航空障害灯

航空障害灯は、航空機 の安全な航行を妨げる可能性のある構造物や固定障害物の視認性を高めるために使用されます。障害灯は、航空機が低高度で運航する可能性のあるエリアにある塔、建物、さらにはフェンスにもよく設置されます。特定のエリアでは、航空規制当局が障害灯の設置、操作、色、および/またはステータス通知を義務付けています。視認性と衝突回避を最大限に高めるため、これらの照明システムでは通常、障害物から何マイルも離れた場所からでもパイロットが見ることができる1 つ以上の高輝度ストロボまたはLEDデバイスが採用されています。

ライトには一般的に 2 つの形式があります。

• 常に点灯しているか、数秒周期でゆっくり点灯したり消灯したりする赤色のランプ。
• 白色キセノンフラッシュランプ。

英国では最近まで両方のタイプが使用されていました。新しい規制では、赤色ランプは夜間のみ使用することが規定されています。キセノンフラッシャーは段階的に廃止されつつあります。

米国とカナダでは、いくつかの種類のライトがあります。

• 障害灯（常時点灯）
• 赤色ビーコン/赤色ストロボ
• 高輝度白色（ストロボ）ライト
• 中強度の白色（ストロボ）ライト

伝統的に、赤色ランプ（またはビーコン）には白熱フィラメント電球が使用されています。寿命が短いため、耐久性を高めた設計で作られ、通常の動作電力以下で稼働します（アンダーランニング）。最近では、白熱電球の代わりに高出力の赤色LEDアレイを使用するようになりましたが、これは十分な明るさ​​の LED が開発されてから初めて可能になりました。LED ベースのランプは白熱電球よりも寿命がはるかに長いため、メンテナンス費用が削減され、信頼性が向上します。また、いくつかのメーカーは、キセノンの代わりに LED 技術をベースにした中強度の白色ストロボを開発しました。キセノン フラッシャーは見た目は印象的ですが、頻繁に交換する必要があるため、あまり好まれない選択肢になっています。LED の登場により、白色ストロボは依然としてやや好まれています。^[要出典]

昼間は白色キセノン フラッシャー/白色ストロボ、夜間は赤色灯を使用する構造物が一般的です。赤色灯は、パイロットが上空から見つけやすいため、都市部でよく使用されます。白色ストロボ (24 時間点滅) (1 分間に 60 回点滅し、「パイロットが架線が灯台の近くにあることを警告する独自の信号として解釈する」) も都市部で使用される場合があります。点滅する白色ストロボは、夜間に背景の照明と混ざり合うため、パイロットが見つけにくくなり、危険が増すため、人口密集地域では使用しないことが推奨されています。さらに、点灯している構造物の近くの住民は、照明の不法侵入について苦情を申し立てます。農村部では、夜間に赤色ビーコン/ストロボも使用される場合があります。白色ストロボは、メンテナンス費用が削減され（つまり、塗装のメンテナンスが不要で、赤いサイドライトが不要）、ストロボと混ざってしまう背景ライトがないため、（場合によっては）好まれます。^[要出典]

中強度の白色ストロボと高強度の白色ストロボがあります。中強度の白色ストロボは通常、高さ 200 ～ 500 フィート (61 ～ 152 メートル) の構造物に使用されます。高さ 500 フィート (150 メートル) を超える構造物に中強度の白色ストロボを使用する場合は、その構造物を塗装する必要があります。一般的な中強度の白色ストロボは、昼間/薄明かりのときは 20,000カンデラ、夜間は 2,000 カンデラの強度で、1 分間に 40 回点滅します。

高輝度白色ストロボは、高さ 700 フィート (210 メートル) を超える構造物に使用されます。これらのライトは、昼夜を問わず最高の視認性を提供します。中輝度ストロボとは異なり、高輝度ストロボは 360° をカバーするわけではありません。そのため、各レベルで少なくとも 3 つの高輝度ストロボを使用する必要があります。その一方で、メンテナンス コストを削減できます (つまり、塗装が不要になります)。構造物の上部に 40 フィートを超えるアンテナがある場合は、中輝度白色ストロボ ライトをその下ではなく上に配置する必要があります。一般的な高輝度白色ストロボは、昼間は ​​270,000 カンデラ、薄暮時は 20,000 カンデラ、夜間は 2,000 カンデラの強度で、1 分間に 40 回点滅します。^[1]

デュアル照明とは、昼間使用の白色ストロボと夜間使用の赤色ライトを建物に装備するシステムです。都市部では、通常、建物の塗装要件が免除されるため、このシステムが好まれます。デュアル システムの利点の 1 つは、最上部の赤色ライトが故障すると、照明がバックアップ照明システムに切り替わり、夜間に白色ストロボ (夜間の強度) を使用することです。米国とカナダでは、赤色白熱灯は徐々に使用が中止され、赤色ストロボまたは赤色 LED に置き換えられています。

高圧電力線には、上記と同じ強度で毎分60回点滅する白色ストロボが装備されています。一般的な白色ストロボとは異なり、これらのストロボは同時に点滅しないように指定されています。FAAが義務付けた点滅パターンは、中央、上、下の3つで、「パイロットが架線がライトの近くにあることを警告していると解釈すべき独自の信号」を提供します。^[2]

送電塔では、通電された導体の周囲の電界、または導体を流れる電流によって生成される磁界のいずれかによってライトが通電されることがあります。 ^{[要出典]最初のアプローチは、導体の周囲の高い電位}勾配 を利用します。 2 番目のアプローチは、警告灯を通電する回路を流れる 磁束に関するファラデーの誘導の法則に基づいています。

これらのライトは、一般的に、放送塔やタワー、高所にある貯水タンク、電柱、煙突、高層ビル、クレーン、風力タービンなどの高い構造物に取り付けられています。空港の近くにある低い構造物にも照明が必要な場合があります。その一例は、2013年に建設されたウィスコンシン州グリーンベイのランボーフィールドの南スコアボードで、近くのオースティンストローベル国際空港の周辺で最も高い構造物です。国際民間航空機関（ICAO）は、航空警告灯の性能と特性に関する標準を設定し、通常は世界中で採用されています。

ライトは通常、塔の特定の高さにある構造物の周囲に 2 つ以上のライトが集まって配置されます。多くの場合、ライトは上部に 1 セットあり、その後、構造物の下部に 1 セット以上のライトが等間隔に配置されます。英国のベルモント マストには、マストの高さ全体にわたって等間隔に配置された 9 つの赤いランプの集まりがあります。

導体マーキングライトは、頭上の電力線をより目立たせるために（頭上の電線マーカーと組み合わせて）使用されることがあります。電力線は広い間隔で設置されたマストの間に吊り下げられていることが多いため、低空飛行する航空機にとって特に重大な危険となります。この問題に対するシンプルで費用対効果の高い解決策は、マーキングライトを電線に直接設置することですが、高電圧と広範囲の交流電流を運ぶ配電システムから低コストで電力を取り出すには、かなりの技術的困難があります。

理想的な警告灯は、ラインの 1 本のワイヤに固定されている間に、自ら電力を供給できなければなりません。警告灯は、通電されたワイヤを囲む電界、またはワイヤを流れる電流によって生成される磁界のいずれかから電力を供給されます。最初のアプローチは、導体間の高電位勾配を利用しますが、警告灯から必要な電力を容量的に抽出できるようにするには、十分に強い容量結合が必要です。つまり、ガラス/セラミック アイソレータを使用して、長い導体をラインに平行に吊り下げる必要があります。実際には、吊り下げられた導体は一般に数メートル必要であり、全長はライン電圧に反比例します。2 番目のアプローチは、警告灯に電力を供給する回路を流れる 磁束に関するファラデーの誘導の法則に基づいています。

