Blende – Glossar für Flughafenbeleuchtungssysteme

Definition

Eine Blende ist eine präzise gefertigte optische Komponente in Flughafenbeleuchtungssystemen, die dazu dient, Richtung, Streuung und Intensität des von einer Leuchte ausgestrahlten Lichts zu steuern. Hergestellt aus undurchsichtigen, nicht reflektierenden Materialien – wie schwarz eloxiertem Aluminium oder UV-stabilen Kunststoffen – wirkt eine Blende als physische Barriere innerhalb oder neben einer Lichtquelle. Ihre Hauptfunktion ist das Blockieren, Absorbieren oder Umlenken von Streu- oder außeraxialem Licht, sodass die Beleuchtung auf definierte Betriebsbereiche (Start- und Landebahnen, Rollwege, Vorfelder oder Anflugbereiche) fokussiert wird und kein Licht in nicht-betriebliche Zonen, angrenzende Gemeinden oder empfindliche Flughafenanlagen gelangt.

Blenden werden je nach Leuchte und Anwendung als interne Trennwände, konzentrische Ringe, Wabenlamellen oder externe Zubehörteile eingesetzt. Ihre Wirksamkeit hängt von ihrer Fähigkeit ab, Streuphotonen einzufangen oder zu absorbieren, was zu einem kontrollierten, scharf definierten Lichtbündel mit minimaler Blendung oder Überbeleuchtung führt. Dies verbessert die Sichtbarkeit wichtiger Markierungen und Navigationshilfen für Piloten und Bodenpersonal, insbesondere bei widrigen Wetterbedingungen oder geringer Sicht.

Blenden sind sowohl integraler Bestandteil traditioneller als auch moderner LED-basierter Flughafenbeleuchtung. Ihr Design unterliegt den Vorgaben internationaler Gremien wie der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (ICAO) und der Federal Aviation Administration (FAA), die Anforderungen an Richtwirkung, Strahlgleichmäßigkeit, Blendungsminimierung und Lichtverschmutzung festlegen.

Funktion

Hauptfunktionen von Blenden in der Flughafenbeleuchtung

• Richtungssteuerung:
  Blenden begrenzen die Lichtabstrahlung auf präzise Winkel und verhindern, dass Licht in angrenzende, nicht-betriebliche Bereiche gelangt. Das ist essenziell für Bahnränder, Schwellen- und Anflugbefeuerung, bei denen Streulicht Piloten verwirren oder die Wirksamkeit visueller Hinweise mindern kann.

• Intensitätsregelung:
  Die Geometrie und Öffnung der Blende formen die Intensität und Verteilung des Lichtstrahls, sorgen für eine gleichmäßige Ausleuchtung der Betriebsbereiche und erfüllen die Leuchtdichteanforderungen der ICAO und FAA.

• Blendungsreduzierung:
  Durch das Blockieren von Lichtstrahlen mit hohem Austrittswinkel reduzieren Blenden direkte und reflektierte Blendung – entscheidend für die Sicht von Piloten und in verglasten Towern.

• Lichtverschmutzungsreduktion:
  Blenden unterdrücken nach oben und seitlich gerichtete Lichtemissionen, begrenzen Lichtaustritt und Aufhellung des Nachthimmels und helfen Flughäfen, Umweltvorschriften einzuhalten und das Verhältnis zur Nachbarschaft zu pflegen.

• Optimierung der visuellen Leistung:
  Durch Maximierung des Anteils nützlicher gegenüber unerwünschter Beleuchtung sorgen Blenden dafür, dass visuelle Hinweise – wie Bahnachse und Rollwegränder – scharf abgegrenzt sind und den sicheren Betrieb bei allen Bedingungen unterstützen.

Konstruktionsprinzipien

Allgemeine Konstruktionsaspekte

• Materialauswahl:
  Blenden bestehen aus dunklen, mattierten Metallen (wie eloxiertem Aluminium) oder UV-beständigen Kunststoffen. Nicht reflektierende Eigenschaften sind entscheidend, um Streulicht zu absorbieren und die Leistung unter rauen Flugfeldbedingungen zu bewahren.

• Geometrie:
  Länge, Durchmesser und Öffnungsgröße der Blende werden durch optische Modellierung und Tests bestimmt. Das Design muss zur jeweiligen Lichtquelle, ihrem Abstrahlverhalten und zur Leuchtengröße passen.

• Lichtfallen:
  Mehrstufige Systeme in der Blende (konzentrische Ringe, Lamellen, Zickzack-Kanäle) zwingen Streulicht, mehrfach absorbierende Flächen zu passieren – so wird Streulicht weiter abgeschwächt.

• Innere Oberflächenbehandlung:
  Nicht reflektierende Beschichtungen (meist Schwarz-Eloxierung) werden aufgetragen, um maximale Lichtabsorption und Widerstand gegen Abrieb, extreme Temperaturen und Chemikalien zu gewährleisten.

• Montage und Integration:
  Blenden können in Leuchten integriert oder als modulare Einsätze angebracht werden – für präzise Ausrichtung, Stabilität und einfache Wartung.

Technische Kriterien

• Abschirmwinkel:
  Der Abschirmwinkel ist der maximale Winkel zur Leuchtenachse, bei dem Licht die Blende verlässt, bevor es abgeschirmt wird. Er wird durch betriebliche Anforderungen und photometrische Standards vorgegeben.

• Halbschatten- und Kernschattenbereich:
  Ein scharfer Übergang von beleuchteten zu schattierten Bereichen ist wesentlich. Form und Öffnung der Blende maximieren den Kernschatten und minimieren den Halbschatten.

