إضاءة عوائق الطيران

تُستخدم إضاءة التحذير من العوائق في مجال الطيران لتعزيز رؤية المنشآت أو العوائق الثابتة التي قد تعيق الملاحة الجوية الآمنة . تُركّب هذه الإضاءة عادةً على الأبراج والمباني وحتى الأسوار في المناطق التي قد تُحلّق فيها الطائرات على ارتفاعات منخفضة . قد تُلزم لوائح الطيران بتركيب وتشغيل وتحديد لون وحالة هذه الإضاءة. تستخدم أنظمة إضاءة التحذير من العوائق عادةً جهازًا واحدًا أو أكثر من أجهزة الوميض أو مصابيح LED عالية الكثافة، والتي يمكن للطيارين رؤيتها من مسافات بعيدة.

تأتي الأضواء عموماً في شكلين:

• مصابيح حمراء إما مضاءة باستمرار أو تضيء وتنطفئ ببطء في دورة تستغرق بضع ثوانٍ
• مصابيح زينون بيضاء وامضة

كان كلا النوعين مستخدمين في المملكة المتحدة حتى وقت قريب. وتنص اللوائح الجديدة على استخدام المصابيح الحمراء ليلاً فقط. ويجري التخلص تدريجياً من مصابيح الزينون الوامضة.

في الولايات المتحدة وكندا ، تُستخدم أنواع عديدة من المصابيح:

• أضواء التحذير التي تضيء باستمرار
• منارات حمراء، أو أضواء وامضة حمراء
• أضواء ستروب بيضاء عالية الكثافة
• أضواء ستروب بيضاء متوسطة الشدة

تقليديًا، تستخدم المصابيح الحمراء (أو المنارات) مصابيح متوهجة ذات فتيل . ولتحسين عمرها الافتراضي القصير نسبيًا، تُصنع هذه المصابيح بتصميم متين وتُشغل بقدرة أقل من طاقتها التشغيلية العادية. ومن التطورات الحديثة استخدام مصفوفات من مصابيح LED حمراء عالية الطاقة بدلًا من المصابيح المتوهجة، وهو ما لم يكن ممكنًا إلا بعد تطوير مصابيح LED ذات سطوع كافٍ.

تتميز المصابيح التي تعمل بتقنية LED بعمر أطول بكثير من المصابيح المتوهجة، مما يقلل تكاليف الصيانة ويزيد الموثوقية. وقد طوّر العديد من المصنّعين مصابيح وامضة بيضاء متوسطة الشدة تعتمد على تقنية LED كبديل لمصابيح الزينون. ورغم أن مصابيح الزينون الوامضة تبدو أكثر جاذبية، إلا أنها تتطلب استبدالاً متكرراً، ولذلك أصبحت خياراً أقل تفضيلاً. ومع ظهور مصابيح LED، لا تزال المصابيح الوامضة البيضاء مرغوبة إلى حد ما.

من الشائع رؤية منشآت تستخدم أضواء زينون بيضاء وامضة/أضواء ستروب بيضاء خلال النهار، وأضواء حمراء ليلاً. وتُستخدم الأضواء الحمراء عادةً في المناطق الحضرية ، لسهولة رصدها من الجو. كما قد تُستخدم أضواء ستروب بيضاء (تومض على مدار الساعة) (بمعدل 60 ومضة في الدقيقة كإشارة تحذيرية فريدة يجب على الطيارين تفسيرها على أنها تحذير من وجود أسلاك كهربائية معلقة بالقرب من الأضواء) في المناطق الحضرية.

يُنصح بعدم استخدام الأضواء الوامضة البيضاء في المناطق المكتظة بالسكان، لأنها عادةً ما تندمج مع الإضاءة المحيطة ليلاً، مما يُصعّب على الطيارين رصدها ويزيد من خطورتها. إضافةً إلى ذلك، قد يشكو السكان المجاورون للمبنى المُضاء من التعدي الضوئي . في المناطق الريفية ، يُمكن استخدام الأضواء الوامضة الحمراء ليلاً. يُفضّل استخدام الأضواء الوامضة البيضاء أحيانًا لتقليل تكاليف الصيانة (أي عدم الحاجة إلى صيانة الطلاء، وعدم وجود أضواء جانبية حمراء)، كما أن الإضاءة المحيطة لا تندمج مع الأضواء الوامضة.

