Как стробоскопы в фарах портят свет и ослепляют встречных
Стробоскопы часто применяются на спецтранспорте для повышения заметности. Они излучают короткие импульсы света высокой яркости, как правило с высокой частотой и в цветах, которые сразу привлекают внимание. При проектировании автомобильного освещения важно учитывать, какое негативное влияние такие вспышки могут оказывать на свет фар и, как следствие, на зрительное восприятие водителя в тёмное время суток. Оптика фары включает стекло, отражатель, нить накала или светодиод и шторку. Быстро пульсирующий или мигающий свет от стробоскопа https://mirfar.com/services/ustanovka-stroboskopov/ может неожиданным образом взаимодействовать с этими элементами, вызывая ослепление, изменение углов проекции, дополнительные искажения или снижение чёткости светового пятна. Поэтому конструкторам необходимо понимать, как возникают подобные эффекты, чтобы снизить потенциальные риски для безопасности при штатной работе освещения. Световой пучок — это распределение света, который излучает фара. Измерение светового потока в конкретной точке перед автомобилем во времени позволяет оценить форму этого пучка. Ключевыми параметрами при такой оценке считаются сила света, угол отсечки и ширина распределения светового потока. Изменение тайминга работы стробоскопа напрямую влияет на форму пучка: чем меньше пауза между вспышками, тем шире становится пучок, но при этом падает его интенсивность. Мгновенная яркость, независимо от частоты вспышек, также может менять характер освещения — от ближнего к дальнему свету. В таких условиях стробирование на ближнем свете может перестать соответствовать требованиям FMVSS 108, поскольку превышается допустимый порог яркости для отсечки дальнего света. Кроме того, дальность и ширина освещения меняются в зависимости от режима работы стробоскопа. На форму пучка влияют и регулировка фар, и износ оптической системы со временем. Некоторые материалы, используемые в оптике, изначально более чувствительны к изменениям под воздействием окружающей среды. Практические примеры показывают, что и форма светового пятна, и его яркость могут заметно меняться при разных настройках тайминга, а итоговый свет в различных режимах указывает на потенциальные риски как для водителя, так и для других участников движения. Учет всех этих факторов позволяет грамотно проектировать и тестировать стробоскопические системы освещения. Национальный совет по безопасности на транспорте США (NTSB) описывает стробоскопы как источники света высокой интенсивности, у которых регулярно меняются цвет и яркость. Федеральная администрация автотранспортных перевозок (FMCSA) дополнительно делит транспортные средства со стробоскопами на три категории — экстренные, сервисные и обслуживающие. В этих случаях стробоскопы работают совместно с предупреждающими огнями автомобиля и используются не в непрерывном режиме. Такие световые системы широко применяются на эвакуаторах, коммунальной технике, служебных автомобилях и мусоровозах. Фары автомобиля обычно состоят из нескольких оптических элементов: стекла, отражателя, нити накала или светодиода, а также шторки. Каждый автопроизводитель по-своему определяет расположение этих компонентов, ориентируясь на требования разных стран. В целом можно сказать, что ближний свет обеспечивает видимость дорожных знаков на ограниченной дистанции, тогда как дальний свет позволяет освещать дорогу на значительно большем расстоянии. Мощные стробоскопы, установленные в верхней передней части автомобиля, создают быстрое мигание или пульсацию и могут влиять на работу штатной оптики фар — как отдельно, так и при одновременном включении. Взаимодействие стробоскопов с обычным светом фар приводит к изменениям минимального уровня ослепления, оптическим искажениям и снижению чёткости фокусировки. Такие изменения критичны с точки зрения безопасности, поскольку они могут как ухудшать, так и улучшать различимость огней других участников движения. Согласно действующим нормативам, внесение дополнительных оптических эффектов в конструкцию фар запрещено. Отдельного внимания требует влияние режимов стробирования на форму светового пучка и распределение световой интенсивности. Световой пучок описывает форму освещённой области на дороге или другой контрольной поверхности, а распределение силы света показывает зависимость яркости от направления и углового положения относительно автомобиля. Световой пучок обычно характеризуют такими параметрами, как угол отсечки, угол рассеивания и другие показатели. Разные стандарты делают акцент на различных зонах: например, линия отсечки определяет область, где освещение отсутствует, и тем самым ограничивает ослепление встречного транспорта, а максимумы и ширина пучка описывают дальность освещения. При определённых интервалах работы стробоскопа влияние на форму пучка минимально, если отсутствует другое взаимодействие. Когда ближний свет выключен, ограничение времени вспышек стробоскопа диапазоном 0,5–5,8 секунды не меняет заранее заданную форму пучка ближнего света — это подтверждается измерениями. Если же ближний свет включён одновременно со стробоскопами, изменение формы пучка происходит даже при тех же интервалах вспышек 0,5–5,8 секунды. Эти значения выбраны исходя из средней частоты мигания, характерной для спецтранспорта, чтобы наглядно показать влияние на современные фары. Интервалы работы ближнего света в таких режимах составляют 0,3–6,4 секунды. Когда стробоскопы воздействуют одновременно и на ближний, и на дальний свет, формируются разные световые картины, поскольку тайминг вспышек сильно влияет на степень их взаимного влияния. В режимах «строб + дальний» и «строб + ближний» пунктирная часть графика пучка указывает на область без освещения, тогда как сплошная линия отражает интенсивность стандартного ближнего или дальнего света. Все измерения были нормализованы для корректного сравнения. При включённом ближнем свете режим «строб + ближний» позволяет пучку расширяться от глобального максимума в точке 1,3 × 5,0 градуса, при этом появляется дополнительный боковой пик на уровне 0,8 × 4,2 градуса. Добавление режима «строб + дальний» затемняет часть области, характерной для «строб + ближний». В противоположной ситуации, когда ближний свет выключен, освещённость в режиме «строб + дальний» изменяется от 0,9 × 4,5 градуса до более высокого значения 1,4 × 5,7 градуса. Стробоскопы также могут менять максимальную дальность освещения и ширину пучка дальнего света, причём характер этих изменений зависит от того, включён ли ближний свет. Взаимодействие ближнего и дальнего света и их влияние на форму пучка различаются в зависимости от конкретной световой конфигурации, что подчёркивает необходимость отдельного анализа в каждом случае. Использованное в анализе оборудование и лампы не обязательно охватывают все возможные варианты применения. Учитывая износ оптики, появление микроповреждений и воздействие ультрафиолета, проведение испытаний с дополнительными источниками света схожих характеристик делает исследования более надёжными. Кроме того, некоторые производители выпускают лампы с дополнительными оптическими или спектральными эффектами — такие решения требуют отдельного и самостоятельного изучения. Источники: Sivak, M., 2001. Benefits of applying adaptive lighting to the U.S. and European low-beam patterns. [PDF] Sivak, M., J. Flannagan, M., & Miyokawa, T., 1999. Quantitative comparisons of factors influencing the performance of low-beam headlamps. [PDF]Влияние на световой пучок