Beleuchtung und Signalisation am Flugmodell mit modernen Power-LEDs

(Teil 2 Anwendungspraxis folgt im nächsten Workshop)

Wer sich schon mal Gedanken über die Möglichkeiten einer modellgerechten und für den Betrieb nützlichen Beleuchtung eines Flugmodells gemacht hat, musste schnell einmal erkennen, dass sich diese infolge der beschränkten Lichtausbeute der verwendeten Lichtquellen nur zu Demo- und Dekorationszwecken eignete. Als geeignete Lichtquellen kommen aufgrund von Formfaktor, Robustheit und Energiebedarf nur Light Emitting Diodes, LEDs, infrage. Diese waren bis vor Kurzem eben nicht leistungsstark genug, um im Betrieb eine berechtigte Funktion wie in der grossen Luftfahrt zu erfüllen. Inzwischen hat sich diese Situation, dank leistungsstarker, in allen notwendigen Farben lieferbarer Lichtquellen derart drastisch verändert, dass sogar die Grossluftfahrt auf neue Beleuchtungslösungen mit LEDs setzt. Für uns bedeutet dies, dass ebenfalls neue und sinnvolle Anwendungen entstanden sind, die weit über das blosse Nachbilden von Beleuchtung und Signalisation des Originals hinausgehen. Mithilfe von diesem und dem darauf folgenden Workshop werden Sie in der Lage sein, Ihre Ideen, Vorstellungen und Projekte in Bezug auf «Light Up Your Aircraft» zu realisieren: Der entsprechende Spassfaktor mit «Sinn» ist garantiert.

Die Beleuchtung von Flugobjekten ist nicht eindeutig definiert und von Muster zu Mus- ter – Flächenflugzeuge oder Heli – unterschiedlich. Unsere Recherchen führten aber zur nachfolgenden Liste der gebräuchlichen Beleuchtungen und optischen Signalisationen. Wir verwenden der Klarheit wegen die englischen Bezeichnungen. Eine genauere Beschreibung finden Sie auf www.innoflyer.ch.

Navigation Lights: Stetig leuchtendes, rotes und grünes Positionslicht zur Erkennung der Flugrichtung. Rot ist aus der Sicht des Piloten auf der linken Seite und grün entsprechend auf der rechten Seite.

Navigation or Position Lights: Zusätzliche weisse Beleuchtung an unterschiedlichsten Positionen am Flugzeug zur Verbesserung der Sichtbarkeit.

Anti Collision Beacon Lights: Orangerotes Blinklicht, angebracht oben und unten im Zentrum des Flugzeugs.

Strobe Lights: Intensives, weisses Blitzlicht mit hohem Erkennungseffekt durch das gewählte Verhältnis von Einschalt- und Pausendauer.

Logo Lights: Beleuchtung von am Flugobjekt aus kommerziellen Gründen angebrachten Logos und Bezeichnungen der jeweiligen Fluggesellschaften.

Wing Lights: Vom Piloten sichtbare Beleuchtung von Flügel und anderen Teilen am Flugobjekt zu Inspektionszwecken im Fluge.

Taxi Lights: An der Flugzeugnase angebrachter heller, weisser Scheinwerfer.

Landing Lights: Helle weisse Beleuchtung zur Erhellung der Piste bei Start und Landung und verbesserten Sichtbarkeit

bei Start- und Landemanövern oder Nachtflügen bei schwachen Pistenbeleuchtungen.

Runway Turnoff Lights: Helle weisse Beleuchtung zur Unterstützung von Bodenmanövern bei schwach beleuchteten Pisten und Taxiways.

Wheel Well Lights: Beleuchtung zur Inspektion des Hauptfahrwerks fürs Bodenpersonal.

Ein Beleuchtungskonzept mit Power LEDs hat fünf Komponenten: Light Source, Driver, Optik, Stromverteiler und Installationstechnik.

Im Gegensatz zu den üblichen Kleinleistungs-LEDs mit Strömen unter 50 mA sind Power LEDs mit Strömen ab 200 mA bis 1 Ampere zu betreiben. Nur so kann die hohe Leuchtstärke erreicht werden. Dabei entwickelt die LED eine beträchtliche Wärme, die abgeführt werden muss. Die LED darf nie ausserhalb ihrer thermischen Spezifikation betrieben werden. Praktisch heisst dies, dass durch eine Kontrolle des Stroms und der entstehenden Verlustleistung dafür gesorgt werden

