Sektorenfeuer

Home  |  Nordsee  |  Ostsee  |  Seezeichen  |  Glossar  |  Themen  |  Verweise

 

Bereits seit dem 19. Jahrhundert werden Sektorenfeuer als Navigationshilfe für die Seefahrt verwendet. Zur Bereitstellung von Sektorenfeuern werden viele verschiedene Methoden eingesetzt.
Ein Sektorenfeuer ist ein Seezeichen, das Licht in verschiedenen Farben und/oder Kennungen über bestimmte Winkel anzeigt. Die Farbe des Lichts gibt dem Seefahrer Richtungsinformationen. Ein Sektor oder eine Grenze zwischen zwei Sektoren kann ein Fahrwasser, Grenzen einer schiffbaren Wasserstraße, einen Wendepunkt, eine Kreuzung mit anderen Kanälen, eine Untiefe oder etwas anderes Wichtiges für den Navigator anzeigen.
Wenn ein Fahrwasser von einem weißen Sektor abgedeckt wird, muss das Licht gemäß der Farbkonvention der IALA für Region A vom Schiff aus, das sich von der Seeseite nähert, ein grüner Sektor an Steuerbord und ein roter Sektor an Backbord sein. Für Region B sind die Farben umgekehrt.
Der weiße Sektor ist der Leitsektor und zeigt eine sichere Durchfahrt im Fahrwasser an. Die roten und grünen Warnsektoren zeigen an, dass man zu weit nach links oder rechts abgekommen ist und seinen Kurs korrigieren muss, um wieder in die Mitte des Fahrwasser zu kommen.
Ein Sektorenfeuer mit mehreren Farbsektoren kann unterschiedliche Nutzabständen haben, sodass hierfür auch unterschiedliche Lichtstärken notwendig sind. Jeder Sektor eines Leitfeuers wird zusätzlich mit der so genannten Nenntragweite bezeichnet. 

Leitfeuer

Dunkelsektoren
Um bei Rundumleuchten eine störende Lichtabstrahlung zur Landseite hin zu vermeiden, werden lichtundurchlässige Blenden eingesetzt. Damit die nötigen Lichtstärken im Wasserstraßenabschnitt gesichert bleiben, werden die Blenden um mindestens einen halben Lampendurchmesser zur Landseite zurückgesetzt. So entstehen zur Landseite hin zwei Übergangsbereiche mit verringerter Lichtstärke und ein Sektor, wo die Leuchte vollständig ausgeblendet wird.
Die Dunkelsektoren, also Richtungen, aus denen das Feuer nicht zu sehen ist, werden meist auch in Seekarten eingezeichnet, damit der Schiffsführer weiß, aus welchen Richtungen er ein Leuchtfeuer nicht sehen kann, beispielsweise weil sich eine Insel davor befindet.

Unsicherheitswinkel
Der Unsicherheitswinkel bei Sektorenfeuern ist der Bereich, in dem sich die Farbe und/oder der Blinkrhythmus ändern. Der Schiffsführer sieht normalerweise eine Mischung der beiden Sektorzeichen und dies führt zu einer Unsicherheit, bei der der Schiffsführer nicht zwischen den beiden Sektoren unterscheiden kann.

Arten von Sektorenfeuern
Es gibt zwei grundlegende Arten von Sektorenfeuern: omnidirektional und gerichtet. Omnidirektionale Sektorenlichter decken im Allgemeinen bis zu 360 Grad ab, wohingegen gerichtete Sektorenfeuer nur einen relativ kleinen Winkel abdecken. Die gängigsten Technologien zur Erzeugung von Sektorlichtsignalen sind folgende:

Einzelne Lichtquelle mit Farb-Sektorenscheibe
Punktquellen-Sektorenlichter haben im Allgemeinen eine einzelne Lichtquelle, normalerweise eine Lampe in einer Gürtellinse mit einem oder mehreren optischen Filtern aus farbiges Glas oder Kunststoff, die in einiger Entfernung am Laternenhaus angebracht sind und so jeden Sektor in der gewünschten Farbe erzeugen. Dabei ist es wichtig, die Lichtquelle im der Optik richtig zu fokussieren, da jede kleine Fehlausrichtung zu einer Veränderung der Sektorgrenzen führen kann. Im Allgemeinen erzielen Halogen- und Metallhalogenlampen hinsichtlich der oben genannten Aspekte gute Ergebnisse.

Gürtellinse mit Farb-Sektorenscheibe

Rotierendes Sektorenlicht mit Farbumschaltung
Rotierende LED-Lichtquellen werden verwendet, um mehrere Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbe mit räumlicher Verteilung in Sektoren zu erzeugen. Jede Kombination aus einer LED und einer Linse erzeugt einen anderen Strahl, der während der Rotation zeitlich präzise gesteuert werden kann. Jedes Sektorsignal wird vom LED-Linsensystem zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Durchlaufen des bezeichneten Sektors erzeugt.
Beim Drehen erkennt eine elektronische Steuerung die Winkelposition der Optik und schaltet jede LED beim Durchlaufen des gewünschten Sektors ein. Zeigt die Linse mit der weißen LED beispielsweise in Richtung des weißen Sektors, ist sie so programmiert, dass sie sich einschaltet und nur innerhalb der Grenzen des weißen Sektors weißes Licht abgibt. Dasselbe gilt für grüne und rote Sektoren. Bei leeren Sektoren sind alle LEDs ausgeschaltet.

