[发明专利]用于修正翼型上的水撞击极限的位置的系统和方法

说明书

用于修正翼型上的水撞击极限的位置的系统和方法。一种用于修正飞行器的翼型上的水撞击极限的位置的系统包括飞行控制计算机，其被配置为接收表示在飞行器的飞行路径的环境中感测到的环境参数的数据，基于环境参数，确定飞行器当前经受或预测要经受的结冰条件的存在，并且基于结冰条件的存在，生成用于致动飞行器的活动表面的命令信号。该系统还包括表面致动器，其被配置为从飞行控制计算机接收命令信号并按照使得翼型的迎角增加的方式调节活动表面，从而修正翼型上的水撞击极限的位置。

技术领域

本公开总体上涉及飞行器飞行操作，更具体地，涉及一种用于修正飞行器的翼型上的水撞击极限的系统和方法。

背景技术

在飞行中当水滴撞击在飞行器表面上并冻结时可在飞行器的表面上形成冰。冰在某些气动表面上的堆积会降低飞行器的性能和操控特性。例如，机翼前缘上的积冰会更改机翼的横截面形状，这会扰乱机翼上的空气流，从而导致机翼的升力(lift)能力降低，气动阻力增加，重量增加，并且飞行器的失速速度增加。

目前解决翼型前缘上的积冰的方法包括使用安装在前缘表面上的充气除冰靴。当冰积聚在前缘上时，可利用压缩空气对除冰靴充气，导致冰开裂。机翼上流动的空气从机翼吹掉冰，之后对除冰靴放气以使前缘返回其充气前形状。尽管通常有效，但是除冰靴增加了飞行器的成本、复杂度和重量。

解决前缘上的积冰的另一方法涉及使用引气(bleed air)除冰或防冰系统，其中从飞行器的燃气涡轮发动机引热空气。按照对机翼表面进行加热的方式，引气通过沿着前缘的内部延伸的喷管引导并排出。可以按这样的方式周期性地激活引气：将前缘的表面维持在冰点以上以防止形成冰，或者使冰融化到机翼上流动的空气将从冰机翼上吹掉的程度。尽管有效解决积冰，但是从发动机抽取引气降低了发动机性能。另外，喷管和引气系统的其它硬件增加了飞行器的成本、复杂度和重量。

可以看出，本领域需要一种用于减少翼型上的积冰的系统和方法，其减少了对防冰硬件(例如，除冰或防冰系统硬件)的需求。

发明内容

与翼型上的积冰关联的上述需求由本公开具体地解决和缓解，本公开提供了一种用于修正飞行器的翼型上的水撞击极限的位置的系统。该系统包括飞行控制计算机，其被配置为接收表示飞行器的飞行路径的环境中的环境参数的数据。另外，飞行控制计算机被配置为基于环境参数来确定飞行器当前经受或预测要经受的结冰条件的存在。此外，飞行控制计算机被配置为基于结冰条件的存在来生成用于致动飞行器的活动表面的命令信号。该系统还包括表面致动器，其被配置为从飞行控制计算机接收命令信号并按照使翼型的迎角增加的方式调节活动表面，从而修正翼型上的水撞击极限。

另外公开了一种修正飞行器的翼型的表面上的水撞击极限的位置的方法。该方法包括在飞行器的飞行路径的环境中感测环境参数，并基于环境参数来确定飞行器当前经受或预测要经受的结冰条件的存在。另外，该方法包括响应于确定结冰条件的存在，调节飞行器的至少一个活动表面，并响应于调节活动表面而增加翼型的迎角，从而修正翼型上的水撞击极限。

该方法的另一示例包括感测飞行器的飞行路径的环境中的气温和水滴的液滴大小，基于气温和液滴大小来确定飞行器当前经受或预测要经受的结冰条件的存在，并响应于确定结冰条件的存在，使分别联接到一对机翼的至少一对横向对称的活动表面向上偏转。另外，该方法包括：响应于横向对称的一对活动表面的向上偏转，增加机翼的机翼迎角，从而导致机翼的上表面上的水撞击上限的向前并向下移位以及机翼的下表面上的水撞击下限的向后并向下移位。

已讨论的特征、功能和优点可在本公开的各种示例中独立地实现，或者可在其它示例中组合，其进一步的细节可参考以下描述和下面的附图看到。

附图说明

本公开的这些和其它特征将在参照附图时变得更显而易见，其中相似的标号始终指示相似的部件，并且其中：

图1是用于修正翼型上的水撞击极限的系统的示意图；