muss, dass ein sicherer Betrieb innerhalb ihrer Spezifikation garantiert ist. Diese Kontrolle geschieht im einfachsten Falle mithilfe eines Vorwiderstandes (Bild 1: Light Sources von innoflyer). Die Nachteile dieser Lösung bestehen darin, dass durch die entstehende Verlustleistung im Vorwiderstand in Abhängigkeit der angeschlossenen Spannung schnell die Grenze der Beherrschbarkeit erreicht wird. Betriebsströme über 200 mA mit 2 bis 3 Lipozellen sind mit dieser einfachen Methode des Vorwiderstands nicht mehr sinnvoll, denn die wirkliche Leistungsfähigkeit der modernen Leistungs-LEDs kann damit auch nicht annähernd erreicht werden. Es braucht deshalb eine LED-Treiberelektronik, welche den maximal möglichen Strom konstant und weitgehend unabhängig von der angeschlossenen Spannungsversorgung liefert. Zudem ist es sinnvoll, wenn auch die Temperatur der LED überwacht und nötigenfalls automatisch den realen Verhältnissen angepasst wird. Damit wird eine maximale Lichtausbeute in allen realen Einsatzfällen erreicht (Bild 2: Driver von innoflyer).

Auf der optischen Seite ist die Wahlmöglichkeit des Strahlengangs entscheidend. Je nach Beleuchtungstyp gemäss unserer Aufzählung benötigen wir eine angepasste und effektvolle Optik. Zurzeit sind verschiedene für unsere Zwecke geeignete Bauteile im Markt erhältlich. Die Optik muss dabei immer an die verwendeten Power-LEDs angepasst sein. Nur so ist ein perfektes Resultat erreichbar (Bild 3: Eine Auswahl an Optiken).

Nicht unwesentlich bei einem Beleuchtungsprojekt ist eine praxisnahe Installationstechnik. Dabei kann auf bestehende Lösungen, wie in der Fernsteuertechnik üblich, zurückgegriffen werden. Die Verdrahtung der einzelnen Komponenten gestaltet sich in gewohnter Weise einfach und ist aus elektrischer Sicht zuverlässig und betriebssicher.

Neben der Aufgabe der Driver, die spezifizierten elektrischen und thermischen Verhältnisse der jeweils angeschlossenen Power-LED im Betrieb zu gewährleisten, können diese zusätzliche Aufgaben wie das Ein- und Ausschalten über einen Fernsteuerkanal bewältigen. Zusammen mit dem Fernsteuer-

sender sind viele interessante und nützliche Funktionen möglich, wie zum Beispiel die Bedienung eines Landescheinwerfers, die flugphasenabhängige Aktivierung der Position Lights usw. Eine intelligente Stromversorgung/-verteilung ermöglicht einerseits flexible

Anschlussvarianten an eine bestehende Stromversorgung im Modell, andererseits aber auch einen Wechsel auf eine aus Kapazitätsgründen notwendige autonome Stromversorgung.

Die etwas ausführliche Einleitung zum Thema hat unter anderem auch den Zweck, Ihr Interesse am Thema zu wecken. «Light Up Your Aircraft» soll mehr sein als eine modische, Technologie-getriebene Erscheinung in der Flugmodellszene. Ein Beispiel aus der Sicht der betrieblichen Sicherheit soll dies unmissverständlich aufzeigen.

Flugmodelle mit Elektroantrieb sind, sobald die Stromversorgung angeschlossen, «ready for Operation». Eine einfache Manipulation am Sender oder auch Störungen im Funkkanal oder an der Technik können zu unerwartetem Einschalten des Antriebes führen. Über die möglichen Folgen brauchen

wir nicht zu diskutieren. Unser Vorschlag, entnommen aus der Grossfliegerei, lautet hier ganz einfach: Montieren wir ein Strobe Light und koppeln wir dieses derart mit der Fernsteueranlage, dass immer wenn die Stromversorgung angeschlossen ist, ein optisches Signal daran erinnert: «Warning, aircraft ready for operation when flashing». Mit den neuen Power-LEDs ist eine solche Warnung garantiert unübersehbar. Dieses Beispiel zeigt eindrucklich, dass Beleuchtung und optische Signalisation am Modell vor allem auch sinnvoll sind. Machen Sie sich Gedanken über Ihre eigenen Vorstellungen und lesen Sie auch unseren zweiten Teil zum Thema. Wir führen und verführen Sie ein wenig mehr in die Praxis im Umgang mit Power-LEDs und deren Anwendungsmöglichkeiten im Modellbereich.

Weiterführende Informationen über das Thema «Light Up Your Aircraft» finden Sie auch unter www.innoflyer.ch.