Präzisions-Sektorenfeuer
Projiziertes Licht ist eine spezielle Form von Sektorenlicht, das scharf definierte Sektorgrenzen erzeugen kann. Diese Funktion ist besonders nützlich für Anwendungen, die einen oder mehrere schmale Sektoren erfordern.
Bei dieser Art von Sektorenlicht wird ein Bild der gewünschten Sektoren erzeugt und durch eine Linse projiziert. Das Bild der gewünschten Sektoren erfolgt durch präzise gefertigte optische Filter. Das Prinzip ist dasselbe wie bei einem Dia- oder Overheadprojektor, der auf unendlich fokussiert ist. Vertikale Streifen aus farbigem Filterglas, optisch geschliffen und an ihren Kanten hochglanzpoliert, damit sie eng aneinander passen, werden als "Dia" verwendet, um den Strahl in verschiedene Sektoren aufzuteilen. Das Kondensorsystem sammelt das von der Lampe ausgestrahlte Licht und verteilt es gleichmäßig über den farbigen Filter. Ein Bild des Filters wird bis ins Unendliche projiziert. Sektorgrenzen können auf den ersten paar hundert Metern unscharf erscheinen, sind aber auf Arbeitsentfernungen sehr scharf.

Projektor-Sektorenlicht

MSSL-LED-Präzisions-Sektorenfeuer
LED-Lichtquellen sind in einer Reihe von monochromatischen Farben erhältlich und benötigen keine Farbfilter. Sie können eine energieeffiziente Lichtquelle für ein farbiges Sektorlicht darstellen, da das Licht direkt in der gewünschten Farbe erzeugt wird und kein Licht durch Absorption in Sektorfiltern verschwendet wird.
Grüne und rote LEDs haben eine sehr gesättigte Farbe, die perfekt in die IALA-Farbbereiche passt. Die Verwendung optischer Filter mit LEDs ist stattdessen nicht sehr effizient. Daher hat jeder Sektor seine eigene LED. Um große Tragweiten zu erreichen, ist es notwendig, mehrere LEDs in einer vertikalen Anordnung zu verbauen.
MSSL (MULTIPLE SOURCE SECTOR LIGHT) erzeugt die Sektorsignale mithilfe mehrerer LED-Lichtquellen, die mit einzelnen Linsen und Strahlformungsschirmen ausgestattet sind, die in der horizontalen Ebene als außermittige Punktquellen verteilt sind.
Die in einem MSSL eingesetzten Lichtsignalmodule können unterschiedlich komplex sein und reichen von einer einzelnen ungeschützten LED/Linsen-Baugruppe bis zu einem vollständig wetterfesten LED/Linsen-Modul mit mehreren vertikalen LED-Arrays, redundanten Schaltkreisen und einem Modulationseingang mit niedrigem Pegel zur Steuerung des Blinkens. Um einen kleinen Unsicherheitswinkel zu erreichen, ist es notwendig, LEDs mit einer kleinen Leuchtfläche zu verwenden.
Durch die Verwendung eines einzelnen farbigen LED-Projektors für jeden Sektor entsteht ein mehrstrahliges LED-Projektor-Sektorenlicht.

MSSL-Präzisions-Sektorenfeuer

Verwendung von Filtern bei Sektorenfeuern
Bei einem Sektorenfeuer mit optischer Filterung einer einzelnen Lichtquelle, können die Lichtstärke und damit die Reichweite jedes Sektors aufgrund unterschiedlicher Transmissionsfaktoren der optischen Filter erheblich variieren. Die spektrale Charakteristik der Lichtquelle hat einen großen Einfluss auf die Lichtleistung eines Farbfilters. Es ist notwendig, die Lichtquelle mit einem Filtermaterial abzustimmen, das eine geeignete spektrale Transmission aufweist, um so ein Licht zu erzeugen, dessen Farbart innerhalb des von der IALA empfohlenen Farbbereichs liegt. Der Transmissionsfaktor des Farbfilters bestimmt die Intensität und damit die Reichweite des farbigen Sektors. Einige typische Werte der Transmissionsfaktoren sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Lichtquelle / Farbtemperatur
Farbe Filamentlampe
(3000K)
Entladungslampe
(5800K)
LED
(4000K)
LED
(6500K)
Rot 8-25% ~13% ~10% ~8%
Grün 8-25% ~22% ~17% ~20%
Gelb 50-70% ~55% ~50% ~50%

Es gibt eine Reihe von Materialien, darunter Glas und Kunststoff (wie Polycarbonat oder Acryl), die für Filter geeignet sind. Große Filter sind im Allgemeinen leichter aus Kunststoff als aus Glas herzustellen. Bei Verwendung von Kunststofffiltern muss das Filtermaterial ultraviolettbeständig sein und so angepasst sein, dass es durch die von den Lampen erzeugte Wärme nicht verformt wird.

 

Impressum

Sitemap

Leuchtfeuer-Datenbank