[发明专利]照明方向风速指示器

说明书

技术领域

本发明涉及风向和风速指示器，具体地涉及在晚上以及在其它低能见度状况期间提供指示器的更大能见度的改善的装置设计。

背景技术

接近机场或着陆跑道的飞机驾驶员必须知道地面风向和相对速度以便使他们的飞行器安全地着陆。许多设备已在使用中，或者已被提出来通过指示风向和风速来帮助飞行员。

从古代以来，风向标用于指示风向，并且一些机场沿用风向标用于此目的。例如，加拿大育空（Yukon）地区的白马（Whitehorse）国际机场已经安装了退休的商用飞机，道格拉斯（Douglas）DC-3作为用于机场的风向标。相对的风速可以利用风速计来指示，风速计被认为在文艺复兴期间由Leon Battista Alberti发明的，他在将平板从边缘悬挂时发现风会偏转该平板，其中旋转取决于风速。风速计在更近代已被更新为杯形风速计，其中该板被通过臂连接到垂直杆的三个或四个杯代替，这些杯捕捉风以旋转杆。

风向标和杯形风速计有时被放置在同一个垂直杆上。可替换地，风向标和风速计的另一个组合是风向风速仪，其中螺旋桨和尾部在同一个水平轴上被组合并且安装在垂直轴上用于旋转以指示风向。

也许用于指示风向和相对速度的最简单的设备是风向袋，一块具有截头圆锥形状的布，具有用于较宽的末端的刚性的圆形的支撑，并且被安装用于在垂直轴上旋转。在低的风中，布下垂，但是在较高的风中，布在横向张满并且飞扬，指示风吹的方向。例如，如果风向袋指向东，则这意味着存在西风（从西向东吹的风）。风向袋相对于地的角度提供风是否轻微、中等或大的指示。风向袋在风中旋转的能力和从垂直位置伸直或伸展到水平位置的能力可能受雨夹雪、雪和冷冻天气的影响。

美国联邦航空局（FAA）对于风锥组件的规定，FAA通告150/5345-27D，需要风向袋在3节（knot）轻的风中指示风向，并且在15节时在水平位置充分伸展（指示高风）。对于夜间观察，风向袋可以被照明，或者通过泛光灯照射风向袋的外部，或者利用安装在杆上的光照射风向袋的内部。

美国专利No.1,879,267“Wind Indicator for Aviators”公开了一种风向风速仪，其中该设备的壳具有三角形状，在尖端处具有舵（rudder）以操纵风向风速仪。该壳还包含灯以在晚上提供风向风速仪的照明。但是，在风向风速仪的前面提供相对风速信息的螺旋桨不被照明。因此飞行员将在晚上具有困难的时间计量的风速。

美国专利No.1,911,169“Air Navigation Apparatus”公开了管形构件，风通过该管形构件，好像它是风向袋的刚性版本一样。管形构件在枢轴上转动以指示风向。经过管形构件的一些风被转向并且操作弹簧和齿轮机构，该机构控制安装在管形构件的顶部上的大的表盘上的指示相对风速的指针。弹簧和齿轮机构使得此设备复杂，并且表盘可以被读取的距离不大。此外，对于夜间使用，该装置不被照明。

美国专利No.1,953,159“Means for Indicating the Direction and Velocity of the Wind Near the Ground”公开了一种风向标，具有以不同的风速在枢轴上转动的两个臂，以使得飞行员可以观察风向标的朝向和枢轴臂的角度并且确定风向和相对速度。对于夜间观察，风向标和臂上的灯照明。该设计是复杂的，因为需要控制枢轴臂。

美国专利No.1,969,206“Device for Giving Luminous Signals,Particularly Adapted for Aviation Purposes”公开了一种风向标，具有投射灯系统，其将风向和风速投射到反射式屏幕或其它表面上。此设计需要投射表面，并且投射的光的反射在远处不会如直接照明那样可见，特别是如果表面是脏的或蒙上冰或雪。

美国专利No.4,241,604“Nighttime Wind Direction and Speed Indicator”公开了一种具有可旋转的投射透镜的灯，该透镜集中来自该灯的光的一部分并且将它投射在附近的地上。可旋转的投射透镜附着于外部风向标，以使得透镜随着风向标在风中在枢轴上转动而旋转，其中投射的光束指示风向。在该外壳的顶部上的杯形风速计连接到灯内的可旋转的快门，以使得快门中断投射的光束，其中中断的频率与风速成比例。不熟悉该设备的飞行员如何将闪光与风的地速度相关联是不清楚的。