Военная и космическая светотехника

Одним из главных направлений работы института на протяжении более чем 30 лет традиционно является военная и космическая светотехника.

В институте систематически проводятся исследования и разработки, направленные на создание новых образцов осветительных и светосигнальных приборов, повышение их эффективности и надежности, увеличение стойкости к внешним воздействующим факторам (в том числе за счет использования новых источников света – светодиодов).

Космическая светотехника

ВНИСИ имеет лицензию Федерального Космического Агентства на осуществление космической деятельности №795 К от 19.11.2007 г. На протяжении более чем 30 лет институтом разрабатываются и выпускаются приборы световой сигнализации, внутреннего и внешнего освещения космических пилотируемых кораблей и космических орбитальных станций (объектов «Союз», «Буран», «Мир», МКС) по заказам предприятий РОСКОСМОСА: РКК «Энергия» им. С.П.. Королева, ГКНПЦ им. Хруничева, Самарского завода «Прогресс».

Светильники для освещения объектов космической техники

В разное время ВНИСИ были разработаны светильники для освещения объектов космической техники:

• светильники общего освещения,
• светильники местного освещения с возможностью регулировки светового потока,
• светильники для подсветки при проведении телерепортажей,
• светильник (облучатель) для компенсации ультрафиолетовой недостаточности)
• cветильники для наружного освещения при осуществлении маневрирования на стадии сближения и стыковки космических кораблей и станций (приборы для подсветки стыковочного узла на основе специальных галогенных ламп),
• приборы для обеспечения навигации космических аппаратов в орбитальном полете (огни ориентации НГО и БООК-М, проблесковый огонь ПО -1 и огни габаритные ОГ-1,
• приборы для обеспечения поисков спускаемых аппаратов в наземных условиях - импульсные световые маяки.

Теоретические и экспериментальные исследования среды обитания космонавта

Начиная с 2003 г. совместно с ГНЦ РФ ИМБП РАН ВНИСИ проводит теоретические и экспериментальные исследования, направленные на оптимизацию световой среды обитаемых отсеков космических станций и пилотируемых космических кораблей (НИР «Кольчуга - М»). Результатами данных исследований явились выработка предложений по изменению ГОСТ Р 50804-95 «Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате. Общие медико-технические требования».

С 2006 г. ВНИСИ привлечен к работам по проведению наземного эксперимента, имитирующего полет и высадку на Марс. В частности, в рамках ОКР «Перспектива» институт выполнил светотехническое проектирование, разработку и изготовление осветительных приборов для оснащения помещений наземного экспериментального комплекса. В 2008 – 2011 г. в рамках программы «МАРС-500» силами ВНИСИ проводится НИР по исследованию влияния искусственной световой среды обитаемых космических аппаратов на психофизиологическое состояние членов экипажа, их умственную и физическую работоспособность.

Военная светотехника

Военная светотехника как важный фактор обеспечения боевой готовности средств вооружения и военной техники (ВВТ) межвидового применения всегда занимала особое место в структуре задач института. В интересах Минобороны РФ в разные годы ВНИСИ выполнялись научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, направленные на создание новых методов освещения и перспективных образцов изделий военной светотехники для объектов ВВТ. В соответствии с «Целевой комплексной программой по военной электроэнергетике », на протяжении ряда лет выполнялась комплексная НИР «Исследования путей создания высокоэкономичных светотехнических, информационных, управляющих систем вооружения и военной техники» (КНИР «Свечение»). В состав КНИР вошли темы: «Светосреда», «Свет-ВНИСИ», «Персонал», «Шрифт», «Анализ-Т», «Система», «Отображение», «Индуктор», «Люмен», «Лампа», «Модернизация-Свет», «Светопрогноз».

В 1994-95 г.г. на специально разработанной экспериментальной установке выполнены экспериментальные исследования, направленные на повышение эффективности световой сигнализации за счет использования метода корреляционного приема сигналов. Проведены экспериментальные исследования по созданию безртутных металлогалогенных ламп, разработаны и испытаны их лабораторные образцы. Выполнены разработка, изготовление, исследование и испытания макетов облучательных приборов для биологической защиты личного состава. (НИР «Светосреда»).

В 1996-999 г.г. выполнены экспериментальные исследования и расчетно¬теоретические работы по разработке новых методов освещения, осветительных и облучательных приборов и систем с использованием высокоэффективных источников света.Изготовлены и испытаны макетные образцы перспективных светотехнических приборов для ВВТ.

