管理对结冰威胁的响应制造技术

提供了一种用于飞行器的防冰系统。该系统包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成生成指示飞行器附近的空运颗粒的大小、形状、密度和类型中的一个或多个的数据。所述一个或多个传感器耦合到数据调节器，所述数据调节器配置成准备所述数据以用于处理。数据调节器耦合到推理器，所述推理器配置成根据所述数据来确定对机身、至少一个引擎和至少一个空中数据探针的结冰威胁的严重性。一个或多个控制器耦合到推理器。所述一个或多个控制器取决于由推理器确定的结冰威胁来自动地操作用于所述至少一个引擎、机身和所述至少一个空中数据探针中的至少一个的防结冰机构。

Manage response to icing threats

An anti-icing system for aircraft is provided. The system includes one or more sensors configured to generate one or more data indicating the size, shape, density and type of airborne particles near the aircraft. The one or more sensors are coupled to a data regulator configured to prepare the data for processing. The data regulator is coupled to a reasoner configured to determine the severity of the ice threat to the fuselage, at least one engine and at least one air data probe based on the data. One or more controllers are coupled to the reasoner. The one or more controllers automatically operate an anti-icing mechanism for at least one of the at least one engine, fuselage and at least one of the at least one air data probe depending on the icing threat determined by the reasoner.

