机载外部照明系统的设计与仿真研究

摘要：飞机的外部照明信号标示着飞机的位置和运动方向，同时也是飞机与地面之间的联络信号。为了设计一种实用新型的飞机外部照明系统，以FX555芯片为核心，设计了飞机外部照明系统的硬件电路，利用saber软件对该电路进行了仿真实验研究。仿真结果显示，该电路能很好地实现外部照明系统的相应功能，同时也证明了该电路的正确性和实用性，对飞机外部照明系统设计具有一定的借鉴意义。
关键词：外部照明；FX555；saber；仿真；功能

0 引言
照明系统是飞机的一个重要子系统，它可分为座舱内照明和外部照明，座舱内照明为机上人员提供舒适的照明环境，外部照明系统主要包括着陆滑行照明和外部灯光信号，它是飞机在夜间或复杂气象条件下飞行和准备时必不可少的条件之一。着陆滑行照明用于飞机进场着陆或滑行时照明跑道和滑行道，它一般与基于I-BUs或C-BUS电气安装总线的网络化地面照明控制相结合，目前广泛使用的有着陆灯、滑行灯或者着陆滑行灯；外部灯光信号用于标志飞机位置和运动方向，或作为飞机与飞机、飞机与地面之间的联络信号。照明系统能否正常工作、能否实现其功能直接关系着飞机的飞行安全，因此，设计一套安全、可靠、高效和实用的飞机外部照明系统电路就显得非常重要，同时它还应满足照明系统体积小、重量轻、低功耗等要求。本文以国产FX555芯片为核心，设计了飞机外部照明系统的硬件电路，利用功能强大的数模混合软件saber对该电路进行了模拟仿真，仿真结果显示该电路能很好地实现飞机外部照明系统的功能，同时也证明了该电路的正确性和实用性，对今后飞机外部照明系统的研究与设计提供了借鉴经验。

1 外部照明系统的建模分析
外部照明系统共有4种工作状态，分别为“亮”、“暗”、“闪”和“断”。控制系统4种状态的继电器在自动控制电路中起到控制与隔离电路的作用，而继电器通过低电压、小电流来控制其自动开关。在控制电路中，照明灯的“亮”和“断”是通过持续通电或断电来实现的，而照明灯的“暗”和“闪”是使用FX555时基集成电路来进行控制实现的。
FX555芯片具有稳态工作模式和无稳态工作模式两种，其中稳态工作模式即具有施密特触发器和单稳态触发器的功能，无稳态工作模式是指没有固定的稳定状态，FX555时基电路处于置位与复位反复交替的状态，即输出端交替输出高电平和低电平，输出波形近似为矩形波。由于矩形波的高次谐波十分丰富，所以无稳态工作模式又称为自激多谐振荡器。无稳态工作模式的基本电路图如图1所示。