Laserové ozařování letadel

Transkript

1 Univerzita obrany, Fakulta vojenských technologií Katedra zbraní a munice Laserové ozařování letadel Zpracovali: pplk. doc.ing. Teodor Baláž, CSc., mjr. Ing. František Racek, CSc. mjr. Ing. Pavel Melša 1

2 2

3 Simulace ozáření gaussovým svazkem, výkonem laseru P = 50 mw, divergence 2 mrad, vzdálenosti 1500 m, maximální intenzita ozařování 3,2 μw/cm 2 ( program Gauss_svazek_6.m pro MATLAB) 3

4 4

5 5

6 K stanovení maximální povolené dávky ozáření (MPE) rohovky 6

7 překročení MPE (Maximum Permissible Exposure) λ Efekt <300 nm: Fotokeratitida rohovky nm: Fotochemický UV katarakt nm: Fotochemický a termální poškození sítnice nm: Katarakt, vypálení sítnice nm: Vypálení rohovky, IR katarakt. >3000 nm: Vypálení rohovky. Pozn: Optický zisk oka je asi V oblasti nebezpečné pro sítnici ( nm), záře 1mW/cm 2 vstupující do oka je zesíleno na 100 W/cm 2 na sítnici. Upraveno z: Laser Illumination of Pilots in the National Airspace System 7

8 8

9 ČOS Maximální přípustná dávka ozáření MPE - Maximum Permissible Exposure. Ochranná norma PS - Protection Standard (MPE odpovídající STANAGu) Jmenovitá vzdálenost nebezpečná pro zrak NOHD - Nominal Ocular Hazard Distance Rozšířená jmenovitá vzdálenost nebezpečná pro zrak ENOHD - Extended Nominal Ocular Hazard Distance Vzdálenost nebezpečná pro zrak OHD - Ocular Hazard Distance (korektury na NOHD nebo ENOHD. 9

10 Nebezpečný prostor laseru LHA Laser Hazard Area Stopa svazku laseru LHAT Laser Hazard Area Trace Přípustná mez záření AEL Accessible Emission Limit SOUVISEJÍCÍ CITOVANÉ DOKUMENTY ČSN EN ČSN EN změna A1 Bezpečnost laserových zařízení - Část 1: Klasifikace zařízení, požadavky a pokyny pro používání Bezpečnost laserových zařízení - Část 1: Klasifikace zařízení, požadavky a pokyny pro používání ČSN EN změna A2 Bezpečnost laserových zařízení - Část 1: Klasifikace zařízení, požadavky a pokyny pro používání Zákon č. 258/2000 Sb. O ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů Nařízení vlády č.1/2008 Sb. s přílohami 1 až 6 O ochraně zdraví před neionizujícím zářením 10

11 Třída 1 bezpečné za provozních podmínek, Třída 1M =(302, ) nm, bezpečné za provozních podmínek, nebezpečí při sledování optickými přístroji uvnitř svazku, Třída 2 =( ) nm, ochrana zraku je zajištěna fyziologickými reakcemi, Třída 2M =( ) nm, ochrana zraku zajištěna fyziologickými reakcemi, mohou být nebezpečné při sledování optickými přístroji uvnitř svazku, Třída 3R =(302,5 106) nm, přímé sledování uvnitř svazku je nebezpečné, riziko menší než u 3B. AEL(3R) = 5 AEL(2) pro =( ) nm Třída 3B nebezpečné přímé ozáření svazkem, bezpečné difúzní odrazy Třída 4 nebezpečné i difúzní odrazy. 11

12 Maximální povolené dávky ozáření (MPE) rohovky pro přímé ozáření zraku laserovým zařízením 12

13 13

14 bezpečnostních zóny pro oko s popisem vizuálních projevů v závislosti na intenzitě ozáření 14

15 Převzato z prezentace : Lasers and aviation Safety, Patrick Murphy, Executive Director, International Laser Display Association SAE G-10T Committee Member

16 Převzato z prezentace : Lasers and aviation Safety, Patrick Murphy, Executive Director, International Laser Display Association SAE G-10T Committee Member

17 Rozdělení letových zón a maximálně povolené limity interference laserového záření se zrakem podle americké normy ANSI Z136.1 Does not Include Visual Effects from Lasers and Secondary Hazards from Glare or Flashblindness Letová zóna nebo oblast vizuální interference Efektivní dávka ozáření Limity vizuální interference Efektivní intenzita ozáření Osvětlení Normální (jen pro 550 nm) Citlivá Kritická Volná -bez las. interferencí 17

18 L osl [m] L NOHD [m] NOHD v závislosti na výkonu spojitě zářícího laseru MPE P [mw] oslepení a následné obrazy P [mw] 18

19 Patrick Murphy Lasers and Aviation Safety Flashblindnes oslepující záře Disruption přerušení Distraction rozptýlení, rozrušení Zóny oku nebezpečné vzdálenosti pro zelený laser (532 nm) v závislosti na výkonu Φ [mw] Φ /5mW NOHD [m] Oslepení flashblindnes [m] Disruption [m] Distraction [m] Bezpečná zóna [m] < , < < , < < 19

20 20

21 21

22 h [m] 380 Relief letiste Ruzyne d [km]

23 23

24 24

25 25

26 26

27 1. Stanovit přesnost s jakou je možné sledovat letadlo pomocí různých laserových zařízení, 2. Stanovit ochrannou reakční dobu očí pilotů při ozáření laserem, 3. Stanovit střední dobu expozice laserového záření na sítnici, 4. Možnosti technické dokumentace a lokalizace osob ozařujících letadla pomocí prostředků vrtulníku, 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 . Počátek souřadnicové soustavy, poloha laseru, azimut dráhy letadla, úhel klesání 32

33 33

34 34

35 35

36 d [km] O A [km] B Nejkratší vzdálenost mezi laserem a letadlem je v bodě B, který je 11,5 km vzdálený od bodu dosednutí 36

37 [ ] [km] PRG MATLAB : ruzyn_rwy_06.m 37

38 38

39 t a Aktivační událost (záblesk fotoblesku) Okamžiky t a aktivační událos t b víčko začíná poh t c oko je zavřeno t v ustal pohyb víčk t o oko se opět otev oko je otevřeno t f 0 t b t c t v t o t f t Časová osa T R T er Záznam rychlokamery T em T ce T eo T W Intervaly T er eye response T em eye movement T R eye reflex T ce closed eye eye opening T eo

40 movement [px] ručně označená hrana a proložení matematickým modelem t [s]

41 Model pohybu očního víčka f f t A e ln t B C 2 Vhodné pro archivaci dat a hromadné zpracování Požadované okamžiky a časové intervaly jsou jen funkcí parametrů A,B a C 0 xp e B t

42 velocity [-] acceleration [-] velocity acceleration x t [s] 20 log 1 v mn t b = 0.1