Автоматизированное измерение капель воды и система обнаружения льда
Группа изобретений относится к авиационной технике, а именно к устройствам для обнаружения условий обледенения летательных аппаратов. Устройство содержит систему с датчиками и детектор условия обледенения. Система с датчиками выполнена с возможностью отбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата и формирования определенного количества изображений собранных капель воды. Детектор условия обледенения выполнен с возможностью обнаружения определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата с использованием указанного определенного количества изображений, полученных от системы с датчиками. Достигается более точное и подробное получение информации об условиях обледенения летательного аппарата. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.
1. Область техники
Настоящее раскрытие изобретения в целом относится к обнаружению условий обледенения и, в частности, к обнаружению условий обледенения летательного аппарата. Еще точнее, настоящее раскрытие изобретения относится к обнаружению переохлажденных капель воды, включая переохлажденные большие капли летательного аппарата.
2. Уровень техники
В авиации может происходить обледенение летательного аппарата при атмосферных условиях, приводящих к образованию льда на поверхностях летательного аппарата. Кроме того, образование льда также может иметь место внутри двигателя. Лед, образуемый на поверхностях летательного аппарата, на входных отверстиях двигателя и в других местах, нежелателен и потенциально опасен для работы летательного аппарата.
Условия обледенения могут возникать в присутствии капель переохлажденной жидкой воды. В этих пояснительных примерах воду полагают переохлажденной при охлаждении воды ниже установленной точки замерзания для воды, но все же находящейся в жидкой фазе. Условия обледенения могут быть охарактеризованы размером капель, содержанием воды в жидкой фазе, температурой воздуха и другими параметрами. Эти параметры могут воздействовать на скорость и степень образования льда на летательном аппарате.
При обледенении летательный аппарат теряет возможность работать должным образом. Например, присутствие льда на крыле летательного аппарата приводит к тому, что срыв потока происходит при меньшем значении угла атаки, кроме того увеличивается аэродинамическое сопротивление летательного аппарата.
Летательный аппарат может содержать приспособления для предотвращения обледенения, удаления льда или некоторую комбинацию приспособлений, предназначенных для борьбы с этими условиями обледенения. Например, летательный аппарат может содержать устройства для обнаружения обледенения, предотвращения обледенения и для удаления льда. Лед может быть удален посредством использования жидкости для удаления льда, инфракрасным нагревом и посредством других подходящих способов.
Летательный аппарат может быть сертифицирован для работы при различных типах условий обледенения. Некоторые летательные аппараты могут быть сертифицированы для работы при нормальных условиях обледенения, но не в присутствии больших переохлажденных капель. Используемые в настоящее время системы с датчиками неспособны отличать обычные условия обледенения от условий обледенения в присутствии больших переохлажденных капель. Таким образом, желательно иметь способ и устройство, имеющее целью решить по меньшей мере некоторые из проблем, описанных выше, а также другие возможные проблемы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте реализации настоящего изобретения устройство содержит систему с датчиками и детектор условия обледенения. Система с датчиками выполнена с возможностью отбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата и формирования определенного количества изображений собранных капель воды. Детектор условия обледенения выполнен с возможностью обнаружения присутствия определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата посредством использования указанного определенного количества изображений, полученных системой с датчиками.
В другом варианте реализации настоящего изобретения устройство обнаружения условия обледенения содержит группу блоков датчиков и детектор условия обледенения. Группа блоков датчиков выполнена с возможностью выработки информации относительно определенного количества типов условий обледенения за пределами летательного аппарата. Блок датчиков из группы блоков датчиков содержит определенное количество пробоотборников, выполненных с возможностью отбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата, и устройство в виде фотокамеры, выполненное с возможностью формирования указанного определенного количества изображений капель воды, собранных определенным количеством пробоотборников. Детектор условия обледенения выполнен с возможностью обнаружения присутствия указанного определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата посредством использования определенного количества изображений, полученных устройством в виде фотокамеры.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложен способ обнаружения условия обледенения, согласно которому осуществляют сбор капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата и формирование определенного количества изображений собранных капель воды. При использовании указанного определенного количества изображений, полученных системой с датчиками, определяют имеет ли место определенное количество типов условий обледенения летательного аппарата.
Согласно одному аспекту изобретения предложено устройство, содержащее систему с датчиками, выполненную с возможностью сбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата и формирования определенного количества изображений собранных капель воды, и детектор условия обледенения, выполненный с возможностью обнаружения определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата, посредством использования определенного количества изображений, выработанных системой сдатчиками.
Детектор условия обледенения, может быть дополнительно выполнен с возможностью выполнения определенной операции в ответ на обнаружение присутствия по меньшей мере одного из условий обледенения первого типа и условий обледенения второго типа.
Эта операция может представлять собой формирование сигнала тревоги, активацию противообледенительной системы, формирование регистрационной записи и отправку отчета.
Система с датчиками может содержать определенное количество пробоотборников, выполненных с возможностью сбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата, и фотокамеру, выполненную с возможностью формирования указанного определенного количества изображений капель воды, собранных определенным количеством пробоотборников.
Указанное определенное количество пробоотборников может быть выполнено с возможностью выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата внутрь летательного аппарата.
Указанное определенное количество пробоотборников может быть выполнено с возможностью периодического выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата.
Устройство может дополнительно содержать корпус, причем фотокамера размещена внутри корпуса, и указанное определенное количество пробоотборников выполнено с возможностью выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата из корпуса и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата в корпус, и двигательное устройство, выполненное с возможностью перемещения указанного определенного количества пробоотборников для выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата из корпуса и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата в корпус.
Детектор условия обледенения может быть выполнен с возможностью анализа определенного количества изображений для идентификации типа условия обледенения летательного аппарата, когда собранные капли воды представляют собой замерзшие капли воды. Детектор условия обледенения может быть размещен или в фотокамере, или в корпусе, или в компьютерной системе летательного аппарата. Детектор условия обледенения может быть выполнен с возможностью анализа указанного определенного количества изображений с целью идентификации типа условия обледенения летательного аппарата, когда капли собранной воды представляют собой замерзшие капли воды, посредством сравнения размера замерзших капель воды на ряде изображений с базой данных размеров капли для замерзших капель воды. Указанное определенное количество типов условий обледенения может включать первый тип условия обледенения и второй тип условия обледенения. Первый тип условия обледенения может быть вызван первым типом капель, обладающим первым диапазоном размеров от приблизительно 0,00465 миллиметров в диаметре до приблизительно 0,111 миллиметров в диаметре, а второй тип условия обледенения может быть вызван вторым типом капель, обладающим вторым диапазоном размеров от приблизительно 0,112 миллиметров в диаметре до приблизительно к 2,2 миллиметров в диаметре. Второй тип условия обледенения может представлять собой тип условия обледенения, связанный с переохлажденными большими каплями.
Также раскрыто устройство обнаружения условия обледенения, содержащее группу блоков датчиков, выполненных с возможностью выработки информации об определенном количестве типов условий обледенения вне летательного аппарата, причем блок датчиков из группы блоков датчиков содержит определенное количество пробоотборников, выполненных с возможностью сбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата, фотокамеру, выполненную с возможностью формирования указанного определенного количества изображений капель воды, собранных определенным количеством пробоотборников, и датчик обнаружения условия обледенения, выполненный с возможностью обнаружения определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата посредством использования указанного определенного количества изображений, полученных от фотокамеры.
