Candela na metr čtvereční (cd/m²): Letecký slovník

Candela na metr čtvereční (cd/m²), často označovaná jako nit, je odvozenou jednotkou SI pro jas – základní pojem v leteckém osvětlení, návrhu displejů v kokpitu, regulatorním souladu a vizuálním vnímání. Jas udává viditelnou světelnou intenzitu vyzařovanou, odraženou nebo přenášenou z povrchu v určitém směru na jednotku plochy. V letectví specifikace jasu v cd/m² zajišťuje, že piloti, řídící letového provozu a pozemní personál mohou spolehlivě vnímat informace z osvětlených panelů, displejů a dráhového osvětlení za všech provozních podmínek.

Definice a matematické vyjádření

Candela na metr čtvereční (cd/m²) je definována jako světelná intenzita (v candelách) vyzařovaná na jednotku plochy (v metrech čtverečních) v daném směru na jednotkový prostorový úhel. Matematické vyjádření je:

[ L_v = \frac{d^2\Phi_v}{dA,d\Omega,\cos\theta} ]

• (L_v): Jas (cd/m²)
• (d^2\Phi_v): Diferenciální světelný tok (lumen, lm)
• (dA): Diferenciální plocha (m²)
• (d\Omega): Diferenciální prostorový úhel (steradián, sr)
• (\theta): Úhel mezi normálou povrchu a směrem měření

Pro praktické použití a dodržení standardů se jas měří fotometrickými přístroji kalibrovanými dle standardní fotopické světelné účinnosti CIE (V(\lambda)), což zajišťuje, že měření odpovídají lidskému vnímání jasu – zásadní faktor pro bezpečnost v letectví.

Struktura jednotky SI

Rozklad SI: [ 1,\mathrm{cd/m}^2 = 1,\mathrm{lm,sr^{-1},m^{-2}} ]

Jas 1 cd/m² znamená, že povrch vyzařuje světelnou intenzitu 1 candela na metr čtvereční v určitém směru rozloženou rovnoměrně do prostorového úhlu 1 steradián. V letectví je to základ pro specifikaci čitelnosti kokpitu, osvětlení letiště a regulatorních požadavků.

Jas v letectví: použití a význam

Jas (cd/m²) je v letectví zásadní pro bezpečnost a efektivitu provozu v těchto oblastech:

• Displeje v kokpitu (např. primární letové displeje, multifunkční displeje, HUD)
• Přístrojové panely
• Osvětlení letiště (dráhy, pojížděcí dráhy, přibližovací světla)
• Vizuální pomůcky (značení, nouzové osvětlení)

Mezinárodní standardy jako ICAO Annex 14 a poradní oběžníky FAA stanovují minimální a maximální hodnoty jasu pro různé letecké osvětlovací systémy, aby byla zajištěna viditelnost, zabráněno oslnění a zajištěn regulatorní soulad.

Měření a nastavení jasu zajišťuje, že klíčové informace zůstávají čitelné, snižuje riziko chyb a podporuje bezpečný provoz za všech světelných podmínek.

Jas versus jiné fotometrické veličiny

Jas je odlišný od jiných fotometrických veličin:

Jas je nejdůležitější pro posouzení vzhledu povrchů (např. displeje, značení) z pohledu lidského oka.

Jednotky jasu: převody SI a nesoustavových jednotek

Přestože je standardní cd/m², stále se vyskytují starší nebo nesoustavové jednotky:

Převody jsou důležité pro interpretaci starších dokumentů FAA nebo ICAO. Například 100 fL ≈ 343 cd/m².

Specifikace jasu v leteckých standardech

Letecké standardy stanovují jas pro displeje a osvětlovací systémy. Například:

Shoda se ověřuje pravidelným měřením kalibrovanými fotometry, což zajišťuje údržbu a bezpečnost provozu.

Měření a kalibrace jasu

Pro měření jasu se používají specializované fotometry a obrazové fotometry kalibrované dle národních standardů (NIST, BIPM). Přístroje musí odpovídat fotopické křivce CIE a být vysledovatelné k mezinárodním standardům. ICAO Doc 9157 a ISO 30061 popisují osvědčené postupy pro měření a kalibraci.

Pravidelné audity a kalibrace zajišťují soulad a výkon displejů kokpitu i osvětlení letiště.

Vizuální vnímání: lidské faktory a jas

Odezva lidského oka na jas je nelineární a přizpůsobuje se širokému rozsahu – od 1 cd/m² (šero) po více než 10 000 cd/m² (sluneční světlo). Náhlé změny jasu mohou způsobit oslnění nebo ztrátu čitelnosti. Letecké systémy využívají nastavitelný jas a senzory okolního světla pro optimalizaci viditelnosti a pohodlí pilotů a řídících.

Technologický pokrok: vysoký dynamický rozsah (HDR) a adaptivní systémy

Moderní HDR displeje v kokpitu dosahují hodnot >1 000 cd/m², což zlepšuje kontrast a čitelnost pro kritické vrstvy (např. radar počasí, syntetické vidění). Adaptivní dráhové a pojížděcí osvětlení reguluje jas podle podmínek a maximalizuje bezpečnost i efektivitu.

Jas v osvětlení letišť: specifikace ICAO a FAA

ICAO Annex 14 a standardy FAA stanovují přísné požadavky na jas osvětlení letišť, aby byla světla viditelná na požadované vzdálenosti a za všech povětrnostních podmínek. Pravidelné ověření kalibrovanými přístroji je povinné.

Jas a vnější osvětlení letadel

U osvětlených panelů a loga letadel se měří jas, aby byla zajištěna viditelnost a identifikace při nočních nebo snížených viditelnostních podmínkách.

Jas a nouzové osvětlení

Nouzové osvětlení v letadlech a terminálech musí poskytovat jas (typicky 80–200 cd/m²) dostatečný pro bezpečnou evakuaci i za podmínek zakouření. Pro trvalý jas po osvětlení jsou předepsány fotoluminiscenční značky.

Jas a výcviková simulátorová prostředí

Letové simulátory a výcviková prostředí ATC replikují reálné profily jasu pro efektivní přenos dovedností. Kalibrace odpovídá skutečným kokpitům a letištnímu osvětlení.

Měření jasu: vysledovatelnost a mezinárodní standardy

Všechna měření jasu v letectví musí být vysledovatelná k mezinárodním standardům (NIST, BIPM, CIE). Správná kalibrace, rozpočty neurčitosti a údržba přístrojů jsou zásadní pro regulatorní soulad.

Jas ve vizuálních pomůckách a naváděcích systémech

Systémy jako PAPI, VASI a stop bary vyžadují přesně řízený jas pro jednoznačné navádění během přiblížení a pojíždění. Jakákoli odchylka může ohrozit interpretaci pilotem a bezpečnost.

Vývoj předpisů

Celosvětové přijetí cd/m² jako jednotky jasu sjednotilo standardy osvětlení a displejů v letectví, což umožňuje přesný návrh, měření a mezinárodní interoperabilitu.

Závěr

Candela na metr čtvereční (cd/m²) je základní jednotkou jasu v letectví, která je klíčová pro návrh, regulaci a ověřování všech displejů v kokpitu, osvětlení a vizuálních pomůcek. Správný jas zajišťuje, že piloti a řídící pracují vždy s optimální viditelností a bezpečností.

Pro podrobné technické standardy viz ICAO Annex 14, RTCA DO-160G, publikace CIE a vaši národní leteckou autoritu.