تتوفر أضواء الوميض البيضاء على عوائق الطيران بشدتين: متوسطة وعالية. تُستخدم أضواء الوميض البيضاء متوسطة الشدة عادةً على المنشآت التي يتراوح ارتفاعها بين 61 و152 مترًا (200 و 500 قدم ) . في حال استخدام ضوء وميض أبيض متوسط ​​الشدة على منشأة يزيد ارتفاعها عن 152 مترًا (500 قدم) ، يجب طلاء المنشأة . يومض ضوء الوميض الأبيض المتوسط ​​الشائع 40 مرة في الدقيقة، بشدة 20,000 شمعة خلال النهار أو عند الغسق ، و2,000 شمعة خلال الليل.    

يُستخدم ضوء ستروب أبيض عالي الكثافة على المنشآت التي يزيد ارتفاعها عن 213 مترًا (700 قدم) . توفر هذه الأضواء أعلى مستوى من الرؤية ليلًا ونهارًا. على عكس ضوء الستروب المتوسط، لا يوفر ضوء الستروب عالي الكثافة تغطية بزاوية 360 درجة؛ مما يستلزم استخدام ثلاثة أضواء ستروب عالية الكثافة على الأقل في كل طابق. من ناحية أخرى، يُقلل هذا من تكاليف الصيانة (أي لا حاجة للطلاء).  

إذا كان الهيكل مزودًا بهوائي في قمته يزيد ارتفاعه عن 12 مترًا (40 قدمًا) ، فيجب وضع ضوء ستروب أبيض متوسط ​​الشدة فوقه وليس أسفله. يومض ضوء الستروب الأبيض عالي الشدة الشائع 40 مرة في الدقيقة، بشدة 270,000 شمعة خلال النهار، و20,000 شمعة عند الغسق، و2,000 شمعة خلال الليل. ^{[ 1 ]}  

نظام الإضاءة المزدوجة هو نظام يُجهز فيه المبنى بمصابيح وامضة بيضاء للاستخدام النهاري، ومصابيح حمراء للاستخدام الليلي. في المناطق الحضرية، يُفضل هذا النظام عادةً لأنه يُعفي المبنى من متطلبات الطلاء. من مزايا هذا النظام أنه عند تعطل المصابيح الحمراء العلوية، يتحول النظام تلقائيًا إلى نظام الإضاءة الاحتياطي، الذي يستخدم المصابيح الوامضة البيضاء (بشدة إضاءتها الليلية) للاستخدام الليلي. في الولايات المتحدة وكندا، يجري سحب المصابيح الحمراء المتوهجة تدريجيًا من الخدمة واستبدالها بمصابيح وامضة حمراء أو مصابيح LED حمراء.

بالنسبة لخطوط نقل الطاقة ذات الجهد العالي ، تُجهز أضواء الوميض البيضاء لتومض 60 مرة في الدقيقة، بنفس شدة الإضاءة المذكورة سابقًا. وعلى عكس أضواء الوميض البيضاء الشائعة، فإن هذه الأضواء مصممة بحيث لا تومض في وقت واحد. نمط الوميض الذي تفرضه إدارة الطيران الفيدرالية هو: في المنتصف، ثم في الأعلى، ثم في الأسفل، وذلك لتوفير "إشارة مميزة يجب على الطيارين تفسيرها كتحذير من وجود أسلاك التوصيل الكهربائية بالقرب من الأضواء". ^{[ 2 ]}

تُوجد هذه الأضواء عادةً مُثبّتةً على أيّ هيكلٍ شاهق، مثل أبراج البثّ ، وخزانات المياه الواقعة على ارتفاعاتٍ عالية، وأعمدة الكهرباء ، والمداخن ، والمباني الشاهقة ، والرافعات ، وتوربينات الرياح . وقد تحتاج الهياكل الأقصر القريبة من المطارات إلى إضاءةٍ أيضًا؛ ومن الأمثلة على ذلك لوحة النتائج الجنوبية في ملعب لامبو فيلد في غرين باي، ويسكونسن، والتي بُنيت عام ٢٠١٣، وهي أطول هيكلٍ في المنطقة المحيطة بمطار أوستن ستروبل الدولي القريب . وتضع منظمة الطيران المدني الدولي ( ICAO ) معاييرَ، تُعتمد عادةً عالميًا، لأداء وخصائص مصابيح التحذير في مجال الطيران.