Устройство обнаружения условия обледенения может дополнительно содержать противообледенительное устройство, выполненное с возможностью удаления льда с поверхности летательного аппарата при определенном количестве типов условий обледенения.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ обнаружения условия обледенения, причем способ включает сбор капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата, формирование определенного количества изображений собранных капель воды и.определение посредством использования указанного определенного количества изображений, полученных системой с датчиками, определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата.
Способ может кроме того включать выполнение операции при указанном определенном количестве типов условий обледенения.
Операция сбора может включать перемещение определенного количества пробоотборников с целью выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата внутрь летательного аппарата, а операция формирования может включать формирование изображений капель воды, собранных на указанном определенном количестве пробоотборников в виде замерзших капель воды, когда указанное определенное количество пробоотборников втянуты из воздуха снаружи летательного аппарата внутрь летательного аппарата.
Операция сбора может дополнительно включать таяние замерзших капель воды после получения изображений и до перемещения указанного определенного количества пробоотборников с целью обратного выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата.
Операция определения может включать выбор между первым типом условия обледенения и вторым типом условия обледенения.
В различных вариантах реализации настоящего раскрытия особенности и функции могут быть реализованы независимо или они могут быть объединены в других вариантах реализации, более подробная информация о которых может быть видна из последующего описания и чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Новые особенности, полагаемые отличительными признаками пояснительных вариантов реализации настоящего изобретения, сформулированы в приложенных пунктах формулы изобретения. Однако, пояснительные варианты реализации настоящего изобретения, а также предпочтительный режим использования и дополнительные цели и особенности изобретения будут лучше всего поняты со ссылками на последующее подробное описание одного пояснительного варианта реализации настоящего изобретения вместе с сопровождающими чертежами, на которых:
фиг.1 представляет собой изображение летательного аппарата в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой блок-схему среды обнаружения условия обледенения в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.3 представляет собой блок-схему блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.4 представляет собой изображение блока датчиков на летательном аппарате в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.5 представляет собой изображение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.6 представляет собой другое изображение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.7 представляет собой другое изображение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.8 представляет собой еще одно изображение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.9 представляет собой другое изображение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.10 представляет собой поперечное сечение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.11 представляет собой изометрический вид блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг.12 представляет собой блок-схему последовательности операций, предназначенных для обнаружения условия обледенения в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения; и
фиг.13 представляет собой временную диаграмму для обнаружения выполнения определенного количества типов условий обледенения, в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пояснительные варианты реализации настоящего изобретения признают и принимают во внимание определенное количество различных соображений. Например, различные пояснительные варианты реализации настоящего изобретения признают и принимают во внимание, что используемые в настоящее время устройства, предназначенные для обнаружения условия обледенения на летательном аппарате, неспособны обнаружить все типы условий обледенения. Например, различные пояснительные варианты реализации настоящего изобретения признают и принимают во внимание, что по мере увеличения размера капель воды используемые в настоящее время датчики, возможно, не способны обнаруживать обледенение, вызываемое такими каплями воды. Различные пояснительные варианты реализации настоящего изобретения признают и принимают во внимание, что места, в которых происходит столкновение капель различных размеров с аэродинамической поверхностью во время работы летательного аппарата, различны в зависимости от размера капель.
Пояснительные варианты реализации настоящего изобретения признают и принимают во внимание, что желательно обнаруживать выполнение различных типов условий обледенения, которые могут быть вызваны различными размерами капель воды. В частности, пояснительные варианты реализации настоящего изобретения признают и принимают во внимание, что может быть желательно обнаруживать капли переохлажденной жидкой воды. Эти капли могут принять форму переохлажденных больших капель.
Таким образом, в пояснительных вариантах реализации настоящего изобретения предложены способ и устройство для обнаружения присутствия различных типов условий обледенения. В одном взятом в качестве примера варианте реализации настоящего изобретения способ и устройство предназначены для обнаружения присутствия одного условия обледенения. Капли воды собирают из воздуха снаружи летательного аппарата. Вырабатывают определенное количество изображений собранных капель воды. Посредством использования этих изображений определяют, присутствует ли определенное количество типов условий обледенения летательного аппарата. В этих пояснительных примерах выражение «определенное количество» при использовании с указанием элементов означает один или большее количество этих элементов. Например, «определенное количество изображений» означает одно или большее количество изображений.
Далее показано изображение летательного аппарата в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения со ссылкой на фигуры и, в частности, на фиг.1. В этом пояснительном варианте реализации летательный аппарат 100 содержит крыло 102 и крыло 104, прикрепленные к фюзеляжу 106. Летательный аппарат 100 также содержит двигатель 108, прикрепленный к крылу 102, и двигатель 110, прикрепленный к крылу 104.
Фюзеляж 106 содержит носовой отсек 112 и хвостовой отсек 114. Носовой отсек 112 представляет собой переднюю часть летательного аппарата 100, а хвостовой отсек 114 представляет собой хвостовую часть летательного аппарата 100. Горизонтальный стабилизатор 116, горизонтальный стабилизатор 118 и вертикальный стабилизатор 120 прикреплены к хвостовому отсеку 114 фюзеляжа 106.
Летательный аппарат 100 представляет собой пример транспортного средства, в котором может быть осуществлено устройство 122 обнаружения условия обледенения. В этом пояснительном варианте реализации настоящего изобретения устройство 122 обнаружения условия обледенения содержит блок 124 датчиков, размещенный на поверхности 126 летательного аппарата 100.
В этом частном варианте реализации настоящего изобретения блоки 124 датчиков содержат блок 128 датчиков и блок 130 датчиков. Блок 128 датчиков размещен на стороне 132 летательного аппарата 100. Блок 130 датчиков размещен на стороне 134 летательного аппарата 100. В этом пояснительном варианте реализации блок 130 датчиков по существу противоположен блоку 128 датчиков и показан в полуразрезе. В одном пояснительном варианте реализации настоящего изобретения блок 128 датчиков и блок 130 датчиков могут быть размещены по существу на горизонтальной геометрической оси 136 летательного аппарата 100. Более подробное описание блока 128 датчиков в месте 138 на фюзеляже 106 показано ниже.
В этих пояснительных примерах блоки 124 датчиков выполнены с возможностью сбора капель воды, которые могут присутствовать в воздухе вокруг поверхности 126 летательного аппарата 100. Эти капли воды могут быть подвергнуты анализу для определения присутствия определенного количества типов условий обледенения. В этих пояснительных вариантах реализации настоящего изобретения блоки 124 датчиков могут получать изображения капель воды для анализа. Анализ может указать, представляют ли собой капли воды замерзшие капли воды, а также размеры капель воды и другую подходящую информацию, которая может быть использована для идентификации присутствия определенного количества типов условий обледенения.
В этих пояснительных вариантах реализации настоящего изобретения эти условия обледенения могут иметь место на различных высотах и при различных температурах, приводящих к образованию льда на летательном аппарате 100. Например, условия обледенения могут иметь место на высоте от уровня моря до приблизительно 30000 футов при температуре от приблизительно - 40 градусов по Цельсию до приблизительно 0 градусов по Цельсию. Конечно, могут иметь место и другие высоты и температуры, при которых возможно образование льда из воды, входящей в контакт с поверхностью 126 летательного аппарата 100. Условия обледенения также могут иметь место при содержании жидкой воды в каплях от приблизительно 0,4 до приблизительно 2,8 (граммов/кубический метр) в описанном выше диапазоне высот и температур.
