, в качестве важной составляющей регулирования
безопасности, могут устанавливать правила для обеспечения постоянной
авиационной годности. Такая двусмысленность в применении означает, что
некоторые авиакомпании, постоянно проверяющие производительность
материала, просто исходят из предположения, что производительность не
ухудшилась в течение многих лет эксплуатации без каких либо данных
подкрепляющих это предположение. Авиакомпания должна гарантировать, что
материал будет работать в рамках стандартов установленных для этого
образца на момент апробации и установки продукта. Единственный способ
добиться этого – постоянный режим тестирования, как одно из требований
для обеспечения постоянной авиационной годности .
В качестве итога, автор рекомендует дополнить АС25.812-2 положениями о
производительности свечения, установки, эксплуатации и постоянной
авиационной годности. Эти стандарты должны быть гармонизированы и
применяться всеми авиационными властями для обеспечения работы
производителей, монтажников и авиакомпаний на едином уровне, достигая,
таким образом, безопасности, основы которой вырабатываются на практике,
начиная со времени появления этой технологии.
10. Выводы
Разработки в области фотолюминесцентных материалов созрели до уровня
хорошо разработанной и контролируемой технологии.
Фотолюминесцентные материалы доказали свою пригодность к использованию в
напольных системах непрерывного указания пути, но полное понимание
технологии также необходимо при тестировании и применении материалов в
напольных системах.
АС.25.212-12 было краеугольным камнем для ссылок при тестировании
фотолюминесцентных систем в течение последних 8 лет. Теперь, понимание
материалов и лучшего способа применения технологии для безопасности
самолета улучшилась до уровня, на котором может быть определена
производительность материалов.
Установка, правила эксплуатации и авиационная годность – это все
критические аспекты успешного использования фотолюминесцентных систем.
Из-за нечеткого предмета АС25.812-2 все они открыты для различной
интерпретации.
Были предоставлены примеры разнящейся интерпретации рекомендательного
циркуляра, показаны некоторые риски и необходимость расширения предмета
требований авиационных властей к материалам.
При постоянном стремлении улучшить авиационную безопасность, могут быть
выработаны новые советы по установке, эксплуатации и обеспечению
авиационной годности, которые будут учитывать лучший опыт, выработанный
на рынке.
...скачать
PDF
...назад
|
