通过分析电流消耗检测飞行器的结冰状况制造技术

本发明专利技术涉及通过分析电流消耗检测飞行器的结冰状况。一种用于检测飞行器的结冰状况的方法和系统，所述飞行器包括安装在其蒙皮上的探头(5)以及计算机(7)，所述计算机被配置成用于获取流动通过所述探头的电流的测量值以便管理它们的电量消耗，所述计算机(7)此外还被配置成用于对比流动通过至少两个探头(5)的电流、并且用于从所述对比推断结冰状况。

Detection of Ice Formation of Aircraft by Analysis of Current Consumption

【技术实现步骤摘要】
通过分析电流消耗检测飞行器的结冰状况
本专利技术通常涉及对飞行器所处的天气状况的估计，并且更具体地涉及结冰状况的检测。
技术介绍
在飞行期间发生的结冰状况可能会影响飞行器性能。因此，当飞行器被证明在结冰状况下飞行时，它们装备有集成到要保护的元件(机翼，发动机进气口、皮托管探头、等)中的保护系统。保护系统尤其采取加热系统的形式，该加热系统防止冰的形成或积聚。这些保护系统中的至少某些保护系统的启用通常基于飞行员在他已经认定存在结冰状况后的判断。通常使用机械和/或光学检测系统来辅助飞行员进行他的判断。应当注意到的是，某些元件(例如皮托管探头式传感器)由加热系统持续保护，并且因此不需要飞行员的动作来保护它们免受结冰状况的影响。相比之下，其他元件(例如机翼和发动机进气口)需要飞行员的一次性动作以便在检测系统检测到结冰状况之后保护它们。因此通常为飞行器装备专用于检测结冰状况的传感器，这些传感器安装在飞行器的蒙皮上、并且使用所获得的测量值来判定冰的存在。飞行员仍然需要通过对飞行阶段、受冰影响的元件所执行的功能的危险程度、以及相关联的安全裕度加以考虑来评估测量值，以便避免保护系统的任何不希望的触发。这些特定检测传感器安装在机身的蒙皮或飞行器的表面上，这首先需要穿透所讨论的机身或表面，靠近孔提供机械加强件，使用电气线路系统、并且在电气封壳中安装额外的采集系统，从而增大了重量和成本。此外，特定的传感器经常回突出超过机身的蒙皮并且因此产生阻力，这可能会影响飞行器的性能。目前特定的检测传感器很好地执行它们的对结冰状况进行总体检测的功能，但不适用于提供更准确的诊断。具体地，这些特定的传感器不适用于识别大水滴或冰晶的形成。本专利技术的一个目的是提出一种用于检测飞行器的结冰状况的系统，该系统至少改正了以上缺点中的某些缺点，特别是该系统不需要额外的穿透或布线操作、不使飞机的重量或其空气动力学阻力增大、并且使得可以感知广泛的结冰状况并且提供比现有技术更准确的诊断。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于检测飞行器的结冰状况系统，所述飞行器包括安装在其蒙皮上的探头以及计算机，所述计算机被配置成用于获取流动通过所述探头的电流的测量值以便管理它们的电量消耗，所述计算机此外还被配置成用于对比流动通过至少两个探头的电流、并且用于从所述对比推断结冰状况。因此，对比已经可用的探头的电流强度使得可以检测云层的存在、结冰状况、以及云层的水浓度。不再需要安装特定的冰检测器，因此使得可以减小重量、成本、维护和电量消耗。有利地，所述计算机被配置成用于计算分别流动通过安装在所述飞行器的不同的位置的第一探头和第二探头的第一电流强度与第二电流强度之间的电流比例，所述比例指示结冰状况。因此，简单地计算已经测量到的电流比例出人意料地使得可以具有对结冰状况的可靠的指示。有利地，所述计算机被配置成用于通过将所述电流比例除以与所述第一探头和所述第二探头分别相关的第一水收集系数与第二水收集系数之间的比例、并且除以无云常数来确定指示结冰状况的参数。结冰状况参数使得可以通过区分液态和固体颗粒来指示结冰状况的存在和类型。有利地，所述水收集系数通过空气动力学定律基于飞行状况、所述探头的位置、以及大气状况预先确定，所述收集系数的值被输入存储在存储单元中的查找表。有利地，所述无云常数通过测量干燥空气的大气状况下关于所述第一探头和所述第二探头的电流比例来预先确定。根据本专利技术的一个实施例，所述计算机此外还被配置成用于通过使用事先记录的学习数据来推断结冰状况。这使得可以拓宽检测范围并且改善对结冰状况的解释。有利地，计算机被配置成用于监测飞行器的多个不同的飞行期间指示结冰状况的参数随时间的演变。这使得可以监测结冰状况和云层的水浓度的演变。有利地，所述结冰状况数据被实时指示在所述飞行器的驾驶舱的接口上。这些数据因此使得可以辅助飞行员进行他对于启用保护系统的判断。有利地，所述计算机被配置成用于成对地对比流动通过安装在所述飞行器的多个不同的位置上的多个探头的电流。这使得可以探测云层的水浓度。有利地，所述计算机所确定的所述结冰状况数据由所述飞行器传输至地面天气站。地面站因此能够收集来自多个高度处的源的天气数据。本专利技术还针对一种飞行器，所述飞行器具有根据以上特征中任一项所述的用于检测结冰状况的系统。