В частности, указанное определенное количество типов условий обледенения может включать первый тип условия обледенения и второй тип условия обледенения. В этих пояснительных примерах первый тип условия обледенения и второй тип условия обледенения вызваны каплями воды различных размеров. Хотя диапазоны высот, температур и содержания жидкой воды могут быть одинаковыми, единственное различие между первым и вторым типами условий обледенения состоит в размере капли.
В этих пояснительных примерах первый тип условия обледенения может быть назван нормальным условием обледенения. Второй тип условия обледенения может быть назван условием обледенения в присутствии переохлажденных больших капель.
В этих пояснительных примерах первый тип условия обледенения может иметь место при размерах капель, составляющих от приблизительно 0,00465 миллиметров в диаметре до приблизительно 0,111 миллиметров в диаметре. Капли этого размера могут быть названы нормальными каплями. Второй тип условия обледенения может иметь место в диапазоне размеров капель, включающем капли с диаметром, превышающим приблизительно 0,111 миллиметра. Капли с размером, превышающим приблизительно 0,111 миллиметра, могут быть названы большими каплями и, в частности, могут быть названы большими переохлажденными каплями при описанных выше значениях высоты, температуры и содержания жидкой воды. Например, диаметр капель может составлять от приблизительно 0,112 миллиметров до приблизительно 2,2 миллиметра. Кроме того, второй тип условия обледенения может включать капли с диаметром 0,111 миллиметров или меньше в присутствии капель с диаметром больше 0,111 миллиметра.
Как показано, блоки 124 датчиков выполнены с возможностью обнаружения капель воды из первого диапазона размеров. Кроме того, блоки 124 датчиков также выполнены с возможностью обнаружения капель воды из второго диапазона размеров. Эти капли воды могут быть в жидком состоянии, в замерзшем состоянии или в виде определенной комбинации этих состояний. В этих пояснительных примерах значения размеров из первого диапазона меньше значений размеров из второго диапазона.
Например, значение размера в первом диапазоне может составлять от приблизительно 0,00465 миллиметров в диаметре до приблизительно 0,111 миллиметров в диаметре. Значение размера во втором диапазоне может составлять от приблизительно 0,112 миллиметров до приблизительно 2,2 миллиметров в диаметре. Капли воды, которые считаются каплями переохлажденной воды, могут иметь значение размера из второго диапазона капель. Эти капли переохлажденной воды могут представлять собой большие переохлажденные капли.
Описание блоков 124 датчиков не предназначено для ограничения выполнения блоков датчиков в других пояснительных примерах летательного аппарата 100 или другого летательного аппарата, или транспортного средства, для которых желательно обнаружение условий обледенения. Например, иное количество блоков датчиков может быть использовано в дополнение к блоку 128 датчиков и блоку 130 датчиков из блоков 124 датчиков. Например, в других пояснительных примерах могут быть использованы пять блоков датчиков, двенадцать блоков датчиков или какое-либо иное подходящее количество блоков датчиков.
Эти блоки датчиков также могут быть размещены в других местах, например на вертикальном стабилизаторе 120, на двигателе 110, и в других подходящих местах. В качестве другого примера блоки 124 датчиков также могут быть размещены над горизонтальной центральной осью 136 летательного аппарата 100.
Обратимся теперь к фиг.2, на которой показана блок-схема среды обнаружения условия обледенения в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. Окружающая среда 200 обнаружения условия обледенения представляет собой окружающую среду, в которой обнаружение льда может быть выполнено для транспортного средства 202. В этом пояснительном варианте реализации настоящего изобретения транспортное средство 202 может представлять собой летательный аппарат 100 по фиг.1.
Устройство 204 обнаружения условия обледенения может быть связано с транспортным средством 202, причем в этих изображенных примерах «связь» одного компонента с другим компонентом представляет собой физическую связь. Например, можно полагать, что первый компонент, а именно устройство 204 обнаружения условия обледенения, связан со вторым компонентом, а именно с транспортным средством 202, посредством прикрепления ко второму компоненту, сцепления со вторым компонентом, установки на втором компоненте, приваривания ко второму компоненту, фиксации на втором компоненте и/или соединения со вторым компонентом каким-либо другим подходящим способом. Первый компонент также может быть связан со вторым компонентом посредством третьего компонента. Можно также полагать, что первый компонент связан со вторым компонентом, будучи выполненным как часть и/или продолжение второго компонента.
В этом пояснительном примере устройство 204 обнаружения условия обледенения содержит систему 206 с датчиками и детектор 208 условия обледенения. Устройство 204 обнаружения условия обледенения выполнено с возможностью обнаружения присутствия определенного количества типов условий 210 обледенения.
В частности, устройство 204 обнаружения условия обледенения может быть выполнено с возможностью обнаружения того, присутствуют ли указанное определенное количество типов условий 210 обледенения в том случае, когда на поверхности 214 транспортного средства 202 может быть образован лед 212. В этом пояснительном примере транспортное средство 202 может быть выполнено в определенном количестве различных форм, включая летательный аппарат 100 по фиг.1.
В пояснительных примерах система 206 с датчиками представляет собой аппаратный комплекс, который может включать в себя программное обеспечение. В этих пояснительных примерах система 206 с датчиками состоит из определенного количества блоков 216 датчиков.
Каждый блок датчиков из указанного определенного количества блоков 216 датчиков связан с поверхностью 214 транспортного средства 202. В частности, определенное количество блоков 216 датчиков может быть размещено в местах, подверженных воздействию воздуха 218. В частности, указанное определенное количество блоков 216 датчиков может быть размещено внутри воздушного потока 220 в воздухе 218 вокруг транспортного средства 202.
Система 206 с датчиками выполнена с возможностью обнаружения капель воды 222. В частности, указанное определенное количество блоков 216 датчиков в системе 206 с датчиками может быть выполнено с возможностью сбора капель 222 воды из воздуха 218 снаружи транспортного средства 202. Эти капли 222 воды могут быть в жидком состоянии, замерзшем состоянии и в определенной комбинации этих состояний. Другими словами, это определенное количество капель 222 воды может содержать замерзшие капли 228 воды. Капли 222 воды могут замерзнуть во время последовательности операций сбора, выполненной системой 206 с датчиками с целью сбора капель 222 воды для анализа.
Кроме того, система 206 с датчиками выполнена с возможностью получения определенного количества изображений 224 капель 222 воды, собранных системой 206 с датчиками. Указанно определенное количество изображений 224 капель 222 воды может быть проанализировано детектором 208 условия обледенения.
Как показано на чертежах, детектор 208 условия обледенения выполнен с возможностью обнаружения присутствия указанного определенного количества типов условий 210 обледенения транспортного средства 202, посредством использования указанного определенного количества изображений 224, выработанных системой 206 с датчиками. Детектор 208 условия обледенения может быть выполнен с использованием аппаратных средств, программного обеспечения или определенной их комбинации. При использовании программного обеспечения операции, выполненные детектором 208 условия обледенения, могут быть осуществлены посредством программы, выполненной с возможностью реализации блоком процессора. При использовании аппаратных средств аппаратные средства могут содержать схемы, работающие для выполнения операций в детекторе 208 условия обледенения.
В пояснительных примерах аппаратные средства могут быть выполнены в виде системы схем, интегральной микросхемы, специализированной интегральной микросхемы, программируемого логического устройства или в виде определенного другого подходящего типа аппаратного средства, выполненного с возможностью выполнения определенного количества операций. При использовании программируемого логического устройства это устройство выполнено с возможностью выполнения указанного определенного количества операций. Устройство может быть затем перестроено или может быть на постоянной основе выполнено с возможностью выполнения указанного определенного количества операций. Примерами программируемых логических устройств служат, например, программируемая логическая матрица, программируемая матричная логическа схема, программируемая пользователем логическая матрица, программируемая пользователем вентильная матрица и другие подходящие устройства аппаратных средств. Кроме того, последовательности операций могут быть осуществлены в органических компонентах, объединенных с неорганическими компонентами и/или способными состоять полностью из органических компонентов, исключая человека. Например, последовательности операций могут быть осуществлены в виде схем на органических полупроводниках.
В одном пояснительном примере детектор 208 условия обледенения выполнен с возможностью передачи информации 230 о каплях 222 воды на основании изображений 224. В частности, информация 230 может содержать размеры 232 капель для капель 222 воды. Размеры 232 капель, определенные для капель 222 воды, могут быть сравнены с размерами 234 в базе 236 данных о каплях. Размеры 234 капли в базе 236 данных о каплях представляют собой размеры капель воды для различных условий обледенения при типах условий 210 обледенения.
В этих пояснительных примерах размеры 232 капли могут быть идентифицированы на основании эмпирических данных. Эмпирические данные могут быть получены при использовании капель известных размеров, собранных системой 206 с датчиками. Например, результаты измерений могут представлять собой изображения капель 222 воды, собранных системой 206 с датчиками из воздуха 218. Капли 222 воды обладают размерами 225 капель, известными при создании базы 236 данных о каплях.
Например, размеры 232 капли для капель 222 воды, собранных на устройствах, таких как пробоотборники, могут быть отличными от размеров 225 капель для капель 222 воды в воздухе 218. Другими словами, капли 222 воды в воздухе могут обладать размером, отличным от размера капель 222 воды, прилипших или осажденных на поверхности устройства, такого как пробоотборник. Размеры 232 капель могут быть скоррелированы с размерами 225 капель при известных размерах 225 капель. Эта информация может быть использована для создания базы 236 данных капель, предназначенной для идентификации типов условий 210 обледенения.
По существу в режиме реального времени может быть выполнено сравнение размеров 232 капли для капель 222 воды с размерами 234 капель воды из базы 236 данных о каплях. Другими словами, по мере обнаружения детектором 208 условий обледенения капель 222 воды с размерами 232 капель сравнение размеров 232 капель с размерами 234 капель воды в базе 236 данных о каплях происходит с максимально возможной скоростью без намеренной задержки. Таким образом, информация 230 может быть получена по существу в режиме реального времени.
Сравнение размеров 232 капель для капель 222 воды с размерами 234 капель воды в базе 236 данных о каплях может быть использовано для идентификации присутствия определенного количества типов условий 210 обледенения вокруг транспортного средства 202. В частности, на основании этого сравнения могут быть идентифицированы тип условия обледенения или типы условий обледенения из типов условий 210 обледенения.
Кроме того, детектор 208 условия обледенения выполнен с возможностью выполнения определенной операции в ответ на обнаружение выполнения одного или большего количества типов условий 210 обледенения. В частности, типы условий 210 обледенения могут включать, как описано выше, первый тип условия обледенения и второй тип условия обледенения.
Операция, которая может быть выполнена детектором 208 условия обледенения, может представлять собой активизацию противообледенительного устройства 226. В этом пояснительном примере противообледенительное устройство 226 может быть выполнено в определенном количестве различных форм. Например, противообледенительное устройство 226 может содержать по меньшей мере одно из таких устройств, как инфракрасный нагреватель, электрический резистивный нагреватель, пневматический противообледенитель и другое подходящее устройство защиты от намерзания льда. В этих пояснительных примерах противообледенительное устройство 226 может быть использовано по меньшей мере для одного из таких действий, как уменьшение нарастания льда, предотвращение нарастания льда и удаление льда с поверхностей транспортного средства 202.
При использовании здесь в отношении списка элементов выражение «по меньшей мере одно из» означает, что могут быть использованы различные комбинации из одного или большего количества названных элементов и что только один из таких элементов в списке может быть использован. Например, «по меньшей мере один из таких элементов, как элемент А, элемент В и элемент С» может означать, без ограничения, элемент А или элемент А и элемент В. Этот пример также может означать элемент А, элемент В, и элемент С или элемент В и элемент С. В других примерах «по меньшей мере один из» может быть, например, без ограничения, представлять собой два элемента А, один элемент В и десять элементов С; четыре элемента В и семь элементов С, а также другие подходящие комбинации.
Кроме того, детектор 208 условия обледенения также может выполнять другие операции вместо или в дополнение к активации противообледенительного устройства 226. Например, другие операции могут представлять собой по меньшей мере одну такую операцию, как подача сигнала тревоги, формирование регистрационной записи, отправка отчета или другую подходящую операцию.
Таким образом, устройство 204 обнаружения условия обледенения выполнено с возможностью обнаружения различных типов условий 210 обледенения. В этих пояснительных примерах устройство 204 обнаружения условия обледенения может обеспечить автоматизированное, оперативное измерение капель воды и обнаружение льда, основанные на определенном количестве типов условий 210 обледенения, которые могут быть идентифицированы.
Обратимся теперь к фиг.3, на которой показана блок-схема блока датчиков в соответствии с одним пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. Блок датчиков 300 представляет собой пример одного варианта реализации блока датчиков в блоках 216 датчиков для системы 206 с датчиками по фиг.2.
В этом пояснительном примере блок 300 датчиков содержит определенное количество различных типов компонентов. Как показано, блок 300 датчиков содержит корпус 302, пробоотборники 304, приводящее устройство 306, фотокамеру 308, устройство 310 для удаления капель и контроллер 312.
Корпус 302 представляет собой физическую структуру, в которой могут быть связаны различные компоненты блока 300 датчиков. В частности, корпус 302 может содержать или удерживать различные компоненты блока 300 датчиков.
В этих пояснительных примерах корпус 302 может иметь различные формы. Например, корпус 302 может иметь форму, цилиндра, куба, кубоида, усеченного конуса и другихе подходящие формы. Корпус 302 может быть выполнен из одного или большего количества различных типов материалов. Например, корпус 302 может быть выполнен по меньшей мере одного такого материала, как металл, пластмасса, алюминий, титан, композиционный материал и других подходящих типов материалов.
Пробоотборники 304 представляют собой физические структуры, выполненные с возможностью сбора капель воды из воздуха вокруг транспортного средства. В этих пояснительных примерах пробоотборники 304 могут быть выдвинуты в воздух снаружи транспортного средства и втянуты из воздуха снаружи транспортного средства с целью сбора капель воды, которые могут присутствовать в воздухе снаружи транспортного средства. В частности, пробоотборники 304 могут быть выдвинуты в воздух снаружи транспортного средства из корпуса и втянуты из воздуха снаружи транспортного средства в корпус.
Приводное устройство 306 выполнено с возможностью перемещения пробоотборников 304 для выдвижения их в указанный воздух и втягивания из этого воздуха. Другими словами, приводное устройство 306 может вынуждать пробоотборники 304 к выдвижению из корпуса 302 и втягиванию назад в корпус 302. В частности, перемещение пробоотборников 304 может осуществляться таким образом., что только часть пробоотборников 304 оказывается выдвинутой в воздух за пределы корпуса 302, а другая часть пробоотборников 304 оказывается втянутой из воздуха в корпус 302.
Приводное устройство 306 представляет собой аппаратное средство и может быть выполнено посредством использования определенного количества различных типов приводов. Например, приводное устройство 306 может содержать такие компоненты, как двигательное устройство, например, по меньшей мере один такой двигатель, как электродвигатель, пневматический двигатель, и другие подходящие типы компонентов.
Фотокамера 308 представляет собой аппаратное средство, выполненное с возможностью получения изображений капель воды, которые могут быть собраны на пробоотборниках 304. В частности, фотокамера 308 может получать изображения капель воды, имеющих место на части пробоотборников 304, размещенных внутри корпуса 302.
Фотокамера 308 может содержать одну камеру или большее количество камер. В этих пояснительных примерах фотокамера 308 может быть реализована с использованием камер для видимого диапазона спектра. При наличии в фотокамере 308 одной камеры или большего количества камер для видимого диапазона спектра такая фотокамера 308 может содержать источник света, такой как светодиод или вспышка. Указанный источник света излучает свет для получения изображений капель воды фотокамерой 308 в условиях интенсивности окружающего света, недостаточной для получения изображения для проведения анализа. Например, пробоотборники 304 могут работать во время ночного полета летательного аппарата с блоком 300 датчиков. В этом примере светодиод или вспышка могут быть необходимы для получения изображений капель воды, захваченных пробоотборниками 304.
В других пояснительных примерах могут быть использованы другие типы фотокамер. Например, фотокамера 308 может представлять собой инфракрасную камеру.
Устройство 310 для удаления капель представляет собой аппаратное средство, выполненное с возможностью удаления замороженных, жидких, или и замороженных и жидких капель воды, которые могут быть на пробоотборниках 304. Удаление замерзших капель воды может происходить после формирования изображений фотокамерой 308. В этих пояснительных примерах устройство 310 для удаления капель удаляет замерзшие капли воды на пробоотборниках 304 до выдвижения пробоотборников 304 назад в воздух снаружи транспортного средства за пределами корпуса 302.
Устройство 310 для удаления капель может быть выполнено посредством использования определенного количества различных типов противообледенительных устройств. Например, устройство 310 для удаления капель может представлять собой нагреватель, выполненный с возможностью расплавления любых капель воды, замерзших на пробоотборниках 304. Этот нагреватель может также быть выполнен с возможностью испарения еще не замерзших капель воды на пробоотборниках 304. Кроме того, устройство 310 для удаления капель может быть механической структурой, соскабливающей замерзшие капли воды с пробоотборников 304. В других пояснительных примерах устройство 310 для удаления капель может счищать жидкие капли воды с пробоотборников 304. Другими словами, устройство 310 для удаления капель может представлять собой противообледенительное устройство, механическое устройство удаления капель или комбинацию этих устройств.
Контроллер 312 представляет собой аппаратное средство, выполненное с возможностью управления работой блока 300 датчиков. В этих пояснительных примерах контроллер 312 может быть выполнен в виде схемы и может представлять собой интегральную схему, процессор, программируемую логическую матрицу, прикладную специализированную интегральную схему или определенный другой подходящий тип аппаратного средства.
Как показано, контроллер 312 может управлять работой приводного устройства 306 с целью перемещения пробоотборников 304 в корпус 302 и из него. Кроме того, контроллер 312 также может быть выполнен с возможностью управления работой фотокамеры 308 для формирования изображений капель воды на пробоотборниках 304. Контроллер 312 также может быть выполнен с возможностью управления работой устройства 310 для удаления капель с целью удаления замерзших капель воды или другого льда с пробоотборников 304 до перемещения пробоотборников 304 назад за пределы корпуса 302 с целью сбора дополнительных капель воды.
Демонстрация на фиг.2 и фиг.3 окружающей среды 200 при обнаружении условия обледенения и различных компонентов окружающей среды 200 при обнаружении условия обледенения не предназначена для наложения физических или структурных ограничений на способ, посредством которого может быть выполнен пояснительный вариант реализации настоящего изобретения. В дополнение к показанным компонентам или вместо них могут быть использованы другие компоненты. Определенные компоненты могут быть не обязательными. Кроме того, блоки показаны для иллюстрации определенных функциональных компонентов. Один блок или большее количество этих блоков могут быть объединены, разделены, или объединены и разделены на различные блоки при осуществлении пояснительного варианта реализации настоящего изобретения.
Например, хотя детектор 208 условия обледенения показан как компонент, отдельный от системы 206 с датчиками, детектор 208 условия обледенения может быть распределен в блоках 216 датчиков в дополнение к тому, чтобы быть отдельным компонентом или вместо того, чтобы быть отдельным компонентом. Детектор 208 условия обледенения может быть размещен в фотокамере, корпусе, компьютерном устройстве или в определенном другом подходящем месте в летательном аппарате 100. В других пояснительных примерах система 206 с датчиками может содержать другие типы датчиков, выполненных с возможностью обнаружения присутствия льда 212 на поверхности 214 транспортного средства 202, или обнаружения присутствия типов условий 210 обледенения, которые могут иметь место вокруг транспортного средства 202.
В другом пояснительном примере транспортное средство 202 может иметь другие формы, отличные от летательного аппарата 100. Например, транспортное средство 202 может быть без ограничения выбрано из списка, содержащего, например, боевую машину пехоты, танк, поезд, автомобиль, автобус, космический корабль, надводный корабль и другие подходящие транспортные средства.
Обратимся теперь к фиг.4, где показан блок датчиков на летательном аппарате в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. Как видно, здесь показана более подробная иллюстрация блока 128 датчиков в месте 138 по фиг.1.
В этом виде блок 128 датчиков содержит корпус 400, выполненный по существу заподлицо с поверхностью 126 фюзеляжа 106 летательного аппарата 100. Как показано, корпус 400 содержит люки 402. В частности, люки 402 содержат люк 404, люк 406 и люк 408.
В этих пояснительных примерах люки 402 выполнены с возможностью выдвижения пробоотборников (не показаны) из корпуса 400 наружу летательного аппарата 100 и их втягивания в корпус 400 внутрь летательного аппарата 100. В этих пояснительных примерах указанные пробоотборники могут быть выдвинуты и втянуты для сбора капель воды.
Хотя на фиг.4 компоненты показаны в конкретной конфигурации, возможны и другие конфигурации корпуса 400 и люков 402. В определенных пояснительных примерах конструкция блока 128 датчиков может быть основана на уникальных конфигурациях летательного аппарата.
Обратимся теперь к фиг.5, где блок датчиков показан в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом примере пробоотборник 500 выдвинут из люка 404. Пробоотборник 500 может собирать капли воды из воздуха вокруг летательного аппарата 100 при его нахождении в этом выдвинутом состоянии снаружи корпуса 400 и летательного аппарата 100.
Как показано, пробоотборник 500 содержит липкий участок 502. Липкий участок 502 может представлять собой покрытие на поверхности пробоотборника 500, насадку на пробоотборник 500, или быть присоединенным к пробоотборнику 500 определенным другим подходящим способом. Липкий участок 502 может быть выполнен из материала, отличного от материала пробоотборника 500. Например, липкий участок 502 пробоотборника 500 может быть выполнен из гладкого, но устойчивого к эрозии материала, например, из кремниевой резины, политетрафторэтилена, масляной или восковой смолы или из других подходящих типов материалов. Материал, выбираемый для липкого участка 502 пробоотборника 500, может быть выбран таким образом, что липкий участок 502 собирает капли воды.
В этих пояснительных примерах липкий участок 502 пробоотборника 500 выполнен с возможностью втягивания всего липкого участка 502 в корпус 400 через люк 404. Таким образом, липкий участок 502 с каплями воды может быть сфотографирован и полученные изображения могут быть проанализированы блоком 128 датчиков.
Хотя изображенный пример показывает липкий участок 502 как небольшую часть пробоотборника 500, липкий участок 502 может быть больше в зависимости от конкретного выполнения. Например, липкий участок 502 может быть выполнен с возможностью покрытия всей поверхности пробоотборника 500. В других пояснительных примерах липкий участок 502 пробоотборника 500 может быть меньше показанного на этой фигуре.
Обратимся теперь к фиг.6, где показана другая иллюстрация блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом виде пробоотборник 500 осуществляет перемещение в направлении стрелки 600 для втягивания в корпус 400 через люк 404. Кроме того, пробоотборник 602 осуществляет перемещение в направлении стрелки 604 для выдвижения во внешнем направлении за пределы корпуса 400 через люк 406.
В этом пояснительном примере пробоотборник 602 содержит липкий участок 606. Липкий участок 606 пробоотборника 602 аналогичен липкому участку 502 пробоотборника 500. Липкий участок 606 выполнен из материала, выполненного с возможностью сбора капель воды на поверхности липкого участка 606.
Как показано, липкий участок 606 пробоотборника 602 выполнен с возможностью втягивания всего липкого участка 606 в корпус 400 через люк 406. Таким образом, липкий участок 606 с каплями воды может быть сфотографирован и проанализирован блоком 128 датчиков. В некоторых пояснительных примерах липкий участок 606 может, в зависимости от конкретного выполнения, быть меньше или больше показанного на этой фигуре.
На фиг.7 показана другая иллюстрация блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. На этом виде пробоотборник 602 показан в полностью выдвинутом состоянии за пределами корпуса 400, а пробоотборник 500 полностью втянут внутрь корпуса 400.
Обратимся теперь к фиг.8, показывающей еще одну иллюстрацию блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом примере пробоотборник 602 перемещается в направлении стрелки 800 для втягивания внутрь корпуса 400 через люк 406, а пробоотборник 802 перемещается в направлении стрелки 804 для выдвижения его наружу за пределы корпуса 400 через люк 408.
Как показано, пробоотборник 802 содержит липкий участок 808. Липкий участок 808 пробоотборника 802 аналогичен липкому участку 502 пробоотборника 500 и липкому участку 606 пробоотборника 602. Липкий участок 808 выполнен из материала, выполненного с возможностью сбора капель воды на поверхности липкого участка 808.
Как показано, липкий участок 808 пробоотборника 802 выполнен с возможностью втягивания всего липкого участка 808 в корпус 400 через люк 408. Таким образом, липкий участок 808 с каплями воды может быть сфотографирован и проанализирован блоком 128 датчиков. В некоторых пояснительных примерах липкий участок 808 может, в зависимости от конкретного выполнения, быть меньше или больше показанного на этой фигуре.
На фиг.9 показана другая иллюстрация блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом пояснительном примере пробоотборник 802 показан в полностью выдвинутом состоянии за пределами корпуса 400, а пробоотборник 602 полностью втянут внутрь корпуса 400.
В пояснительных примерах, показанных на фиг.4-9, пробоотборники, такие как пробоотборник 500, пробоотборник 602 и пробоотборник 802, могут быть перемещены таким образом, что один из пробоотборников может всегда быть выдвинут для сбора капель воды при использовании блока 128 датчиков для обнаружения присутствия определенного количества типов условий обледенения. В некоторых примерах первый пробоотборник, например, пробоотборник 500, может быть полностью втянут до того, как второй пробоотборник, например, пробоотборник 602, будет выдвинут. Другими словами, при достижении липким участком 502 пробоотборника 500 внутренней части корпуса 400 в блоке датчиков 128 для проведения анализа, пробоотборник 602 с липким участком 606 может быть выдвинут.В других пояснительных примерах несколько пробоотборников могут быть выдвинуты из корпуса 400 по существу одновременно.
Обратимся теперь к фиг.10, показывающей поперечное сечение блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом пояснительном примере поперечное сечение блока 128 датчиков выполнено вдоль линий 10-10 по фиг.4.
Как показано, пробоотборник 500 с липким участком 502, пробоотборник 602 с липким участком 606 и пробоотборник 802 с липким участком 808 показаны полностью втянутыми внутрь корпуса 400. В этих пояснительных примерах пробоотборник 500 управляется приводом 1000, пробоотборник 602 управляется приводом 1002, а пробоотборник 802 управляется приводом 1004. Привод 1000, привод 1002 и привод 1004 могут быть физическим воплощением приводного устройства 306 по фиг.3.
Привод 1000, привод 1002 и привод 1004 выполнены с возможностью перемещения соответственно пробоотборника 500, пробоотборника 602 и пробоотборника 802 в воздух и возвращения пробоотборника 500, пробоотборника 602 и пробоотборника 802 в корпус 400. Привод 1000, привод 1002 и привод 1004 управляеются контроллером 1006. Контроллер 1006 может быть физическим воплощением контроллера 312 по фиг.3.
В этом примере устройство 1008 для удаления капель связано с пробоотборником 500, устройство 1010 для удаления капель связано с пробоотборником 602, а устройство 1012 для удаления капель связано с пробоотборником 802. Устройство 1008 для удаления капель, устройство 1010 для удаления капель и устройство 1012 для удаления капель могут быть физическим воплощением устройства 310 для удаления капель по фиг.3.
В этом пояснительном примере устройство 1008 для удаления капель, устройство 1010 для удаления капель и устройство 1012 для удаления капель показаны в виде внутренних спиралей. В других пояснительных примерах устройство 1008 для удаления капель, устройство 1010 для удаления капель и устройство 1012 для удаления капель могут быть выполнены в виде внешних нагревателей или могут быть соединены с поверхностью устройства 1008 для удаления капель, устройства 1010 для удаления капель и устройства 1012 для удаления капель.
В других пояснительных примерах устройство 1008 для удаления капель, устройство 1010 для удаления капель и устройство 1012 для удаления капель могут быть выполнены в виде механических устройств. Эти механические устройства могут быть выполнены с возможностью соскабливания льда или капель воды с поверхностей пробоотборника 500, пробоотборника 602 и пробоотборника 802.
Как показано, в корпусе 400 размещена фотокамера 1014. Фотокамера 1014 представляет собой пример физического воплощения фотокамеры 308 по фиг.3. Фотокамера 1014 выполнена с возможностью формирования изображения пробоотборника 500, пробоотборника 602 и пробоотборника 802, когда по меньшей мере один из указанных пробоотборников втянут в корпус 400. В этих пояснительных примерах фотокамера 1014 также управляется контроллером 1006.
Обратимся теперь к фиг.11, показывающей изометрический вид блока датчиков в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом варианте реализации блок 128 датчиков показан таким образом, что видны пробоотборник 500, пробоотборник 602, пробоотборник 802 и компоненты внутри корпуса 400.
На указанном виде привод 1000 выдвинул пробоотборник 500 в воздух. В этом пояснительном примере липкий участок 502 собирает капли воды. Пробоотборник 602 и пробоотборник 802 оставлены внутри корпуса 400.
Иллюстрации блока 128 датчиков на фиг.1 и фиг.4-11 не предназначены для ограничения вариантов реализации блока 300 датчиков. Например, другие блоки датчиков могут содержать другие количества пробоотборников, отличающиеся от трех пробоотборников, показанных для блока 128 датчиков. Например, блок датчиков может содержать только один пробоотборник, четыре пробоотборника или определенное другое подходящее количество пробоотборников. Кроме того, пробоотборники также могут иметь другие формы. Например, пробоотборники могут иметь поперечное сечение в виде овала, прямоугольника, квадрата, шестигранника или в виде определенной формы, отличной от круговой формы, показанной для пробоотборника 500, пробоотборника 602 и пробоотборника 802.
Обратимся теперь к фиг.12, показывающей блок-схему последовательности операций для обнаружения условия обледенения в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. Последовательность операций, показанная на фиг.12, может быть осуществлена в среде 200 обнаружения условия обледенения по фиг.2. В частности эта последовательность операций может быть выполнена при использовании устройства 204 обнаружения условия обледенения.
Последовательность операций начата посредством сбора капель воды из воздуха снаружи транспортного средства (операция 1200). Получают определенное количество изображений собранных капель воды (операция 1202). Согласно последовательности операций затем определяют наличие определенного количества типов условий обледенения посредством использования определенного количества изображений (операция 1204).
При наличии определенного количества типов условий обледенения происходит выполнение операции (операция 1206) с возвратом последовательности к операции 1200. При отсутствии определенного количества типов условий обледенения, также происходит возврат последовательности операций к операции 1200. Повторение этой последовательности операций может происходить до тех пор, пока нужен контроль наличия одного условия или большего количества условий обледенения.
Блок-схемы и блочные диаграммы в различных изображенных вариантах реализации настоящего изобретения иллюстрируют архитектуру, функциональные особенности и работу некоторых возможных вариантов выполнения устройств и способов в взятом в пояснительном варианте реализации настоящего изобретения. В этой связи каждый блок в блок-схемах или блочных диаграммах может представлять собой модуль, сегмент, функцию, и/или часть операции или этап. Например, один блок или большее количество блоков могут быть выполнены в виде программного кода, аппаратных средств или в виде комбинации программного кода и аппаратных средств. При выполнении в виде аппаратных средств эти аппаратные средства могут, например, быть выполнены в виде интегральных схем, произведенных или выполненных с возможностью выполнения одной операции или большего количества операций в блок-схемах или блочных диаграммах.
В некоторых альтернативных выполнениях в рамках пояснительного варианта реализации настоящего изобретения функция или функции, отмеченные в блоках, могут иметь место не в том порядке, как указано на фигурах. Например, в некоторых случаях два блока, показанные последовательно, могут быть выполнены по существу одновременно, или блоки могут иногда быть выполнены в обратном порядке, в зависимости от используемой функциональной возможности. Кроме того, могут быть добавлены другие блоки в дополнение к блокам, показанным в блок-схеме или в блочной диаграмме.
Обратимся теперь к фиг.13, показывающей временную диаграмму при обнаружении наличия определенного количества типов условий обледенения, в соответствии с пояснительным вариантом реализации настоящего изобретения. В этом пояснительном примере временная диаграмма 1300 показывает распределение по времени цикла перемещения пробоотборников в блоке 128 датчиков согласно фиг.4-11. Временная диаграмма 1300 содержит шкалу 1302 с прошедшим временем, измеряемым в секундах.
Как показано, временная диаграмма 1300 содержит линию 1304, линию 1306 и линию 1308. Линия 1304 описывает перемещение со временем «пробоотборника А», линия 1306 описывает перемещение со временем «пробоотборника В» и линии 1308 описывает перемещение со временем «пробоотборника С». Пробоотборник А может соответствовать пробоотборнику 500, пробоотборник В может соответствовать пробоотборнику 602 и пробоотборник С может соответствовать пробоотборнику 802 на фиг.4-11.
В этом пояснительном примере время цикла для пробоотборника А, показанного линией 1304, состоит из пяти секунд нахождения в воздушном потоке для сбора капель в воздухе в течение периода 1310 времени, 20 секунд нахождения в корпусе для формирования фотографий и измерения капель в течение периода 1312 времени, и 35 секунд, предназначенных для нагрева или удаления иным образом капель воды с пробоотборника в течение периода 1314 времени. После фотографирования пробоотборника А сигнал об измерении обледенения фиксируется в течение шестидесяти секунд, как показано во время периода 1316 времени. Фиксированный сигнал может представляет собой непрерывно передаваемый сигнал. Сигнал фиксируют для минимизации нежелательного зацикливания устройств защиты от обледенения. Цикл, имеющий место в течение периода 1310 времени, периода 1312 времени и периода времени 1314, может быть повторен любое число раз для пробоотборника А.
В этом изображенном примере линия 1317 обозначает сигнал, посылаемый пробоотборником на блок 128 датчиков. Этот сигнал может быть послан на приборную панель летательного аппарата или в другие подходящие места, которые задействуются при запуске противообледенительного устройства или запуске других подходящих мер защиты от намерзания льда. Этот сигнал можно посылать непрерывно между циклами пробоотборника А.
Как показано, пробоотборник В реализует цикл, аналогичный циклу пробоотборника А, но смещенный на 15 секунд. Линия 1306 показывает распределение по времени частей этого цикла, соответствующих сбору капель, формированию изображения и удалению капель. Линия 1318 указывает на сигнал, посылаемый на приборную панель от пробоотборника В в блоке 128 датчиков.
В этом примере пробоотборник С также реализует цикл, аналогичный циклам пробоотборника А и пробоотборника В. В этом пояснительном примере время цикла для пробоотборника С, изображенного посредством линии 1306, задержано на 30 секунд. Линия 1320 указывает на сигнал, посылаемый на приборную панель от пробоотборника С.
Таким образом, блок 128 датчиков непрерывно предоставляет информацию на приборную панель об условиях обледенения для летательного аппарата. В результате летательный аппарат может предотвращать появление или удалять лед, воду, или и лед и воду с поверхности летательного аппарата по существу в режиме реального времени таким образом, что летательный аппарат работает в нужном режиме при появлении условий обледенения.
