[发明专利]管理对结冰威胁的响应

说明书

提供了一种用于飞行器的防冰系统。该系统包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置成生成指示飞行器附近的空运颗粒的大小、形状、密度和类型中的一个或多个的数据。所述一个或多个传感器耦合到数据调节器，所述数据调节器配置成准备所述数据以用于处理。数据调节器耦合到推理器，所述推理器配置成根据所述数据来确定对机身、至少一个引擎和至少一个空中数据探针的结冰威胁的严重性。一个或多个控制器耦合到推理器。所述一个或多个控制器取决于由推理器确定的结冰威胁来自动地操作用于所述至少一个引擎、机身和所述至少一个空中数据探针中的至少一个的防结冰机构。

背景技术

许多年来，机身结冰威胁已经是显著的航空危险。当飞行器遭遇结冰状况时，任何不受抑制的冰累积可以导致增加的空气动力阻力（drag）、升力的损失和增加的重量。这些因素降低总的飞行器性能，并且特别地导致更高的失速速度。如果暴露被延长，冰累积可以变得明显，并且飞行器可以丢失继续处于稳定飞行中的能力。

统计上，尽管机身结冰事故仅占总航空事故的小百分比，但是它们在从1982年到2000年的19年时段期间导致583个事故和多于800个死亡。Kevin R. Petty和Carol D. J.Floyd的“A statistical Review of Aviation Airframe Icing Accidents in the US”，National Transportation Safety Board (NTSB), Washington, DC。

在此时段上来自全国运输安全委员会（NTSB）的数据示出了机身结冰事故的百分之四十（40%）发生在飞机巡航时，飞行员工作量相对低时的时段；并且监视和对结冰进行响应的机会应当是高的。结冰事故的下一个最大百分比发生在引擎通常操作于最大功率下并且飞行员工作量高时的起飞期间。事故数据的进一步研究展示了经验丰富和缺乏经验的飞行员都易受机身结冰危险的影响，而且，诸如过冷液滴（SLD）之类的某些类型的结冰状况可以导致不同的冰累积模式。“对过冷大微滴（SLD）的大量……注意在ATR-72……经历从受控飞行的非命令偏离时生成并且在Roselawn，Indiana附近坠毁（1994）。依附在除冰靴后面的冰脊对未预料到的副翼铰链力矩翻转以及控制的突然丢失有贡献”。除了对由SLD造成的威胁的理解的增长之外，现在认识到比当前在技术标准规定TSO-C16a验证要求中定义的那些更粗糙的冰形状和更大的冰尺寸可以引起大的空气动力惩罚。并非所有的机身结冰威胁平等地创建。

结冰状况对空中旅行的威胁不限于机身结冰；还存在引擎事件和空中数据仪器故障的威胁。根据Mason等人，从上世纪90年代到2006年，已经存在超过240个结冰相关事件，其中62个已经被归类为涡轮风扇发动机功率损失，可能由于冰颗粒结冰。Jeanne G.Mason、J. Walter Strapp和Philip Chow的“The Ice Particle Threat to Engines inFlight”，第44届AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit，2006年1月，Reno，Nevada。