В 2000 г. выполнен анализ номенклатуры источников света и светотехнического оборудования, применяемых на объектах ВВТ видов и родов войск, а также состояния, тенденций развития и областей применения источников света и светотехнических изделий для объектов ВВТ (НИР «Модернизация-Свет» и «Светопрогноз»).

В 2000-2001 г.г. проведены исследования влияния химического состава горелок ламп оптических, электрических и тепловых характеристик безэлектродного разряда с емкостным возбуждением; разработаны и испытаны экспериментальные образцы световых приборов направленного действия с безэлектродными высокочастотными лампами, подтверждено их эффективное применение в качестве огней предупреждения (НИР «Лампа»).

С 2005 г. по 2007 г. в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 29 декабря 2005 г. № 825-50 и Государственным оборонным заказом на 2006 г проводилась НИР «Исследование и разработка системы обеспечения видимости дорожной и тактической обстановки в условиях скрытого ночного марша ВАТ» ( «Ахолия - Мсп»). Целью проведения НИР являлась разработка научных основ для создания системы обеспечения видимости дорожной и тактической обстановки военной автомобильной техники (ВАТ) в условиях ведения боевых действий. Проведены теоретические и экспериментальные (в том числе в полевых условиях) исследования по созданию осветительных и светосигнальных приборов для ВАТ, работающих в видимой, синей и ближней ИК областях спектра, т.е. в режимах незатемненного освещения (сигнализации), частичного и полного затемнения.

Результаты НИР используются в качестве научно-технического задела при постановке ОКР по созданию нового поколения световых и светосигнальных приборов для военной автомобильной техники.

ВНИСИ в соответствии с Государственным оборонным заказом по Госконтрактам с МО РФ решались задачи создания средств наружного и внутреннего освещения стационарных и мобильных объектов ВВТ, авиационных и автомобильных фар, светомаскировочного оборудования и т.п.

В 2005 г. ВНИСИ завершена ОКР «Разработка светотехнических изделий для внешнего освещения объектов ВВТ на основе современных газоразрядных источников света» (ОКР «Освободитель»). Результатом явилось создание 4-х типоразмеров прожекторов ПМ01, ПМ02 с газоразрядными металлогалогенными лампами (МГЛ) мощностью 70 и 150 Вт и светильника ЛСВ с двумя компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) мощностью 18 Вт. Разработанные изделия имеют высокую степень унификации, ударо- и вибропрочную конструкцию со степенью защиты IP55.

В 2006 г. институтом по Госконтрактам с МО РФ выполнена ОКР «Разработка осветительных фар нового поколения для межвидового применения на подвижных объектах вооружения и военной техники» (ОКР «Фарлонг»). В результате проведения ОКР разработаны внешние световые приборы для объектов ВВТ на основе галогенных и газоразрядных ламп и мощных светодиодов (СД).

• для автомобильной техники – фары дальнего и ближнего света, светомаскировочная фара с излучением синего цвета, светомаскировочная фара инфракрасного излучения, комбинированная светомаскировочная фара, сочетающая синий свет и ИК излучение;
• для авиационной техники – рулежная и посадочная фары.

Разработанные изделия предназначены для замены используемых в настоящее время фар с лампами накаливания. Применение высокоэффективных источников света позволит снизить расход потребляемой фарами электроэнергии, на порядок увеличить их срок службы и существенно повысить стойкость фар к внешним воздействующим факторам при улучшении условий освещения объектов.
В 2008 г. нами завершена ОКР «Разработка световых приборов на основе низковольтных энергоэкономичных люминесцентных, галогенных ламп и светодиодов с высокой степенью унификации» (ОКР «Кунг»). Целью работы является создание базовых типоразмеров световых приборов (светильников) категории качества «ВП» для подвижных командных пунктов, БМП, кузовов-контейнеров автомобилей и бронетанковой техники на базе современных источников света - компактных люминесцентных ламп и мощных светодиодов. Светильники предназначаются для замены используемых в настоящее время световых приборов с лампами накаливания. Применение КЛЛ и СД при улучшении условий освещения объектов позволит на порядок увеличить срок службы светильников, существенно повысить их стойкость к внешним воздействующим факторам и снизить расход электроэнергии.

В рамках ОКР разрабатываются: светильник общего освещения на основе КЛЛ мощностью 18 Вт; светильник местного освещения, светомаскировочный и переносной светильники на основе СД.