本专利技术还针对一种用于检测飞行器的结冰状况的方法，所述飞行器包括安装在其蒙皮上的探头以及计算机，所述计算机被配置成用于获取流动通过所述探头的电流的测量值以便管理它们的电量消耗，所述方法包括对比流动通过至少两个探头的电流并且从所述对比推断结冰状况。附图说明在阅读参考附图所给出的本专利技术的一个优选的实施例之后，本专利技术的其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：图1示意性地示出了具有根据本专利技术的一个实施例的用于检测结冰状况的系统的飞行器；图2示意性地展示了根据本专利技术的一个优选的实施例的用于检测结冰状况的系统；图3展示了根据本专利技术的随与飞行器的蒙皮的距离而变的、并且处于飞行器的多个不同的飞行状况下的水收集系数的曲线；图4是根据本专利技术的一个实施例的展示指示结冰状况的参数的图示；并且图5示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的用于检测结冰状况的方法。具体实施方式作为本专利技术的基础的概念是使用已经可用的电流强度测量值，而无需开发和安装特定的外部传感器，并且因此不需要在飞行器的蒙皮上植入装置来检测结冰状况的存在。在这种情况下，特定的传感器被理解为其测量值旨在排它地检测冰的存在的传感器(例如冰晶检测器)。图1示意性地示出了具有根据本专利技术的一个实施例的用于检测结冰状况的系统1的飞行器。一般来说，飞行器3具有用于监测飞行状况的多种类型的探头5。具体地，皮托管类型的流体速度测量探头、攻角测量探头、温度测量探头、压力探头等通常安装在飞行器3的蒙皮上。此外，加热元件、并且更具体地电加热电路51集成到这些探头中以便保护它们免受结冰状况影响。飞行器3的发电系统(未展示)向集成在多个不同的探头5中的多个不同的电加热电路51持续施加电压。此外，飞行器的具有计算机7的监测系统配置成用于获取流动通过多个不同的探头5(更准确地是加热电路51)的电流的测量值以便管理它们的电量消耗并且检查它们的电加热电路51正在正确地运行。流动通过探头5的电流取决于探头的物理特征，并且取决于飞行状况和大气状况。根据本专利技术，此外还配置了计算机7来对比同时流动通过安装在飞行器上的至少两个探头5的电流。计算机7被配置成用于根据这个对比来推断结冰状况。探头5的电量消耗取决于电加热电路51向大气中的散热。此散热与大气状况(温度、压力、云层中的水浓度等)相关、并且与围绕探头流动的空气相关。此外，散热因此与探头5在机身上的位置相关。通过分析多个不同的探头5的电流之间的差别，计算机7被配置成用于推断结冰状况。图2示意性地展示了根据本专利技术的一个优选的实施例的用于检测结冰状况的系统。根据这个实施例，计算机7被配置成用于获取分别流动通过安装在飞行器的多个不同位置处的第一探头5A和第二探头5B的第一电流强度iA和第二电流强度iB。此外，计算机7被配置成用于计算第一电流强度iA与第二电流强度iB之间的电流比例。已经建立的是，在无云的天空中(即没有冰)，针对给定的飞行状况(高度、温度、攻角、马赫数)，关于两个给定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测飞行器的结冰状况的系统，所述飞行器包括安装在其蒙皮上的探头(5)以及计算机(7)，所述计算机被配置成用于获取流动通过所述探头的电流的测量值以便管理它们的电量消耗，其特征在于，所述计算机(7)此外还被配置成用于对比流动通过至少两个探头(5)的电流、并且用于从所述对比推断结冰状况。

【技术特征摘要】
2018.03.30 FR 18528101.一种用于检测飞行器的结冰状况的系统，所述飞行器包括安装在其蒙皮上的探头(5)以及计算机(7)，所述计算机被配置成用于获取流动通过所述探头的电流的测量值以便管理它们的电量消耗，其特征在于，所述计算机(7)此外还被配置成用于对比流动通过至少两个探头(5)的电流、并且用于从所述对比推断结冰状况。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机(7)被配置成用于计算分别流动通过安装在所述飞行器的不同的位置的第一探头(5A)和第二探头(5B)的第一电流强度与第二电流强度之间的电流比例，所述电流比例指示结冰状况。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述计算机(7)被配置成用于通过将所述电流比例除以与所述第一探头(5A)和所述第二探头(5B)分别相关的第一水收集系数与第二水收集系数之间的比例、并且除以无云常数来确定指示结冰状况的参数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述水收集系数通过空气动力学定律基于飞行状况、所述探头的位置、以及大气状况预先确定，所述收集系数的值被输入存储在存储单元(9)中的查找...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克拉维尔，A·卡尔梅斯，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR