OLED灯具为海军舰艇节省重量和空间,从而降低成本

OLED灯具为海军舰艇节省重量和空间,从而降低成本_OLEDWorks中文官网

关键要点

  • 轻薄型OLED照明面板可实现更小、更轻的灯具设计,同时保持照明持久性和耐用性。使用Brite 3 OLED面板的原型灯具比目前海军舰艇上使用的旧式120VAC Type 3 荧光灯/LED灯具体减小了75%,重量减轻了50%。
  • 据观察,由于低电压直流线路无需黏合与接地,降低了安装成本和总体经营成本,因此低压直流OLED灯具安装起来更容易、更快捷。
  • OLED照明提供自然无眩光的光线,同时满足大多数船用照明的要求。

项目概况

OLEDWorks最近参与了美国的一项国家造船研究计划(National Shipbuilding Research Program ,简称NSRP)项目,演示了在海军舰艇中使用低压OLED照明。这是Ingalls Shipbuilding之前的一个项目的后续,该项目成功探索船用低压直流固态照明(SSL)的整体可行性。在Ingalls Shipbuilding的项目中,OLED照明技术在减少船上灯具的尺寸和重量方面表现出了非常有利的前景。这才引申出了本次项目,在舰艇模拟器上开发和安装原型OLED灯具,以求更好地确定所带来的各种效益。

美国海军杰拉尔德·R·福特号航空母舰
美国海军杰拉尔德·R·福特号航空母舰(USS Gerald R. Ford, Aircraft Carrier,图片由美国海军海上系统司令部友情提供)

OLEDWorks与Acuity Brands一起合作,根据现有的商用标准化(COTS)OLED技术(尤其是OLEDWorks Brite 3 OLED照明面板)组装了一个原型。Ingalls Shipbuilding和General Dynamics Bath Iron Works(BIW)造船厂在模拟舰艇安装的条件下评估并检测了这些灯具。这些灯具经历了一系列评估过程,包括外形结实度与完成度评估、冲击和振动检测以及亮度特性检测。

OLED照明更小型化、轻量化

作为该项目的一部分条件,OLEDWorks和Acuity Brands设计并建造了原型OLED灯具,以使用海军舰艇中现有的装配螺栓模式和尺寸。这样就可以直接与旧式荧光和无机LED灯具进行比较。尽管受到这样的限制,使用OLED灯板仍然将灯具体积降低了75%,重量减少了50%。

OLED灯具与旧式舰艇灯具对比
OLED灯具与旧式舰艇灯具对比

尽管原型灯具更轻量化、小型化,但它们通过了造船厂的振动检测以及大部分冲击检测,而没有遭受任何重大损坏。

OLED照明面板本身经历了所有检测,毫无损坏,充分证明了其坚固性。

去除传统装配方法的设计限制之后,OLED灯具可以设计成比传统照明技术更适应狭窄的船舱和通道,同时提高海上生存能力。如果能够在灯具中使用薄型或柔性OLED灯板来适应舱壁和顶舱,就可以在狭窄的舰艇空间中增加舱室净高或间隙,尤其是在泊位或其他受限区域。OLED照明面板触感不热,更加合适狭小的空间,并有望减少照明产生的热量。

OLED灯具在方方面面节省成本

OLED灯具重量更轻,占用空间更小,除了适合狭小空间外,还有其他诸多优势。灯具更轻,造船厂工人安装起来就更容易,材料和搬运方面的要求也更低。同样,尺寸更小,也减轻了建造期间或者船上备用装置的存放要求,进一步做到省省省。

低电压直流线路无需黏合与接地,可简化安装。此外,低电压直流操作起来更安全,可以使用防水扭锁接头在供电线路仍通电的情况下安装/更换灯具。这样就避免了断电时间,同时保障工人安全。

综合考虑,预计OLED灯具相较于旧式120VAC灯具可节省15%的成本。此外,相较于现有120VAC灯具,低电压直流OLED灯具有望在一对一更换的情况下为一艘海军驱逐舰节省9吨的重量(包括线路简化带来的节省)。

美国海军阿利·伯克级导弹驱逐舰“威廉·P·劳伦斯”号
美国海军阿利·伯克级导弹驱逐舰“威廉·P·劳伦斯”号(USS William P. Lawrence, Arleigh Burke-Class Guided-Missile Destroyer,图片由美国海军海上系统司令部友情提供)

OLED带来更佳的光源

OLED照明可产生全光谱光线,让眼睛感觉舒适,具有低眩光、均匀分布的特征。全光谱、低眩光、更少的阴影,这些都有助于舰艇全员的舒适和健康。OLED照明的好处是有据可查的,包括OLED照明产品的可持续性。

在实验室检测中,一款含六个面板的OLED灯具相较于双管旧式灯具,仅差一点就达到MIL-DTL-16377/11 77.4规范的烛光度要求。OLED灯具的面板输出提升20%,就能轻松处于该规范的-10%/+20%可接受范围。随着OLED灯技术的迅速进步,未来几年内就能实现所需的20%提升程度。此外,OLED灯具远远超过了MIL-DTL-16377/8 331.1规范对于单管旧式灯具的要求。

在典型船上空间的实体模型中,原型灯具安装在带设备以及不带设备的典型船上空间格局(办公区、工作间、停泊舱)中,提供平均大约31-32英尺烛光的亮度,具体取决于配置和布局。这满足了美国海军海上系统司令部的居住性规范,该规范要求大部分普通区域(例如办公区)在高于甲板30英寸处至少达到28英尺烛光的亮度。

船上空间可能需要红光或琥珀光之类的饱和光。色彩饱和的OLED照明面板可提供与全光谱面板相同的低眩光和均匀分布程度。琥珀色甚至能够提供低显色性,而这是色彩饱和光在正常情况下无法实现的。凭借低电压直流电源,OLED灯具还可以轻松与全光谱白光OLED面板一起集成到单个灯具中,并通过简单的开关或传感器的控件来切换选择不同的色彩。

结论

基于OLED的照明可在特定应用中带来相对于传统照明技术(荧光和LED)的多项优势。它有着更轻的重量、更薄的外形、更低的线路复杂度以及更高的安全性,为舰艇建造商和设计商带来了设计优势,非常适合狭小空间或重量受限的安装。

作者:Raymond Reyes,用户体验 (UX) 顾问