一部の高層構造物には、非標準の航空機警告灯が設置されている、または設置されていた場合があります。

• ドイチュランゼンダー ヘルツベルク/エルスターのマストには、航空機警告灯は設置されていませんでした。代わりに、塔の近くの小さなマストに取り付けられたスカイビーマーによって照らされていました。この方法が選ばれたのは、マストが地面に対して絶縁されたマスト ラジエーターであり、マスト上のランプに電力を供給するためでした。そうでなければ、オースティン変圧器のような特別な装置が必要になります。
• シュトゥットガルトテレビ塔には、灯台で使用されているような回転灯が頂上に取り付けられています。これらの回転灯は、ヨーロッパの航空界では航空灯台、米国の航空界では航空路標識と呼ばれていました。このようなランプは、航空界の初期の時代から 1950 年代の終わりまで、他の塔や山頂でも使用されていました。
• 英国で現在も稼働している最後の空中灯台は、イギリス空軍クランウェル基地のイギリス空軍大学のメインホールのキューポラの上にあります。
• スペインでは、稼働中の回転灯や空中灯台はわずか 12 基です。それらはすべて、軍用空軍基地の非常に高い塔の上に設置されています。
• ベロミュンスターのブロゼンベルク塔にも、小屋の上に空中灯台または回転灯があります。シュトゥットガルトのテレビ塔と比べると明るさは劣り、夜明けのみ点灯します。
• アメリカ では、モンタナ州の山頂にある空中灯台が今でも使用されています。
• パリのエッフェル塔には 1947 年から 1970 年まで空中灯台がありましたが、フランス航空当局は航空航行の補助にもはや灯台は必要ないと判断し、代わりに塔の頂上に標準の警告灯を設置しました。2000 年に警告灯を撤去し、80 km 離れた航空機から見える空中灯台を再び設置することが決定されました。
• フィンランドでは、 1929年にヘルシンキの航空当局によってスオメンリンナ教会の上に建てられた空中灯台が現在も使用されています。
• ミューラッカー無線送信機のメインマストと旧コンスタンティノフ無線マストにも、アンカーガイの最も外側の基部に航空機警告灯が設置されています。
• 導体マーキングライトとバリカンは、電力線のマーキングに使用されることがあります。
• 障害物衝突回避システムにより、航空機が一定半径内に入るまで標準ライトを消灯したままにできるため、光害を大幅に減らすことができます。OCAS システムは音声警告も提供します。

航空法では、昼間の視認性を向上させるために、塔やマストの長さに沿って、国際オレンジと白の塗料で等長の縞模様を塗装することも義務付けられています。この塗装スキームは通常、高さ 200 フィートを超える塔に義務付けられていますが、州によって、また国際空港の近くでは異なる場合があります。このような塗装スキームは費用がかかることから、アンテナ塔やマストは要件レベルよりわずかに低い高さに建設されることがよくあります。アンテナ塔やマストには、高さに沿って等間隔で、また上部に他の航空機警告機能が付いていることもよくあります。これには、赤、白、または両方の色が交互に点灯する高出力ストロボライトやLEDライトが含まれる場合があります。このような場合、赤色は夜間に使用され、白色ストロボは通常、日中に使用されます。^{[2] [3]}

地上の塔や建物の警告灯は、光害と塔による鳥の死の両方の原因となっている。^[要出典]

• 
  ミズーリ州スプリングフィールドには、高さ446フィート（136メートル）のアンテナ塔がそびえ立ち、赤と白の航空機警告灯が見える。
• 
  テキサス州サンアントニオにある高さ146フィート（45メートル）のアンテナ塔。赤と白の航空機警告ペイントが見える。
• 
  ジョージア州アトランタにある高さ 1,075 フィート (328 メートル) のアンテナ塔。赤と白の航空機警告ペイントが見える。