Таким образом, в пояснительных вариантах реализации настоящего изобретения предложены способ и устройство для обнаружения различных типов условий обледенения. При использовании одного пояснительного варианта реализации настоящего изобретения устройство обнаружения условия обледенения может различать типы условий обледенения. Таким образом, пояснительные варианты реализации настоящего изобретения дают более подробную информацию об условиях обледенения, чем используемые в настоящее время устройства обнаружения обледенения, которые неспособны проводить различие между обычными условиями обледенения и условиями обледенения в присутствии переохлажденных больших капель.
Кроме того, согласно пояснительным вариантам реализации настоящего изобретения могут быть точно измерены размеры капель. Эти измерения могут быть выполнены посредством сравнения изображений капель воды, собранных на пробоотборниках, с изображениями, хранимыми в базе данных. Кроме того, пояснительные варианты реализации настоящего изобретения могут работать с применением устройств обнаружения обледенения, потребляющих меньше энергии, чем используемые в настоящее время устройства. Например, блок датчиков может находиться в режиме ожидания, пока не будут выполнены условия, приводящие к обледенению.
Кроме того, при использовании одного пояснительного варианта реализации настоящего изобретения операторам летательного аппарата не нужно руководствоваться температурой летательного аппарата для определения условия обледенения. По мере накопления льда на пробоотборнике устройство обнаружения условия обледенения анализирует и классифицирует тип условия обледенения, присутствующий в окружающей среде вокруг летательного аппарата. Эта последовательность операций гораздо быстрее подает на приборную панель предупредительный сигнал о появлении условий обледенения, чем это происходит при использовании других способов и в режиме реального времени обновляет данные о появлении условий обледенения вокруг летательного аппарата.
Описание различных пояснительных вариантов реализации настоящего изобретения было представлено для целей иллюстрации и описания, и не предназначено для исчерпания или ограничения раскрытых вариантов реализации. Многие модификации и изменения очевидны для специалистов в данной области техники.
Кроме того, различные пояснительные варианты реализации настоящего изобретения подразумевают различные особенности по сравнению с другими пояснительными вариантами. Выбранный вариант реализации или выбранные варианты реализации выбраны и описаны для наилучшего объяснения принципов реализации настоящего изобретения и их практического применения, и дают возможность другим специалистам в данной области техники содержание различных вариантов реализации изобретения с различными модификациями, подходящими для конкретного применения.
1. Устройство для обнаружения условия обледенения, содержащее:
систему 206 с датчиками, выполненную с возможностью сбора капель 222 воды из воздуха снаружи летательного аппарата 100 и формирования определенного количества изображений 224 собранных капель 222 воды, и
детектор 208 условия обледенения, выполненный с возможностью обнаружения присутствия определенного количества типов условий 210 обледенения летательного аппарата 100 с использованием указанного определенного количества изображений 224, полученных от системы 206 с датчиками.
2. Устройство по п.1, в котором
детектор 208 условия обледенения дополнительно выполнен с возможностью выполнения операции 1206 в ответ на обнаружение присутствия по меньшей мере одного из условий обледенения первого типа и условий обледенения второго типа.
3. Устройство по п.1 или 2, в котором
указанная операция представляет собой по меньшей мере одно из следующего: формирование сигнала тревоги, активация противообледенительного устройства, формирование регистрационной записи, отправка отчета.
4. Устройство по п.1, в котором система 206 с датчиками содержит
определенное количество пробоотборников 304, выполненных с возможностью сбора капель 222 воды из воздуха снаружи летательного аппарата 100, и
фотокамеру 308, выполненную с возможностью формирования указанного определенного количества изображений 224 капель 222 воды, собранных определенным количеством пробоотборников 304.
5. Устройство по п.1, в котором
указанное определенное количество пробоотборников 304 выполнено с возможностью выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата 100 и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата 100 внутрь летательного аппарата 100.
6. Устройство по п.1, в котором
указанное определенное количество пробоотборников 304 выполнено с возможностью периодического выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата 100 и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата 100.
7. Устройство по п.5, дополнительно содержащее
корпус 302, 400, в котором
размещена фотокамера 308, 1014, а
указанное определенное количество пробоотборников 304 выполнено с возможностью выдвижения из корпуса 302, 400 в воздух снаружи летательного аппарата 100 и втягивания в корпус 302, 400 из воздуха снаружи летательного аппарата 100,
и двигательное устройство, выполненное с возможностью перемещения указанного определенного количества пробоотборников 304 для их выдвижения из корпуса 302, 400 в воздух снаружи летательного аппарата 100 и втягивания в корпус 302, 400 из воздуха снаружи летательного аппарата 100.
8. Устройство по п.5, в котором
детектор 208 условия обледенения выполнен с возможностью анализа указанного определенного количества изображений 224 для идентификации типа условия обледенения летательного аппарата 100, когда собранные капли 222 воды представляют собой замерзшие капли 228 воды, посредством сравнения размера замерзших капель 228 воды на указанном определенном количестве изображений 224 с базой 236 данных капель, содержащей размеры 225 замерзших капель 228 воды.
9. Устройство по п.8, в котором
детектор 208 условия обледенения размещен в фотокамере 308, 1014, корпусе 302, 400 или компьютерном устройстве летательного аппарата 100.
10. Устройство по п.2, в котором
первый тип условия обледенения вызван первым типом капель 222, имеющим первый диапазон размеров 225 от приблизительно 0,00465 миллиметров в диаметре до приблизительно 0,111 миллиметров в диаметре, а
второй тип условия обледенения вызван вторым типом капель 222, имеющим второй диапазон размеров 225 от приблизительно 0,112 миллиметров в диаметре до приблизительно 2,2 миллиметров в диаметре.
11. Устройство по п.1, дополнительно содержащее
группу блоков 124, 216 датчиков, в которой
блок 128, 130, 300 датчиков в группе блоков 124, 216 датчиков содержит
определенное количество пробоотборников 304, выполненных с возможностью сбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата 100, и
фотокамеру 308, 1014, выполненную с возможностью формирования определенного количества изображений 224 капель 222 воды, собранных указанным определенным количеством пробоотборников 304, и
противообледенительное устройство 226, выполненное с возможностью удаления льда с поверхности летательного аппарата 100 при присутствии указанного определенного количества типов условий 210 обледенения.
12. Способ обнаружения условия обледенения, который включает сбор капель 222 воды из воздуха снаружи летательного аппарата 100,
формирование определенного количества изображений 224 собранных капель 222 воды и
определение присутствия определенного количества типов условий 210 обледенения летательного аппарата 100 с использованием указанного определенного количества изображений 224 от системы 206 с датчиками.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий
выполнение операции 1206 при присутствии указанного определенного количества типов условий 210 обледенения.
14. Способ по п.12 или 13, в котором
указанная операция сбора включает
перемещение определенного количества пробоотборников 304 и их выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата 100 и втягивания из воздуха снаружи летательного аппарата 100 внутрь летательного аппарата 100 и
в котором
указанная операция формирования включает
формирование изображений 224 капель 222 воды, собранных на указанном определенном количестве пробоотборников 304 в виде замерзших капель 228 воды, когда указанное определенное количество пробоотборников 304 втянуто из воздуха снаружи летательного аппарата 100 внутрь летательного аппарата 100.
15. Способ по п.14, в котором
указанная операция сбора дополнительно включает
плавление замерзших капель 228 воды после формирования изображений 224 и до перемещения указанного определенного количества пробоотборников 304 для выдвижения в воздух снаружи летательного аппарата 100.