تُرتّب الأضواء عادةً في مجموعات من اثنين أو أكثر حول الهيكل على ارتفاعات محددة من البرج. غالبًا ما توجد مجموعة في الأعلى، ثم مجموعة أو أكثر موزعة بالتساوي على طول الهيكل. يحتوي برج بلمونت في المملكة المتحدة على تسع مجموعات من المصابيح الحمراء موزعة بالتساوي على كامل ارتفاعه.

أضواء تحديد مسار القطار

تُستخدم أحيانًا أضواء تحديد الموصلات، أو أضواء السلسلة، ^{[ 3 ]} لجعل خطوط نقل الطاقة العلوية أكثر وضوحًا بالتزامن مع علامات الأسلاك العلوية . ونظرًا لأن خطوط الطاقة غالبًا ما تكون معلقة بين أعمدة متباعدة، فإنها تُشكل خطرًا جسيمًا على الطائرات التي تحلق على ارتفاعات منخفضة (كرات تحديد خطوط الطاقة الحمراء لمنع اصطدام الطيور بالطائرات). يتمثل أحد الحلول البسيطة والفعالة من حيث التكلفة لهذه المشكلة في تركيب أضواء التحديد مباشرة على الأسلاك، ولكن هناك صعوبات تقنية كبيرة في استخراج الطاقة بتكلفة منخفضة من نظام توزيع يحمل فولتيات عالية وتيارًا متناوبًا واسع النطاق .

يجب أن يكون مصباح التحذير المثالي قادرًا على توليد الطاقة ذاتيًا عند تثبيته على سلك واحد من الخط. يمكن تزويد المصابيح بالطاقة إما من المجال الكهربائي المحيط بالسلك المكهرب، أو من المجال المغناطيسي الناتج عن مرور التيار الكهربائي فيه. يعتمد الأسلوب الأول على تدرج الجهد الكهربائي العالي بين الموصلات، ولكنه يتطلب اقترانًا سعويًا قويًا بما يكفي لاستخلاص الطاقة اللازمة من مصباح التحذير. هذا يعني ضرورة تعليق موصلات طويلة موازية للخط باستخدام عوازل زجاجية/خزفية؛ في الواقع، عادةً ما يلزم عدة أمتار من الموصل المعلق، حيث يتناسب الطول الإجمالي عكسيًا مع جهد الخط. أما الأسلوب الثاني فيعتمد على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، والذي يتضمن تدفقًا مغناطيسيًا عبر دائرة كهربائية تُغذي مصباح التحذير.

توجد أو كانت توجد في بعض المباني الشاهقة أضواء تحذيرية غير قياسية للطائرات.

