[发明专利]基于冰探测输入的飞机防冰优化

说明书

相关申请

根据USCξ119(e)，本申请要求2012年4月27日提交的美国临时专利申请No.61/639,366和2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/800,310的的优先权。这些临时专利申请的全部公开内容通过引用在此被结合。

技术领域

本申请涉及基于冰探测输入的飞机防冰优化。

背景技术

当飞机飞行穿过含有过冷液滴的云层期间，所述过冷液滴含有非零液态水含量(例如，每立方米空气含有多达2.5g的水)，所述飞机会遭遇结冰的情况。一般来说，对于热力防冰系统，最严重的结冰状况将发生在温度处于其最冷时(例如，接近零下22华氏温度)，相关的速度是最快的，并且液滴平均尺寸是比较大的(例如，接近50微米)。防冰系统必须设计成保护飞机免于最严重的状况。

发明内容

提供一种防冰系统，所述防冰系统使用冰探测输入数据(例如，液态水含量，液滴平均尺寸等)连同其它输入以最优化操作，从而有效和高效地保护处于结冰状况的飞机。

附图说明

图1至12，每一个都示出了一种保护处于结冰状况的飞机表面的防冰系统。

具体实施方式

参考图1，防冰系统10适于保护易结冰区域11。防冰系统10包括与区域11相关联的防冰设备21，具有到防冰设备21的供应线31的机载功率源30，以及控制通过供应线31的功率供应的控制器41。至少基于给其提供冰情输入70的冰探测器60，优化器50将切换指令51传送至控制器41。优化器50可以接收附加输入，例如空速输入80，环境温度输入90，和/或飞行输入100。

在附图中，尽管优化器50示意性地被示出与控制器41分开的单独实体，但情况不必是这样。优化器50、控制器41和其它系统部件(包括下面介绍的其它控制器42-46)可以结合到装配中或共享装配(installation)。例如，优化器50可以是包含在与控制器一体化的微处理器中的算法。

参考图2-12，它们每一个都示出了防冰系统10适于保护至少两个区域11-12(每个都具有其自己的线路31-32、控制器41-42和指令51-52)，至少三个区域11-13(每个都具有其自己的线路31-33、控制器41-43和指令51-53)，至少四个区域11-14(每个都具有其自己的线路31-34、控制器41-44和指令51-54)，和/或至少六个区域11-16(每个都具有其自己的线路31-36、控制器41-46和指令51-56)。所述区域可以定位相互远离(参见例如图2、5、8)，顺翼展方向成行(参见例如图3、6、8、9、10、11、12)，和/或在翼弦方向成列(参见例如图4、7、10、12)。

防冰设备21-26每个均能包括将电能转换为热量的加热元件。如果防冰设备21-26是电热型的，源30则可包括机载交流或直流功率源，并且控制器41-46可包括电开关、电容器、脉冲电路或其它合适的组件。系统10可附加地或替代地使用其它类型的防冰设备(例如，气动热力设备、电脉冲系统、气动保护罩等)以及因此附加的或其它的功率源。

控制器41-46可以构造成简单地打开和关闭防冰设备21-26。这种情况下，当其不需要时，可通过避免激活防冰系统实现操作优化。同样的，特别关于除冰情形，设备激活可与最佳冰厚相协调，使得在冰厚适当低于飞机表面所能忍受的冰厚时不浪费除冰循环。替代地，控制器41-46可调节对防冰设备的功率供应等级。这可以通过调节实际功率供应等级、通过调制和/或通过调节除冰循环增量来实现。通常地，可利用的功率等级越多，节能的潜力越大。

优化器50可以包括以历史数据、数学模型和/或开发的算法编程的处理器，以允许其优化防冰的效率和有效性。除了在防冰系统10操作期间的数据动态输入，优化器50可以将相应区域的非变化的设计特征考虑在内(例如，机翼锐度、冰的采集效率、邻近运动部件等)。同样的，优化器50可以将相关防冰设备的操作视为协调方案。