【技术实现步骤摘要】
管理对结冰威胁的响应
技术介绍
许多年来，机身结冰威胁已经是显著的航空危险。当飞行器遭遇结冰状况时，任何不受抑制的冰累积可以导致增加的空气动力阻力（drag）、升力的损失和增加的重量。这些因素降低总的飞行器性能，并且特别地导致更高的失速速度。如果暴露被延长，冰累积可以变得明显，并且飞行器可以丢失继续处于稳定飞行中的能力。统计上，尽管机身结冰事故仅占总航空事故的小百分比，但是它们在从1982年到2000年的19年时段期间导致583个事故和多于800个死亡。KevinR.Petty和CarolD.J.Floyd的“AstatisticalReviewofAviationAirframeIcingAccidentsintheUS”，NationalTransportationSafetyBoard(NTSB),Washington,DC。在此时段上来自全国运输安全委员会（NTSB）的数据示出了机身结冰事故的百分之四十（40%）发生在飞机巡航时，飞行员工作量相对低时的时段；并且监视和对结冰进行响应的机会应当是高的。结冰事故的下一个最大百分比发生在引擎通常操作于最大功率下并且飞行员工作量高时的起飞期间。事故数据的进一步研究展示了经验丰富和缺乏经验的飞行员都易受机身结冰危险的影响，而且，诸如过冷液滴（SLD）之类的某些类型的结冰状况可以导致不同的冰累积模式。“对过冷大微滴（SLD）的大量……注意在ATR-72……经历从受控飞行的非命令偏离时生成并且在Roselawn，Indiana附近坠毁（1994）。依附在除冰靴后面的冰脊对未预料到的副翼铰链力矩翻转以及控制的突然丢失有贡献”。除了对由SLD造成的威胁的理解的增长之外，现在认识到比当前在技术标准规定TSO-C16a验证要求中定义的那些更粗糙的冰形状和更大的冰尺寸可以引起大的空气动力惩罚。并非所有的机身结冰威胁平等地创建。结冰状况对空中旅行的威胁不限于机身结冰；还存在引擎事件和空中数据仪器故障的威胁。根据Mason等人，从上世纪90年代到2006年，已经存在超过240个结冰相关事件，其中62个已经被归类为涡轮风扇发动机功率损失，可能由于冰颗粒结冰。JeanneG.Mason、J.WalterStrapp和PhilipChow的“TheIceParticleThreattoEnginesinFlight”，第44届AIAAAerospaceSciencesMeetingandExhibit，2006年1月，Reno，Nevada。过去，由于冻结的颗粒从冷的机翼或引擎部件表面弹开并且不会导致任何依附的事实，冰颗粒被视为对机身和引擎是无害的。然而，由机身和引擎制造商进行的最近研究和分析已经展示了引擎回退（rollback）的原因是引擎核心通道内部的第二级上的冰的累积。重要的是要指出，大部分的大运输机事件是在22,000英尺以上，在TSO-C16a、附录C、用于包含过冷液态水的云的结冰包封的极限处。“虽然飞行员报告指示飞行器通常处于云中（IMC状况），但是他们很少报告飞行器表面上的冰累积，并且如果安装了Rosemount冰检测器并且报告是可用的，则它绝不给出冰依附的任何指示（6种情况）。飞行员作出的注释，诸如‘在任何阶段都不存在挡风玻璃、雨刷器或小翼周围结冰的任何可见符号’，以及‘所有时间都处于云中，但是没有观察到结冰’”。这些发现全部证实作为针对引擎事件的元凶的在这以前未识别的冰晶的存在。发现还展示了许多通常使用的冰检测器对结冰状况不灵敏。对于这个的原因在于冰晶不会粘附到冷的机身表面，而是确切地说弹开。然而，晶体可以部分地融化并且粘贴到相对暖的表面，诸如空中数据探针和引擎核心表面。因此，对机身无害并且从通常检测隐藏的环境可以对引擎或空中数据探针是极其致命的。最近，草案EUROCAE文档，ED-103，“Minimumoperationalperformancespecificationforinflighticingdetectionsystems”已经定义了五个不同的结冰状况：三（3）个液态水（LW）滴结冰状况（LW-C、LW-FZDZ、LW-FZRA）和两（2）个冰水颗粒（IC：完全冻成冰的冰晶，MP：混合相）。它们进一步将用于飞行中的结冰检测系统的预期功能定义为包括检测和区分这些状况中的一个或多个的能力。然而，即使这个检测和区分能力在所有不同的结冰状况之上可用，当前控制系统也没有装备成使用该信息。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于飞行器的防冰系统。该系统包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成生成指示以下中的一个或多个的数据：飞行器附近的空运颗粒的大小、形状、密度和类型。所述一个或多个传感器耦合到数据调节器（dataconditioner），所述数据调节器配置成准备所述数据以用于处理。数据调节器耦合到推理器，所述推理器配置成根据所述数据来确定对机身、至少一个引擎和至少一个空中数据探针的结冰威胁的严重性。一个或多个控制器耦合到推理器。所述一个或多个控制器取决于由推理器确定的结冰威胁而自动地操作用于所述至少一个引擎、机身和至少一个空中数据探针中的至少一个的防结冰机构。附图说明当鉴于优选实施例的描述和以下各图考虑时，本专利技术的实施例可以更加容易地理解并且其另外的优点和使用更加容易地显而易见，其中：图1是用于标识、区分和管理由飞行器的各种特征面临的不同结冰威胁的系统的框图，所述各种特征包括但不限于飞行器的机身、空中数据探针和引擎。图2是用于标识、区分和管理对飞行器的各种特征的不同结冰威胁的方法的流程图，所述各种特征包括但不限于飞行器的机身、空中数据探针和引擎。图3是用于标识、区分和管理对飞行器的各种特征的不同结冰威胁的另一方法的流程图，所述各种特征包括但不限于飞行器的机身、空中数据探针和引擎。依照通常实践，各种所述特征并没有按比例绘制，而是绘制成强调与本专利技术有关的特征。遍及各图和文本，参考字符表示相似元件。具体实施方式在下面的详细描述中，参照形成其一部分的附图，并且在所述附图中通过其中可以实施本专利技术的具体说明性实施例的方式来示出。以充足的细节来描述这些实施例以使得本领域技术人员能够实施本专利技术，并且要理解到，可以利用其它实施例，并且可以在不脱离本专利技术的范围的情况下作出逻辑、机械和电气改变。下面的详细描述因此不要以限制性意义来理解。如上文所详述，存在对更有效地检测和区分飞行器结冰威胁的需要。然而，现代飞行器当前不具有足够准确的水与冰的测量设备以在冰、冰晶、混合相水状况或者超大微滴之间进行辨别。由于这些限制，飞行器制造商规定保守方法来确保飞行器的占有者的安全。而且，操作员和飞行员倾向于在防冰和除冰的使用方面是保守的以确保安全。本专利技术的实施例提供了一种用于标识、区分和管理对飞行器的机身和引擎的不同结冰威胁的方法，其中将排气（bleedair）加热用于除冰。此方法的实现旨在提供增强安全和操作效率两者的益处。图1是示出了系统的部件的高级功能框图，所述系统一般在100处指示，其被设计成检测、区分和管理对飞行器的结冰威胁的响应。要设想到的是，在一个实施例中，系统100可以是现有引擎排气控制装置（control）的从属（slave）或延伸。系统100测量指示飞行器附近本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞行器的防冰系统（100），所述防冰系统包括：一个或多个传感器（102‑1到102‑N），其单独地或者组合地配置成生成指示飞行器附近的空运颗粒的大小、形状、密度和类型中的一个或多个的数据；耦合到所述一个或多个传感器的数据调节器（104），其配置成准备所述数据以用于处理；耦合到数据调节器的推理器（106），其配置成根据来自所述数据调节器的数据来确定对机身（118）、至少一个引擎（120）和至少一个空中数据探针的结冰威胁的严重性；以及响应于推理器的一个或多个控制器（110、103），其中所述一个或多个控制器取决于由推理器确定的结冰威胁来自动地操作用于所述至少一个引擎、机身和所述至少一个空中数据探针中的至少一个的防结冰机构。

【技术特征摘要】
2017.08.01 US 15/6665191.一种用于飞行器的防冰系统（100），所述防冰系统包括：一个或多个传感器（102-1到102-N），其单独地或者组合地配置成生成指示飞行器附近的空运颗粒的大小、形状、密度和类型中的一个或多个的数据；耦合到所述一个或多个传感器的数据调节器（104），其配置成准备所述数据以用于处理；耦合到数据调节器的推理器（106），其配置成根据来自所述数据调节器的数据来确定对机身（118）、至少一个引擎（120）和至少一个空中数据探针的结冰威胁的严重性；以及响应于推理器的一个或多个控制器（110、10...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA戈顿，J加德，BG诺尔思卡特，GJ查普曼，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US