[发明专利]检测飞机上的飞行中结冰情况

说明书

本发明涉及检测飞机上的飞行中结冰情况。提供一种包括在飞机的飞行期间实时执行的多个操作的方法。即，所述方法可包括监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，其中，电信号的幅度可以与冰集结的量相关。方法可包括根据电信号的变化量计算液态水含量(LWC)值，并且根据LWC值迭代地计算总水暴露量(TWE)值。TWE值可以表示从初始事件的时间开始的飞机的总水暴露量，并且可以通过多个迭代而计算作为累加值。并且所述方法可包括在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

技术领域

本公开内容主要涉及检测结冰情况并且，具体地，涉及检测飞机上的飞行中结冰情况。

背景技术

在航空中，当大气条件导致在飞机的表面上或者引擎内形成冰时，可能发生飞机上的结冰，这常常是不希望的并且对于操作飞机是潜在不安全的。FAA规范定义大气层，其中，对于飞机设计和鉴定，必须考虑结冰情况。已知即使飞机机翼的前缘上的少量的积冰可能对升阻特性(lift and drag characteristic)具有显著的影响，飞机结冰的实时检测是确保安全飞行所需的重要的飞行甲板输入(flight deck input)。

许多飞机包括处理这些结冰情况的系统，包括实时冰检测系统。这些系统在飞机之间是不同的，但是许多商用运输类型飞机利用能够检测飞机结冰情况并且在适当的情形下向机组人员发出警告的冰检测传感器。现有的冰检测传感器使用各种技术，但是大部分飞机目前使用包括被设计为收集探针表面上的过冷水滴的振动探针的积冰传感器(iceaccretion sensor)。这些传感器探针在以下方面具有局限性：慢的反应时间以及检测所有液滴尺寸和温度/具有一定结冰外层的液态水含量条件的有限能力。这些局限性可能不仅影响冰检测系统有效操作以处理结冰情况的能力，而且还可以导致低于最佳的燃料消耗。

因此，期望具有考虑到至少一些以上讨论的问题以及可能的其他问题的系统和方法。

发明内容

本公开内容的示例实施方式主要涉及用于检测飞机上的飞行中结冰情况的改进的装置、方法和计算机可读存储介质。示例实施方式可以部分基于飞机遇到的冰的速率来检测结冰情况，并且可以通过监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号来这样做，与等待传感器被配置为输出的表示冰集结的特定的量的离散信号相反。在一些情况下，系统、方法和计算机可读存储介质可以使用可变阈值用于响应于已经检测到结冰情况来执行警告或者补救措施。这可以允许不同的阈值用于不同的措施，并且还可以在允许飞机或者飞行阶段中的可变性。措施可包括不同的防冰系统的激活，并且通过它们响应于不同的阈值的激活，示例实施方式可以减少飞机的燃料消耗。

根据示例实施方式的一个方面，方法包括在飞机的飞行期间实时执行的多个操作。即，方法可包括监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，其中，电信号的幅度可以与传感器上的冰集结的量相关。方法可包括根据电信号的改变率计算液态水含量(LWC)，并且根据LWC值迭代地计算总水暴露量(total water exposure)(TWE)值。TWE值可以表示从初始事件的时间开始飞机的总水暴露量，并且可以通过多个迭代而计算作为累加值。并且方法可包括在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

在一些示例中，连续的电信号与传感器被配置为输出的以表示传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

在一些示例中，传感器可以是积冰传感器，积冰传感器包括就由积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩探针。在这些示例中，监测连续的电信号可包括监测通过积冰传感器输出的连续的电压信号。

在一些示例中，方法可以进一步包括监测至少包括飞机的真实空速的一个或多个飞机飞行参数。在这些示例中，计算TWE值可包括进一步根据一个或多个飞机飞行参数计算TWE值。