[发明专利]用于检测堵塞的皮托-静压口的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空电子学。更具体地，本发明涉及用于确认飞机的大气数据系统的堵塞皮托管、静压口或其它压力端口的方法和装置。

背景技术

飞机通常包括用于确定飞机的纵向空速和高度的大气数据系统。这些系统也经常用于测量迎角和侧滑角。皮托系统包括一个或多个皮托管，所述皮托管从机身突出来进入到气流当中，并允许大气的冲击压力进入所述管。皮托管具有开口，通常为圆形朝前的。所述开口在飞机穿过空气移动时暴露于大气冲压中。传感器感测压差，所述压差可以是皮托管中的气流冲击压力与静压口中的大气静压之间的压差。指示空速的输出通常由大气数据计算机提供至驾驶舱内的空速指示器。

静压系统通常包括一个或多个静压端口，它们感测飞机外部的大气压力，理想的是不受飞机移动造成的压力变化的影响。基于许多目的，静压是用于飞机的重要参数，包括确定高度、高度变化率、空速和空速变化率，其中最后提到的参数继而用作对各种其它设备的输入，所述各种其它设备如为飞行管理系统、自动驾驶仪、近地警告系统和风切变探测器。通过静压口感测的标准大气压力用于产生高度指示信号，其通常由大气数据计算机提供给飞机驾驶舱内的高度表。通常的情况是，在较新式的飞机中，静压口与皮托管是一体的。

大气数据探针也可以包括设计用来测量迎角或侧滑角的压力端口。传感器感测位于探针的顶侧和底侧上的压力端口之间的压差以测量迎角。可以类似地测量侧滑角，方式是通过感测位于探针的左侧和右侧上的端口之间的压差，或作为另外的选择，可以通过比较左侧探针中的压力与右侧探针中的压力进行测量。

大气数据系统的皮托管、静压口及其它相关端口有时可能会发生堵塞，这会严重地影响感测压力的精确度，因此严重地影响所确定的空速、高度或其它测定的大气数据参数的精确度。皮托管和静压口可能会被例如由昆虫、鸟撞击、火山灰、结冰及其它碎片所造成的异物堵塞。皮托端口特别容易堵塞，因为皮托开口是朝前的，因此最容易结冰或吞入异物。

目前还没有可靠的系统和方法来检测皮托管和/或静压口是发生了故障，还是实际上被任何前述的碎片所堵塞。例如，就堵塞的皮托管和排放孔来说，目前的技术依赖于通过与其它源或系统进行比较来感测定(滞留)压，而这是不可靠的(例如，如果飞机在恒定的空速和高度时发生堵塞，则堵塞可能对测定的压力没有影响)。因此，多种共同模式的故障可能会使得很难或无法确定哪些系统(如果有的话)仍然在以正确的方式运行。此外，目前的技术不能区分堵塞的端口和与压力传感器相关的问题，如果两个或更多个通道出现大致相同量的差错，则也有可能错误地挑出正常运转的压力测量值。

发明内容

在一方面描述了航空电子系统和检测气动堵塞的方法，其中本发明的一方面包括气压测量系统，所述气压测量系统包括用于检测气压的与大气探针部件的进气口关联设置的第一传感器。所述气压测量系统还包括用于检测气压的与大气探针部件的进气口关联设置的第二传感器，第二传感器的频率响应高于第一传感器的频率响应。大气数据计算机与第一和第二传感器中的每个相连接，并且配置成且可操作以使用由第一传感器检测的气压计算第一飞机运动测量项，并且其进一步操作根据由第二传感器输出的频率含量和高度来确定是否第一传感器出现故障或者是否大气探针部件的进气口发生堵塞。

在本发明的另一方面，航空电子系统包括气压测量系统，所述气压测量系统包括与电子压力传感器连接的大气探针部件。电子传感器配置成且可操作以提供来自大气探针部件并指示气压测量项的第一电信号和来自大气探针部件并且也指示气压测量项的第二电信号，其中所述第二电信号的频率响应高于所述第一电信号的频率响应。大气数据计算机与第一和第二电信号中的每个相连接，其中大气数据计算机配置成且可操作以使用第一电信号来计算机运动测量项，并根据第二电信号的频率含量和高度确定是否大气探针部件被冰或其它碎片堵塞。可以意识到并理解的是，优选将第一传感器设计成提供对被监测压力的稳定测量，优选将第二传感器设计成量化气流中的湍流或其它噪声的量。此湍流由大气中自然发生的湍流、机身上方气流中的湍流和由探针及其附近中的气流引起的湍流组成。堵塞的端口可能不一定会造成由第一传感器所测定的压力的任何偏移，但应该显示出实际上不指示来自第二传感器的湍流或其它噪声。

在本发明的另一方面，大气数据计算机配置成且可操作以使用前述第二电信号计算第二飞机运动测量项，所述第二飞机运动测量项不同于前述第一飞机运动测量项。

附图说明

可以参考以下结合附图一起对本发明示例实施方案的详细描述来理解本发明的目标和特点，其中：