• لم يكن صاري جهاز الإرسال اللاسلكي الألماني هيرزبرغ/إلستر مزودًا بمصابيح تحذيرية للطائرات. وبدلاً من ذلك، كان يُضاء بواسطة أعمدة ضوئية مثبتة على صواري صغيرة بالقرب من البرج. وقد تم اختيار هذه الطريقة لأن الصاري كان بمثابة مشعاع حراري معزول عن الأرض، ولتزويد المصابيح الموجودة عليه بالطاقة، وإلا لكان من الضروري استخدام أجهزة خاصة مثل محولات أوستن .
• يحمل برج تلفزيون شتوتغارت مجموعة إضاءة دوارة مثبتة في أعلاه، على غرار تلك المستخدمة في المنارات. كانت هذه الأضواء الدوارة تُعرف باسم المنارات الجوية في عالم الطيران الأوروبي، ومنارات الملاحة الجوية في الولايات المتحدة. كما استُخدمت هذه المصابيح على أبراج أخرى وعلى قمم الجبال في بدايات الطيران وحتى نهاية خمسينيات القرن العشرين.
• آخر منارة جوية عاملة في المملكة المتحدة تقع أعلى القبة فوق القاعة الرئيسية لكلية سلاح الجو الملكي في قاعدة سلاح الجو الملكي في كرانول .
• يوجد في إسبانيا 12 منارة دوارة أو منارة جوية عاملة فقط. جميعها مثبتة على قمم أبراج شاهقة في قواعد جوية عسكرية.
• يضم برج بلوسنبرغ في بيرومونستر منارة هوائية أو مصباحًا دوارًا فوق الكابينة. وعلى عكس برج تلفزيون شتوتغارت، فهو أقل سطوعًا ولا يعمل إلا عند الفجر.
• لا تزال المنارات الجوية في الولايات المتحدة قيد الاستخدام على قمم جبال مونتانا .
• كان برج إيفل في باريس مزودًا بمنارة جوية بين عامي 1947 و1970، إلى أن رأت هيئة الطيران الفرنسية أنها لم تعد ضرورية للملاحة الجوية، فاستبدلتها بمصابيح تحذيرية عادية أعلى البرج. وفي عام 2000، تقرر إزالة المصابيح التحذيرية وإعادة تركيب منارة جوية يمكن رؤيتها من الطائرات على  مسافة 80 كيلومترًا.
• في فنلندا، لا يزال المنارة الجوية التي تم بناؤها عام 1929 فوق كنيسة سومينلينا من قبل سلطات الطيران في هلسنكي قيد الاستخدام.
• كما تحتوي الصواري الرئيسية لجهاز إرسال الراديو في موهلاكر وصاري راديو كونستانتينوف السابق على أضواء تحذيرية للطائرات في القواعد الخارجية لأسلاك التثبيت الخاصة بها.
• تُستخدم أضواء تحديد الموصلات وأضواء التحديد أحيانًا لتحديد خطوط الطاقة.
• يُتيح نظام تجنب الاصطدام بالعوائق إبقاء الأضواء القياسية مطفأة حتى تصبح الطائرة ضمن نطاق محدد، مما يُسهم في خفض التلوث الضوئي بشكل ملحوظ. كما يُصدر هذا النظام تنبيهات صوتية.

تُلزم قوانين الطيران أيضًا بطلاء الأبراج والصواري بخطوط متساوية الطول باللونين البرتقالي والأبيض الدوليين على امتدادها لتحسين الرؤية نهارًا. يُشترط هذا الطلاء عادةً على الأبراج التي يزيد ارتفاعها عن 200 قدم، ولكنه قد يختلف من ولاية إلى أخرى وبالقرب من المطارات الدولية. ولأن هذا الطلاء مكلف، غالبًا ما تُبنى أبراج وصواري الهوائيات بارتفاعات أقل بقليل من المستوى المطلوب. كما تحتوي هذه الأبراج والصواري عادةً على وسائل تحذير أخرى للطائرات موزعة على مسافات متساوية على امتداد ارتفاعها وفي قممها. قد تشمل هذه الوسائل أضواء وامضة عالية الطاقة أو مصابيح LED باللون الأحمر أو الأبيض أو كليهما بنمط متناوب. في هذه الحالة، يُستخدم اللون الأحمر ليلًا، بينما يُستخدم الضوء الأبيض الوامض عادةً خلال ساعات النهار. ^{[ 2 ] [ 4 ]}

تساهم أضواء التحذير الموجودة على الأبراج الأرضية والمباني في كل من التلوث الضوئي ونفوق الطيور بسبب الأبراج . ^{[ 5 ]}

• 
  يبلغ ارتفاع برج هوائي 446 قدمًا (136 مترًا) في سبرينغفيلد بولاية ميسوري، وتظهر عليه بوضوح طلاءات التحذير من الطائرات باللونين الأحمر والأبيض. 
• 
  برج هوائي يبلغ ارتفاعه 146 قدمًا (45 مترًا) في سان أنطونيو، تكساس، مع طلاء تحذير الطائرات الأحمر والأبيض الظاهر عليه 
• 
  برج هوائي يبلغ ارتفاعه 1075 قدمًا (328 مترًا) في أتلانتا، جورجيا، مع طلاء تحذير الطائرات الأحمر والأبيض الظاهر عليه.