В 2010 г. выполнена ОКР «Разработка унифицированного ряда светотехнических приборов на основе высокоэффективных галогенных и газоразрядных ламп», шифр «Мензур-Б». Целью ОКР является разработка светотехнических приборов для внутреннего и наружного освещения объектов и сооружений МО РФ (пусковые комплексов «Тополь» и ««Ангара»; площадок хранения, ремонта и обслуживания ВТ; палаточных городков; строительных и монтажных площадок; аэродромов, автостоянок и пр.

В результате ОКР разработаны:

• 2 типоразмера светильников внутреннего освещения на основе компактных люминесцентных ламп мощностью 18 Вт,
• 2 типоразмера светильников наружного и внутреннего освещения на основе газоразрядных дуговых ртутных и металлогалогенных ламп мощностью 400 Вт;
• 12 типоразмеров прожекторов внутреннего освещения на основе газоразрядных натриевых и металлогалогенных ламп мощностью 250 и 400 Вт.

Все разработанные приборы оснащены электронными пускорегулирующими аппаратами.

Т. о., за последние годы в рамках ОКР «Освободитель», «Фарлонг», «Кунг» и «Мензур–Б» ВНИСИ накоплен значительный опыт создания светотехнических приборов для объектов ВВТ, отработаны конструктивные и схемотехнические решения, разработаны унифицированные конструкции на основе современных конструкционных и светотехнических материалов, которые .могут быть использованы в качестве базовых для последующих модификаций. Созданные в рамках ОКР базовые образцы светотехнических приборов являются изделиями межвидового применения и предназначены для комплектации вновь разрабатываемых и модернизируемых объектов МО РФ.

В 2010 г. по заказу Главного Управления специальных программ Президента РФ (ГУСП) ВНИСИ проведена опытно-конструкторских работа по созданию современных приборов для освещения специальных объектов.

Сельскохозяйственное освещение

В прошлые годы во ВНИСИ традиционно выполнялся целый комплекс работ по сельскохозяйственной светотехнике: УФ- и ИК-облучению с/х животных и птицы, освещению с/х помещений и растений в теплицах.
В настоящее время ведущиеся работы в области тепличного освещения рассматриваются как важный элемент реализации Федеральной программы «Развитие овощеводства защищенного грунта в Российской федерации на 2012 – 2014 г.г. и до 2020 года» и обеспечения продовольственной безопасности страны. Программа предусматривает модернизацию тепличной отрасли, строительство большого числа новых тепличных комбинатов, широкое внедрение современных технологий, основанных на интенсивном освещении растений.

Если в традиционной светотехнике уровни освещенности 1000 – 2000 лк могут считаться предельно высокими, то в осветительных установках промышленных теплиц обычным стало использование освещенности порядка 15 - 20 клк, а продолжительность освещения в сутки достигает 18 – 20 часов.

Современные теплицы, пожалуй, самая энергоемкая но, и, одновременно самая энергоэффективная область использования световой энергии. Удельные затраты электрической мощности достигают 200 Вт/м2, но при этом световая отдача используемых источников света составляет 140 – 150 лм/Вт. Около 200 зимних теплиц России общей площадью чуть более 1500 Га расходуют в год э/энергии больше, чем все уличные осветительные установки Москвы и Санкт-Петербурга.

Работы ВНИСИ в области освещения растений в теплицах базируются на солидной научно-практической основе, созданной совместными с Институтом биофизики СО РАН и собственными исследованиями, многочисленных публикациях и изобретениях, получивших в том числе международное признание. Например, крупнейшая светотехническая фирма General Electric (США) в каталоге по освещению растений, выпущенном в 2010 г., подробно цитирует результаты наших работ по оптимизации спектра излучения для светокультуры основных тепличных растений.

В настоящее время в связи с развитием интенсивной светокультуры растений в институте ведутся расчетные и экспериментальные исследования, направленные на оптимизацию поля излучения в ценозах с различной архитектоникой. Результаты исследований докладываются на конференциях и семинарах, публикуются в отраслевых журналах и, конечно, используются при создании новых светильников для теплиц.
Современный тепличный светильник – это прибор, в котором используются специальные НЛВД повышенной мощности (600, 750 или 1000 Вт) и электронный или электромагнитный ПРА для их включения. К.п.д. светильника должен находиться на уровне 90 %.

Разработки тепличных светильников, ведущиеся при участии ВНИСИ, традиционно ориентированы на ОАО «КЭТЗ», входящий в Холдинг «БЛ Групп».