1、前言

　　未來國家將進行空間站的建設。照明系統是空間站內一個重要的子系統。配套舒適的照明能為航天員的艙內生活, 作業提供良好的照明環境, 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的順利實施起到重要作用。在對艙內進行照明設計的過程中, 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照明環境, 必須選擇合適的照明系統, 以達到相關的艙內照明指標并滿足對照明系統體積、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一般照明光源為熒光燈。熒光燈技術成熟, 性能穩定, 可靠性高, 同時具有光效高、發光均勻、表面亮度低等特點。但是其缺點是: 含汞、帶頻閃、不易調光、維護周期短。相比之下, 白色發光二極管(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對照明系統的高可靠和安全性要求。同時在艙內照明應用中, 還應考慮LED光源的發光效能, 顯色指數, 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的應用是非常必要的。

　　2、空間站艙內照明指標

　　照明指標的實現是為了滿足空間站艙內環境對照明質量和數量的要求[ 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。

　　(3) 視覺安全, 能夠看見艙內外作業目標周圍附近的物體, 防止誤操作或發現異常情況。

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

　　(1) 亮度分布

　　(2) 照度

　　(3) 眩光

　　(4) 方向性

　　(5) 光色特性

　　(6) 照明系統的效率

　　(7) 照明系統的可靠性與安全性

　　以上指標中, (1) 、(2) 、(3) 、(4) 主要取決于光源的數量、光學系統的設計、燈具的安裝位置和分布、照明的方式、艙內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、二次光學系統和驅動電源三者的共同影響。(7) 主要從安全可靠性設計和測試兩方面進行保證。

　　下面結合相關指標, 具體分析白光LED在艙內照明應用的性能特點及關鍵應用技術。

　　3、色溫和顯色指數

　　光源的相關色溫描述了燈發射的光的表觀顏色(燈的色品) 。色溫的選擇基于照度、室內和周圍環境中物品的顏色、周圍氣候和應用場所[ 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Ra評價了光源的顯色特性, Ra越小, 顏色的顯現質量越低, Ra小于80 的燈不得用于人們長時期工作或停留的艙內空間[ 1 ] 。

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