[发明专利]用于减小除冰/防冰加热误差的总空气温度探测器及方法

说明书

技术领域

所公开的实施方式涉及总空气温度(TAT)探测器或传感器。更为具体地，本发明实施方式涉及改善TAT探测器的除冰加热误差(DHE)性能。

背景技术

新式的喷气式飞行器需要非常精确的外部空气温度(OAT)测量，以将该外部空气温度输入至空气数据计算机、引擎推力管理计算机以及其他机载系统。通常，对于此类飞行器、此类飞行器相关的飞行状态以及总空气温度探测器的使用而言，空气温度最好是由以下四个温度来定义：(1)静态空气温度(SAT)或(T_s)；(2)总空气温度(TAT)或(T_t)；(3)恢复温度(T_r)；以及(4)测量温度(T_m)。静态空气温度(SAT)或(T_s)为飞行器将要飞过的未受扰动的空气的温度。总空气温度(TAT)或(T_t)为通过将飞行动能100％转换而获得的最大空气温度。TAT的测量可从恢复温度(T_r)得到，该恢复温度为由于动能的未完全恢复而导致的飞行器表面每一部分上的局部空气温度的绝热值。温度(T_r)反过来根据测量温度(T_m)而获取，该测量温度(T_m)为所测量的实际温度并且因为应用环境所导致的热传导效应而与恢复温度不同。用于测量所述TAT的TAT探测器为本领域所公知。此类探测器可为大范围的不同类型及设计，且可安装于将TAT探测器暴露至气流的各种飞行器表面上。例如，一般的TAT探测器安装位置包括飞行器引擎和飞行器机身。

传统的TAT探测器虽然作为TAT传感器而言是一般非常有效的，但有时会面临着工作于结冰状态中的困难。可由嵌于TAT探测器壁(housingwall)之内或周围的加热元件、或流经探测器的热空气(例如，该热空气可来自飞行器引擎)来促进防冰性能。不幸的是，外部加热还会加热空气的内边界层，如果控制不当，将在TAT测量中提供额外的热源。用于对TAT探测器进行除冰的热导致温度读数出现误差，该误差被称之为除冰加热误差(DHE)。该除冰加热误差难以被纠正。

以上描述仅给出了大致的背景信息，并非意欲用于助于确定所要求保护的主题的范围。

发明内容

提供该发明内容以通过简化形式介绍部分理念，以下将在具体实施方式中对该理念进行进一步的说明。该发明内容并非意欲认定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非意欲用于助于确定所要求保护的主题的范围。

提供了一种用于减小总空气温度(TAT)探测器内的除冰加热误差(DHE)的方法。通过使用该方法，可获取特定类型TAT探测器的标称DHE函数，该标称DHE函数源自所述特定类型的多个TAT探测器。根据第一气流下的测量DHE与所述第一气流下的预测DHE的函数，计算所述特定类型的单个TAT探测器的探测器专用校正系数。所述第一气流下的预测DHE通过使用源自所述特定类型的多个TAT探测器的标称DHE函数来确定。之后，存储所述探测器专用校正系数以备后续使用，或者用于根据该探测器专用校正系数来确定所述单个TAT探测器在气流范围内的DHE。

附图说明

图1为根据示例性实施方式的安装于飞行器表面的TAT探测器的图解透视图；

图2为根据示例性实施方式的TAT探测器和探测器系统的图解图示；

图3为示出了DHE与气流之间的函数关系的标称曲线以及在探测器偏离标称+/-10％进行测量时的曲线的曲线图；

图4为示出了对于基于传统标称曲线的校正以及基于校正系数的曲线而言，DHE的3σ标准偏差(以℃为单位)与流率之间的函数关系的曲线图；

图5-图7为示出了所公开的一些实施方式的方法步骤的流程图。

具体实施方式

用于对总空气温度(TAT)探测器进行除冰的热导致温度读数出现误差，该误差被称之为除冰加热误差(DHE)。该DHE随流体(flow)而变化，且可通过多点风洞测试来表征。通过测试特定类型的多个探测器，可针对特定探测器设计，开发出平均或标称DHE校正曲线或函数。之后，由该DHE校正曲线或函数所定义的单个关系典型地被用于将DHE校正应用于所定义探测器家族中的所有探测器。这校正了大多数的误差，但没有对探测器进行数据采集以获取该家族内的探测器差异。该不确定性源自细微的部分以及制造易变性。