• Photometrische Leistung:
  Das Blendendesign muss Intensität, Gleichmäßigkeit und Farbe entsprechend ICAO-/FAA-Standards sicherstellen – nachgewiesen durch Modellierung und Feldtests.

• Wärmemanagement:
  Robuste Materialien und wärmeableitende Konstruktion verhindern Verformung oder Abbau im Bereich hochintensiver Lampen oder LED-Arrays.

Beispiel: Blende für Spotlights in Tower-Kabinen

1. Betriebsanforderungen bestimmen (Beleuchtungsfläche, Grenzwerte für Streulicht, Abschirmwinkel).
2. Lampentyp auswählen.
3. Blendengeometrie für gewünschte Strahlführung berechnen.
4. Materialien und Oberflächen festlegen.
5. Prototyp bauen, testen und Design bis zur Regelkonformität verfeinern.

Anwendungsszenarien

1. Tower-Kabinen der Flugsicherung

Blendung und Reflexion durch Deckenbeleuchtung können die Außensicht für Lotsen beeinträchtigen. Blenden in verstellbaren Spotleuchten oder Deckenleuchten nutzen mehrstufige Lichtfallen und matte Oberflächen, um Licht, das sich in Scheiben spiegeln könnte, abzuschirmen – so werden nur Arbeitsflächen beleuchtet und störende Reflexionen minimiert.

2. Flughafendrehfeuer

Drehfeuer benötigen stark gebündelte Lichtstrahlen. Interne Blenden kollimieren das Licht, erzeugen scharfe, intensive Lichtbündel, die aus großer Entfernung sichtbar sind, und verhindern seitliche/aufwärtsgerichtete Streuung, die den Himmel aufhellen oder den Bodenbetrieb stören könnte.

3. Bahn- und Rollwegbeleuchtung

Rand-, Schwellen- und Rollwegfeuer nutzen integrierte Blenden, um Licht auf die erforderlichen Wege zu fokussieren, den Kontrast der Markierungen zu erhöhen und Blendung oder Energieverluste zu vermeiden.

4. LED-Flugbefeuerungssysteme

LED-Leuchten emittieren Licht anders als herkömmliche Lampen. Spezielle Blenden mit präziser Geometrie sorgen für hochkontrollierte, gleichmäßige Lichtbündel mit minimaler Streuung – für maximale Sicherheit und Energieeffizienz.

5. Hindernis- und Anflugbefeuerung

Hindernis- und Anflugbefeuerung nutzen Blenden, um sichtbare Sektoren zu begrenzen und Streulicht zu unterdrücken, sodass nur der beabsichtigte Bereich beleuchtet wird und eine eindeutige Führung für Piloten gegeben ist.

Regelwerke und empfohlene Verfahren

FAA

• AC 150/5345-12:
  Legt Bau- und Leistungsanforderungen für Drehfeuer fest, einschließlich Strahlrichtung, Farbe und Blendungsbegrenzung.

• AC 150/5340-30:
  Beschreibt Installation und Ausrichtung von Leuchten, mit Schwerpunkt auf Blenden zur Vermeidung von Lichtaustritt und Blendung.

• AIM Kapitel 2:
  Thematisiert betriebliche Anforderungen für Flugfeldbeleuchtung, einschließlich Blenden zur Regelkonformität.

ICAO

• Annex 14:
  Internationale Standards für Flughafenbeleuchtung, fordert Blenden für Richtwirkung sowie Blendungs- und Lichtverschmutzungsreduktion.

Empfohlene Verfahren

• Inspektion & Wartung:
  Blenden regelmäßig auf Ausrichtung, Sauberkeit und Schäden überprüfen.
• LED-Kompatibilität:
  Blendendesigns für neue LED-Leuchten überprüfen und anpassen.
• Individualisierung:
  Individuelle Modellierung und Feldtests für anwendungsspezifische Blenden einsetzen.

Betriebs- und Wartungsaspekte

• Leistungsüberwachung:
  Regelmäßige photometrische Tests sichern dauerhafte Regelkonformität und Leistung.
• Umwelteinflüsse:
  Korrosions- und UV-beständige Materialien verwenden sowie regelmäßige Reinigung durchführen, um einen Anstieg der Reflektivität zu verhindern.
• Austausch:
  Beschädigte oder abgenutzte Blenden sind umgehend zu ersetzen, um Sicherheits- oder Regelprobleme zu vermeiden.

Glossar der Begriffe und Abkürzungen

Zusammenfassung

Blenden sind entscheidend für die präzise Steuerung von Richtung, Streuung und Intensität des Lichts in Flughafenbeleuchtungssystemen. Ihre optische und materialtechnische Auslegung minimiert Blendung, Streulicht und Lichtverschmutzung, sorgt für die Einhaltung der ICAO- und FAA-Vorgaben und erhöht die Sicherheit und Effizienz des Flughafenbetriebs. Mit regelmäßiger Inspektion, Wartung und Anpassung an neue Technologien wie LEDs bleiben Blenden unverzichtbar für eine zuverlässige, regelkonforme und effektive Flugbefeuerung.

Veranschaulichendes Beispiel: Querschnitt einer geblendeten Bahnrandleuchte

Ein typisches Diagramm würde zeigen:

• Die Lampe oder das LED-Array im Zentrum.
• Die Blende als konzentrische schwarze Ringe oder Wabenstruktur.
• Einen scharf fokussierten Lichtstrahl, der die Leuchte verlässt.
• Streulicht, das von der Blende absorbiert oder umgelenkt wird.

Tabelle: Vergleich von Blendenanwendungen in der Flughafenbeleuchtung